JPH1119424A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 天候により太陽電池の発電量が小さい場合で
も空気圧縮機から揚水管内に空気を噴出させて浄化処理
を行うことができ、浄化効率を向上させることができる
水質浄化装置を提供する。 【解決手段】 通過する被処理水を浄化する浄化処理ユ
ニット１３に設けられるとともに上下方向に延在する揚
水管２８と、該揚水管２８内に、高さ方向に位置を異な
らせて複数配置された空気噴出部３３，３６から空気を
噴出させる空気圧縮機と、該空気圧縮機に電力を供給す
る太陽電池４５とを有し、天候が悪く太陽電池４５の発
電量が小さい場合には、高さ方向における上側すなわち
水圧の低い位置の空気噴出部３６を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば湖沼、池、
ダム、溜池、貯水池、河川、用水路、堀、運河、水槽等
において水を浄化する水質浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】湖沼、池、ダム、溜池、貯水池、河川、
用水路、堀、運河、水槽等の浄化対象の水域において、
水質汚染対策として水を浄化する水質浄化装置を設置す
ることが行われている。このような水質浄化装置とし
て、通過する被処理水を浄化する浄化処理ユニットと、
該浄化処理ユニットに設けられるとともに上下方向に延
在する上下延在部を有する揚水管と、上下延在部内に配
置された空気噴出部から空気を噴出させることで揚水管
内に水流を生じさせる空気圧縮機と、該空気圧縮機に電
力を供給する太陽電池とを有するものがある。この水質
浄化装置は、太陽電池の電力で空気圧縮機を駆動させ、
揚水管内に水流を生じさせることにより浄化処理ユニッ
トに被処理水を強制的に通過させて浄化を行うものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に太陽電池を使用する場合、該太陽電池の発電量に応じ
て空気圧縮機が駆動されることになるため、発電量が少
ない場合は空気圧縮機の吐出圧力が揚水管の空気噴出部
における水頭圧力より小さくなって該空気噴出部から空
気が吐出されない状態となってしまう。このため、天候
によっては一日の間に浄化処理が行われない状態が長時
間続いて浄化効率が低下してしまうことがあった。した
がって、本発明の目的は、天候により太陽電池の発電量
が小さい場合でも空気圧縮機から揚水管内に空気を噴出
させて浄化処理を行うことができ、浄化効率を向上させ
ることができる水質浄化装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の水質浄化装置は、通過する
被処理水を浄化する浄化処理ユニットと、該浄化処理ユ
ニットに設けられるとともに上下方向に延在する上下延
在部を有する揚水管と、前記上下延在部内に配置された
空気噴出部から空気を噴出させることで前記揚水管内に
水流を生じさせて浄化処理ユニットに被処理水を通過さ
せる空気圧縮機と、該空気圧縮機に電力を供給する太陽
電池と、を有するものであって、前記揚水管に前記空気
圧縮機の空気噴出部を高さ方向に位置を異ならせて複数
設けるとともに、前記太陽電池の発電量に応じて、空気
を噴出させる空気噴出部を切り換える制御手段を具備す
ることを特徴としている。これにより、天候が悪く太陽
電池の発電量が小さい場合には、制御手段が、高さ方向
における上側すなわち水圧の低い位置の空気噴出部を選
択する。すると、該上側の空気噴出部からであれば吐出
圧力が小さくても空気圧縮機で空気を噴出させることが
でき、揚水管内に十分ではないながらも水流を生じさせ
て浄化処理ユニットに被処理水を通過させ浄化を行うこ
とができる。勿論、天候が良く太陽電池の発電量が大き
く空気圧縮機で十分な吐出圧力が得られる場合には、制
御手段が、高さ方向における下側の空気噴出部から空気
圧縮機で空気を噴出させることで、揚水管内に十分な水
流を生じさせて浄化処理ユニットに被処理水を通過させ
浄化を十分に行うことができる。本発明の請求項２記載
の水質浄化装置は、上記に関し、前記高さ方向に位置の
異なる複数の空気噴出部を、一の揚水管に設けてなるこ
とを特徴としている。このように複数の空気噴出部が一
の揚水管に設けられるため、揚水管の数を最小限にする
ことができ、装置全体が大型化してしまうことを防止で
きる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の水質
浄化装置を図１〜図４を参照して以下に説明する。ま
ず、図１において符号１１で示すものが水質浄化装置で
ある。この水質浄化装置１１は、池あるいは湖沼等の浄
化対象の水域１０に浮遊されて用いられるもので、水に
浮かせるための二つのフロート１２と、これらフロート
１２の下側にロープ９で着脱自在に吊り下げられて水面
１０ａ下に配置される浄化処理ユニット１３と、二つの
フロート１２同士を連結させる連結金具１５に固定され
た駆動装置１４とを有している。なお、以下の説明にお
ける上下は、フロート１２で浄化対象の水域１０に浮か
された状態における上下である。

【０００６】浄化処理ユニット１３について説明する。
浄化処理ユニット１３は、略円筒状に形成されるととも
に多数の通水孔１６ａが全面に形成された外円筒部１６
と、その下端開口側を閉塞するよう取り付けられた円板
状の下板部１７と、外円筒部１６の上端開口側を閉塞す
るよう取り付けられるとともに中央に貫通孔１８が形成
された有孔円板状の上板部１９と、略円筒状に形成され
るとともに一端側のフランジ部２０において上板部１９
の下側に、外円筒部１６と同軸をなして取り付けられた
集水管２１と、集水管２１の下部位置であって下板部１
７の上側位置に集水管２１の下部開口部を閉塞させるよ
うに下板部１７と平行をなして取り付けられた円板状の
底板部２２とからなる、鉛直に軸線を配置した外体２３
を有している。

【０００７】上板部１９および底板部２２の、集水管２
１より外側部分と、下板部１７の全面には、多数の図示
せぬ通水孔が形成されており、また、集水管２１には集
水孔２１ａが多数所定間隔で形成されている。そして、
外体２３と上板部１９と底板部２２と集水管２１とで囲
まれる環状の隙間には、上記したすべての通水孔および
集水孔より径大の木炭２５が浄化材として充填されしか
も有機物を分解する好気性の微生物が担持されて、処理
部２６が形成されている。

【０００８】集水管２１の内側には、上板部１９、底板
部２２および集水管２１で画成される内部隙間部２７内
に延在するよう両端開口の略円筒状の揚水管（上下延在
部）２８が、集水管２１と同軸をなすよう鉛直延在しか
つその外周面が集水管２１の内周面と所定の間隔をあけ
た状態で、上端のフランジ部２９において上板部１９の
下側に固定されている。この固定状態で、揚水管２８
は、底板部２２の若干上側位置に下端開口部２８ａを開
口させており、上端開口部２８ｂを上板部１９の貫通孔
１８に一致させている。これにより、内部隙間部２７は
処理部２６または揚水管２８を介する以外での浄化処理
ユニット１３の外部への連通が不可とされている。

【０００９】そして、この実施の形態においては、図１
および図２に示すように、複数具体的には二本の空気導
入管３１，３２がそれぞれの上端側を上板部１９に支持
された状態で揚水管２８と集水管２１との間に挿通され
ている。一方の空気導入管３１は、揚水管２８の下端開
口部２８ａより若干上側まで鉛直延在しており下端に揚
水管２８の方向に延出して該揚水管２８に嵌合挿入され
る空気噴出ノズル（空気噴出部）３３が設けられてい
て、該空気噴出ノズル３３の揚水管２８内に配置された
部分には、内外を連通させる空気噴出孔３４が複数形成
されている。そして、この空気導入管３１は、上端部に
連結された連結管３５を介して、フロート１２側に固定
された駆動装置１４に連結されている。

【００１０】他方の空気導入管３２は、空気噴出ノズル
３３より上側であって揚水管２８の上下方向における略
中間位置まで鉛直延在しており下端に揚水管２８の方向
に延出して該揚水管２８に嵌合挿入される空気噴出ノズ
ル（空気噴出部）３６が設けられていて、該空気噴出ノ
ズル３６の揚水管２８内に配置された部分には、内外を
連通させる空気噴出孔３７が複数形成されている。この
空気導入管３２も、上端部に連結された連結管３８を介
して、フロート１２側に固定された駆動装置１４に連結
されている。

【００１１】処理部２６の下側であって、外体２３の下
板部１７と底板部２２とで画成される隙間には、円筒状
の洗浄ノズル４０が挿通されている。この洗浄ノズル４
０には、その内部を外部に連通させる空気噴出孔４１が
ほぼ全長にわたって多数形成されている。この洗浄ノズ
ル４０は、先端側が閉塞されかつ基端側が外体２３の外
側まで延在された状態で該外体２３に固定されており、
その基端側は、連結管４２を介して駆動装置１４に連結
されている。なお、洗浄ノズル４０を前記隙間内で一つ
または複数の輪状に形成し、その円周方向に空気噴出孔
を複数形成するようにしてもよい。

【００１２】次に、駆動装置１４について図３を主に参
照して説明する。駆動装置１４は、フロート１２側に固
定された筐体４４と、該筐体４４の上側に取り付けられ
た太陽電池４５と、筐体４４内に設けられた、空気を供
給するための空気圧縮機４６、三方切換式の電磁弁４
７，４８およびコントローラ（制御手段）４９とを有し
ている。コントローラ４９は太陽電池４５の発電力で空
気圧縮機４６を駆動し、電磁弁４７，４８を切り換え
る。

【００１３】一方の電磁弁４７は、空気圧縮機４６の吐
出側と洗浄ノズル４０側の連結管４２と筐体４４の内部
の連結管５１とに連結されており、空気圧縮機４６の吐
出側を連結管５１に連通させることなく連結管４２に連
通させる状態と、空気圧縮機４６の吐出側を連結管４２
に連通させることなく連結管５１に連通させる状態とに
切り換えられる。他方の電磁弁４８は、連結管５１と空
気噴出ノズル３３側の連結管３５と空気噴出ノズル３６
側の連結管３８とに連結されており、連結管５１を連結
管３８に連通させることなく連結管３５に連通させる状
態と、連結管５１を連結管３５に連通させることなく連
結管３８に連通させる状態とに切り換えられる。また、
連結管５１内の中央部には空気圧縮機４６の吐出圧力を
測定するための吐出圧力測定手段としての圧力センサ５
２が取り付けられており、該圧力センサ５２はコントロ
ーラ４９に接続されている。

【００１４】次に、上記した第１の実施の形態の水質浄
化装置１１の浄化処理時の作動を図４に示すフローチャ
ートを主に参照して以下に説明する。太陽電池４５で発
電が開始されると、コントローラ４９の駆動が開始され
（ステップＳＡ１）、すると、コントローラ４９は電磁
弁４７を浄化側すなわち空気圧縮機４６の吐出側が連結
管４２に連通されることなく連結管５１に連通される状
態に切り換え（ステップＳＡ２）、太陽電池４５の略全
発電力を空気圧縮機４６に供給させて該空気圧縮機４６
を駆動させる（ステップＳＡ３）。ここで、このとき空
気圧縮機４６で吐出された空気は、その時点の電磁弁４
８の状態で連結管３５、空気導入管３１および空気噴出
ノズル３３、あるいは、連結管３８、空気導入管３２お
よび空気噴出ノズル３６のいずれかに送られる。

【００１５】続いて、空気圧縮機４６の吐出の空気圧Ｐ
ｘを連結管５１内に配置された圧力センサ５２の検出値
に基づき計測する（ステップＳＡ４）。そして、空気圧
Ｐｘが予め設定されたノズル切換圧力Ｐａより大きいか
否かを判定し（ステップＳＡ５）、Ｐａ＜Ｐｘであれ
ば、天候が良く太陽電池４５の発電量が大きくて空気圧
縮機４６で十分な吐出圧力が得られていると判定して、
高さ方向における下側すなわち深い空気噴出ノズル３３
の空気噴出孔３４から空気圧縮機４６で空気を噴出させ
るよう電磁弁４８で連結管５１を連結管３５に連通させ
る状態とする（ステップＳＡ６）。

【００１６】すると、空気圧縮機４６で発生させた圧縮
空気が連結管５１，３５、空気導入管３１および空気噴
出ノズル３３を介して該空気噴出ノズル３３の深い位置
にある空気噴出孔３４から噴出させられ、気泡となっ
て、揚水管２８内で下から上へ移動し、よって、揚水管
２８内に上方へ十分な水流が生じて、揚水管２８の下端
開口部２８ａから内部隙間部２７内の水が十分に汲み上
げられ上部開口部２８ｂから外部に排出される。

【００１７】これにより、強制的に浄化処理ユニット１
３の外側の水すなわち特にアオコ等の藻類を多く含む水
面１０ａ近傍の水が、外円筒部１６の通水孔１６ａ、上
板部１９の図示せぬ通水孔、下板部１７の図示せぬ通水
孔および底板部２２の図示せぬ通水孔から処理部２６に
至り該処理部２６を内方に向け通過移動して集水管２１
の集水孔２１ａから内部隙間部２７に至る。そして、上
記処理部２６の通過時に、処理部２６を構成する木炭２
５に担持された好気性微生物により、アオコ等の藻類や
有機質浮遊物質、溶解性有機物質等が分解されることで
水が浄化される。このようにして、処理部２６で浄化さ
れた水が揚水管２８から外部に再び排出され、このよう
な水の環流で浄化対象の水域１０が浄化されることにな
る。

【００１８】他方、ステップＳＡ５において、Ｐａ≧Ｐ
ｘであれば、天候が悪く太陽電池４５の発電量が小さく
て空気圧縮機４６で十分な吐出圧力が得られていないと
判定して、高さ方向における上側すなわち浅い空気噴出
ノズル３６の空気噴出孔３７から空気圧縮機４６で空気
を噴出させるよう電磁弁４８で連結管５１を連結管３８
に連通させる状態とする（ステップＳＡ７）。

【００１９】すると、該上側の空気噴出ノズル３６の空
気噴出孔３７からであれば水圧が低いため吐出圧力が小
さくても空気圧縮機４６で空気を噴出させることがで
き、よって、空気圧縮機４６で発生させた圧縮空気が連
結管５１，３８、空気導入管３２および空気噴出ノズル
３６を介して該空気噴出ノズル３６の浅い位置にある空
気噴出孔３７から噴出させられる。すると、噴出された
空気が、気泡となって、揚水管２８内で下から上へ移動
し、よって、揚水管２８内に上方へ十分ではないながら
も水流が生じて、揚水管２８の下端開口部２８ａから内
部隙間部２７内の水が十分ではないながらも汲み上げら
れ上部開口部２８ｂから外部に排出される。

【００２０】これにより、上記と同様に、強制的に浄化
処理ユニット１３の外側の水が、外円筒部１６の通水孔
１６ａ、上板部１９の図示せぬ通水孔、下板部１７の図
示せぬ通水孔および底板部２２の図示せぬ通水孔から処
理部２６に至り該処理部２６を内方に通過移動して集水
管２１の集水孔２１ａから内部隙間部２７に至って浄化
される。そして、ステップＳＡ６，ＳＡ７の後は、ステ
ップＳＡ４に戻る。

【００２１】一方、浄化処理中に適宜の洗浄タイミング
となると、コントローラ４９は電磁弁４７を洗浄側すな
わち空気圧縮機４６の吐出側が連結管５１に連通される
ことなく連結管４２に連通される状態に切り換える。す
ると、供給された空気が洗浄ノズル４０の空気噴出孔４
１から噴出され、該空気は、気泡となって、処理部２６
内を主として上方に移動する。この気泡の移動による摩
擦等で、処理部２６を構成する木炭２５に付着した微生
物により分解された物質および被処理水内に含まれる浮
遊無機物が、木炭２５から剥離され気泡の移動で生じる
水流で処理部２６の外部に運搬される。このようにして
処理部２６内に溜まった物質が除去され、処理部２６が
洗浄される。

【００２２】なお、上記空気圧縮機４６、連結管５１，
３５，３８、空気導入管３１，３２、空気噴出ノズル３
３，３６および揚水管２８が、エアリフト式のポンプ５
４を構成しており、空気圧縮機４６、連結管４２および
洗浄ノズル４０が洗浄装置５５を構成している。

【００２３】以上に述べた第１の実施の形態の水質浄化
装置１１によれば、空気圧縮機４６の吐出圧力を検出す
る圧力センサ５２の検出値に基づいて、天候が良く太陽
電池４５の発電量が大きいことが検出された場合には、
空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ方向における下側の
空気噴出ノズル３３の空気噴出孔３４に切り換える一
方、天候が悪く太陽電池４５の発電量が小さいことが検
出された場合には、空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ
方向における上側すなわち水圧の低い位置の空気噴出ノ
ズル３６の空気噴出孔３７に切り換える。このように、
天候が悪く太陽電池４５の発電量が小さいことが検出さ
れた場合に、空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ方向に
おける上側の空気噴出ノズル３６の空気噴出孔３７とす
ることで、該上側の空気噴出孔３７からであれば吐出圧
力が小さくても空気圧縮機４６で空気を噴出させること
ができ、揚水管２８内に十分ではないながらも水流を生
じさせて処理部２６に被処理水を通過させ浄化を行うこ
とができる。

【００２４】したがって、天候により太陽電池４５の発
電量が小さい場合でも空気圧縮機４６から揚水管２８内
に空気を噴出させて浄化処理を行うことができ、一日の
処理水量も増加し、一日当りの浄化効率を向上させるこ
とができる。また、一日におけるポンプ５４の運転時間
が伸びることにより、溶存酸素量を増加させることがで
きるため、処理部２６に付着した微生物が活性化し浄化
処理能力が向上する。加えて、高さ方向に位置の異なる
複数の空気噴出ノズル３３，３６を、一の揚水管２８に
設けてなるため、揚水管２８の数を一本という最小限の
数にすることができ、装置全体が大型化してしまうこと
を防止できる。

【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態の水質浄
化装置を主に図５および図６を参照して、第１の実施の
形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１
の実施の形態と同様の部分には同一の符号を付しその説
明は略す。第２の実施の形態においては、連結管５１内
の中央部に圧力センサ５２に代えて、連結管５１内の空
気流量を検出する空気流量測定手段としての流量センサ
５７が取り付けられている。

【００２６】上記した第２の実施の形態の水質浄化装置
１１では、浄化処理時に、第１の実施の形態のステップ
ＳＡ４に代えて設けられたステップＳＢ４において、空
気圧縮機４６の吐出の空気流量Ｗｘを連結管５１内に配
置された流量センサ５７の検出値に基づき計測する。そ
して、ステップＳＡ５に代えて設けられたステップＳＢ
５において、空気流量Ｗｘが予め設定されたノズル切換
空気流量Ｗａより大きいか否かを判定し、Ｗａ＜Ｗｘで
あれば、天候が良く太陽電池４５の発電量が大きくて空
気圧縮機４６で十分な空気流量（言い換えれば吐出圧
力）が得られていると判定して、ステップＳＡ６を実行
し、高さ方向における下側すなわち深い空気噴出ノズル
３３の空気噴出孔３４から空気圧縮機４６で空気を噴出
させるよう電磁弁４８で連結管５１を連結管３５に連通
させる状態とする。

【００２７】他方、ステップＳＢ５において、Ｗａ≧Ｗ
ｘであれば、天候が悪く太陽電池４５の発電量が小さく
て空気圧縮機４６で十分な空気流量が得られていないと
判定して、ステップＳ７を実行して、高さ方向における
上側すなわち浅い空気噴出ノズル３６の空気噴出孔３７
から空気圧縮機４６で空気を噴出させるよう電磁弁４８
で連結管５１を連結管３８に連通させる状態とする。

【００２８】以上に述べた第２の実施の形態の水質浄化
装置１１によれば、空気圧縮機４６の空気流量を検出す
る流量センサ５７の検出値に基づいて、天候が良く太陽
電池４５の発電量が大きいことが検出された場合には、
空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ方向における下側の
空気噴出ノズル３３の空気噴出孔３４に切り換える一
方、天候が悪く太陽電池４５の発電量が小さいことが検
出された場合には、空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ
方向における上側すなわち水圧の低い位置の空気噴出ノ
ズル３６の空気噴出孔３７に切り換える。したがって、
第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【００２９】次に、本発明の第３の実施の形態の水質浄
化装置を主に図７および図８を参照して、第１の実施の
形態との相違部分を中心に以下に説明する。なお、第１
の実施の形態と同様の部分には同一の符号を付しその説
明は略す。第３の実施の形態においては、連結管５１内
に圧力センサ等を設けておらず、コントローラ４９によ
り太陽電池４５の電圧を検出するようになっている。

【００３０】上記した第３の実施の形態の水質浄化装置
１１では、浄化処理時の作動が、第１の実施の形態のス
テップＳＡ４に代えて設けられたステップＳＣ４におい
て、太陽電池電圧Ｅｘを計測する。そして、ステップＳ
Ａ５に代えて設けられたステップＳＣ５において、太陽
電池電圧Ｅｘが予め設定されたノズル切換電圧Ｅａより
大きいか否かを判定し、Ｅａ＜Ｅｘであれば、天候が良
く太陽電池４５の発電量（言い換えれば空気圧縮機４６
の吐出圧力）が大きいと判定して、ステップＳＡ６を実
行し、高さ方向における下側すなわち深い空気噴出ノズ
ル３３の空気噴出孔３４から空気圧縮機４６で空気を噴
出させるよう電磁弁４８で連結管５１を連結管３５に連
通させる状態とする。

【００３１】他方、ステップＳＣ５において、Ｅａ≧Ｅ
ｘであれば、天候が悪く太陽電池４５の発電量が小さい
と判定して、ステップＳ７を実行して、高さ方向におけ
る上側すなわち浅い空気噴出ノズル３６の空気噴出孔３
７から空気圧縮機４６で空気を噴出させるよう電磁弁４
８で連結管５１を連結管３８に連通させる状態とする。
なお、太陽電池電圧ではなく太陽電池電流を検出しこれ
が予め定められたノズル切換電流より大きいか否かを判
定して、太陽電池電流がノズル切換電流より大きければ
天候が良く太陽電池４５の発電量が大きいと判定し、太
陽電池電流がノズル切換電流以下であれば天候が悪く太
陽電池４５の発電量が小さいと判定して上記と同様に切
り換えてもよい。

【００３２】以上に述べた第３の実施の形態の水質浄化
装置１１によれば、太陽電池電圧を検出する太陽電池電
圧検出手段としてのコントローラ４９の検出値に基づい
て、天候が良く太陽電池４５の発電量が大きいことが検
出された場合には、空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ
方向における下側の空気噴出ノズル３３の空気噴出孔３
４に切り換える一方、天候が悪く太陽電池４５の発電量
が小さいことが検出された場合には、空気圧縮機４６の
空気噴出先を高さ方向における上側すなわち水圧の低い
位置の空気噴出ノズル３６の空気噴出孔３７に切り換え
る。したがって、第１の実施の形態と同様の効果を奏す
ることができる。

【００３３】次に、本発明の第４の実施の形態の水質浄
化装置を主に図９を参照して、第１の実施の形態との相
違部分を中心に以下に説明する。なお、第１の実施の形
態と同様の部分には同一の符号を付しその説明は略す。
第１の実施の形態においては、高さ方向に位置の異なる
複数の空気噴出ノズル３３，３６を、一の揚水管２８に
設けて、揚水管２８の数を最小限とし装置全体をコンパ
クト化しているが、第４の実施の形態においては、空気
噴出ノズル毎に揚水管を設けている。

【００３４】すなわち、第４の実施の形態は、図９に示
すように、内部空間部２７内に複数、具体的には三本の
長さの異なる揚水管２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃが挿入され
ている。そして、揚水管２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃは、そ
れぞれの上端開口部２８Ａｂ，２８Ｂｂ，２８Ｃｂを、
高さ位置を合わせた状態で外体２３から外部に開口させ
ており、よって、それぞれの下端開口部２８Ａａ，２８
Ｂａ，２８Ｃａの高さ位置を異ならせている。そして、
最も短い揚水管２８Ａ内には、その下端開口部２８Ａａ
の若干上側に空気噴出孔（空気噴出部）３４Ａを配置し
て空気導入管３２Ａが挿入されており、また、長さが中
間の揚水管２８Ｂ内には、その下端開口部２８Ｂａの若
干上側であって空気噴出孔３４Ａより低い位置に空気噴
出孔（空気噴出部）３４Ｂを配置して空気導入管３２Ｂ
が挿入されていて、さらに、最も長い揚水管２８Ｃ内に
は、その下端開口部２８Ｃａの若干上側であって空気噴
出孔３４Ｂより低い位置に空気噴出孔（空気噴出部）３
４Ｃを配置して空気導入管３２Ｃが挿入されている。

【００３５】それぞれの空気導入管３２Ａ〜３２Ｃは、
一の電磁式の切換弁６０に導入され、該切換弁６０が連
結管５１に連結されている。そして、切換弁６０は、連
結管５１を空気導入管３２Ａ〜３２Ｃのいずれか一つに
選択的に連通させるようコントローラ４９で切り換えら
れる。そして、コントローラ４９は、天候が良く太陽電
池４５の発電量が大きいことが検出された場合には、切
換弁６０で空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ方向にお
ける下側の空気噴出孔３４Ｃに切り換え、天候が悪く太
陽電池４５の発電量が小さいことが検出された場合に
は、切換弁６０で空気圧縮機４６の空気噴出先を高さ方
向における上側すなわち水圧の低い位置の空気噴出孔３
４Ａに切り換え、さらに、太陽電池４５の発電量がこれ
らの中間である場合には、切換弁６０で空気圧縮機４６
の空気噴出先を中間高さの空気噴出孔３４Ｂに切り換え
ることになる。

【００３６】なお、以上の第１〜第４の実施の形態にお
いては、空気噴出ノズル３３，３６から揚水管２８内の
下部近傍に空気を噴出するエアリフト式のポンプ５４を
用いるため、処理部２６への水の通過による浄化は勿
論、処理部２６内への好気性微生物への空気供給と、処
理水域１０の溶存酸素の維持による魚等生態系の維持と
が、容易な構造で実現でき、よって、設備コストおよび
運転コストを低減させることができ、浄化処理を容易か
つ安価に実施できる。加えて、処理部２６がパッケージ
化された浄化処理ユニット１３として着脱自在に設けら
れているため、その製造性が向上でき、量産化が容易に
実現できるとともに、水質浄化装置１１の保守管理が容
易となる。

【００３７】さらに、処理部２６の浄化材に木炭２５を
用いており、該木炭２５は、気孔率および比表面積が極
めて大きく、また、好気性微生物の生化学反応に必要な
ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃ
ａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃ
ｕ）、亜鉛（Ｚｎ）等の元素を含有しているため、木炭
２５の単位重量当りの好気性微生物の担持量が増大し、
好気性微生物を良好に担持でき、よって、浄化処理効率
を向上することができる。

【００３８】また、木炭２５は、気孔径が活性炭より大
きいため、担持される好気性微生物により気孔が閉塞さ
れることを抑制することができるとともに、活性炭に担
持可能なバクテリアやプランクトン等の微生物の他に、
微小動物等の好気性微生物も担持でき、浄化処理効率を
向上することができる。加えて、好気性微生物が分解不
可な無機農薬や十分処理されていない工場排水等が、水
域１０に誤って流入することがあっても、木炭に吸着す
ることができ、水域１０の生態系を良好に維持すること
ができる。

【００３９】なお、第１〜第４の実施の形態において
は、円筒状の浄化処理ユニット１３を用いているが、立
方体状あるいは直方体状の箱型の浄化処理ユニットを用
いることも可能である。また、高さ方向に空気噴出孔の
位置が異なる二本の空気噴出ノズル３３，３６を用いて
いるが、三本以上としても良好な効果が得られる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の水質浄化装置によれば、天候が悪く太陽電池の発
電量が小さい場合には、制御手段が、高さ方向における
上側すなわち水圧の低い位置の空気噴出部を選択する。
すると、該上側の空気噴出部からであれば吐出圧力が小
さくても空気圧縮機で空気を噴出させることができ、揚
水管内に十分ではないながらも水流を生じさせて浄化処
理ユニットに被処理水を通過させ浄化を行うことができ
る。したがって、天候により太陽電池の発電量が小さい
場合でも空気圧縮機から揚水管内に空気を噴出させて浄
化処理を行うことができ、浄化効率を向上させることが
できる。勿論、天候が良く太陽電池の発電量が大きく空
気圧縮機で十分な吐出圧力が得られる場合には、制御手
段が、高さ方向における下側の空気噴出部から空気圧縮
機で空気を噴出させることで、揚水管内に十分な水流を
生じさせて浄化処理ユニットに被処理水を通過させ浄化
を十分に行うことができる。

【００４１】本発明の請求項２記載の水質浄化装置によ
れば、高さ方向に位置の異なる複数の空気噴出部を、一
の揚水管に設けてなるため、揚水管の数を最小限にする
ことができ、装置全体が大型化してしまうことを防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置を
示す側断面図である。

【図２】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
要部を示す側断面図である。

【図３】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図４】 本発明の第１の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図５】 本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図６】 本発明の第２の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図７】 本発明の第３の実施の形態の水質浄化装置の
駆動装置の構成を示すブロック図である。

【図８】 本発明の第３の実施の形態の水質浄化装置の
浄化処理時の制御内容を示すフローチャートである。

【図９】 本発明の第４の実施の形態の水質浄化装置を
示す側断面図である。

【符号の説明】

１３ 浄化処理ユニット ２８ 揚水管（上下延在部） ３３，３６ 空気噴出ノズル（空気噴出部） ４５ 太陽電池 ４６ 空気圧縮機 ４９ コントローラ（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通過する被処理水を浄化する浄化処理ユ
   ニットと、該浄化処理ユニットに設けられるとともに上
   下方向に延在する上下延在部を有する揚水管と、前記上
   下延在部内に配置された空気噴出部から空気を噴出させ
   ることで前記揚水管内に水流を生じさせて浄化処理ユニ
   ットに被処理水を通過させる空気圧縮機と、該空気圧縮
   機に電力を供給する太陽電池と、を有する水質浄化装置
   において、 前記揚水管に前記空気圧縮機の空気噴出部を高さ方向に
   位置を異ならせて複数設けるとともに、 前記太陽電池の発電量に応じて、空気を噴出させる空気
   噴出部を切り換える制御手段を具備することを特徴とす
   る水質浄化装置。
2. 【請求項２】 前記高さ方向に位置の異なる複数の空気
   噴出部を、一の揚水管に設けてなることを特徴とする請
   求項１記載の水質浄化装置。