JPH11347581A - 水質浄化装置 - Google Patents

水質浄化装置

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JPH11347581A
JPH11347581A JP10156442A JP15644298A JPH11347581A JP H11347581 A JPH11347581 A JP H11347581A JP 10156442 A JP10156442 A JP 10156442A JP 15644298 A JP15644298 A JP 15644298A JP H11347581 A JPH11347581 A JP H11347581A
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water
air
pipe
driving
movable plate
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JP10156442A
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Inventor
Daisuke Tanabe
大輔 田辺
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Tokico Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄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】 被処理水を浄化処理する多数の浄化材2
3が充填されてなる処理部32を有するものであって、
処理部32を下側から支持するとともに上下動可能な可
動板21と、該可動板21を上下動させる駆動手段42
と、洗浄時に駆動手段42により可動板21を繰り返し
上下動させる制御手段とを具備する。

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、被処
理水を浄化処理する多数の浄化材で構成される処理部を
有し、この処理部に被処理水を強制的に通過させること
により該被処理水を浄化処理するものがある。この水質
浄化装置は、浄化処理の進行にともなって処理部に汚泥
等で目詰りが生じると、処理部の下部から空気を噴出さ
せて、該空気の移動による衝撃で浄化材を振動させるこ
とにより、浄化材表面から汚泥等を剥離させて、処理部
を洗浄させるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のように空気を噴
出させて処理部を洗浄させるものでは、洗浄効率が悪い
という問題があった。したがって、本発明の目的は、洗
浄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、被処理水
を浄化処理する多数の浄化材で構成される処理部を有す
るものであって、前記処理部を下側から支持するととも
に上下動可能な可動板と、該可動板を上下動させる駆動
手段と、洗浄時に前記駆動手段により前記可動板を繰り
返し上下動させる制御手段とを具備することを特徴とし
ている。これにより、洗浄時に制御手段が駆動手段によ
り可動板を繰り返し上下動させると、可動板で下部が支
持された処理部を構成する多数の浄化材を上下に移動さ
せることになる。この上下移動で浄化材の表面から汚泥
等が剥離されることになる。
【0005】本発明の請求項2記載の水質浄化装置は、
請求項1記載のものに関して、前記駆動手段は、前記可
動板をそれぞれが独立して上下動可能な、水平方向に位
置をずらして配置される複数の駆動部で構成されている
ことを特徴としている。これにより、各駆動部を別々に
上下動させることにより、処理部を構成する多数の浄化
材に種々の方向の移動を生じさせることができる。
【0006】本発明の請求項3記載の水質浄化装置は、
請求項1または2記載のものに関して、前記駆動手段に
よる前記可動板の下動速度は、前記浄化材の沈降速度よ
りも大きいことを特徴としている。これにより、浄化材
の自然沈降で浄化材の表面の汚泥等を剥離させることが
できる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の水質浄化装置の第1の実
施の形態を図1〜図3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浮体12と、これら浮体12の下
側にロープ9により着脱自在に支持されて水面10a下
に配置される浄化処理ユニット13と、二つの浮体12
間に配置された駆動装置14とを有している。ここで、
二つの浮体12および駆動装置14は、連結部材15を
介して互いに連結固定されている。なお、以下の説明に
おける上下は、浮体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。
【0008】まず、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、ステンレス鋼板や塩化
ビニル等の非腐食性の部材や非腐食処理された鋼板等に
て略円筒状に形成された外体17を有しており、該外体
17は、上面を構成する有孔円板状の上板部19と、外
側面を構成する円筒状の円筒側板部20と、下面を構成
する有孔円板状の下板部(可動板)21とで構成されて
いる。この外体17は、その上板部19、円筒側板部2
0および下板部21の全面に、内外を貫通させる図示せ
ぬ集水孔が多数形成されている。なお、集水孔は、外体
17の内部に担持される木炭(浄化材)23を通過させ
ることがないようその粒径よりも小さい径で形成されて
いる。
【0009】外体17の内側には、略円筒状に形成され
た集水管24が、外体17と同軸状に配置されるように
上板部19の孔から挿入されており、この状態で上板部
19に取付板25を介して固定されている。この集水管
24は、例えば塩化ビニール等で形成されており、軸線
方向における中央の所定範囲のみが全周にわたって、内
外を流通させる図示せぬ流入孔が多数所定間隔で穿設さ
れた通水部27とされている。また、集水管24の通水
部27の径方向における外側には、通水部27の外側を
覆うように円筒状をなして、網部29が設けられてお
り、該網部29は、集水管24の軸線方向における通水
部27の両外側に取り付けられた上下の取付部材30を
介して固定されている。この網部29は、浄化材として
の木炭23が通過することがないようその粒径よりも小
さい網目で形成されており、通水部27の流入孔が木炭
23で閉塞されることを防止する。
【0010】そして、この実施の形態においては、円筒
側板部20と集水管24との間に配置された有孔円板状
の下板部21が、所定範囲内において上下移動可能とな
るように、円筒側板部20および集水管24に支持され
ている。外体17と集水管24と網部29とで囲まれる
環状の隙間には、外体17の集水孔および網部29のす
べての網目より径大の浄化材としての木炭23が充填さ
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32が形成されている。ここで、下板部21の上
下移動を可能とするように木炭23の充填量は設定され
ている。
【0011】取付板25には、取付板25および集水管
24で画成される内部隙間部33内に延在するよう塩化
ビニール等からなる両端開口の円筒状の揚水管34が、
集水管24と同軸をなしかつその外周面が集水管24の
内周面と所定の間隔をあけた状態で固定されている。こ
の固定状態で、揚水管34は、集水管24の下端の若干
上側位置まで延在して下端開口部34aを開口させてお
り、図示せぬ上端開口部を取付板25から上側に開口さ
せている。これにより、内部隙間部33は処理部32ま
たは揚水管34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。
【0012】ここで、浄化処理ユニット13は、外体1
7の上部が浮体12の下部にロープ9で連結されること
で、浮体12に吊り下げられ、この状態でその軸方向が
上下方向に沿わされている。このような連結構造を採用
することにより、浄化処理ユニット13と浮体12との
取り付けが容易となり、水質浄化装置11の組立ておよ
び設置性が向上することになる。なお、浮体12は、上
部が水面10a上に位置するとともに、吊り下げた浄化
処理ユニット13の処理部32が水面10a下に位置す
るようその浮力が設定されている。
【0013】揚水管34の外側には、円筒状の空気噴出
管37が該揚水管34に平行をなした状態で設けられて
いる。該空気噴出管37は、下部側が屈曲されて揚水管
34内における下端開口部34aより若干上側の中間所
定位置に挿通されており、上端部が取付板25より上方
に突出された状態で、該取付板25に固定されている。
なお、空気噴出管37の揚水管34内に位置する部分に
は、内外を貫通する図示せぬ空気噴出孔が多数形成され
ている。この空気噴出管37は、上端部に連結された連
結管40を介して、浮体12間に配置された駆動装置1
4に連結されている。
【0014】外体17の下板部21の下側には、側部が
蛇腹構造とされ上下に伸縮可能とされた袋状の駆動体
(駆動手段)42が取り付けられている。この駆動体4
2は、一側の側部に空気導入管43が連結されており、
該空気導入管43を介して駆動装置14に連結されてい
る。また、駆動体42の他側の側部には、外部に連通す
る空気排出管44が連結されていて、該空気排出管44
にはこれを開閉させる電磁式の排出弁45が設けられて
いる。そして、この駆動体42の上面には下板部21が
固定されている。
【0015】ここで、後述するように駆動体42には駆
動装置14から空気導入管43を介して空気が内部に導
入されることになり、このように空気が導入されると、
駆動体42は伸長してその上面すなわち下板部21を上
方に移動させる。他方、排出弁45が開かれて内部の空
気が空気排出管44から排出されると、駆動体42は縮
長してその上面すなわち下板部21を下方に移動させ
る。
【0016】次に、駆動装置14について説明する。駆
動装置14は、その筐体49が連結部材15に取り付け
られている。筐体49内には、図2に示すように、空気
を供給するためのコンプレッサ50と、外部電源51に
電気的に接続されるとともにコンプレッサ50に電気的
に接続されるコントローラ(制御手段)52と、コンプ
レッサ50の空気吐出管50aに連結される電磁式の三
方の切換弁53とが設けられている。切換弁53には、
空気吐出管50aの他に、連結管40および空気導入管
43が連結されており、空気吐出管50aを連結管40
に連通させることなく空気導入管43に連通させる状態
と、空気吐出管50aを空気導入管43に連通させるこ
となく連結管40に連通させる状態とにコントローラ5
2で切り換えられる。コントローラ52には、コンプレ
ッサ50と切換弁53の他に、上述した排出弁45が電
気的に接続されている。
【0017】そして、コントローラ52が、切換弁53
により空気吐出管50aを空気導入管43に連通させる
ことなく連結管40に連通させる状態とし、コンプレッ
サ50を駆動状態とすると、コンプレッサ50からの空
気が空気噴出管37に供給される。すると、供給された
空気が空気噴出管37の空気噴出孔から噴出され、気泡
となって揚水管34内を下から上へ移動し、この気泡の
移動で、揚水管34内に上方への水流すなわちエアリフ
トが生じ、よって揚水管34の内部隙間部33側の下端
開口部34aから内部隙間部33内の水すなわちすでに
処理部32を通過した水を汲み上げ上部開口部から外部
に排出させる。
【0018】これにより、強制的に浄化処理ユニット1
3の外側の水が、外体17の集水孔から処理部32内に
至り集水管24の通水部27の流入孔から内部隙間部3
3に至る。そして、上記処理部32の通過時に、処理部
32を構成する木炭23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32で浄化された水が揚水管34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1
0が浄化されることになる。なお、コンプレッサ50か
ら空気噴出管37への空気の供給量は、例えば、水が処
理部32を0.5〜4(cm/分)程度の速度で通過す
るように設定される。
【0019】コントローラ52が、排出弁45を閉状態
とし切換弁53により空気吐出管50aを連結管40に
連通させることなく空気導入管43に連通させる状態と
し、コンプレッサ50を駆動状態とすると、コンプレッ
サ50からの空気が空気導入管43を介して駆動体42
に供給される。すると、駆動体42は伸長してその上面
すなわち下板部21を鉛直上方に移動させ、その結果、
下板部21とともに処理部32を鉛直上方に押し上げ
る。このときの下板部21の上昇量は、その上側の処理
部32が上昇し上板部19に押し付けられて木炭23同
士の間に隙間が生じないように密な状態にできるよう設
定されている。そして、この状態において、処理部32
に被処理水を通過させて浄化処理を行う。
【0020】他方、この状態から、コンプレッサ50を
停止させて排出弁45を開状態とすると、駆動体42の
内部の空気が空気排出管44から水域10に排出され
る。すると、下板部21は、その自重により駆動体42
を縮長させながら鉛直下方向に移動する。ここで、この
ときの駆動体42の上面の下降速度すなわち下板部21
の下降速度が、木炭23の沈降速度より大きくなるよう
に空気排出管44の径等が設定されている。よって、下
板部21が下降すると、これに処理部32の木炭23が
追従できず、処理部32の下部にスペースを作った後、
木炭23が自然に沈降(移動)するようになっている。
このような木炭23の自然沈降で木炭23の表面の汚泥
等を剥離させ、処理部32の洗浄を行うとともに、下板
部21が下降し終わった後、上動しはじめると、沈降速
度がある程度大きくなった木炭23が、下板部21に衝
突することにより、木炭23同士が衝突することによっ
ても、木炭23の表面の汚泥等が剥離される。
【0021】上記水質浄化装置11は、風等により移動
しないように、岸に図示せぬロープやワイヤ等で浮体1
2が連結されている。ここで、上記コンプレッサ50、
空気吐出管50a、連結管40、空気噴出管37および
揚水管34が、エアリフトポンプ58を構成しており、
コンプレッサ50、空気吐出管50a、空気導入管4
3、駆動体42、空気排出管44、排出弁45および下
板部21が洗浄装置59を構成している。
【0022】次に、第1の実施の形態におけるコントロ
ーラ52の制御内容について図3に示すフローチャート
を参照して説明する。まず、外部電源51から電力がコ
ントローラ52に供給されると、コントローラ52は、
排出弁45を閉状態とし(ステップS1)、次に、コン
プレッサ50の吐出側が空気導入管43すなわち駆動体
42に連通されるように切換弁53を切り換える(ステ
ップS2)。そして、タイマtをリセットして(ステッ
プS3)、計時を開始する。
【0023】次に、コンプレッサ50を駆動し(ステッ
プS4)、タイマtが、駆動体42に空気が溜まるのに
十分な予め設定された所定時間t1に対して、t>t1
を満たすか否かを判断して(ステップS5)、t>t1
を満たさない場合には、t>t1を満たすまで、ステッ
プS5を繰り返し、コンプレッサ50から駆動体42内
に圧縮空気を送り続ける。
【0024】ステップS5において、t>t1を満たす
場合には、駆動体42内に圧縮空気が十分に溜まったと
して、コンプレッサ50の吐出側が連結管40に連通さ
れるように切換弁53を浄化側に切り換えて(ステップ
S6)、浄化処理を行う。ここで、この状態では、駆動
体42が下板部21を上昇させて処理部32を押し上げ
ており、その結果、処理部32は上板部19に押し付け
られて木炭23同士の間に隙間が生じないよう密な状態
になっている。
【0025】ステップS6により、駆動状態にあるコン
プレッサ50が空気噴出管37の空気噴出孔に空気を噴
出させる。すると、揚水管34内に上方への水流すなわ
ちエアリフトが生じ、よって、強制的に浄化処理ユニッ
ト13の外側の水が、外体17の集水孔から処理部32
内に至り集水管24の通水部27の流入孔から内部隙間
部33に至って浄化された後、揚水管34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。
【0026】長時間浄化処理を行って処理部32の目詰
まりが進み、目標とする浄化処理性能が得られないよう
な場合には、処理部32の洗浄処理を行うことになる。
ここで、コントローラ52は、例えば、図示せぬ圧力セ
ンサで揚水管34の下部における吸い込み圧力があらか
じめ設定された値以上になった場合や、タイマで計時さ
れる浄化処理の継続時間があらかじめ設定された所定時
間を経過した場合に、洗浄処理の時期になったと判定し
て洗浄処理を実行させる。すなわち、コントローラ52
は、上記のような基準で洗浄処理の時期であるか否かを
判定し(ステップS7)、まだ洗浄処理の時期でない場
合は、ステップS7の判定を繰り返して、通常の浄化処
理を続ける。
【0027】洗浄処理の時期になった場合、コンプレッ
サ50の吐出側が空気導入管43すなわち駆動体42に
連通されるように切換弁53を切り換え(ステップS
8)、カウンタnをリセットし(ステップS9)、タイ
マtをリセットする(ステップS10)。さらに、コン
プレッサ50を停止させ(ステップS11)、駆動体4
2の排出弁45を開状態とする(ステップS12)。こ
れによって、駆動体42内の圧縮空気が空気排出管44
を介して排出され、下板部21を自重により鉛直下方向
に木炭の沈降が追従しない程度の速さで移動させ、処理
部32の下部にスペースを作り、その後に木炭23を自
然に沈降させ、その結果、木炭23の表面の汚泥等を剥
離させる。
【0028】駆動体42からの空気が抜けるのに十分な
予め設定された所定時間t2に対して、タイマtが、t
>t2を満たすか否かを判断し(ステップS13)、t
>t2を満たさない場合には、t>t2を満たすまで、
ステップS13を繰り返し、駆動体42から空気を排出
させ続ける。
【0029】ステップS13において、t>t2を満た
す場合には、駆動体42内から空気が十分に抜かれたと
して、排出弁45を閉状態とし(ステップS14)、タ
イマtをリセットする(ステップS15)。次に、コン
プレッサ50を駆動して(ステップS16)、タイマt
が、駆動体42に空気が溜まるのに十分な予め設定され
た所定時間t1に対して、t>t1を満たすか否かを判
断し(ステップS17)、t>t1を満たさない場合に
は、t>t1を満たすまで、ステップS17を繰り返
し、コンプレッサ50から駆動体42内に圧縮空気を送
り続ける。
【0030】ステップS17において、t>t1を満た
す場合には、駆動体42内に圧縮空気が十分に溜まった
として、カウンタnをn=n+1とし(ステップS1
8)、次に、カウンタnが、一度の洗浄処理で処理部3
2に行う洗浄回数の設定値N(N>1)に対して、n<
Nを満たすか否かを判断し(ステップS19)、n<N
を満たさない場合には、設定した回数分洗浄が行われた
と判断して、ステップS6に戻る。他方、ステップS1
9でn<Nを満たす場合には、設定した回数分洗浄が行
われていないとして、ステップS10に戻って、処理部
32の洗浄を続ける。
【0031】このような構成の第1の実施の形態によれ
ば、洗浄時にコントローラ52が駆動体42により下板
部21を上記のようにして繰り返し上下動させるため、
下板部21で下部が支持された処理部32を構成する多
数の木炭23を上下に移動させることになる。この上下
移動で木炭23の表面から汚泥等が剥離されることにな
る。このように、下板部21で木炭23を上下移動させ
るものであるため、空気の噴出で木炭に振動を生じさせ
るものに比して、洗浄効率を向上させることができる。
【0032】しかも、浄化処理時には、駆動体42が下
板部21を上昇させて処理部32を上板部19に押し付
け木炭23同士の間に隙間が生じないよう密な状態とし
ているため、使用する木炭23の比重がばらつき、被処
理水に対して浮く木炭と沈む木炭とが混在した場合で
も、被処理水が短絡し木炭23にあまり接触せずに処理
部32を通過してしまうことを防止でき、浄化能力の低
下を防止できる。
【0033】次に、本発明の水質浄化装置の第2の実施
の形態を、図4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、駆動体42が、その内部が
仕切られることにより、下板部21をそれぞれが独立し
て上下動可能な、水平方向に位置をずらして配置される
複数具体的には二つの駆動部42A,42Bに区切られ
ている。すなわち、一方の駆動部42Aは下板部21の
内周側の下側に位置しており、他方の駆動部42Bは下
板部21の外周側の下側に位置している。
【0034】そして、各駆動部42A,42Bには、そ
れぞれ、空気導入管43が連結されるとともに排出弁4
5が設けられた空気排出管44が連結されている。そし
て、図示は略すが、各空気導入管43にも電磁式の開閉
弁が設けられていて、これら空気導入管43が互いに合
流した後に、切換弁53に連結されている。このような
第2の実施の形態では、洗浄時に、各駆動部42A,4
2Bを交互に上下動させるようにコントローラ52が排
出弁45および開閉弁を制御する。
【0035】例えば、浄化処理を行う際に、両駆動部4
2A,42Bを上昇させておき、洗浄処理を行う際に
は、最初、内側の駆動部42Aから空気を抜くと、外側
の駆動部42Bにのみ空気を導入した状態となり、下板
部21の外周側のみが上方に位置し、下板部21は外周
側が内周側に対して上がった状態で斜めになる。次に、
外側の駆動部42Bから空気を抜くと同時に、内側の駆
動部42Aに空気を導入すると、下板部21の外周側が
下方に移動するとともに内周側が上方に移動し、下板部
21は内周側が外周側に対し上がった状態で斜めにな
る。その次には、逆に、内側の駆動部42Aから空気を
抜くと同時に、外側の駆動部42Bに空気を導入する。
このようにして、各駆動部42A,42Bを交互に上下
動させるのである。
【0036】このような構成の第2の実施の形態によれ
ば、各駆動部42A,42Bを別々に上下動させること
により、処理部32を構成する多数の木炭23に種々の
方向の移動を生じさせることができる。したがって、洗
浄効率をさらに向上させることができる。ここで、駆動
部は、内周側と外周側の二つに限定されることなく、さ
らに多数としてもよい。
【0037】なお、以上の第1,第2の実施の形態にお
いては、浮体12により浄化処理ユニット13を水面1
0a下に吊り下げて保持する場合を例にとり説明した
が、浄化処理ユニット13を水域10の水底に固定して
もよい。また、浄化処理ユニット13は、円筒型に限定
されることなく、立方体形状等の他の種々の形状とする
ことができる。さらに、駆動体42としては、圧縮空気
を用いて下板部21を上下動させるものに限定されるこ
となく、例えばロープとリール等の他の種々の駆動手段
を用いることができる。
【0038】
【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、洗浄時に制御手段が駆動
手段により可動板を繰り返し上下動させると、可動板で
下部が支持された処理部を構成する多数の浄化材を上下
に移動させることになる。この上下移動で浄化材の表面
から汚泥等が剥離されることになる。このように、可動
板で浄化材を上下移動させるものであるため、空気の噴
出で浄化材に振動を生じさせるものに比して、洗浄効率
を向上させることができる。
【0039】本発明の請求項2記載の水質浄化装置によ
れば、各駆動部を別々に上下動させることにより、処理
部を構成する多数の浄化材に種々の方向の移動を生じさ
せることができる。したがって、洗浄効率をさらに向上
させることができる。
【0040】本発明の請求項3記載の水質浄化装置によ
れば、駆動手段による可動板の下動速度が、浄化材の沈
降速度よりも大きいため、浄化材の自然沈降で浄化材の
表面の汚泥等を剥離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の水質浄化装置の第1の実施の形態を
示す側断面図である。
【図2】 本発明の水質浄化装置の第1の実施の形態の
駆動装置等の構成を示すブロック図である。
【図3】 本発明の水質浄化装置の第1の実施の形態の
コントローラの制御内容を示すフローチャートである。
【図4】 本発明の水質浄化装置の第2の実施の形態を
示す側断面図である。
【符号の説明】
21 下板部(可動板) 23 木炭(浄化材) 32 処理部 42 駆動体(駆動手段) 42A,42B 駆動部 52 コントローラ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水を浄化処理する多数の浄化材で
    構成される処理部を有する水質浄化装置において、 前記処理部を下側から支持するとともに上下動可能な可
    動板と、該可動板を上下動させる駆動手段と、洗浄時に
    前記駆動手段により前記可動板を繰り返し上下動させる
    制御手段とを具備することを特徴とする水質浄化装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動手段は、前記可動板をそれぞれ
    が独立して上下動可能な、水平方向に位置をずらして配
    置される複数の駆動部で構成されていることを特徴とす
    る請求項1記載の水質浄化装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動手段による前記可動板の下動速
    度は、前記浄化材の沈降速度よりも大きいことを特徴と
    する請求項1または2記載の水質浄化装置。
JP10156442A 1998-06-04 1998-06-04 水質浄化装置 Withdrawn JPH11347581A (ja)

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