JPS63240989A - 浅水域における淨水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は比較的浅水域（例えば水深５ｍ位まで）の湖
・沼又は池・河川或いは浄水する為の貯水場などにおけ
る浮ノ；（装置の横築および使用の産業分野において利
用されるものである。

（従来の技術） １ノで来、タム・湖・沼、貯水場或いは河川等において
は、水温の１．昇と共に、藻類が繁殖し、水中の酸欠に
よる魚類の死滅、有機物のＪｌ蝕による悪臭の発生その
他の原因による水質悪化か生じていたか、１５価て有効
な防止方法かなかった。例えば活性炭によるｉｊ列υな
どか考えられていたが、未だ一７！！追的に使用される
にいたらなが−）な。また水深の大きなタム・湖などに
おいては、間欠空気揚水装置によってタノへ等の水を」
ニド方向に強制対流させることにより、藻類の死滅と溶
存酸素層を増加する試みかなされ、相当の成果を収めて
いた。

前記ノｋ　１９）５か大きい場合には、例えば大容量の
揚水筒か知られており（実開昭６０−１７６３００号）
、また揚水筒を用いた浮氷技術については開発されてい
た（’ｌニア１傾昭６１　７５１６５号）か、斯ろ装置
は何れも表層の水と、深ＪＱの水とが対流することによ
って、表Ｊｄに多生する藻類を水底の暗所に送り込み、
その繁殖を防ぎ、殺藻と酸素の供給との目的を達成でき
た。

（発明によって解決すべき問題点） 然るに浅水域に揚水筒を設置し、水を対流させても、水
面の藻類か若干下方へ移るだけで、これを死滅させるこ
とは不可能である。また汚水の大部分は水中に微細固形
物か浮遊している為であるが、これを効率よく沈澱させ
る手段がなく、かつ酸欠改善の手段もなかった。

従来、凝集剤又は殺藻剤を使用する場合には、これらの
処理剤を流入水に混入したり、船」二から投入している
が、流入水に混入しても、大容量の貯水池又は湖・沼等
の水に処理剤を均一に拡散させることは至難であった。

また船上から処理剤を投入する場合においても、水中に
入った処理剤は、そのまま投入場所近辺に拡散し、投入
位置以外の横方向へ拡散することは望むべくもなかった
。また水深の大きいダム等に使用した前記従来公知の技
術によれば、通常揚水筒の直径は４０ω以上か考えられ
ているが、直径４０ａｎの揚水筒内で気泡弾が間欠的に
」−昇し、円滑に揚水する為には、揚水筒の長さを少な
くとも３ｍ以上が好ましい。然して揚水筒の上端は、は
ぼ５０ａｎ以上の水深（水面からの深さ〉にあることか
好ましく、かつ間欠的に気泡を発生させる空気室の高さ
を５０１とすれは、水深４．５ｍ以上でなければ良好な
揚水機能を期待することかできない。そこで水深２ｍの
池などにおいては、揚水筒の直径を１０口位とし、揚水
筒の長さを１ｍ位とすれば、良好な揚水機能を期待し得
るが、直径１０ａｍの揚水筒の揚水量では客足が少な過
ぎる為に（例えば水深４０ｍのダム等で、直径５０ｃｍ
、長さ１０ｍの揚水筒を用いた場合には５０万トン〜１
００万トン浮水できる。

）、設置本数を著しく多くしなければ浮水の目的を達成
し得ない問題点があった。そこで揚水筒数を４本・〜１
０数本にすることにより、小径で大容量の複合筒を得た
のであるが、各揚水筒毎に空気を供給する場合に、揚水
筒相互の微妙な条件差の為に、同時均等揚水がむつかし
い問題点かあった。

そこでこの発明は、湖・沼又は貯水場などの所定の水深
の位置に（なまなま深い場所があればその位置、なけれ
ば人工的に掘削して設置する。例えば２ｍ以上あれば可
能）揚水筒を設置し、前記揚水筒によって水を循環流動
させる過程で凝集剤又は殺藻剤、或いは凝集剤と殺藻剤
とを拡散させることにより、浮遊固形物を沈澱させ、又
は固形物を沈澱させると共に、藻類を死滅させて、比較
的容易に浮水目的を達成したものである。

前記における凝集剤としては、例えば硫酸アルミニウム
、ポリ塩化アルミニウムその他の高分子凝集剤が考えら
れ、殺藻剤としては、硫酸銀又は塙化銅が考えられる。

また揚水筒は、水の対流循環上、水深２ｍ以上の所にお
いてより効率よく動作するので、例えば第１図図示のよ
うに、表層部と下層部とが対流し易い形状であることが
望ましい。そこで水深を必要深さとする為に人工的に水
底を掘削して（例えはサンドポンプなど利用）第１図図
示のような水底形状とすることもできる。

前記′ａ凝集剤は殺藻剤が液体として与えられる時には
、第１図図示のように、揚水筒の一部に給液管を臨ませ
、前記液剤を所定屋宛供給すれば、目的を達成すること
もできる。前記においては、湖・沼笠の中へ揚水筒を設
置することについて説明したけれども、湖・沼又は河川
から必要−貴の処理水を貯水場に導き、該貯水場内へ揚
水筒を設置して、固形物を沈澱させ、又は固形物の沈澱
と殺藻とを同時に、或いは順次に行わせる場合もある。

また凝集剤が固形で与えられる時には、揚水筒の上方に
、薬剤入りの容器を浮遊させておき、適宜溶解して拡散
するようにしておくと、必要な濃度に拡散させることが
できる（第４図）。

尚、殺藻剤の濃度は０．２ｐｐ＋１〜１．０１）ｌ）Ｔ
ｌｌが適当である。この程度の濃度ならば、魚などを殺
すことなく、殺藻目的を達成することが確認された。

次にこの発明の装置においては、複数本よりなる複合筒
の下方に空気室と、これに夫々連通する蓄気室とを設け
たので、給気量の均等化した大容量揚水筒を得たのであ
る。

即ちこの発明は、揚水筒の複数本を並列一体化した複合
筒の下方に、各揚水筒与に夫々空気を間欠的に供給する
空気室を設け、前記各空気室を蓄気室に夫々連結して大
容量の揚水装置を完成した。

前記揚水筒の直径は、５■〜３０（罰位まで各種考えら
れる。例えば水深１ｍ〜５ｍの浅水域では、直径５ｃｍ
〜３０ｃＩ！１位の揚水筒が用いられる。また蓄気室の
設置位置は、空気室の外側へ同心円状に設け、又は空気
室上に直接又は所定間隔をおいて設ける。前記蓄気室は
一室であっても、複数区画に分割して各区画毎に、所定
の空気室に連結することもできる。但し、分割する場合
には、空気室容量に対し、十分大きな蓄気室容量必要で
ある。

（発明の作用） 即ちこの発明によれば、凝集剤又は殺藻剤を同時又は別
々に広範囲、かつ均等に拡散させるので、水中の微細固
形物が沈澱し、藻ガ］か死滅し、かつ揚水筒の作用によ
り水中溶在酸素量を向上させることができる。

この発明の装置においては、揚水筒の複合筒を用い、各
揚水筒には夫々空気室を設け、かつ空気室に蓄気室を連
結しなので、単位揚水筒により円滑な揚水かできる。従
って複合筒となっても、１箇所で容量の大きな揚水装置
ができたことになり、加圧空気を均等、かつ整然と供給
することができるので、揚水筒内の流動は、常時流速変
動しているが、継続して流動し、固形物処理剤を上昇さ
せて効率よく拡散させる。

また水を循環流動く上下対流）させるので、水面に近い
酸素飽和状態の水が水底に近い側へ流入し、速かに混合
して全体の溶存酸素量を均等化することができる。

（実施例１） 次にこの発明の実施例を第１図乃至第３図について説明
する。

第１図において、水深３ｍ（鎖線４７）の水底を実線図
示４７ａのように掘削し、最深部を５ｒｎとし、該部へ
複合筒２を設置する。この複合筒２の設置場所は、水量
、水深および水底の形状によって異なるが、例えば水１
１０００１−ン〜５０００トン毎に直径２０ｃｍの揚水
筒１基を設置する計算のもとに複合筒２を溝成する。第
１図の場合に、揚水は矢示４８．４８　ａのように左右
へ拡散され、水面から水底に下降し、水底をはって複合
筒に到って矢示４８１〕、４８（２のように再び揚水さ
れ、これを繰返すことになる。また第２図は湖５０に対
する複合筒２．２ａ、２１〕、２Ｃの設置位置を示す。

次に第３図は湖５１の一側へ鎖線５３より放水路５２に
亘る間に人工水路４９を作り、該部のみへ複合筒２．２
ａを設置したのみである。何れにしても通過する水を全
部浮水しようという購成になっている。

前記複合筒２を箔成する円筒１の薬注ホース３２へ適量
（例えば１０〜３０　ｐ　Ｉ）　ｍの濃ｒりの凝集剤（
例えば塩化アルミニウム）３凝集剤槽６０から供給ずれ
は、前記矢示４８．４８　ａのように水か拡散するのに
つれて凝集剤も拡散し、水中の浮遊固形物を有効に団粒
化して沈；猥さぜることができる。前記８２集剤に代え
て殺藻剤を供給すれば、同様の水流作用により均一に拡
散させ、）？遊蕩類３死滅させ、これを沈澱させること
かできる。図中６１はコンプレツサーである。

（実施例２） 第４図の実施例は、間欠気泡を発生させる空気室を使用
しない場合のもので、ノズルへの送気又は送水を別装置
でコントロールするものである。

即ち揚水筒１の上部外側に浮室５・１を設け、下部内側
にノズル５５を臨まぜ、中間部に固形物処理剤の放出リ
ンク５６を設置したもので、図中５７は給気ホース、５
８は給液ホースである。前記放出リンク５６に代えて、
揚水筒１の上方に、固形の処理剤を収容する処理前篭５
つを設置し、（５水筒から噴出する水によって処理剤基
円の処理剤をｊ容量するようにすることもできる。

（実施例３） 次にこの発明の実施例を第５図乃至第７図に基づいて説
明する。

直径１０■、長さ１ｍの円筒１．１ａ、１ｂ、１ａｖＥ
立並列して、複合筒２を構成し、前記各円筒１．１ａ、
１１〕、ＩＣの夫々の下部へ空気室３．３ａ、３ｂ、３
Ｃを連結し、前記複合筒２の外周部で、前記空気室３．
３ａ、３ｂ、３ｃの上方へ環状の蓄気室４を複合筒２の
外側に嵌装固定し、蓄気室４と、前記各空気室３．３ａ
、３１）、３Ｃとは夫々給気バイブ５．５ａ、５ｂ、５
ｃで連結したもので、図中６は蓄気室４へ加圧空気を送
る為の送気ポース、７．７は複合筒２を水中へ直立する
為の自立ブイ、８は複合筒２の下端と所定の間隔を保っ
て設置しな水底に堆積しな泥等の吸込を防止する為の吸
込防止板、９は揚水装置を安定１ヒする為の重錘である
。前記空気室３．３ａ、３１〕、３ｃは、各円筒１．１
ａ、１ｂ、ＩＣの外側へ所定間隔で平面円弧状に設置さ
れた内仕切板１０、中仕切板１１、外板１２と区画板１
３．１３とにより囲まれた空間により構成されている。

前記実施例において、第２図中送気ポース６から、矢示
１４のように加圧空気を送ると、加圧空第は蓄気室４に
充満し、所定の圧力になったならば、送気パイプ５を経
て矢示１５のように各空気室３．３ａ、３１ツ、３ｃ内
へ送入される（爾後蓄気室４には常時設定気圧の空気か
充満している）。

そこで、空気室の外室１６内と、連通孔２３を介して中
室１７内に空気か入ると、各室内の空気増加につれて、
各室内の水位が矢示１８のように押し下げられるので、
各室内の水は矢示１９のように空気室底の連通孔２４を
経て外室１６外へ、又は矢示２０．２１のように連通孔
２５．２６を経て中室内１７、内室内２２から円筒体１
内へ排出される。

このようにして、前記各室内の水位が第２図中２７の位
置に到達したならば、外室１６と、中室１７内の空気は
、連通孔２４．２５を経て内室内を上昇し、連通孔２６
より円筒１内へ排出されるが、この場合の空気量は、外
室１６、内室１７の容量とほぼ同一の比較的大量である
為に、円筒体内へ入ると、気泡弾２８となって矢示２９
のように上昇する。従って気泡弾２８はその浮力により
、筒体内ではその上方の水を押し上げ、下方の水を引上
げることになる。前記気泡弾２８が筒体より放出される
と共に、揚水の流速は逐次低下し、次の気泡弾の放出に
よって再び流速が早くなる。従って、気泡弾２８が適度
の間隔で放出されるように空気室の容量を設計すれば、
効率よく揚水することができる。また空気量は筒体の直
径に対応して適宜選定し、円筒体内で可及的速やかに砲
弾形となり、その浮力を十分に利用できるようにする。

第１図中３２は殺藻剤又は凝集剤を送る薬注ホースであ
って、処理すべき湖、沼又は池などの水中に固形物が浮
遊している場合には揚水と共に、凝集剤を散布して固形
物処理剤させることにより浮水し、藻類が繁殖しずぎな
場合には殺藻剤散布してこれらを死滅させるなど処理の
際に用いる。

従って各円筒体又は所定の円筒体へ薬注ポースを連結す
ることにより必要に応じ、前記薬液を揚水により拡散、
循環させれば効率よく目的を達成することかできる。

前記実施例によれば、蓄気室から各空気室へ空気を供給
するので、供給圧力および量を各円筒体毎に同一にでき
る。従って各空気室を同一容量にしておけば、各円筒体
から同時に気泡弾を放出することができることになり、
恰も大口径の揚水筒を一木用いた場合と同一効果を期待
することができる。

（実施例４） 第８図の実施例は、前記実施例３に比し、蓄気室４を外
室と当接（隔壁を介し）したもので、給気パイプ５の代
りに連通孔３０を設けた点が異なり、他の作用効果は総
て同一である。

従って空気室から各円筒体に空気を間欠供給する点およ
び気泡弾の移動並びに揚水の作用等は同一に付、説明を
省略した。

（実施例５） 第９図の実施例は、前記実施例３に比し、蓄気室・・１
を外室の外側へ同心円状に嵌装したもので、実施例１の
給気パイプ５の代りに連通孔３１を設けた点が相違する
゛のみである。

従って蓄気室および空気室の作用および気泡弾の一ヒ昇
、その他の作用効果は総て実施例１と同一に付、これら
の説明を省略した。

（実施例６） 次に第１０図および第１１図に示す実施例においては、
前記第１図乃至第３図に示す実施例３に示すように比較
的直径が小さく短い円筒体に代えて、大径（例えば直径
５０ａｎ）て長い（例えば２０ｍ）、大型用同体３３．
３３ａ、３３ｂ、３３Ｃを一体的に並列固定し、複合筒
３４を構成したものである。この場合に各円筒体の上部
外側に環状体３５．３５ａを所定間隔で固定し、前記環
状体３５．３５ａの間に浮子３６．３６を周繞固定した
ものである。

前記実施例は実施例３と同様に空気室３７と、蓄気室３
８を有し、両者の作用効果は同一に付、１祥糧な説明は
省略した。従って蓄気室３８については、実施例２．３
の構造をそのまま利用できることは当然である。図中５
は給気パイプ、６は送スホース、８は吸込防止板、９は
重錘である。

（実施例７） 次に第１２図乃至第１４図の実施例について説明する。

この実施例は、前記実施例６の空気室と蓄気室を揚水筒
の中間部に設置したものに相当する。即ち、複合筒４３
の下部に大径の下部吸水筒４４を連結し、前記複合筒４
３の下端部外側に蓄気室３９と、空気室４０を順次績み
重ねて嵌装設置したもので、蓄気室３９と空気室４０の
作用効果並びに揚水に能は前記実施例４と同様である。

前記において、気泡弾が複合筒４３内を矢示４１のよう
に上昇すると、複合筒４３の下端に連結した吸水筒４４
内の水も矢示・４２のように上昇し、支障なく揚水する
ことができる。然し乍ら、水深の大きい（例えば５０ｍ
〜１００ｍ）ダム等において、比較的深部の揚水を図る
場合には、通常空気室を深部に設けなければならないの
で、水圧の為に高圧空気を使用する必要かあり、これに
対応して高圧機器を設置しなければならない。

これに対し、この実施例のように空気室を複合筒の中間
において、比較的浅い部分に設けるようにずれは、空気
圧も比較的小さく、使用機器も低圧用でよいのみならず
、気泡弾の発生時と、水面側放出時の容積比も小さくて
すむので、総てについて都合よく効率のよい揚水かでき
る利点がある。

次に第１４図の実施例は、前記第１２図に示す吸水筒４
４（複合筒の断面積と同等又は若干太きい直径であって
、例えば゛ステンレス製）に代えて、伸縮可能な蛇腹筒
４５としたものである。即ち吸水筒は大径（例えば１ｍ
・〜３ｍ＞で長大（例えば５ｍ・〜３０ｍ）になる場合
がある。そこで大径、長大である場合には、縮小梱包で
きる構造が好ましいので、その−例として示した。尤も
長さ５ｍ位の筒体を、現場においてフランジ結合するこ
ともできる。前記蛇腹の場合には、補強材４６によって
必要長さに保形すると共に、補強する。

（実施例８） 第１５図および第１６図の実施例は、実施例３における
蓄気室４を円筒１．１ａ、１ｂ、１ｃよりなる複合筒２
の上端部外側に設置したもので、自立ブイ７は蓄気室４
と空気室３の間に設けである。従って実施例３と比較し
、給気管が若干長くなるだけであって、作用効果は総て
同一であるから、実施例３と同一部材には同一符号を付
した。

（発明の効果） 即ちこの発明によれば、揚水筒の揚水循環を利用して殺
葆剤および凝集剤を拡散させるので、曝気と同時に薬剤
を拡散し、溶存酸素量の増大と、ｍｓ固形物の沈澱およ
び藻類の死滅によって容易に浮水し得る効果がある。ま
たこの発明の装置によれば、複合筒の下部へ空気室を設
け、空気室と蓄気室とを連通しなので、各空気室は、は
ぼ同時に同一量の空気を受けて同一作用をするので、円
筒体内に気泡弾が一斉に生成して、同一状態で上昇し、
これにより円滑に揚水できる効果がある。

従って比較的浅い水域、又は深水域の大容量の揚水装置
として円滑、かつ効率よく揚水し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施状態における断面図、第２図は
同じく湖沼へ直接装置を設置した平面図、第３図は同じ
く湖沼に浮水部を設けた場合の平面図、第４図は同じく
揚水筒の他の実施例の一部を切断した正面図、第５図は
この発明の実施例の斜視図、第６図は同じく一部縦断拡
大正面図、第７図は同じく一部横断拡大平面図、第８図
は同じく他の実施例の一部正面図、第９図は同じく他の
実施例の一部正面図、第１０図は同じく他の実施ρ■の
平面図、第１１図は同じく一部を省略した正面図、第１
２図は同じく空気室を中間に設けた実施例の正面図、第
１３図は同じく一部拡大断面図、第１４図は同じく吸水
筒を蛇腹とした実施例の正面図、第１５図は同じ〈実施
例の正面図、第１６１Ａは同じく平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　比較的浅い湖・沼・池又は河川などの適所に、直立
   設置した揚水筒内に上昇水流を発生させ、この上昇水流
   を利用して固形物処理剤を流動水中に分散させることに
   より、前記揚水筒付近の水を循環流動させ、このような
   循環流動の過程において、前記固形物処理剤を拡散させ
   ることを特徴とした浅水域における浄水方法 ２　固形物処理剤を凝集剤又は殺藻剤とした特許請求の
   範囲第１項記載の浅水域における浄水方法３　凝集剤又
   は殺藻剤は、単独又は同時に拡散させ、又は個別に順次
   供給して拡散させた特許請求の範囲第１項記載の浅水域
   における浄水方法 ４　凝集剤はポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム
   又はその他の高分子凝集剤とした特許請求の範囲第２項
   記載の浅水域における浄水方法 ５　殺藻剤は硫酸銅又は塩化銅とした特許請求の範囲第
   ２項記載の浅水域における浄水方法 ６　揚水筒の複数本を並列して一体化してなる複合筒の
   下方に、前記各単一揚水筒毎に夫々空気を間欠的に供給
   する空気室を設け、前記空気室を夫々蓄気室に連結した
   ことを特徴とする浅水域における浄水装置 ７　蓄気室の設置位置は、空気室の外側へ同心円状、又
   は空気室上に直接重ね、或いは間隔をおいて重ねた特許
   請求の範囲第６項記載の浅水域における浄水装置 ８　蓄気室は一つ又は複数区画とした特許請求の範囲第
   ６項記載の浅水域における浄水装置