JPH0623383A

JPH0623383A - 水質浄化システム

Info

Publication number: JPH0623383A
Application number: JP19107591A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Taki; 善樹滝
Original assignee: B BAI B KK
Current assignee: B BAI B KK
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1994-02-01

Abstract

(57)【要約】【目的】既設の池に容易に設置できるとともに、設置
後の保守管理を技術的、経済的に有利に行なう。【構成】池２の略中央に配置される浄化構造物本体３
と、該浄化構造物本体３に連続して外周の水を導入する
吸入口４と、上記浄化構造物本体３の周囲の水中に係留
される生物膜槽ユニット５と固有細菌供給カートリッジ
２４とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大容量の人工池の水質
を浄化すべく固有細菌の水質浄化力を利用するため、浄
化構造物本体を池中央部に浮かべ、その外周の水中に固
有細菌ユニット及び生物膜槽ユニットを係留してなる水
質浄化システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の人工池の水質浄化システ
ムとして、人工池の周りの陸上部にバイオリアクターを
設置し、かつ、池水に強制的に循環を起させる装置やば
っ気を起させる装置などを個別に設置するものが本発明
者などによって開発されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の水質浄化システムでは、各種装置を設置するために
大規模な土木工事を施行しなければならず、コスト面で
難点があり、また、設置するばっ気による浄化方式にも
能力の限界があり、さらに、採用される循環濾過方式等
にも技術的、経済的に問題がある。

【０００４】特に、閉鎖系の人工池では、高い水準での
富栄養化が藻類の異常増殖を招いている。

【０００５】富栄養化を引き起す物質は数多く存在する
が、チッ素、リンが抑制しなければならない最も重要な
物質であり、これらを抑制を操作することによって内部
生産力を低下させることができ、水質浄化の目的を達成
する最短法である。

【０００６】これら栄養藻類の除去法には、薬剤を使用
する物理化学法があるが、設備や生成物質の処理やその
コストなどの二次公害を招来し、かならずしも一般の池
などで実用化することが容易でない。

【０００７】このような課題を解決するために、本発明
者などは生物学的処理法が、二次公害を招来するおそれ
がなく、環境汚染の心配がないことに着眼して、鋭意研
究と実験を行なっていたところ、生物膜利用方式には、
閉鎖系水域の水質浄化に次のような利点があるという知
見を得た。

【０００８】（１）チッ素の除去に適している。比増殖
速度の小さい硝化細菌及び脱窒細菌は、活性汚泥法など
のばっ気槽では、洗い流されて生息できないが、生物膜
では廃水の滞流時間に関係なく生息することが可能であ
ることがわかったからである。

【０００９】（２）浄化に関与する微生物の種類の多様
性が高い。生物膜の多様性が増加し、相互作用が複雑に
なって安定な生態系が構成され、そして環境条件の変動
に対応できるからである。

【００１０】（３）浄化の程度に応じて、それぞれに適
した優占微生物膜が構成される。

【００１１】（４）食物連鎖が長くなる。細菌を捕食す
る生物よりも、さらに高次の栄養レベルの生物が多くな
るので、エネルギーとして消散される割合が大きくな
り、汚泥発生量が大巾に削減されるからである。

【００１２】（５）活性汚泥法では、ＢＯＤが５０〜６
０mg/l以下の場合、微生物の凝集が十分に進行しない
が、生物膜では、ＢＯＤの低い廃水でもその進行が可能
で池の浄化に適している。

【００１３】（６）好気的条件下でリンを細胞内にＲＮ
Ａとして過剰に取り込む生物学的リン除去法である。

【００１４】本発明は、従来技術の問題点を解決すべ
く、上記新知見に基づいて完成されたもので、既設の池
に容易に設置でき、設置後の保守管理を技術的、経済的
に有利に行なうことができる新規な水質浄化システムを
提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、第一の発明に係る水質浄化システムは、
外周部から池水を導入する吸入口と、該吸入口に連絡
し、かつ、該池水を池の水面の上方に噴出する手段を有
し、さらに、該手段により噴出する噴水を下方に案内す
る導入しスライドを有して水面下に大半が沈むよう池の
略中央位置に設置される浄化構造物本体と、該浄化構造
物本体の外周の水面下に係留される固有細菌ユニット
と、該固有細菌の発生源となる濾材を網籠内に充填して
なり、前記浄化構造物本体の外周で、かつ前記固有細菌
ユニットの外周の水面下の複数個所に係留される生物膜
槽ユニットと、で構成されることを特徴とする。

【００１６】また、第二の発明に係る水質浄化システム
は、外周部から池水を導入する吸入口と、該吸入口に連
結し、且つ該池水を池の水面の上方に噴出する手段を有
するとともに、上記池の略中央位置に設置される浄化構
造物本体と、該浄化構造物本体の外周の水面下に設けら
れる攪拌手段および固有細菌ユニットと、該固有細菌の
発生源となる濾材を網籠内に充填してなり、前記浄化構
造物本体の外周で、且つ、前記固有細菌ユニットの外周
の水面下の複数個所に係留される生物膜槽ユニットと、
で構成されることを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記請求項１の構成において、噴出手段から水
面上に噴出した水は、浄化構造物本体と固有細菌ユニッ
トの間の間隙部に落下する過程において導入スライドに
案内されて均一に生物膜槽を一定のスピードで通過する
ことによって浄化され、均一に拡散される。

【００１８】その際、固有細菌ユニットから失活状態で
生物膜槽に誘導された固有細菌は、その生物膜槽の濾材
で活性化して増殖し、その生物膜槽を通過する水の浄化
を助長するとともに、一部がその水に混在して外部に拡
散し、外部の水の浄化にも貢献する。

【００１９】また、請求項２の構成において、噴出手段
から水面上に水を噴出させることにより池の水の循環を
行なわせることができるのと同時に、攪拌手段によって
生物膜槽に溶存酸素の水が吹き付けられ且つ強性的に拡
拌させるのにともない、固有細菌ユニットから失活状態
で上記生物膜槽に誘導された固有細菌は、その生物膜荘
の濾材で活性化して増殖の効率をアップさせる。したが
って、上記生物膜槽を通過する水の浄化を助長するとと
もに、一部がその水に混在して外部に拡散し、外部の水
の浄化にも貢献する。

【００２０】

【実施例】以下、図面によって本考案の実施態様の一例
について説明する。

【００２１】

【実施例１】図１は本発明の一実施例に係る水質浄化シ
ステムの平面図、図２は同上水質浄化システムの縦断側
面図である。

【００２２】図示するように、この水質浄化システム１
は、池２の略中央に配置される浄化構造物本体３と、該
浄化構造物本体３に連絡して外周の水を導入する吸入口
４と、該構造物本体３の周囲の水中に係留される生物膜
槽ユニット５と、で主に構成されている。

【００２３】浄化構造物本体３は、具体的には、第４図
に示すように、プラットホーム６の略中央に載置される
所定の面積を有する底板７と、該底板７の略中央に載置
され導水管８が接続されている缶体９と、該缶体９の上
方に筒状網１０を介して接続される筒状フロート１１
と、該フロー１１の上縁に付着され、下方に傘状に開い
て前記缶体９の外周まで降りる導入スライド１２と、前
記フロート１１の上方にテーパ面１３を形成し、かつ、
前記フロート１１の中心穴１４と連続する同径の穴１５
を有する截頭円錐筒１６と、それらの内部に設けられる
噴出手段１７とで構成される。

【００２４】プラットホーム６は約3.9m×3.9m＝15.21m
² （約４帖半）の面積を有する平板からなるが、イカダ
状構造物本体を採用することができる。

【００２５】底板７はフラットな平板からなり、導入ス
ライド１２の下端縁が延長して降下する仮想交叉部より
も外周水平に延び、下降する噴水を外側水平に案内する
に足りる面積を有している。

【００２６】噴出手段１７は、具体的には、缶体９の中
央に載置され下方に多数の吸込孔１８を有する水中ポン
プ１９と、該水中ポンプ１９の上方からフロート１１の
中心穴１４に延びるノズル２０と、截頭円錐筒１６の外
周から該中心穴１５に連通するエア吸入口２１とで構成
されている。

【００２７】前記浄化構造物本体３は、上方が僅かに水
面上に突出するようにプラットホーム６にアンカー２２
が係留されている。

【００２８】吸入口４は池２の底部２３に載置されてそ
の周辺の水を吸引し導水管８を介し前記噴出手段１７に
送給するようになっている。第２図においては、前記浄
化構造物本体３を中心とする対称位置の２個所に載置さ
れているが、一個所に載置することもあり、また三個所
以上載置されることもある。

【００２９】前記導入スライド１２は噴水を均一に外周
の水中の一定の深部に案内下降されるようになってい
る。そして、その下端部外周には、固有細菌供給カート
リッジ２４がユニット化されて装置されている。

【００３０】固有細菌の代表としてＢＳＫ菌(Bacillus
Subtilis Kubota)が多く使用される。ＢＳＫ菌は、土壌
中から発見されたもので、枯草菌に属し、腐敗細菌など
有害菌に対し拮抗性を有するグラム陽性菌であり、かつ
還元菌であり、標準的な枯草菌と類似するが性質は異な
る。顕微鏡では単独又は二連型時には長い鎖状に観察さ
れた。そして、このＢＳＫ菌はバイオ製剤としては、す
でに出願済であり、その際微工研寄第９６４３号として
寄託された。

【００３１】生物膜方式（生物膜槽ユニット）にＢＳＫ
菌を随時加えることによってＢＳＫ菌の優勢な生物膜を
形成させることができるが、そのメリットとしては、次
の事項が挙げられる。

【００３２】（１）池水の透視度改善の処理スピードが
他のバイオ方式に比べて早い（図８）。

【００３３】（２）池水のチッ素、リンの削減機能がア
ップする。

【００３４】（３）有機物の分解効率が活性汚泥法の２
倍になる。

【００３５】（４）多くの農薬の生分解を加速すること
ができる。

【００３６】（５）池の臭気対策に貢献することができ
る。

【００３７】また、ＢＳＫ菌自体も特定の菌床（例え
ば、実施例の濾材）に定着することによって安定的に増
殖することができる。

【００３８】生物膜槽ユニット５は、図３に示すよう
に、浄化構造物本体３の外周で、底板７の縁に沿って係
留配置される１２個の生物膜槽２５のユニット（群）
と、プラットホーム６の縁に沿って係留配置される１６
個の生物膜槽２５のユニット（群）とで構成されてい
る。

【００３９】このように係留配置される各生物膜槽２５
は、具体的には、図４に示すように、円筒状の網籠２６
と、該網籠２６内の上方に装設するフロート２７と、該
網籠２６内に充填する濾材２８と、前記フロート２７か
ら、該網籠２６の中心を下方に延びてその下端面２９か
ら露出して、前記プラットホーム６に連結される係留ロ
ープ３０とで構成されている。

【００４０】濾材２８としては、バイオス（商品名）と
呼ばれる比重0.9 の接触剤が多く使用されるが、繊維状
活性炭フェルト（商品名ＡＣＦ）も使用される。この濾
材２８には、各種細菌、藻類、ミジンコ、赤むし、原生
動物が付き易いほかに、ＢＳＫ菌も付き易い。

【００４１】また、生物膜槽ユニット５を、図５乃至図
７に示すように、各生物膜槽２５をイカダ３１に吊り下
げて係留することもある。この場合、生物膜槽２５の構
成部材としてフロ−トは不要となり、逆に、沈子（図示
せず）を使用することもある。

【００４２】イカダ３１は、一定の規格のものをパイプ
３２で組んで作成されるが、現場で連結する組付で作業
性とメンテナンス性を容易にできるようになっている。
また、中央の浄化構造物本体３とは、直接、接続してい
ないため、部分的交換保守が容易となっている。

【００４３】次に、上述のように構成された実施例の作
用を説明する。

【００４４】吸入口４から吸入された池２の水は、導水
管８から浄化構造物本体３内へ導入され、水中ポンプ１
９、ノズル２０などからなる噴出手段１７で水面上の空
中へ噴水されよくばっ気して導入スライド１２に沿って
下降し、かつ、底板７に衝合することでユニット化され
た各生物膜槽２５に均一に案内される。その際、その案
内される一部分の水はユニットされた各固有細菌供給カ
ートリッジ２４を通過して前記生物膜槽２５内を一定の
スピードで通過する。

【００４５】固有細菌供給カートリッジ２４では失活状
態にあるＢＳＫ菌の一部は、ばっ気による酸素、案内さ
れる水に混在する栄養源、温度などの条件が満たされて
その場で活性化し増殖して各生物膜槽２５に案内され付
着する。また、失活状態にある他の一部のＢＳＫ菌はそ
のまま、各生物膜槽２５に案内されてそこに付着し、そ
こで酸素、栄養源、温度などの条件が満たされて活性化
し、増殖する。

【００４６】そして、各生物膜槽２５を通過する水は、
そこで活性化増殖しているＢＳＫ菌を混在して外部に均
一に拡散していく。拡散されたＢＳＫ菌は外部の水に混
在する有機物を分解し、農薬を生分解し、チッ素、リン
を削減することにより、浄化する。

【００４７】このように分解浄化された水は、さらに、
吸入口４から吸引されて浄化構造物本体３、噴出手段１
７へと循環を繰返し、同様のＢＳＫ菌による処理が行な
われ、さらに浄化されていく。

【００４８】そして、池水の浄化力が衰えるころには、
固有細菌供給カートリッジ２４を交換することによりＢ
ＳＫ菌を補強し浄化作用を持続させる。

【００４９】

【実施例２】次に、図１０及び図１１は本発明に係る水
質浄化システム１の他の実施例を示すもので、該水質浄
化システム１は、池２の略中央に配置される浄化構造物
本体３と、該構造物本体３の周囲の水中に設けられる攪
拌手段３５、３５及び固有細菌ユニット２４と生物膜槽
ユニット５とで主に構成されている。

【００５０】浄化構造物本体３は、所定の面積を有する
天板３６と底板３７との間の中央部に噴出手段１７が設
けられ、該噴出手段１７の両側には攪拌手段３５、３５
が配設されている。また、上記天板３６の裏面外側より
にはフロート１１、１１が、上記噴出手段１７の下部外
周には固有細菌ユニット２４がそれぞれ設けられてい
る。

【００５１】噴出手段１７は、水平ポンプ１９と該水中
ポンプ１９の上部中央に設けられたノズル２０とによっ
て構成されている。そして、該ノズル２０の先端は水面
上より突出されている。

【００５２】次に、攪拌手段３５、３５は水中ポンプ３
８、３８と該水中ポンプ３８、３８の上部に垂直に設け
られたノズル３９、３９と側部に水平に設けられたノズ
ル４０、４０とによって構成されている。そして、上記
ノズル３９、３９は水面上より突出され、また、上記ノ
ズル４０、４０は上記固有細菌ユニット２４の外周の水
中の係留されている生物膜槽ユニット５に対向してい
る。

【００５３】次に、上記構成の実施例の作用を説明する
と、吸入口４から吸入された池の水は、導水管８から浄
化構造物本体３内へ導入され、水中ポンプ１９、ノズル
２０などからなる噴出手段１７で水面上に噴出されよく
ばっ気して落下し、上記池２の水の循環を行なわせる。
また、攪拌手段３５、３５によって生物膜槽ユニット５
に溶存酸素の水が吹き付けられ且つ強性的に拡拌される
のにともない、固有細菌ユニット２４から失活状態で上
記生物膜槽に誘導された固有細菌は、水内の溶存酸素や
混在する栄養源、温度などの条件が満たされて生物膜槽
ユニット５の濾材２８で活性化し著しい速さで増殖す
る。

【００５４】そして、各生物膜槽２５を通過する水は、
そこで活性化増殖している。ＢＳＫ菌を混在する有機物
を分解し、農薬を生分解し、チッ素、リンを削減するこ
とにより、浄化する。このように浄化された水はさらに
上記噴出手段１７と攪拌手段３５へと循環を繰り返し、
さらに浄化されていく。

【００５５】なお、この実施例において、図１乃至図９
と同符号は同部位を示すものとし、その説明は省略す
る。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の本発明
は、要するに、池内に設置する循環水吸入口付き浄化構
造物本体に生物膜槽を組合わせて水質浄化システムを構
成したので下記の効果を発揮する。

【００５７】（１）池のチッ素、リンを生物処理により
効率的に削減することができる（図８、図９）。

【００５８】（２）特に、土木工事や特別なピットなど
の構築物が不要であるため、設備費用が少なくて済む。

【００５９】（３）池水の水質の変動に応じて生物膜の
状態が対応し、生物膜などに蓄積する汚泥も剥離汚泥と
なって地底に自動的に落下除去されるのでメンテナンス
性に優れている。

【００６０】（４）池水が循環によって、繰返し浄化さ
れるので、大容量の水質浄化が小さな設備で行なわれる
噴水によるばっ気効果のみで溶する酸素を用いる程度で
足りることから、電気消費量が少なくて済む。

【００６１】（５）生物膜の一部に嫌気部分を作ること
により脱窒細菌の活性化に役立てることができ、チッ素
削減をさらに助長促進できる。

【００６２】（６）池水の吸入口を深部に設けた場合、
夏期の水温分離層を壊し、深層部の嫌気の解消、表層水
の高温による生物生産の低下に役立つ。

【００６３】（７）池面積、水容量、水深などの条件に
よって、それぞれに対応した設計が可能である。

【００６４】（８）浄化構造物本体及び生物膜槽ユニッ
トの大部分が水面下に係留されるため、水面の景観を損
なわず、陸上部も小型の電設ボックスのみでよい。

【００６５】（９）固有細菌の活性に必要な各種元素の
バランスを保つべく、特にエネルギー源として必要な炭
素源を人為的に供給することによって水深浄化のスピー
ドを促進することができる。

【００６６】（１０）浮式プラットホームは水位の変動
に自動的に対応でき、一定の景観を保持できる。

【００６７】また、請求項２の発明は上記請求項１と同
様の効果に加え、攪拌手段を設けたことにより池全体の
水循環を良好に行なうことができるとともに、生物膜槽
に溶存酸素の水を吹き付けることにより、該生物膜槽に
失活状態で誘導された固有細菌の活性化を計り且つ増殖
の効率をアップさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水質浄化システムの平面図

【図２】図１のａーａ線断面図

【図３】同上水質浄化システムの要部拡大平面図

【図４】同上水質浄化システムの要部拡大縦断面図

【図５】同上水質浄化システムの変形例の縦断面図

【図６】同上変形例の平面図

【図７】同上変形例の要部の拡大斜視図

【図８】ＢＳＫ菌による生物膜槽内循環における透視度
変化をほかの細菌と対比した場合の透視度と経過時間の
関係を表わすグラフ

【図９】同上水質浄化システムと従来のリアクタ方式と
を対比した場合の処理水量と投資度改善の関係を表わす
グラフ

【図１０】水質浄化システムの他の実施例を示す平面図

【図１１】図１０の要部の側面図

【符号の説明】

１水質浄化システム２池３浄化構造物本体４吸入口５生物膜槽ユニット２４固有細菌ユニット（カートリッジ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周部から池水を導入する吸入口と、該吸
入口に連絡し、かつ、該池水を池の水面の上方に噴出す
る手段を有し、さらに、該手段により噴出する噴水を下
方に案内し導入するスライドを有して水面下に大半が沈
むよう池の略中央位置に設置される浄化構造物本体と、
該浄化構造物本体の外周の水面下に係留される固有細菌
ユニットと、該固有細菌の発生源となる濾材を網籠内に
充填してなり、前記浄化構造物本体の外周で、かつ前記
固有細菌ユニットの外周の水面下の複数個所に係留され
る生物膜槽ユニットと、で構成されることを特徴とする
水質浄化システム。
【請求項２】外周部から池水を導入する吸入口と、該吸
入口に連結し、且つ該池水を池の水面の上方に噴出する
手段を有するとともに、上記池の略中央位置に設置され
る浄化構造物本体と、該浄化構造物本体の外周の水面下
に設けられる攪拌手段および固有細菌ユニットと、該固
有細菌の発生源となる濾材を網籠内に充填してなり、前
記浄化構造物本体の外周で、且つ、前記固有細菌ユニッ
トの外周の水面下の複数個所に係留される生物膜槽ユニ
ットと、で構成されることを特徴とする水質浄化システ
ム。