JPH10151474A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルタ全体を有効に使用することができて
安定した浄化処理能力が得られるとともに、装置全体と
しての浄化処理能力を確実に把握することができる水質
浄化装置を提供する。 【解決手段】 外体１７内に充填材２３が多数充填され
てなるフィルタ３２と、該フィルタ３２内に配置された
集水部２７から水を吸引することにより該フィルタ３２
に水流を発生させるポンプ５８とを有するものであっ
て、フィルタ３２の集水部２７へ向かう流路面積を略一
定とすることにより、フィルタ３２の集水部２７へ向か
う水の流速が位置によって異なることなく略一定する。

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、外体
内に充填材が多数充填されてなるフィルタと、該フィル
タ内に配置された集水部から水を吸引することにより該
フィルタに水流を発生させるポンプとを有するものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような外体内に
充填材が多数充填されてなるフィルタと、該フィルタ内
に配置された集水部から水を吸引することにより該フィ
ルタに水流を発生させるポンプとを有する従来の水質浄
化装置において、フィルタの形状によっては、集水部か
らの距離が同じとなる位置の総面積が、集水部から近い
部分と離れた部分とで異なることがあり、このような場
合、フィルタの集水部へ向かう水の流速が位置により異
なって、位置により浄化能力が異なってしまうことがあ
る。このため、フィルタ全体を有効に使用することがで
きず安定した浄化処理能力が得られないという問題があ
り、また装置全体としての浄化処理能力の把握が困難で
あるという問題があった。すなわち、例えば円筒状のフ
ィルタの内側に集水部を設けた装置の場合、フィルタの
集水部付近においては、集水部からの距離が短いためそ
の位置における周面積が小さく、集水部から遠い部分に
おいては、集水部からの距離が長いためその位置におけ
る周面積が大きくなり、よって、このような周面積の違
いによって水の流速に差ができ、浄化能力が異なってし
まう。したがって、本発明の目的は、フィルタ全体を有
効に使用することができて安定した浄化処理能力が得ら
れるとともに、装置全体としての浄化処理能力を確実に
把握す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、外体内に
充填材が多数充填されてなるフィルタと、該フィルタ内
に配置された集水部から水を吸引することにより該フィ
ルタに水流を発生させるポンプとを有するものであっ
て、前記フィルタの前記集水部へ向かう流路面積を略一
定とすることを特徴としている。このように、フィルタ
の集水部へ向かう流路面積を略一定とするため、フィル
タの集水部へ向かう水の流速が位置によって異なること
なく略一定することになる。

【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、前記集水部からの距離に
応じて前記フィルタの充填材の充填率を異ならせること
により該集水部へ向かう流路面積を略一定とすることを
特徴としている。このように、集水部からの距離に応じ
てフィルタの充填材の充填率を異ならせることにより該
集水部へ向かう流路面積を略一定としているため、簡易
な構成でフィルタの集水部へ向かう水の流速を略一定さ
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記載のものに関して、前記集水部からの距離に
応じて前記フィルタの充填材の粒径を異ならせることに
より該集水部へ向かう流路面積を略一定とすることを特
徴としている。このように、集水部からの距離に応じて
フィルタの充填材の粒径を異ならせることにより該集水
部へ向かう流路面積を一定としているため、簡易な構成
でフィルタの集水部へ向かう水の流速を略一定させるこ
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一の実施
の形態を図１および図２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
配置されるフィルタカートリッジ１３と、二つの浮体１
２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１
５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、フィルタカートリッジ１３について
説明する。フィルタカートリッジ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、外体１７の上面を構成する有孔円板
状の上面部１９と、外体１７の外側面を構成する円筒状
の側面部２０と、外体１７の下面を構成する円板状の下
面部２１とで構成されている。この外体１７は、その上
面部１９、側面部２０および下面部２１の全面、また
は、側面部２０のみに、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。

【０００９】外体１７の内側には、略有底円筒状に形成
された集水管２４が、外体１７と同軸状に配置されその
開口側が上側に配置されるとともにその底部２４ａが下
面部２１に当接するように、上面部１９の孔から挿入さ
れており、この状態で上面部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集水部２７とされてい
る。また、集水管２４の集水部２７の径方向における外
側には、集水部２７の外側を覆うように円筒状をなし
て、内部網部２９が設けられており、該内部網部２９
は、集水管２４の軸線方向における集水部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。

【００１０】外体１７と集水管２４と内部網部２９とで
囲まれる環状の隙間には、濾過材としての略同粒径の木
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（フィルタ）３２が形成されてい
る。

【００１１】この実施の形態においては、外体１７と集
水管２４と内部網部２９とで囲まれる環状の隙間には、
これらと同軸状をなす円筒状の、小径の仕切網部３４お
よび大径の仕切網部３５が設けられており、これら仕切
網部３４，３５により、処理部３２が多層状をなして複
数、具体的には三つの円筒状の層部３７，３８，３９に
区切られている。

【００１２】そして、各層部３７，３８，３９は、図２
に示すような網を球状に成形した中空のボール４０を適
宜の数、木炭２３に混入させることにより、それぞれの
木炭２３の充填率が調整されている。すなわち、集水部
２７に最も近い層部３７においては、その位置における
周面積が小さいため、木炭２３同士または木炭２３とボ
ール４０の間の隙間を大きくするように単位体積当りの
ボール４０の数を多くして木炭２３の充填率（単位体積
当りの木炭２３の体積）を小さくし、該層部３７の外側
の層部３８においては、その位置における周面積が層部
３７より大きいため、木炭２３同士または木炭２３とボ
ール４０の間の隙間を層部３７より小さくするように単
位体積当りのボール４０の数を層部３７より少なくして
木炭２３の充填率を大きくし、さらに、該層部３８の外
側すなわち最も外側の層部３９においては、その位置に
おける周面積が層部３８よりさらに大きいため、木炭２
３同士または木炭２３とボール４０の間の隙間を層部３
８よりさらに小さくするように単位体積当りのボール４
０の数を層部３８よりさらに少なくして木炭２３の充填
率を大きくする。

【００１３】このように、集水部２７からの距離に応じ
て木炭２３の充填率を異ならせること、すなわち、集水
部２７からの距離が小から大となるにしたがって、木炭
２３の充填率が小の層部３７、木炭２３の充填率が中の
層部３８、木炭２３の充填率が大の層部３９を順次配置
することにより、処理部３２全体の集水部２７へ向かう
流路面積を略一定としている。なお、外体１７の集水
孔、内部網部２９の網目、仕切網部３４，３５の網目お
よびボール４０の網目はすべて、充填される濾過材とし
ての木炭２３の通過および木炭２３による閉塞を規制す
るよう該木炭２３より小さいものが用いられている。

【００１４】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４３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４４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４４は、集水管２４の底部２４ａ
の若干上側位置まで延在して下端開口部４４ａ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４３は処理部
３２または揚水管４４を介する以外でのフィルタカート
リッジ１３の外部への連通が不可とされている。

【００１５】ここで、フィルタカートリッジ１３は、外
体１７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、フィルタカートリッジ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１
２は、上部が水面１０ａ上に位置するとともに、吊り下
げたフィルタカートリッジ１３の処理部３２が水面１０
ａ下に位置するようその浮力が設定されている。

【００１６】揚水管４４の外側には、円筒状の空気噴出
管４７が該揚水管４４に平行をなした状態で設けられて
いる。該空気噴出管４７は、下部側が屈曲されて揚水管
４４内における下端開口部４４ａ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４７の下部側には、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４７は、上端部に連結された連結管５０を介して、浮
体１２間に配置された駆動装置１４に連結されている。

【００１７】外体１７の下面部２１の下側には、下面部
２１と平行をなしてその略径方向に延在する洗浄ノズル
５２が固定支持されている。この洗浄ノズル５２には、
その内部を外部に連通させる図示せぬ空気噴出孔がほぼ
全長にわたって多数形成されており、連結管５４を介し
て駆動装置１４に連結されている。なお、洗浄ノズル５
２を下面部２１の下側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。

【００１８】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５６が、下部を水面１０ａ下に
配置させるように、連結部材１５に取り付けられてい
る。筐体５６内には、空気を供給するための図示せぬコ
ンプレッサと、外部電源５７に接続されるとともにコン
プレッサに接続されるコントローラとが設けられてい
る。またコンプレッサの空気吐出側は、コントローラに
より切り換えが制御される電磁式の図示せぬ三方弁を介
して、空気噴出管４７側の連結管５０および洗浄ノズル
５２側の連結管５４が接続されている。

【００１９】そして、コントローラが三方弁で、コンプ
レッサと空気噴出管４７側の連結管５０とを連通させる
と、空気が空気噴出管４７に供給される。すると、供給
された空気が空気噴出管４７の空気噴出孔から噴出さ
れ、気泡となって揚水管４４内を下から上へ移動し、こ
の気泡の移動で、揚水管４４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４４の内部隙間部４３
側の下端開口部４４ａから内部隙間部４３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。

【００２０】これにより、強制的にフィルタカートリッ
ジ１３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、外体１７の集水孔から処理部
３２内に至り集水管２４の集水部２７の流入孔から内部
隙間部４３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４４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。なお、コンプレッ
サから空気噴出管４７への空気の供給量は、上記のよう
にそれぞれの流路面積が略一定に調整されたすべての層
部３７〜３９において、例えば、水が０．５〜４（ｃｍ
／分）程度の略同流速で通過するように設定される。

【００２１】他方、コントローラが三方弁で、コンプレ
ッサと洗浄ノズル５２側の連結管５４とを連通させる
と、供給された空気が洗浄ノズル５２の空気噴出孔４３
から噴出される。すると、該空気は、気泡となって、下
面部２１の集水孔から導入されて処理部３２内を主とし
て上方に移動する。この気泡の移動による衝撃等で、処
理部３２を構成する木炭２３に振動が生じて、付着した
微生物の分解後のフン等のゴミが剥離等され、該ゴミは
気泡の移動で生じる水流で処理部３２の外部に運搬され
る。このようにして処理部３２内に溜まったゴミが除去
され、処理部３２が洗浄される。

【００２２】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、連結
管５０、空気噴出管４７、揚水管４４および集水管２４
が、エアリフトポンプ（ポンプ）５８を構成しており、
コンプレッサ、連結管５４および洗浄ノズル５２が洗浄
装置（空気供給手段）５９を構成している。

【００２３】以上のような構成の水質浄化装置１１によ
れば、集水部２７からの距離に応じて木炭２３の充填率
を異ならせること、具体的には、集水部２７からの距離
が小から大となるにしたがって、木炭２３の充填率が小
の層部３７、木炭２３の充填率が中の層部３８、木炭２
３の充填率が大の層部３９を順次配置することにより、
処理部３２の外側から集水部２７へ向かう流路面積を略
一定としているため、処理部３２のすべての層部３７〜
３９において集水部２７へ向かう水の流速が位置によっ
て異なることなく略一定することになる。

【００２４】したがって、処理部３２の全体を有効に使
用することができて安定した浄化処理能力が得られる。
しかも、装置全体としての浄化処理能力を確実に把握す
ることができ、これにより、対象水域１０に対する設置
台数、設定位置等の決定を容易に行うことができる。加
えて、集水部２７からの距離に応じて処理部３２の木炭
２３の充填率を異ならせることにより該集水部２７へ向
かう流路面積を略一定としているため、簡易な構成で処
理部３２における集水部２７へ向かう水の流速を略一定
させることができる。

【００２５】なお、以上の実施の形態においては、球状
の網からなるボール４０を、流路面積調整する流路面積
調整手段としたが、流路面積を調整することができるも
のであれば、球状でなくてもよく、また網からなるもの
でなくてもよい。また、木炭２３の粒径が大きくなるほ
ど木炭２３と木炭２３との隙間は大きくなることから、
木炭２３の充填率を異ならせるのではなく、集水部２７
からの距離に応じて木炭２３の粒径を異ならせること、
すなわち、各層部３７〜３９において、集水部２７から
の距離が小から大となるにしたがって、大粒径の木炭２
３のみが充填された層部３７、該層部３７より小粒径の
木炭２３のみが充填された層部３８、該層部３８よりも
さらに小粒径の木炭２３のみが充填された層部３９を順
次配置することにより、処理部３２の外側から集水部２
７へ向かう流路面積を略一定として、処理部３２のすべ
ての層部３７〜３９において集水部２７へ向かう水の流
速を略一定としても、上記と同様の効果が得られること
になる。さらには、上記した充填率の調整と粒径の調整
とを組み合わせてもよい。

【００２６】さらに、円筒状の処理部３２の内側に集水
部２７を配置する場合に限らず、例えば、球状の処理部
の中央内側に集水部を配置する場合や、立方体の中央内
側に集水部を配置する場合等、種々に適用可能である。

【００２７】

【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、フィルタの集水部へ向か
う流路面積を略一定とするため、フィルタの集水部へ向
かう水の流速が位置によって異なることなく略一定する
ことになる。したがって、処理部全体を有効に使用する
ことができて安定した浄化処理能力が得られる。しか
も、装置全体としての浄化処理能力を確実に把握するこ
とができ、これにより、対象水域に対する設置台数、設
定位置等の決定を容易に行うことができる。

【００２８】本発明の請求項２記載の水質浄化装置によ
れば、集水部からの距離に応じてフィルタの充填材の充
填率を異ならせることにより該集水部へ向かう流路面積
を略一定としているため、簡易な構成でフィルタの集水
部へ向かう水の流速を略一定させることができる。

【００２９】本発明の請求項３記載の水質浄化装置によ
れば、集水部からの距離に応じてフィルタの充填材の粒
径を異ならせることにより該集水部へ向かう流路面積を
一定としているため、簡易な構成でフィルタの集水部へ
向かう水の流速を略一定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一の実施の形態を示
す側断面図である。

【図２】 本発明の水質浄化装置の一の実施の形態の処
理部を示す断面図である。

【符号の説明】

１７ 外体 ２７ 集水部 ３２ 処理部（フィルタ） ５８ エアリフトポンプ（ポンプ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外体内に充填材が多数充填されてなるフ
   ィルタと、該フィルタ内に配置された集水部から水を吸
   引することにより該フィルタに水流を発生させるポンプ
   とを有する水質浄化装置において、 前記フィルタの前記集水部へ向かう流路面積を略一定と
   することを特徴とする水質浄化装置。
2. 【請求項２】 前記集水部からの距離に応じて前記フィ
   ルタの充填材の充填率を異ならせることにより該集水部
   へ向かう流路面積を略一定とす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】 前記集水部からの距離に応じて前記フィ
   ルタの充填材の粒径を異ならせることにより該集水部へ
   向かう流路面積を略一定とすることを特徴とする請求項
   １記載の水質浄化装置。