JPH10192877A

JPH10192877A - 湖沼水等の浄化装置

Info

Publication number: JPH10192877A
Application number: JP35781296A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Machii; 弘禧町井
Original assignee: CHIYURARU TEC KK
Current assignee: CHIYURARU TEC KK
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】小規模な工事で設置可能であり、効率良く、
湖沼水等を浄化できる浄化装置の提供。【解決手段】湖沼の底部付近の水を汲み上げるポンプ
装置１と、接触濾過槽２と、その直前の紫外線照射部７
と、その前及び接触濾過槽２の後に配した回転磁界発生
部３と、湖沼の底部から処理水を上向きに噴射する噴射
装置４とで構成する。ポンプ装置１は湖沼の底部に延長
する汲み上げ用配管５ａを吸引口に、回転磁界発生部３
と紫外線照射部７中を通過して接触濾過槽２に繋がる供
給用配管５ｂを吐出口に、各々接続する。接触濾過槽２
には上水を流出させる流出用配管５ｃを接続し、これを
噴射装置４に接続する。噴射装置４は湖沼の外部に配す
るポンプ装置４ａと湖沼の底部に配する噴射ノズル部４
ｃとで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川、湖沼、用水
池その他の自然又は人工の水域中の水（本件明細書中で
は、これらを湖沼水等と呼ぶ）、即ち、湖沼水等を比較
的簡易な装置で効率よく浄化するための湖沼水等の浄化
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、湖沼や用水池等の水、即ち、湖沼
水等の浄化は、河川水をその中に導いたり、湖沼底部か
らエアを吹き込んだり、または湖沼水等に水平方向の移
動を生じさせたりすることで行なってきた。しかし最初
の浄化技法は適当な河川が比較的近接している場合に限
られ、かつ極めて大規模な工事になるし、二番目の技法
は、エアの供給による曝気方式のため、水への酸素供給
のみで水の混合にはあまり効果がなく、それ故、湖沼等
のいずれかの部位に生じた澱みの嫌気条件は容易に改善
されない。また最後の技法は、それだけでは溶存酸素の
増大にそれほどの効果が得られないし、水中にポンプ装
置を配する構成であるためメンテナンスが容易でないと
いう問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡易で小規
模な工事で設置可能な簡単な構成でありながら、効率良
く、湖沼水等を浄化することのできる湖沼水等の浄化装
置を提供することを解決の課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】しかして本発明の１は、
湖沼水等を導入して生物処理を行なう接触濾過槽と、該
接触濾過槽の処理を経た処理水を湖沼等の底部付近から
水面を盛り上げる程度に噴射する処理水噴射手段とで構
成した湖沼水等の浄化装置であり、本発明の２は、湖沼
水等を導入して生物処理を行なう接触濾過槽と、該接触
濾過槽の処理を経た処理水を湖沼等の水面付近から上方
に噴水状に噴射する処理水噴射手段とで構成した湖沼水
等の浄化装置であり、本発明の３は、湖沼水等を導入し
て生物処理を行なう接触濾過槽と、該接触濾過槽の処理
を経た処理水を上方から湖沼等の水面上に噴射する処理
水噴射手段とで構成した湖沼水等の浄化装置である。

【０００５】前記接触濾過槽は、自由な構成を採用する
ことができるが、例えば、複数の支分槽に区分し、それ
ぞれの支分槽中にセラミックで多孔質に構成した炉材
（接触材）を充填し、湖沼水等を最前段の支分槽に導入
し、順次、後段の支分槽に導入しながら各支分槽で生物
処理を進め、最後段の支分槽から上水を流出するように
構成するのが適当である。前記炉材（接触材）は前記セ
ラミック製のそれ以外の種々のそれを採用することも可
能である。なお各支分槽にはエアをその底部付近から導
入して好気条件に整えておくのが良い。

【０００６】したがって本発明の１、２又は３の湖沼水
等の浄化装置によれば、湖沼水等、なかでも溶存酸素の
少ない湖沼等の底部付近の湖沼水等を汲み出して、生物
処理を行なう接触濾過槽に導き、この中で必要な時間、
微生物による生物処理を行なうこととする。

【０００７】本発明の１では、前記接触濾過槽で生物処
理を経た処理水を、その後、湖沼等の底部付近から周辺
の湖沼水等を巻き込みながら、前記処理水噴射手段で上
向きに噴射する。こうして処理水は底部付近の溶存酸素
の少ない湖沼水等を巻き込みつつこれとともにスピーデ
ィに上昇し、湖沼等の水面を盛り上げるまでになり、徐
々に四方に広がって行く。これによって浄化された処理
水と溶存酸素の少ない湖沼等の底部の湖沼水等とが混じ
り合うこととなる。このとき更に湖沼等の水面近くの湖
沼水等も混じり合うこととなり、その結果、湖沼等に於
て、溶存酸素の少ない嫌気条件の部分が減少し、全体と
して、湖沼水等が溶存酸素を向上させつつ平均化される
こととなる。

【０００８】更に水面で順次噴き上げられた処理水が周
囲の湖沼水等を巻き上げつつ盛り上げられるので、これ
が大気に触れ、湖沼水等の溶存酸素が一層向上すること
となる。こうして湖沼等の底部の嫌気条件の澱みがなく
なり、全体として溶存酸素が増大し、好気性の微生物の
活動が活発になり、湖沼水等の浄化が進むこととなる。

【０００９】本発明の２では、その後、湖沼等の水面付
近から、前記接触濾過槽で生物処理を経た処理水を前記
処理水噴射手段で噴水状に噴射する。１０m〜２０m位は
噴き上げるのが適当である。こうして処理水は、大気中
に高く噴き上げられ、徐々に小さな水滴状になって広が
り、この間に、大気と広く接触し、溶存酸素が増大し、
かつ昼間であれば、太陽光に含まれる紫外線の作用を受
けることとなる。加えて、水滴となって水面に落下する
際の衝撃で、水面に存在する又は処理水中に含まれてい
ることのあるアオコ等の植物性プランクトンの多くは細
胞構造の変形や損傷を生じ、死滅に至るダメージを受け
ることとなる。

【００１０】しかして湖沼等の底部付近の水が汲み上げ
られて、浄化され、溶存酸素が増大されて、水面に落さ
れ、上記のように作用するので、アオコのような植物性
のプランクトンが死滅させられつつ湖沼水等の溶存酸素
の増大が図られ、好気性の微生物の活動が活発になり、
湖沼水等の浄化が進むこととなる。なお特に藻の発生前
の時期に前記紫外線の作用が有効に働くと、その後の藻
の発生が抑制される効果が得られる。

【００１１】本発明の３では、その後、湖沼等の上方か
ら、前記接触濾過槽で生物処理を経た処理水を前記処理
水噴射手段で水面上にシャワー状に噴射する。２０m以
上程度の高所からシャワー状に噴射するのが適当であ
る。こうして処理水は、大気中に広がりつつ落下し、徐
々に小さな水滴状になって広がり、この間に、大気と広
く接触し、溶存酸素が増大し、かつ昼間であれば、太陽
光に含まれる紫外線の作用を受けることとなる。加え
て、水滴となって水面に落下する際の衝撃で、水面に存
在する又は処理水中に含まれていることのあるアオコ等
の植物性プランクトンは多くが細胞構造の変形や損傷を
生じ、死滅に至るダメージを受けることとなる。

【００１２】こうして湖沼等の底部付近の水が汲み上げ
られて、浄化され、溶存酸素が増大されて、水面に落さ
れ、上記のように作用するので、アオコのような植物性
のプランクトンが死滅させられつつ湖沼水等の溶存酸素
の増大が図られ、好気性の微生物の活動が活発になり、
湖沼水等の浄化が進むこととなる。なお特に藻の発生前
の時期に前記紫外線の作用が有効に働くと、その後の藻
の発生が抑制される効果が得られる。

【００１３】以上の本発明の１、２及び３に於いて、前
記接触濾過槽の前後の流路の一方又は双方に、該流路中
を流れる湖沼水等又は処理水が磁界中を通過することと
なるように磁界発生手段を配することができ、このよう
に構成した場合には、該流路を流れる湖沼水等又は処理
水の集団水素結合によるクラスターが小さくなり、浄化
が促進されることとなる。例えば、生物フロックの沈降
率が高くなり、透視度が速やかに高くなる。また生物処
理も効率よく行なわれることとなる。

【００１４】前記磁界発生手段は、前記流路の中心を回
転中心として回転する回転磁界を発生するように構成す
ることができ、このように構成した場合は、該流路を流
れる湖沼水等又は処理水の集団水素結合によるクラスタ
ーがより一層小さくなり、浄化が一層促進されることに
なる。

【００１５】前記磁界発生手段は、前記流路の周囲に配
した永久磁石と、該永久磁石を該流路の周方向に回転さ
せる回転駆動手段とで構成することができ、このように
構成した場合は、簡単な構成で適当な回転磁界を得るこ
とができる。

【００１６】前記磁界発生手段は、また、前記流路の周
囲に配した電磁石と、該電磁石に該流路の周方向に回転
する回転磁界を発生させるべく電流の供給を制御する制
御手段とで構成することができ、このように構成した場
合は、同様に、極めて簡単に適切な回転磁界が得られ、
かつこの場合は、可動部分がないので、耐久性が良好で
あり、メンテナンスも容易である。

【００１７】前記流路を円筒状部材で構成し、かつ該流
路を、前記磁界発生手段の配された部位に於いて、その
内部を流れる湖沼水等又は処理水が該流路の軸心を回転
中心として回転するように、その内周に螺旋を構成する
こともでき、このように構成した場合には、湖沼水等又
は処理水を流路中を回転しながら流れるようにすること
ができる。その結果、湖沼水等又は処理水は回転磁界中
を流れるのと同様になり、その集団水素結合によるクラ
スターが小さくなり、より一層浄化が促進されることに
なる。しかもこの構成の場合は、流路中の螺旋によって
湖沼水等又は処理水を回転させるものであり、構成が極
めて簡単で可動部分がないので、耐久性も良好である利
点が得られる。

【００１８】前記処理水噴射手段は、これを間欠的に動
作するように構成することができ、このように構成した
場合は、例えば、本発明の１では、水面に底部の湖沼水
等を巻き込みつつ上昇した処理水は、噴射時には、盛り
上がった水面から四方に向かって流れることになるが、
噴射停止時には、水面では中心に向かって流れる急激な
逆流が生じ、間欠動作により、このサイクルが繰り返さ
れ、底部の湖沼水を巻き上げつつ上昇した処理水と水面
に近い表層水とが良好に混合し、均一となる。即ち、浄
化処理された底層水と表層水とが混じり合うことにな
り、その結果、水素イオン濃度、ＳＳ、生物化学的酸素
要求量等をも併せて均一化する。更にはこのような噴射
部上方を中心とする内外への水の動きによって大気から
の酸素の取り込みが良好に行なわれ、溶存酸素も増大
し、微生物の活動も活発になり、浄化がより進行するこ
とになるものである。

【００１９】本発明の２及び３でも、噴射時には、噴き
上げられた上で落下した又はシャワー状に噴き下げられ
た処理水は、湖沼等の水面に落下し、平面から見て、放
射方向に流れることになるが、噴射停止時には、水面で
は放射外方から中心に向かって流れる急激な逆流が生
じ、間欠動作により、このサイクルが繰り返され、処理
水と水面に近い表層水とが良好に混合し、均一となる。
処理水は、湖沼等の底部付近から汲み上げた水を生物処
理したものであるから、均一に混合した水の下降も同時
に生じ、全体がより均一化に向かうものでもある。即
ち、水素イオン濃度、ＳＳ、生物化学的酸素要求量等も
併せて均一化に向かうものである。なお処理水は、更に
は、水面上に於けるこのような放射内外への水の動きに
よって大気からの酸素の取り込みが良好に行なわれ、溶
存酸素も増大し、微生物の活動も活発になり、浄化がよ
り進行することになるものである。

【００２０】前記接触濾過槽の前後の流路の一方又は双
方に、該流路中を流れる湖沼水等又は処理水が紫外線の
照射を受けつつ通過するように紫外線発生手段を配する
ことができ、このように構成した場合には、紫外線殺菌
等の効果を得ることができる。この紫外線照射によって
植物性プランクトンを死滅させる効果等が得られ、特に
藻の発生前の時期に於ける紫外線照射はその後の藻の発
生を抑制する効果が大となる。

【００２１】本発明の４は、湖沼等に浮く浮き島を構成
し、該浮き島に、湖沼等の底部付近の水を汲み上げ、浮
き島上部から上方に噴水状に噴射する湖沼水等汲み上げ
噴射手段を構成し、かつ該浮き島の噴射水の落下する領
域に落下した湖沼水等の生物処理を行なった後、周囲か
ら処理水を湖沼等に戻すべく構成した接触濾過槽を配置
した湖沼水等の浄化装置である。

【００２２】前記接触濾過槽は、自由な構成を採用する
ことができるが、例えば、槽中にセラミックで多孔質に
構成した炉材（接触材）を充填し、ここに落下した湖沼
水等が外方への移動にともなって生物処理が進み、最外
部から上水が流出するように構成するのが適当である。
前記炉材（接触材）は前記セラミック製のそれ以外の種
々のそれを採用することも可能である。槽の底部からエ
アを供給し、槽内を好気条件に整えておくのが適当であ
る。

【００２３】したがって本発明の４では、この浮き島を
対象の湖沼等に浮かせて使用する。前記湖沼水等汲み上
げ噴射手段によって、先ず湖沼等の底部付近の溶存酸素
の少ない水を汲み上げ、浮き島上部から噴水状に高く、
例えば、１０m〜２０m程噴き上げる。こうして湖沼水等
は、大気中に高く噴き上げられ、徐々に小さな水滴状に
なって広がり、この間に、大気と広く接触し、水滴の溶
存酸素が増大し、かつ昼間であれば、太陽光に含まれる
紫外線の殺菌作用を受けることとなる。加えて、水滴と
なって接触濾過槽の水面に落下する際の衝撃で、湖沼水
等中に含まれていることのあるアオコ等の植物性プラン
クトンの多くは細胞構造の変形や損傷を生じ、死滅に至
るダメージを受けることとなる。またこうして接触濾過
槽に落下した湖沼水等は、この槽で、炉材に接触し、こ
こで活動している微生物により汚濁物質が分解され、浄
化が進行することとなる。処理水は徐々に接触濾過槽の
外方に移動し、最外部から湖沼等の中に流下して戻るこ
ととなる。

【００２４】しかして湖沼等の底部付近の水が汲み上げ
られ、溶存酸素が増大されて、接触濾過槽の水面に落さ
れ、上記のように作用するので、アオコのような植物性
のプランクトンが死滅させられつつ湖沼水等の溶存酸素
の増大が図られ、好気性の微生物の活動が活発になり、
接触濾過槽から浄化の進んだ処理水が湖沼等に戻ること
になる。そして湖沼等の中では良好な好気条件になるの
で、更に湖沼水等の浄化が進むこととなる。なお前記太
陽光による紫外線の作用は、特に藻の発生する前の時期
に受けると、その後の藻の発生を抑制することができ
る。

【００２５】以上の本発明の４に於いて、前記浮き島の
周囲の一部に太陽電池を配置し、これを湖沼水等汲み上
げ噴射手段の駆動電源とすることができ、このように構
成した場合は、商用電源を外部から引く設備が不要とな
り、かつエネルギー源がクリーンである利点もある。

【００２６】前記湖沼水等汲み上げ噴射手段を、ポンプ
装置と、その吸引口に接続した汲み上げパイプであっ
て、前記浮き島の下部から湖沼等の底部方向に向けて垂
下した汲み上げパイプと、前記ポンプ装置の吐出口に下
端を接続し上端を前記浮き島の上面付近に位置させた噴
射パイプであって、上端に噴射ノズルを配した噴射パイ
プとで構成し、前記汲み上げパイプ又は噴射パイプの一
方又は双方に、それらの中を流れる湖沼水等が磁界中を
通過することとなるように磁界発生手段を配することが
でき、このように構成した場合は、該汲み上げパイプ又
は噴射パイプの一方又は双方を流れる湖沼水等の集団水
素結合によるクラスターが小さくなり、浄化の促進を図
ることができる。前記したように、例えば、生物フロッ
クの沈降率が高くなり、透視度が速やかに高くなる。

【００２７】前記磁界発生手段を、前記汲み上げパイプ
又は噴射パイプの中心を回転中心として回転する回転磁
界を発生するように構成することができ、このように構
成した場合は、磁界の作用がより強力に働き、該汲み上
げパイプ又は噴射パイプの一方又は双方を流れる湖沼水
等の集団水素結合によるクラスターがより一層小さくな
り、浄化が更に進み易くなる。

【００２８】前記汲み上げパイプ又は噴射パイプの一方
又は双方に、それらの中を流れる湖沼水等が紫外線の照
射を受けつつ通過することとなるように紫外線発生手段
を配する構成を採用することができ、このように構成し
た場合は、紫外線殺菌等の効果を得ることができる。紫
外線照射によって植物性プランクトンを死滅させる効果
等が得られ、特に藻の発生前の時期に於けるこの紫外線
照射はその後の藻の発生を抑制する効果が大である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を実施例
に基づいて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１
〜図５は本発明の１の実施例である実施例１を示してお
り、図１は実施例１の全体を説明する概念図、図２は磁
界発生部（磁界発生手段）を示した断面説明図、図３は
実施例１の接触濾過槽の前後の流路と磁界発生部の他の
例を示した断面説明図、図４は図３の流路の一部切欠拡
大側面説明図、図５は噴射ノズル部による処理水の噴射
状態を示した側面説明図である。図６は本発明の２の実
施例である実施例２の全体を説明する側面説明図であ
る。図７は本発明の３の実施例である実施例３の全体を
説明する側面説明図である。図８及び図９は本発明の４
の実施例である実施例４を示しており、図８は実施例４
の全体を説明する側面説明図、図９は図８の平面説明図
である。

【００３０】

【実施例】

（実施例１）実施例１は本発明の１を適用した一例であ
る。図１に示すように、この実施例１の湖沼水等の浄化
装置は、湖沼等の底部付近の水を汲み上げるポンプ装置
１と、接触濾過槽２と、その直前に配した紫外線照射部
（紫外線発生手段）７と、該紫外線照射部７の前と前記
接触濾過槽２の後に配した回転磁界発生部３、３と、湖
沼等の底部から処理水を水面方向に向けて噴射する噴射
装置（処理水噴射手段）４とを基本要素として構成する
ものである。

【００３１】前記ポンプ装置１は、図１に示すように、
湖沼等の底部まで延長する汲み上げ用配管５ａを吸引口
に接続し、前記回転磁界発生部３及び前記紫外線照射部
７中を通過して接触濾過槽２に湖沼水等を供給する供給
用配管５ｂを吐出口に接続する。上記供給用配管５ｂ
は、前記紫外線照射部７中を通過する部位は、紫外線を
良好に通過し得る透明部材で構成するものとする。

【００３２】前記回転磁界発生部３は、前記紫外線照射
部７の前及び前記接触濾過槽２の後のいずれに配するそ
れも同様に構成し、図２に示すように、前記供給用配管
５ｂ又は接触濾過槽２からの後述する流出用配管５ｃに
断面同心円状に、かつ回転自在に磁石支持管３ａを外装
し、その内周に、前記供給用配管５ｂ又は流出用配管５
ｃ中に磁界を生成させ得るように、複数の永久磁石３
ｂ、３ｂ…を配設し、更にその外周に歯車３ｃを構成し
て、図示しない電動モータに減速機を介して接続する駆
動歯車３ｄと噛み合わせたものである。

【００３３】しかして電動モータを回転駆動すると、減
速機、駆動歯車３ｄ及び歯車３ｃを介して磁石支持管３
ａに回転が伝達され、複数の永久磁石３ｂ、３ｂ…がこ
れにともなって前記供給用配管５ｂ又は流出用配管５ｃ
を中心に回転し、その内側に回転磁界を発生させ、ここ
を流れる湖沼水等又は処理水に回転磁界を作用させるこ
とになる。

【００３４】図３及び図４は、上記回転磁界発生部３に
代えて使用することができる磁界発生部１３、及び前記
供給用配管５ｂ又は流出用配管５ｃに代えて使用するこ
とができる供給用配管１５ｂ又は流出用配管に関するも
のである。上記磁界発生部１３は、図３に示すように、
前記供給用配管１５ｂ又は流出用配管に断面同心円状に
磁石支持管１３ａを外装し、その内周に、前記供給用配
管１５ｂ又は流出用配管中に磁界を生成させ得るよう
に、複数の永久磁石１３ｂ、１３ｂ…を配設したもので
ある。前記供給用配管１５ｂは、上記磁界発生部１３の
内側に位置する部位に於いて、図３及び図４に示すよう
に、内周面に螺旋１５ｃを構成したものである。前記流
出用配管の上記磁界発生部１３の内側に位置する部位も
全く同様の構成である。

【００３５】しかして前記供給用配管１５ｂ又は流出用
配管中を、湖沼水等又は処理水が通過すると、前記螺旋
１５ｃの作用により、それが位置する部位では、それら
の湖沼水等又は処理水は回転しながら進行することとな
る。他方、この部位には、前記磁界発生部１３が構成し
てあり、その永久磁石１３ｂ、１３ｂ…により静止磁界
が生じている。したがって通過する磁界は静止している
が、前記のように湖沼水等又は処理水が回転しつつ進行
するので、相対的に回転磁界を通過するのと同様にな
る。

【００３６】前記紫外線照射部７は、前記供給用配管５
ｂの途中の部位であって、前記のように、紫外線を透過
し得る透明部材で構成した部位に外装する箱体と、その
内部に配した紫外線ランプとで構成したものである。上
記紫外線ランプの発生した紫外線を供給用配管５ｂを通
過する湖沼水等に照射し、紫外線殺菌を行なうものであ
る。

【００３７】また前記接触濾過槽２は、この実施例１で
は、４個の支分槽に区分し、それぞれの支分槽中にセラ
ミックで多孔質に構成した炉材を充填し、湖沼水等を最
前段の支分槽に導入し、順次、後段の支分槽に導入しな
がら各支分槽で生物処理を進め、最後段の支分槽から上
水を流出するように構成する。この接触濾過槽２の最後
段には、上水を流出させる流出用配管５ｃが接続してあ
り、この流出用配管５ｃは前記回転磁界発生部３を通じ
て、噴射装置４に接続している。

【００３８】前記噴射装置４は、図１に示すように、湖
沼等の外部に配置するポンプ装置４ａと、複数のバルブ
４ｂ、４ｂ…と、該バルブ４ｂ、４ｂ…に対応する数
の、湖沼等の中に配する噴射ノズル部４ｃ、４ｃ…とか
らなり、噴射ノズル部４ｃは、図５に示すように、延長
用配管４ｄで前記各バルブ４ｂに接続している環状部４
ｅとその上部に突出させた複数のノズル４ｆ、４ｆ…
と、前記環状部４ｅの下部に固定した錘部４ｇと、前記
環状部４ｅにロープで繋いだフロート４ｈとで構成した
ものである。環状部４ｅは、錘部４ｇによって湖沼等の
底部に沈められることとなる。水面に浮いているフロー
ト４ｈを持ち上げて移動することで環状部４ｅを適当な
位置に移動させることができる。

【００３９】この噴射ノズル部４ｃは、云うまでもな
く、いずれも同様の構成であり、それぞれその環状部４
ｅは延長用配管４ｄを介して前記バルブ４ｂに接続して
いる。また各バルブ４ｂは分配用配管５ｄを介して前記
ポンプ装置４ａの吐出口に接続している。噴射装置４に
は、更に制御装置を構成し、昼間のみ、かつ間欠的にポ
ンプ装置４ａが動作するように、制御する。図中６は湖
沼である。

【００４０】しかしてこの実施例１の湖沼水等の浄化装
置を湖沼６に設置し、この装置を動作させると、昼間の
み次のように動作する。まずポンプ装置１が動作し、溶
存酸素の少ない湖沼６の底部付近の水が汲み出され、前
記回転磁界発生部３及び紫外線照射部７の中を順次通過
して前記接触濾過槽２の最前段の支分槽に導入される。
ポンプ装置１で汲み上げられ、前記供給用配管５ｂで接
触濾過槽２に導かれる湖沼底部付近の水は、前記のよう
に、その途中で、前記回転磁界発生部３の生成する回転
磁界中を通過し、これによって回転磁界の作用を受け、
その集団水素結合によるクラスターが小さくなり、後の
浄化処理が良好に行なわれるようになる。前記したよう
に、例えば、生物処理が効率よく行なわれ、かつ生物フ
ロックの沈降率が高くなり、透視度が速やかに高くな
る。

【００４１】また、前記したように、回転磁界発生部３
を通過した湖沼水は、引き続いて前記紫外線照射部７を
通過し、紫外線の照射を受け、その殺菌作用を受けるこ
ととなる。しかして、既述のように、植物プランクトン
の死滅効果が得られ、特に藻の発生する時期前の場合
は、その作用により、その後の藻の発生を抑制すること
ができる。

【００４２】前記接触濾過槽２では、導入された湖沼水
は、順次、各支分槽で充填されている炉材に接触し、こ
れらに付着している微生物の作用でそれに含まれる汚濁
物質が分解され、浄化が進められつつ、最終段の支分槽
まで移動し、その上水が前記流出用配管５ｃを通じて流
出する。

【００４３】上記流出用配管５ｃに流出した処理水は、
その途中で、回転磁界発生部３の回転磁界中を通過し、
その作用を受け、集団水素結合によるクラスターが小さ
くなり、後の浄化処理が良好に進む状態となって、間欠
的に動作する噴射装置４のポンプ装置４ａに吸引され、
バルブ４ｂ、４ｂ…を介して湖沼６の底部に配した前記
各噴射ノズル部４ｃから水面に向かって噴射されること
となる。

【００４４】しかして処理水は、図５に示すように、湖
沼６の底部付近から溶存酸素の少ない周辺の湖沼水を巻
き込みながら急速に上昇し、水面を盛り上げるまでにな
り、その後、徐々に四方に広がって行く。これによって
浄化された処理水と溶存酸素の少ない湖沼６の底部の水
とが混じり合い、かつ表層の湖沼水も混じり合い、全体
として湖沼水が平均化されることとなる。更に水面に盛
り上げられた際に底部の湖沼水混じりの処理水はこれが
大気に良好に触れることとなり、溶存酸素の増大が得ら
れることとなる。こうして湖沼６の底部には嫌気条件の
澱みがなくなり、全体として溶存酸素が増大し、好気性
の微生物の活動が活発になり、湖沼水等の浄化が進むこ
ととなる。

【００４５】前記ポンプ装置４ａの動作が停止すると、
水面に底部の湖沼水を巻き込みつつ上昇した処理水は、
噴射時には、盛り上がった水面から四方に流れることに
なるが、噴射停止時には、水面では四方から中心に向か
って急激な逆流が生じ、先の四方への流れと後の四方か
らの逆流とが衝突して急激な混合作用が行なわれること
になる。しかして、ポンプ装置４ａの間欠動作により、
これが繰り返され、底部の湖沼水を巻き上げつつ上昇し
た処理水と水面に近い表層水とが良好に混合し、均一と
なる。即ち、浄化処理された底層水と表層水とが混じり
合うことになり、その結果、水素イオン濃度、ＳＳ、生
物化学的酸素要求量等をも併せて均一化する。更にはこ
のような四方へと四方からの水の動きによって大気から
の酸素の取り込みが良好に行なわれ、溶存酸素も増大
し、微生物の活動も活発になり、浄化がより良好に進む
ことになるものである。

【００４６】なお前記バルブ４ｂ、４ｂ…を必要に応じ
て開閉することにより、湖沼内に於けるさまざまな水の
流れを生じさせ、より一層適切に湖沼内の水の混合を図
ることができる。また前記フロート４ｈを持ち上げて環
状部４ｅを引き上げ、適切な位置への移動が容易にでき
る。

【００４７】以上の実施例１のデータを示すと表１の通
りである。この実施例１を適用した湖沼の大きさは３０
００m³である。またこの湖沼水等の浄化装置の処理量
は、０．２m³／分である。表１から短期間の間に充分良
好な浄化結果が得られたことが理解される。

【００４８】

【表１】

【００４９】（実施例２）実施例２は本発明の２を適用
した一例である。図６に示すように、この実施例２の湖
沼水等の浄化装置は、湖沼等の底部付近の水を汲み上げ
るポンプ装置２１と、接触濾過槽２２と、その前後に配
した回転磁界発生部２３、２３と、湖沼等の水面上から
処理水を上方に向けて噴射する噴射装置（処理水噴射手
段）２４とを基本要素として構成するものである。

【００５０】前記ポンプ装置２１は、図６に示すよう
に、湖沼等の底部まで延長する汲み上げ用配管２５ａを
吸引口に接続し、前記回転磁界発生部２３中を通過して
接触濾過槽２２にその湖沼水等を供給する供給用配管２
５ｂを吐出口に接続する。

【００５１】前記回転磁界発生部２３は、前記接触濾過
槽２２の前後のいずれに配するそれも同様に構成し、実
施例１の回転磁界発生部３と全く同様の構成としたもの
である。前記接触濾過槽２２も、実施例１の接触濾過槽
２と全く同様の構成とし、４個の支分槽からなり、それ
ぞれの支分槽中にセラミックで多孔質に構成した炉材を
充填し、湖沼水等を最前段の支分槽から順に後段の支分
槽に導入しながら各支分槽で生物処理を進め、最後段の
支分槽から上水を流出するように構成したものである。
またこの接触濾過槽２２の最後段には、上水を流出させ
る流出用配管２５ｃが接続し、この流出用配管２５ｃは
前記回転磁界発生部２３を通じて噴射装置２４に於ける
ポンプ装置２４ａの吸引口に接続する。

【００５２】前記噴射装置２４は、図６に示すように、
湖沼等の外部に配置する上記ポンプ装置２４ａと複数の
バルブ２４ｂ、２４ｂ…と、該バルブ２４ｂ、２４ｂ…
と同数の噴射ノズル部２４ｃ、２４ｃ…とからなる。各
噴射ノズル部２４ｃは対応する延長用配管２４ｄで前記
対応するバルブ２４ｂに接続しており、各バルブ２４ｂ
は、分配用配管２５ｄを通じて前記ポンプ装置２４ａの
吐出口に接続している。

【００５３】前記各噴射ノズル部２４ｃはフロート２４
ｅとその上部に上向きに配したノズル２４ｆとからな
り、云うまでもなく、フロート２４ｅによって湖沼等の
水面上に浮くようになっている。

【００５４】以上の噴射装置２４には、制御装置を構成
し、昼間のみ、かつ間欠的にポンプ装置２４ａが動作す
るように、制御する。図７中、２６は湖沼である。

【００５５】しかしてこの実施例２の湖沼水等の浄化装
置を湖沼２６に設置し、この装置を動作させると、昼間
のみ次のように動作する。まずポンプ装置２１が動作
し、実施例１と同様に、溶存酸素の少ない湖沼２６の底
部付近の水が汲み出され、前記回転磁界発生部２３の中
を通過する。ここでは、その湖沼水は、該回転磁界発生
部２３の生成する回転磁界の作用を受け、集団水素結合
によるクラスターが細分化され、後の浄化処理が良好に
進むよう作用を受ける。また以上の回転磁界の作用を受
けた湖沼水は、続いて前記接触濾過槽２２の最前段の支
分槽に導入される。

【００５６】前記接触濾過槽２２では、導入された湖沼
水は、順次、各支分槽で充填されている炉材に接触し、
これらに付着している微生物の作用でそれに含まれる汚
濁物質が分解され、浄化が進められつつ、最終段の支分
槽まで移動し、その上水が前記流出用配管２５ｃを通じ
て流出する。

【００５７】上記流出用配管２５ｃに流出した処理水
は、その途中で、回転磁界発生部２３の回転磁界中を通
過し、再度、回転磁界の作用を受け、集団水素結合によ
るクラスターが小さくなり、後の浄化処理が良好に進む
状態となって、間欠的に動作する噴射装置２４のポンプ
装置２４ａに、その動作時に吸引され、湖沼２６の水面
に配した前記各噴射ノズル部２４ｃのノズル２４ｆから
上方に向かって噴水状に噴射されることとなる。ここで
はポンプ装置２４ａの能力等により１５m程噴射される
ように構成してある。

【００５８】こうして処理水は、図６に示すように、大
気中に高く噴き上げられ、徐々に小さな水滴状になって
広がり、この間に、大気と広く接触し、溶存酸素が増大
し、かつ太陽光に含まれる紫外線の殺菌作用を受けるこ
ととなる。加えて、水滴となって水面に落下する際の衝
撃で、水面に存在する又は処理水中に含まれていること
のあるアオコ等の植物性プランクトンの多くは細胞構造
の変形や損傷を生じ、死滅に至るダメージを受けること
となる。

【００５９】しかして湖沼２６の底部付近の水が汲み上
げられて、浄化され、溶存酸素が増大されて、水面に落
され、上記のように作用するので、アオコのような植物
性のプランクトンが死滅させられつつ湖沼水の溶存酸素
の増大が図られ、好気性の微生物の活動が活発になり、
その浄化が進むこととなる訳である。即ち、こうして浄
化処理された底層水と表層水とが混じり合うことにな
り、湖沼２６の底部には嫌気条件の澱みがなくなり、全
体として溶存酸素が増大し、好気性の微生物の活動が活
発になり、湖沼水等の浄化が進むこととなる。なお前記
したように、太陽光に含まれる紫外線の作用は、藻の発
生前に、これが充分に作用し得ると、その後の藻の発生
を抑制することができるものである。

【００６０】前記噴射装置２４のポンプ装置２４ａの動
作が停止すると、水面に落下し、落下部位から放射方向
に流れていた処理水は、その停止にともなって生じた放
射外方から落下部位に向かって流れる急激な逆流と衝突
し、水面に近い表層水との混合作用が生じることとな
る。しかして噴射装置２４のポンプ装置２４ａの間欠動
作により、このサイクルが繰り返され、噴水状に噴き上
げられた上で水面上に落下した処理水と水面に近い表層
水とが良好に混合し、均一となる。更にはこのような放
射内外への水の動きによって大気からの酸素の取り込み
がここでも良好に行なわれ、溶存酸素も増大し、微生物
の活動も活発になり、浄化がより良好に進むことになる
ものである。

【００６１】なお前記バルブ２４ｂ、２４ｂ…のいずれ
かを必要に応じて開閉することにより、湖沼内に於ける
さまざまな水の流れを生じさせ、より一層適切に湖沼内
の水の混合を図ることができる。

【００６２】（実施例３）実施例３は本発明の３を適用
した一例である。図７に示すように、この実施例３の湖
沼水等の浄化装置は、湖沼等の底部付近の水を汲み上げ
るポンプ装置３１と、接触濾過槽３２と、その前後に配
した回転磁界発生部３３、３３と、湖沼等の上方から水
面付近に向けて処理水を噴射する噴射装置（処理水噴射
手段）３４とを基本要素として構成するものである。

【００６３】前記ポンプ装置３１は、図７に示すよう
に、湖沼等の底部まで延長する汲み上げ用配管３５ａを
吸引口に接続し、前記回転磁界発生部３３中を通過して
接触濾過槽３２にその湖沼水等を供給する供給用配管３
５ｂを吐出口に接続する。

【００６４】前記回転磁界発生部３３は、前記接触濾過
槽３２の前後のいずれに配するそれも同様に構成し、実
施例１の回転磁界発生部３と全く同様の構成としたもの
である。前記接触濾過槽３２も、実施例１の接触濾過槽
２と全く同様の構成としたものである。この接触濾過槽
３２の最後段には、上水を流出させる流出用配管３５ｃ
を接続し、この流出用配管３５ｃは前記回転磁界発生部
３３を通じて前記噴射装置３４に於けるポンプ装置３４
ａの吸引口に接続する。

【００６５】前記噴射装置３４は、図７に示すように、
湖沼等の外部に配置するポンプ装置３４ａと、複数のバ
ルブ３４ｂ、３４ｂ…と、これらと同数の噴射ノズル部
３４ｃ、３４ｃ…とからなり、各噴射ノズル部３４ｃは
それぞれ対応する延長用配管３４ｄを介して前記対応す
るバルブ３４ｂに接続している。また各バルブ３４ｂ
は、分配用配管３５ｄを通じて前記ポンプ装置３４ａの
吐出口に連通している。各噴射ノズル部３４ｃは、ノズ
ル３４ｅとこれを湖沼等の上方に配置すべく支持する支
持部材３４ｆとで構成したものである。

【００６６】この噴射装置３４には、制御装置を構成
し、昼間のみ、かつ間欠的にポンプ装置３４ａが動作す
るように、制御する。また図７中３６は湖沼である。

【００６７】しかしてこの実施例３の湖沼水等の浄化装
置を湖沼３６に設置し、この装置を動作させると、昼間
のみ間欠的にかつ次のように動作する。まずポンプ装置
３１が動作し、実施例１と同様に、溶存酸素の少ない湖
沼３６の底部付近の水が汲み出され、前記回転磁界発生
部３３中を通過して前記接触濾過槽３２に導入される。
ポンプ装置３１で汲み上げられ、前記供給用配管３５ｂ
で接触濾過槽３２に導かれる湖沼３６の底部付近の水
は、その途中で、前記回転磁界発生部３３の生成する回
転磁界中を通過してその作用を受け、集団水素結合によ
るクラスターが小さくなり、後の浄化処理が良好に進む
状態になる。

【００６８】前記接触濾過槽３２では、導入された湖沼
水は、順次、各支分槽で充填されている炉材に接触し、
これらに付着している微生物の作用でそれに含まれる汚
濁物質が分解され、浄化が進められつつ、最終段の支分
槽まで移動し、その上水が前記流出用配管３５ｃを通じ
て流出する。

【００６９】上記流出用配管３５ｃに流出した処理水
は、その途中で、回転磁界発生部３３の回転磁界中を通
過してその作用を受け、集団水素結合によるクラスター
が小さくなり、後の浄化処理が良好に進む状態となっ
て、間欠的に動作する噴射装置３４のポンプ装置３４ａ
に、その動作時に吸引され、各バルブ３４ｂを介して湖
沼３６の上方に配した前記各噴射ノズル部３４ｃに供給
され、その各ノズル３４ｅから下方に向かってシャワー
状に噴射されることとなる。

【００７０】こうして処理水は、大気中に広がりつつ落
下し、徐々に小さな水滴状になって広がり、この間に、
大気と広く接触し、溶存酸素が増大し、かつ太陽光に含
まれる紫外線の殺菌作用を受けることとなる。加えて、
水滴となって水面に落下する際の衝撃で、水面に存在す
る又は処理水中に含まれていることのあるアオコ等の植
物性プランクトンの多くが細胞構造の変形や損傷を生
じ、死滅に至るダメージを受けることとなる。

【００７１】こうして湖沼３６の底部付近の水が汲み上
げられて、浄化され、溶存酸素が増大されて、水面に落
され、上記のように作用するので、アオコのような植物
性のプランクトンが死滅させられつつ湖沼水の溶存酸素
の増大が図られ、好気性の微生物の活動が活発になり、
湖沼水の浄化が進むこととなる。即ち、浄化処理された
底層水と表層水とが混じり合うことになり、水素イオン
濃度、溶存酸素、ＳＳ、生物化学的酸素要求量等が均一
化する。特に、前記の過程で、湖沼３６の底部には嫌気
条件の澱みがなくなり、全体として溶存酸素が増大し、
好気性の微生物の活動が活発になり、湖沼水等の浄化が
進むこととなる。なお前記したように、太陽光に含まれ
る紫外線の作用は、藻の発生前に、これが充分に作用し
得ると、その後の藻の発生を抑制することができるもの
である。

【００７２】前記噴射装置３４のポンプ装置３４ａの動
作が停止すると、水面に落下し、落下部位から放射方向
に流れていた処理水は、その停止にともなって生じた放
射外方から落下部位に向かって流れる急激な逆流と衝突
し、水面に近い表層水との混合作用が生じることとな
る。しかして噴射装置３４のポンプ装置３４ａの間欠動
作により、これが繰り返され、シャワー状に噴射されて
水面上に落下した処理水と水面に近い表層水とが良好に
混合し、均一となる。更にはこのような水面上の放射内
外への水の動きによって大気からの酸素の取り込みがこ
こでも良好に行なわれ、溶存酸素も増大し、微生物の活
動も活発になり、浄化がより良好に進むことになるもの
でもある。更に加えて、このような動作による湖沼水の
流れにより、多くの湖沼水が湖沼の沿岸に接触する機会
が増大し、沿岸の土壌に生活する土壌菌等により捕食さ
れ、一層浄化が促進されることとなる。

【００７３】以上の実施例３のデータを示すと表２の通
りである。この実施例１を適用した湖沼の大きさは２０
００m³である。またこの湖沼水等の浄化装置の処理量
は、０．２m³／分である。表２から短期間で徐々に溶存
酸素の上昇するのが理解される。

【００７４】

【表２】

【００７５】（実施例４）実施例４は本発明の４を適用
した一例である。図８及び図９に示すように、この実施
例４の湖沼水等の浄化装置は、湖沼等に浮く浮き島４０
と、該浮き島４０に配した、湖沼等の底部付近の水を汲
み上げて該浮き島４０の上面中央部から上方に噴水状に
噴射する湖沼水等の汲み上げ噴射部（汲み上げ噴射手
段）４１と、該浮き島４０の噴射水の落下する領域に、
落下した湖沼水等の生物処理を行なった後周囲から処理
水を湖沼等に戻すべく構成した接触濾過槽４２と、該浮
き島４０の両側部に配した前記汲み上げ噴射部４１の電
源となる太陽電池４３とを基本要素として構成したもの
である。

【００７６】前記浮き島４０は、前記各基本要素をこれ
自体に配して湖沼等に浮上することのできるものであ
り、底部から吊り下げる移動防止用の重り４０ａを備え
たものである。前記接触濾過槽４２は、槽中にセラミッ
クで多孔質に構成した炉材（接触材）を充填し、ここに
落下した湖沼水等が外方への移動にともなって生物処理
が進み、最外部から上水が湖沼等に流出するように構成
したものである。

【００７７】前記汲み上げ噴射部４１は、浮き島４０の
内部中央付近に配したポンプ装置４１ａと、その吸引口
に接続した汲み上げパイプ４１ｂであって、前記浮き島
４０の下部から湖沼等の底部方向に向けて垂下した汲み
上げパイプ４１ｂと、前記ポンプ装置４１ａの吐出口に
下端を接続し上端を前記浮き島４０の上面中央に位置さ
せた噴射パイプ４１ｃであって、上端に噴射ノズル４１
ｄを備えた噴射パイプ４１ｃと、前記汲み上げパイプ４
１ｂの途中に挿入した磁界発生部４１ｅと、同様に前記
汲み上げパイプ４１ｂの途中で、上記磁界発生部４１ｅ
より上方に挿入したソフトセラミックス充填室４１ｆと
で構成したものである。前記ポンプ装置４１ａには、こ
れを昼間のみ間欠運転するように制御する制御部を付設
する。

【００７８】前記磁界発生部４１ｅは、円筒状の磁界発
生室４１ｅｓとその内面に交互に対面から突出固定した
複数の永久磁石４１ｅｍとからなるものであり、各永久
磁石４１ｅｍはその内端側が交互に極性が異なるように
配してある。また前記ソフトセラミックス充填室４１ｆ
は、円筒状の充填室とこれに充填されたソフトセラミッ
クスからなるものであり、このソフトセラミックスとし
ては、例えば、水酸化カルシウムを成形加熱して生成さ
せた粒体等が適当であり、これらの粒体間を湖沼水等に
通過させることでその水素イオン濃度を上昇させること
ができるものである。

【００７９】ところで前記噴射パイプ４１ｃには、その
途中から前記接触濾過槽４２の左右底部に接続する分岐
管４１ｇ、４１ｇを配設し、かつそれらの分岐管４１
ｇ、４１ｇの途中に各々開閉弁４１ｈを挿入する。これ
は接触濾過槽４２の逆洗用の構成である。

【００８０】また前記汲み上げ噴射部４１のポンプ装置
４１ａには、制御装置を構成し、昼間のみ、かつ間欠的
に該ポンプ装置４１ａが動作するように、制御する。な
お図８中、４６は湖沼である。

【００８１】しかしてこの実施例４の湖沼水等の浄化装
置を湖沼４６に設置し、この装置を動作させると、昼間
のみ、次のように動作する。前記汲み上げ噴射部４１の
ポンプ装置４１ａは、前記制御部で制御されて間欠的に
その運転が行なわれる。該ポンプ装置４１ａの運転時に
前記汲み上げパイプ４１ｂを通じて湖沼４６の底部付近
の淀んで溶存酸素の少ない水が汲み上げられ、途中の磁
界発生部４１ｅをジグザグに動きながら上昇し、磁界の
作用を受けてその集団水素結合によるクラスターが細分
化され、かつその上方では前記ソフトセラミックス充填
室４１ｆを通過して水素イオン濃度が向上し、その状態
で、ポンプ装置４１ａを通じて噴射パイプ４１ｃ側に噴
出され、その上端の噴射ノズル４１ｄで浮き島４０の上
部中央から噴水状に高く、この例では、約２０m程噴き
上げられる。

【００８２】こうして噴き上げられた湖沼水は、大気中
に高く噴き上げられ、徐々に小さな水滴状になって広が
り、この間に、大気と広く接触し、水滴の溶存酸素が増
大し、かつ太陽光に含まれる紫外線等の殺菌作用を受け
ることとなる。加えて、水滴となって接触濾過槽４２の
水面に落下する際の衝撃で、湖沼水中に含まれているこ
とのあるアオコ等の植物性プランクトンの多くは細胞構
造の変形や損傷を生じ、死滅に至るダメージを受けるこ
ととなる。またこうして接触濾過槽４２に落下した湖沼
水は、前記のように、クラスターが細分化され、かつ水
素イオン濃度が上昇しているので、この槽中で、炉材に
接触し、ここで活動している微生物の活動を一層活発に
し、含まれている汚濁物質がより一層効率的に分解さ
れ、浄化が進行することとなる。処理水は徐々に接触濾
過槽４２中を外方に移動し、最外部から湖沼４６中に流
下して戻ることとなる。

【００８３】しかして湖沼４６の底部付近の水が汲み上
げられ、クラスターが細分化され、水素イオン濃度が向
上した状態で、噴水状に噴射され、かつ落下する過程で
溶存酸素が増大し、その状態で、接触濾過槽４２の水面
に落下し、前記のように作用するので、アオコのような
植物性のプランクトンが死滅させられつつ湖沼水の溶存
酸素の増大が図られ、好気性の微生物の活動が活発にな
り、接触濾過槽４２から浄化の進んだ処理水が湖沼４６
に戻ることになる。こうして湖沼４６中では表層水と浄
化された底層水とが混合し、底部には嫌気条件の澱みが
なくなり、全体として、水素イオン濃度、溶存酸素、Ｓ
Ｓ、生物化学的酸素要求量等が均一化する。しかして好
気性の微生物の活動が活発になり、湖沼水等の浄化が進
むこととなる。

【００８４】前記汲み上げ噴射部４１のポンプ装置４１
ａの動作が停止すると、上方に噴射された上で接触濾過
槽４２の水面に落下し、ここで生物処理の作用を受けて
湖沼４６に流れ出し、放射方向に流れていた処理水は、
その停止にともなって生じた放射外方から浮き島４０の
方向に向かって流れる急激な逆流と衝突することとな
り、このとき水面に近い表層水との混合作用が生じるこ
ととなる。しかして汲み上げ噴射部４１のポンプ装置４
１ａの間欠動作により、これが繰り返され、噴水状に噴
き上げられた上で接触濾過槽４２に落下しその処理を受
けて湖沼４６に流下した処理水と湖沼４６の水面に近い
表層水とが良好に混合し、均一となる。更にはこのよう
な浮き島４０を中心とする放射内外への水の動きによっ
て大気からの酸素の取り込みがここでも良好に行なわ
れ、溶存酸素も増大し、微生物の活動も活発になり、浄
化がより良好に進むことになるものである。

【００８５】なおこの実施例４では、浮き島４０の両側
に太陽電池４３を配置し、これを汲み上げ噴射部４１の
ポンプ装置４１ａの駆動電源としたので、商用電源を外
部から引く設備が不要となり、かつエネルギー源がクリ
ーンである利点も得た。この実施例４は比較的小さな池
等の浄化に適当である。

【００８６】

【発明の効果】したがって本発明の１、２又は３の湖沼
水等の浄化装置によれば、溶存酸素の少ない湖沼等の底
部付近の湖沼水等を汲み出し、生物処理を行ない、その
処理水を、本発明の１では、湖沼等の底部付近から周辺
の湖沼水等を巻き込みながら処理水噴射手段で上向きに
噴射し、前記したように、浄化された処理水と溶存酸素
の少ない湖沼等の底部の湖沼水等とを混じり合わせ、更
に湖沼等の水面近くの湖沼水等も混じり合わせ、全体と
して湖沼水等を平均化させる。即ち、この過程で湖沼水
等は、水素イオン濃度、溶存酸素、ＳＳ、生物化学的酸
素要求量等が均一化する。

【００８７】加えて水面に順次噴き上げられた処理水が
周囲の湖沼水等を巻き上げつつ盛り上げられるので、こ
れが大気に触れ、湖沼水等の溶存酸素が一層向上するこ
ととなる。こうして湖沼等の底部の嫌気条件の澱みがな
くなり、全体として溶存酸素が増大し、好気性の微生物
の活動が活発になり、湖沼水等の浄化が進むこととな
る。

【００８８】本発明の２では、前記処理水は処理水噴射
手段で噴水状に噴射され、大気中に高く噴き上げられ、
徐々に小さな水滴状になって広がり、この間に、大気と
広く接触し、溶存酸素が増大し、かつ昼間であれば、太
陽光に含まれる紫外線等の殺菌作用をも受けることとな
る。加えて、水滴となって水面に落下する際の衝撃で、
水面に存在する又は処理水中に含まれていることのある
アオコ等の植物性プランクトンの多くを細胞構造の変形
や損傷により、死滅に至るダメージを受けさせることと
なる。

【００８９】しかして湖沼等の底部付近の水が汲み上げ
られて、浄化され、溶存酸素が増大されて、水面に落さ
れ、以上のように、アオコのような植物性のプランクト
ンが死滅させられつつ湖沼水等の溶存酸素の増大が図ら
れ、好気性の微生物の活動が活発になり、湖沼水等の浄
化が進むこととなる。本発明の２でも以上の過程で湖沼
水等は、水素イオン濃度、溶存酸素、ＳＳ、生物化学的
酸素要求量等が均一化し、微生物の活動し易い環境にな
る。

【００９０】本発明の３では、処理水噴射手段で前記処
理水を湖沼等の水面上にシャワー状に噴射する。こうし
て処理水は、大気中に広がりつつ落下し、徐々に小さな
水滴状になって広がり、この間に、大気と広く接触し、
溶存酸素が増大し、かつ昼間であれば、太陽光に含まれ
る紫外線等の照射を受けることとなる。加えて、水滴と
なって水面に落下する際の衝撃で、水面に存在する又は
処理水中に含まれていることのあるアオコ等の植物性プ
ランクトンは多くが細胞構造の変形や損傷を生じ、死滅
に至るダメージを受けることとなる。

【００９１】こうして湖沼等の底部付近の水が汲み上げ
られて、浄化され、溶存酸素が増大されて、水面に落さ
れ、以上のように、アオコのような植物性のプランクト
ンが死滅させられつつ湖沼水等の溶存酸素の増大が図ら
れ、好気性の微生物の活動が活発になり、湖沼水等の浄
化が進むこととなる。本発明の３でも以上の過程で湖沼
水等は、水素イオン濃度、溶存酸素、ＳＳ、生物化学的
酸素要求量等が均一化する。

【００９２】以上の本発明の１、２及び３に於いて、前
記接触濾過槽の前後の流路の一方又は双方に、該流路中
を流れる湖沼水等又は処理水が磁界中を通過し得るよう
に磁界発生手段を配した場合には、該流路を流れる湖沼
水等又は処理水の集団水素結合によるクラスターが小さ
くなり、より効率的に浄化が行なわれることになる。特
に生物フロックの沈降率が高まり透視度が高くなる。

【００９３】前記磁界発生手段を、前記流路の中心を回
転中心として回転する回転磁界が発生するように構成し
た場合には、該流路を流れる湖沼水等又は処理水の集団
水素結合によるクラスターがより一層小さくなり、浄化
が一層短い時間でも進むこととなる。

【００９４】前記磁界発生手段を、前記流路の周囲に配
した永久磁石と、該永久磁石を該流路の周方向に回転さ
せる回転駆動手段とで構成した場合は、容易に適切に回
転磁界を得ることができる。

【００９５】前記磁界発生手段を、前記流路の周囲に配
した電磁石と、該電磁石に該流路の周方向に回転する回
転磁界を発生させるべく電流の供給を制御する制御手段
とで構成した場合は、同様に、極めて簡単に適切な回転
磁界が得られ、かつこの場合は、可動部分がないので、
耐久性が良好であり、メンテナンスも容易である。

【００９６】前記流路を円筒状部材で構成し、かつ該流
路を、前記磁界発生手段の配された部位に於いて、その
内部を流れる湖沼水等又は処理水が該流路の中心を回転
中心として回転するように、その内周に螺旋を構成した
場合には、湖沼水等又は処理水が流路中を回転しながら
流れることになり、その結果、湖沼水等又は処理水は回
転磁界中を流れるのと同様になり、その集団水素結合に
よるクラスターが小さくなり、より一層浄化が促進され
ることになる。しかもこの構成の場合は、流路中の螺旋
によって湖沼水等又は処理水を回転させるものであり、
構成が極めて簡単で可動部分がないので、耐久性も良好
である利点が得られる。

【００９７】前記処理水噴射手段を間欠的に動作するよ
うに構成した場合は、例えば、本発明の１では、水面に
底部の湖沼水等を巻き込みつつ上昇した処理水は、噴射
時には、盛り上がった水面から、平面から見て、放射方
向に流れることになるが、噴射停止時には、水面では放
射外方から中心に向かって急激な逆流が生じ、相互に衝
突することになり、間欠動作により、これが繰り返さ
れ、底部の湖沼水を巻き上げつつ上昇した処理水と水面
に近い上層水とが良好に混合し、均一となる。処理水
は、湖沼等の底部付近から汲み上げた水を生物処理した
ものであるから、周囲（放射外方）では、均一に混合し
た水の下降も同時に生じ、全体がより一層均一化に向か
うものでもある。

【００９８】更にはこのような放射内外への水の動きに
よって大気からの酸素の取り込みが良好に行なわれ、溶
存酸素も増大し、微生物の活動も活発になり、浄化がよ
り進行することになるものである。加えて、このような
動作による湖沼水等の流れにより、多くの湖沼水等が湖
沼等の沿岸に接触する機会が増大し、沿岸の土壌に生活
する土壌菌等により捕食され、一層浄化が促進されるこ
ととなる。

【００９９】本発明の２及び３でも、噴射時には、噴き
上げられた上で落下した又はシャワー状に噴き下げられ
た処理水は、湖沼等の水面に落下し、平面から見て、放
射方向に流れることになるが、噴射停止時には、水面で
は放射外方から中心に向かって急激な逆流が生じ、内外
へ流れる二つの流れが衝突することになる。間欠動作に
より、これが繰り返され、処理水と水面に近い表層水と
が良好に混合し、均一となる。処理水は、湖沼等の底部
付近から汲み上げた水を生物処理したものであるから、
周囲では、均一に混合した水の下降も同時に生じ、全体
が均一化に向かうものでもある。

【０１００】なお処理水は、更には、水面上に於けるこ
のような放射内外への水の動きによって大気からの酸素
の取り込みが良好に行なわれ、溶存酸素も増大し、微生
物の活動も活発になり、浄化がより進行することになる
ものである。

【０１０１】前記接触濾過槽の前後の流路の一方又は双
方に、該流路中を流れる湖沼水等又は処理水をして紫外
線中を通過させるべく紫外線発生手段を配した場合に
は、紫外線殺菌等の効果を得ることができる。この紫外
線照射によって植物性プランクトンを死滅させる効果等
が得られ、特に藻の発生前の時期に於けるこの紫外線照
射はその後の藻の発生を抑制する効果が大である。

【０１０２】また本発明の４の湖沼水等の浄化装置によ
れば、浮き島を対象の湖沼等に浮かせて使用すると、前
記湖沼水等汲み上げ噴射手段によって、先ず湖沼等の底
部付近の溶存酸素の少ない水を汲み上げ、浮き島上部か
ら噴水状に高く噴き上げる。噴き上げられた湖沼水等
は、大気中に高く舞い上がり、徐々に小さな水滴状にな
って広がり、この間に、大気と広く接触し、水滴の溶存
酸素が増大し、かつ昼間であれば、太陽光に含まれる紫
外線等の作用を受けることとなる。加えて、水滴となっ
て接触濾過槽の水面に落下する際の衝撃で、湖沼水等中
に含まれていることのあるアオコ等の植物性プランクト
ンの多くは細胞構造の変形や損傷を生じ、死滅に至るダ
メージを受けることとなる。またこうして接触濾過槽に
落下した湖沼水等は、この槽で、炉材に接触し、ここで
活動している微生物により汚濁物質が分解され、浄化が
進行することとなる。処理水は徐々に接触濾過槽の外方
に移動し、最外部から湖沼等の中に流下して戻ることと
なる。

【０１０３】しかして湖沼等の底部付近の水が汲み上げ
られ、溶存酸素が増大されて、接触濾過槽の水面に落さ
れ、以上のように、アオコのような植物性のプランクト
ンが死滅させられつつ湖沼水等の溶存酸素の増大が図ら
れ、好気性の微生物の活動が活発になり、接触濾過槽か
ら浄化の進んだ処理水が湖沼等に戻ることになる。そし
て湖沼等の中では良好な好気条件になるので、更に湖沼
水等の浄化が進むこととなる。またこの過程で湖沼等の
内部の水の均一化が図られ、水素イオン濃度、溶存酸
素、ＳＳ、生物化学的酸素要求量等が均一化する。こう
して微生物の活動条件が整い、浄化が一層良好に進むよ
うになる。

【０１０４】以上の本発明の４に於いて、前記浮き島の
周囲の一部に太陽電池を配置し、これを湖沼水等汲み上
げ噴射手段の駆動電源とした場合は、商用電源を外部か
ら引く設備が不要となり、かつエネルギー源がクリーン
である利点も得られる。

【０１０５】前記湖沼水等汲み上げ噴射手段を、ポンプ
装置と、その吸引口に接続した汲み上げパイプであっ
て、前記浮き島の下部から湖沼等の底部方向に向けて垂
下した汲み上げパイプと、前記ポンプ装置の吐出口に下
端を接続し上端を前記浮き島の上面付近に位置させた噴
射パイプであって、上端に噴射ノズルを配した噴射パイ
プとで構成し、前記汲み上げパイプ又は噴射パイプの一
方又は双方に、それらの中を流れる湖沼水等をして磁界
中を通過させるべく磁界発生手段を配した場合は、該汲
み上げパイプ又は噴射パイプの一方又は双方を流れる湖
沼水等の集団水素結合によるクラスターが小さくなり、
浄化の促進を図ることができる。

【０１０６】前記磁界発生手段を、前記汲み上げパイプ
又は噴射パイプの中心を回転中心として回転する回転磁
界を発生するように構成した場合は、磁界の作用がより
強力に働き、該汲み上げパイプ又は噴射パイプの一方又
は双方を流れる湖沼水等の集団水素結合によるクラスタ
ーがより一層小さくなり、浄化が更に進み易くなる。

【０１０７】前記汲み上げパイプ又は噴射パイプの一方
又は双方に、それらの中を流れる湖沼水等が紫外線中を
通過することとなるように紫外線発生手段を配する構成
を採用した場合は、紫外線殺菌等の効果を得ることがで
きる。この紫外線照射によって植物性プランクトンを死
滅させる効果等が得られ、特に藻の発生前の時期に於け
るこの紫外線照射はその後の藻の発生を抑制する効果が
大である。

【０１０８】更に本発明の１、２、３、４によれば、い
ずれもポンプ装置や接触濾過槽が水中以外の場所にある
ので、メンテナンスが容易でもある。加えて、いずれも
簡単な構成であるので、設置が容易にできる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の全体を説明する概念図。

【図２】磁界発生部（磁界発生手段）を示した断面説明
図。

【図３】実施例１の接触濾過槽の前後の流路と磁界発生
部の他の例を示した断面説明図。

【図４】図３の流路の一部切欠拡大側面説明図。

【図５】噴射ノズル部による処理水の噴射状態を示した
側面説明図。

【図６】実施例２の全体を説明する側面説明図。

【図７】実施例３の全体を説明する側面説明図。

【図８】実施例４の全体を説明する側面説明図。

【図９】図８の平面説明図。

【符号の説明】

１、４ａ、２１、２４ａ、３１、３４ａ、４１ａポン
プ装置２、２２、３２、４２接触濾過槽３、２３、３３回転磁界発生部３ａ、１３ａ磁石支持管３ｂ、１３ｂ、４１ｅｍ永久磁石３ｃ歯車３ｄ駆動歯車４、２４、３４噴射装置４ｂ、２４ｂ、３４ｂバルブ４ｃ、２４ｃ、３４ｃ噴射ノズル部４ｄ、２４ｄ、３４ｄ延長用配管４ｅ環状部４ｆ、２４ｆ、３４ｅノズル４ｇ錘部４ｈ、２４ｅフロート５ａ、２５ａ、３５ａ汲み上げ用配管５ｂ、１５ｂ、２５ｂ、３５ｂ供給用配管５ｃ、２５ｃ、３５ｃ流出用配管５ｄ、２５ｄ、３５ｄ分配用配管６、２６、３６、４６湖沼７紫外線照射部（紫外線発生手段）１３磁界発生部１５ｃ螺旋３４ｆ支持部材４０浮き島４０ａ移動防止用の重り４１汲み上げ噴射部４３太陽電池４１ｂ汲み上げパイプ４１ｃ噴射パイプ４１ｄ噴射ノズル４１ｅ磁界発生部４１ｅｓ磁界発生室４１ｆソフトセラミックス充填室４１ｇ分岐管４１ｈ開閉弁

【表１】

【表２】

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】湖沼水等の浄化装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】

【０００４】

【００２９】

【００３０】

【実施例】（実施例１）実施例１は本発明の１を適用した一例であ
る。図１に示すように、この実施例１の湖沼水等の浄化
装置は、湖沼等の底部付近の水を汲み上げるポンプ装置
１と、接触濾過槽２と、その直前に配した紫外線照射部
（紫外線発生手段）７と、該紫外線照射部７の前と前記
接触濾過槽２の後に配した回転磁界発生部３、３と、湖
沼等の底部から処理水を水面方向に向けて噴射する噴射
装置（処理水噴射手段）４とを基本要素として構成する
ものである。

【００４８】

【表１】

【００５７】上記流出用配管２５ｃに流出した処理水
は、その途中で、回転磁界発生部２３の回転磁界中を通
過し、再度、回転磁界の作用を受け、集団水素結合によ
るクラスターが小さくなり、後の浄化処理が良好に進む
状態となって、間欠的に動作する噴射装置２４のポンプ
装置２４ａに、その動作時に吸引され、湖沼２６の水面
に配した前記各噴射ノズル部２４ｃのノズル２４ｆから
上方に向かって噴水状に噴射されることとなる。ここで
はポンプ装置２４ａの能力等により１５ｍ程噴射される
ように構成してある。

【００７３】以上の実施例３のデータを示すと表２の通
りである。この実施例１を適用した湖沼の大きさは２０
００ｍ^３である。またこの湖沼水等の浄化装置の処理量
は、０．２ｍ^３／分である。表２から短期間で徐々に溶
存酸素の上昇するのが理解される。

【００７４】

【表２】

【００８１】しかしてこの実施例４の湖沼水等の浄化装
置を湖沼４６に設置し、この装置を動作させると、昼間
のみ、次のように動作する。前記汲み上げ噴射部４１の
ポンプ装置４１ａは、前記制御部で制御されて間欠的に
その運転が行なわれる。該ポンプ装置４１ａの運転時に
前記汲み上げパイプ４１ｂを通じて湖沼４６の底部付近
の淀んで溶存酸素の少ない水が汲み上げられ、途中の磁
界発生部４１ｅをジグザグに動きながら上昇し、磁界の
作用を受けてその集団水素結合によるクラスターが細分
化され、かつその上方では前記ソフトセラミックス充填
室４１ｆを通過して水素イオン濃度が向上し、その状態
で、ポンプ装置４１ａを通じて噴射パイプ４１ｃ側に噴
出され、その上端の噴射ノズル４１ｄで浮き島４０の上
部中央から噴水状に高く、この例では、約２０ｍ程噴き
上げられる。

【００８６】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の全体を説明する概念図。

【図４】図３の流路の一部切欠拡大側面説明図。

【図６】実施例２の全体を説明する側面説明図。

【図７】実施例３の全体を説明する側面説明図。

【図８】実施例４の全体を説明する側面説明図。

【図９】図８の平面説明図。

【符号の説明】１、４ａ、２１、２４ａ、３１、３４ａ、４１ａポン
プ装置２、２２、３２、４２接触濾過槽３、２３、３３回転磁界発生部３ａ、１３ａ磁石支持管３ｂ、１３ｂ、４１ｅｍ永久磁石３ｃ歯車３ｄ駆動歯車４、２４、３４噴射装置４ｂ、２４ｂ、３４ｂバルブ４ｃ、２４ｃ、３４ｃ噴射ノズル部４ｄ、２４ｄ、３４ｄ延長用配管４ｅ環状部４ｆ、２４ｆ、３４ｅノズル４ｇ錘部４ｈ、２４ｅフロート５ａ、２５ａ、３５ａ汲み上げ用配管５ｂ、１５ｂ、２５ｂ、３５ｂ供給用配管５ｃ、２５ｃ、３５ｃ流出用配管５ｄ、２５ｄ、３５ｄ分配用配管６、２６、３６、４６湖沼７紫外線照射部（紫外線発生手段）１３磁界発生部１５ｃ螺旋３４ｆ支持部材４０浮き島４０ａ移動防止用の重り４１汲み上げ噴射部４３太陽電池４１ｂ汲み上げパイプ４１ｃ噴射パイプ４１ｄ噴射ノズル４１ｅ磁界発生部４１ｅｓ磁界発生室４１ｆソフトセラミックス充填室４１ｇ分岐管４１ｈ開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】湖沼水等を導入して生物処理を行なう接
触濾過槽と、該接触濾過槽の処理を経た処理水を湖沼等
の底部付近から水面を盛り上げる程度に噴射する処理水
噴射手段とで構成した湖沼水等の浄化装置。
【請求項２】湖沼水等を導入して生物処理を行なう接
触濾過槽と、該接触濾過槽の処理を経た処理水を湖沼等
の水面付近から上方に噴水状に噴射する処理水噴射手段
とで構成した湖沼水等の浄化装置。
【請求項３】湖沼水等を導入して生物処理を行なう接
触濾過槽と、該接触濾過槽の処理を経た処理水を上方か
ら湖沼等の水面上にシャワー状に噴射する処理水噴射手
段とで構成した湖沼水等の浄化装置。
【請求項４】前記接触濾過槽の前後の流路の一方又は
双方に、該流路中を流れる湖沼水等又は処理水が磁界中
を通過することとなるように磁界発生手段を配した請求
項１、２又は３の湖沼水等の浄化装置。
【請求項５】前記磁界発生手段を、前記流路の中心を
回転中心として回転する回転磁界を発生し得るように構
成した請求項４の湖沼水等の浄化装置。
【請求項６】前記磁界発生手段を、前記流路の周囲に
配した永久磁石と、該永久磁石を該流路の周方向に回転
させる回転駆動手段とで構成した請求項５の湖沼水等の
浄化装置。
【請求項７】前記磁界発生手段を、前記流路の周囲に
配した電磁石と、該電磁石に該流路の周方向に回転する
回転磁界を発生させるべく電流の供給を制御する制御手
段とで構成した請求項５の湖沼水等の浄化装置。
【請求項８】前記流路を円筒状部材で構成し、かつ該
流路を、前記磁界発生手段の配された部位に於いて、そ
の内部を流れる湖沼水等又は処理水が該流路の軸心を回
転中心として回転するように、その内周に螺旋を構成し
た請求項４の湖沼水等の浄化装置。
【請求項９】前記処理水噴射手段を間欠的に動作する
ように構成した請求項１、２又は３の湖沼水等の浄化装
置。
【請求項１０】前記接触濾過槽の前後の流路の一方又
は双方に、該流路中を流れる湖沼水等又は処理水が紫外
線の照射を受けつつ通過することとなるように紫外線発
生手段を配した請求項１、２又は３の湖沼水等の浄化装
置。
【請求項１１】湖沼等に浮く浮き島を構成し、該浮き
島に、湖沼等の底部付近の水を汲み上げ、浮き島上部か
ら上方に噴水状に噴射する湖沼水等汲み上げ噴射手段を
構成し、かつ該浮き島の噴射水の落下する領域に落下し
た湖沼水等の生物処理を行なった後、周囲から処理水を
湖沼等に戻すべく構成した接触濾過槽を配置した湖沼水
等の浄化装置。
【請求項１２】前記浮き島の周囲の一部に太陽電池を
配置し、これを湖沼水等汲み上げ噴射手段の駆動電源と
した請求項１１の湖沼水等の浄化装置。
【請求項１３】前記湖沼水等汲み上げ噴射手段を、ポ
ンプ装置と、その吸引口に接続した汲み上げパイプであ
って、前記浮き島の下部から湖沼等の底部方向に向けて
垂下した汲み上げパイプと、前記ポンプ装置の吐出口に
下端を接続し上端を前記浮き島の上面付近に位置させた
噴射パイプであって、上端に噴射ノズルを配した噴射パ
イプとで構成し、前記汲み上げパイプ又は噴射パイプの
一方又は双方に、それらの中を流れる湖沼水等が磁界中
を通過することとなるように磁界発生手段を配した請求
項１１の湖沼水等の浄化装置。
【請求項１４】前記磁界発生手段を、前記汲み上げパ
イプ又は噴射パイプの中心を回転中心として回転する回
転磁界を発生するように構成した請求項１３の湖沼水等
の浄化装置。
【請求項１５】前記汲み上げパイプ又は噴射パイプの
一方又は双方に、それらの中を流れる湖沼水等が紫外線
の照射を受けつつ通過することとなるように紫外線発生
手段を配した請求項１３の湖沼水等の浄化装置。