JPH10216704A - 汚水浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】汚水中に含まれる浮遊物質の濃度が比較的小さ
い場合にも、凝集剤を用いることなく汚水から浮遊物質
を確実に除去する。 【解決手段】浮上分離槽１内を流れる原水に気泡水発生
装置３で微細な気泡を注入し、原水中に含まれる浮遊物
質に気泡を付着させて浮遊物質を浮上分離し、その浮上
分離した浮遊物質を除去することにより原水を浄化する
汚水浄化装置において、浮上分離槽１の、気泡噴出口部
から流れ方向に所定距離だけ離れた位置の浮上分離槽１
壁面に、表層水をオーバーフローさせる堰部４を形成す
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、汚濁した水に含ま
れる浮遊物質を除去して浄化する汚水浄化装置に係わ
り、例えば、湖沼水を浄化するのに好適な汚水浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、汚濁した水から浮遊物質を除去す
る公知技術としては、例えば以下のものがある。 特開平７−６８２７１号公報 この公知技術においては、浮遊物質を含む汚水中に微細
な気泡を多数発生させ、この気泡の表面張力で浮遊物質
を捕獲してその浮力で浮遊物質を水面にフロッグ状に浮
上させる。このとき、汚水に凝集剤を添加することで浮
遊物質をフロッグ状のまま維持し、これをオリーバ式捕
集機で捕集し、汚水から浮遊物質を除去する。

【０００３】下水道協会論文集 ｖｏｌ.３１ Ｎｏ.３
７５（１９９５） ｐ４６〜５７「無薬注加圧浮上とろ
過の組み合わせシステムを用いた下水処理に関して」 この公知技術においては、凝集剤を用いることなく気泡
のみで浮遊物質を水面に浮上分離して除去することによ
り、凝集剤による自然生態系への悪影響を防止するとと
もに、凝集剤使用に要するコストや回収汚泥の後処理に
要するコストの低減を図る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、浄化対象と
なる汚水としては、湖沼水や生活下水等、種々の例が考
えられるが、例えば湖沼水の場合には、浮遊物質の濃度
や性質（例えば粒径等）は時間・季節によって変化しう
る。湖沼汚染の代表的原因であるアオコが夏場のある期
間だけ大発生する場合には、その間だけ浮遊物質濃度が
特に大きくなる。また大雨が降った後には、湖底に沈降
していたヘドロや汚泥が舞い上がり、汚水中の浮遊物質
の性質が変化する。このような変化は、浮遊物質濃度で
は十数ｍｇ／ｌ〜数百ｍｇ／ｌ、粒径では数μｍ〜数百
μmの広い範囲にわたると考えられる。このように浮遊
物質の濃度・性質が変化すると、上記公知技術のよう
に凝集剤を用いる場合と、公知技術のように凝集剤を
用いない場合とで、気泡による浮上の難易に関して以下
のような差異が生じる。

【０００５】（１）浮遊物質の濃度 本願発明者等は、浮遊物質濃度の大小と気泡付着による
浮上との関係を検討したところ、汚水中の浮遊物質濃度
が大きいほど、気泡が浮遊物質に付着しフロッグ状に水
面に浮上したときに気泡が壊れにくく、浮遊物質がフロ
ッグ状を維持しつつ滞留し再沈降しにくいことがわかっ
た。逆に、浮遊物質濃度が小さいほど、浮上した浮遊物
質が再び沈降する傾向が大きくなることがわかった。こ
こで、凝集剤を用いる上記公知技術は、浮遊物質濃度
が広範囲に変化する場合の対応について特に開示されて
いない。しかし従来、このように凝集剤を用いる浮上分
離を行う場合には、浮遊物質の濃度の変化に対し凝集剤
の添加量を調整することにより対処しており、濃度が比
較的大きいときには凝集剤添加量を多く、濃度が比較的
小さいときには凝集剤添加量を少なくしている。これに
対して、凝集剤を用いない上記公知技術は、浮遊物質
濃度が広範囲に変化する場合について配慮されていな
い。したがって、浮遊物質濃度が比較的大きいときには
浮遊物質をフロッグ状に水面に浮上させたまま分離可能
であるが、浮遊物質濃度が比較的小さいときにはフロッ
グ状に浮上した浮遊物質が再び沈降してしまい、浮上分
離による汚水浄化が困難となる。

【０００６】（２）浮遊物質の性質 浮遊物質の性質における代表的なものとしては粒径があ
るが、一般に、粒径が大きいほど水面に浮上した浮遊物
質がフロッグ状を維持しつつ滞留しやすく、逆に粒径が
小さいほど浮遊物質が水面に滞留しにくくなることが知
られている（例えば公知技術参照）。ここで、凝集剤
を用いる上記公知技術は、浮遊物質濃度が広範囲に変
化する場合の対応について特に開示されていない。しか
し従来、このように凝集剤を用いる浮上分離を行う場合
には、粒径の変化に対しては凝集剤を使用することによ
り、粒径の小さい場合でも所定の大きさのフロッグにす
ることができるので、浮上分離による浄化が可能であ
る。これに対して、凝集剤を用いない公知技術は、浮
遊物質粒径が広範囲に変化する場合について配慮されて
いない。したがって、浮遊物質粒径が比較的大きいとき
には浮遊物質をフロッグ状に水面に浮上させ分離可能で
あるが、浮遊物質粒径が比較的小さいときにはフロッグ
状に浮上した浮遊物質が再び沈降してしまい、浮上分離
による汚水浄化が困難となる。また、浮遊物質の性質の
他の例としては、浮遊物質の表面の状態すなわち微細気
泡に対する付着性の違い等がある。例えば浮遊物質の濃
度や粒径が同一であっても、前述したアオコと生活下水
中に含まれる油脂や有機物とでは微細気泡の付着性が異
なることが知られており、これによって水浄化の容易性
も異なってくる。上記公知技術は、このような点にも
特に配慮されていない。

【０００７】本発明の第１の目的は、汚水中に含まれる
浮遊物質の濃度が比較的小さい場合にも、凝集剤を用い
ることなく汚水から浮遊物質を確実に除去することがで
きる汚水浄化装置を提供することにある。本発明の第２
の目的は、汚水中に含まれる浮遊物質の濃度又は性質が
変化した場合にも、凝集剤を用いることなく汚水から浮
遊物質を確実に除去することができる汚水浄化装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明によれば、浮上分離槽内を流れる汚水
に注入手段で微細な気泡を注入し、該汚水中に含まれる
浮遊物質に前記気泡を付着させて該浮遊物質を浮上分離
し、その浮上分離した浮遊物質を除去することにより前
記汚水を浄化する汚水浄化装置において、前記浮上分離
槽の、前記気泡の注入口から汚水流れ方向に所定距離だ
け離れた位置の壁面に、汚水の表層部分をオーバーフロ
ーさせる堰部を形成したことを特徴とする汚水浄化装置
が提供される。すなわち、浮遊物質を含んだ汚水中に浮
上分離槽内で微細な気泡を注入すると、気泡と汚水が混
合し、気泡が汚水中の浮遊物質に順次付着する。気泡の
付着した浮遊物質は気泡の浮力により水面付近に浮上し
フロッグ状に滞留していく。そのため、時間の経過とと
もに水深方向の浮遊物質の濃度分布を形成するようにな
り、水面付近の浮遊物質濃度が大きくなる一方で浮上分
離槽底面付近の浮遊物質濃度は小さくなる。水面に浮上
した気泡は非常に壊れやすく、気泡が壊れると水面に浮
上した浮遊物質は再び沈降してしまうが、凝集剤を用い
る場合にはその作用により大部分の浮遊物質が浮上・滞
留した状態で保たれる。これに対し凝集剤を用いない場
合には、時間の経過とともに気泡が壊れて浮遊物質が沈
降し、水深方向の浮遊物質濃度分布は消失する。このよ
うな浮遊物質濃度分布の時間変化により、浮上分離槽内
を汚水が流れるときに、気泡注入口から汚水流れ方向に
所定距離だけ離れた最適位置において水面付近の浮遊物
質濃度が最も大きくなり、この最適位置よりさらに流れ
方向に離れるにつれて水面付近の浮遊物質濃度は小さく
なっていく。したがって、この最適位置の壁面に堰部を
設け、汚水の表層部分をオーバーフローさせることがで
きれば、汚水中の大部分の浮遊物質を浮上分離槽外へ排
出することができる。ここで、汚水中にもともと含まれ
ている浮遊物質の濃度が比較的小さい場合には、前述し
た浮上浮遊物質の再沈降が起こりやすくなる。しかしな
がら、本発明においては、浮遊物質の濃度に応じて気泡
注入口から堰部までの汚水流れ方向距離を適宜設定する
ことにより、このような濃度が小さい場合でも、水面付
近の浮遊物質濃度が最も大きくなった状態で堰部から大
部分の浮遊物質を確実に浮上分離槽外へ排出することが
できる。したがって、このような場合でも、凝集剤を用
いることなく汚水から浮遊物質を確実に除去することが
できる。

【０００９】上記第１及び第２の目的を達成するため
に、好ましくは、前記汚水浄化装置において、前記浮上
分離槽に供給される汚水中の浮遊物質濃度を検出する第
１の検出手段と、この第１の検出手段による検出結果に
応じて前記気泡注入手段の気泡注入量を制御する第１の
制御手段をさらに有することを特徴とする汚水浄化装置
が提供される。すなわち、気泡発生量一定の条件では、
汚水中の浮遊物質の濃度が比較的小さい場合は一旦浮上
した浮遊物質の再沈降が起こりやすく、逆に汚水中の浮
遊物質の濃度が比較的大きい場合は再沈降が起こりにく
い。また、浮遊物質濃度一定の条件では、気泡発生量が
比較的小さい場合は再沈降が起こりやすく、逆に気泡発
生量が比較的大きい場合は再沈降が起こりにくい。つま
り、浮遊物質の濃度の大小と気泡注入量の大小は浮遊物
質の再沈降に関して類似の影響を与えることとなる。し
たがって、浮遊物質の濃度を第１の検出手段で検出し、
これに応じて第１の制御手段で気泡注入量を制御するこ
とにより、気泡による浮遊物質の浮上・再沈降挙動をほ
ぼ同一に制御し、堰部位置において常に水面付近の浮遊
物質濃度が最大となるようにできるので、堰部から大部
分の浮遊物質を確実に浮上分離槽外へ排出することがで
きる。これにより、浮遊物質の濃度が変化した場合も、
凝集剤を用いることなく汚水から浮遊物質を確実に除去
することができる。

【００１０】さらに好ましくは、前記汚水浄化装置にお
いて、前記堰部からオーバーフローした汚水の表層部分
中の浮遊物質濃度を検出する第２の検出手段をさらに有
し、かつ前記第１の制御手段は、前記第１の検出手段に
よる検出結果と前記第２の検出手段による検出結果とに
応じて、前記気泡注入手段の気泡注入量を制御すること
を特徴とする汚水浄化装置が提供される。すなわち、一
旦浮上した浮遊物質の再沈降の起こりやすさは、浮遊物
質の濃度のみならず粒径等浮遊物質の性質の影響も受け
る。例えば、汚水中の浮遊物質の粒径が比較的小さい場
合は気泡の付着性が小さく、一旦浮上した浮遊物質の再
沈降がより起こりやすくなるが、逆に汚水中の浮遊物質
の粒径が比較的大きい場合には気泡の付着性が大きく再
沈降がより起こりにくくなる。また例えば、湖沼水中の
浮遊物質の主成分が湖沼に生息するアオコである場合
と、大雨が降った後に湖底のヘドロや汚泥が舞い上がり
浮遊物質の主成分がこれらヘドロ・汚泥となった場合で
は、浮遊物質の性質が異なり気泡に対する付着性も変化
する。したがって、同一浮遊物質濃度でも、浮遊物質の
性質が変化する場合には再沈降の起こりやすさが異なる
場合がある。そこで本発明においては、浮遊物質の性質
の変化にも応じる形でその気泡注入量を調整する。すな
わち、もともとの浮遊物質の濃度を第１の検出手段で検
出する一方、オーバーフローした汚水表層部分の濃度を
第２の検出手段で検出し、これらの検出結果に応じて第
１の制御手段が気泡注入量を制御する。例えば第１の制
御手段で２つの検出結果を対比させて再沈降防止の良否
を直接判断し、これに応じて、堰部位置で常時水面付近
の浮遊物質濃度が最大となるように気泡注入量を調整す
る。これにより、浮遊物質の濃度や性質が変化した場合
も、凝集剤を用いることなく汚水から浮遊物質を確実に
除去することができる。

【００１１】また好ましくは、前記汚水浄化装置におい
て、前記堰部からオーバーフローした汚水の表層部分を
除いた汚水の非表層部分をろ過するろ過手段をさらに有
し、かつ、前記第１の制御手段は、前記第１の検出手段
による検出結果に応じて前記気泡注入手段の運転・停止
を切り換えることを特徴とする汚水浄化装置が提供され
る。すなわち、気泡による浮上分離が可能な浮遊物質濃
度にはある下限（例えば十数ｍｇ／ｌ程度）があり、そ
れよりも濃度が小さくなると浮上分離を行うのが困難と
なる。本発明においては、第１の検出手段の検出結果に
応じて第１の制御手段で注入手段の運転・停止を切り換
えることにより、この下限以上であるときのみ気泡注入
を行い、下限未満であるときには気泡注入を停止してろ
過手段で非表層部分の浄化処理を行うようにすることが
できる。

【００１２】また好ましくは、前記汚水浄化装置におい
て、前記堰部は、堰のみねの高さが可変である可動堰が
汚水流れ方向に複数個配置されて構成されており、か
つ、前記浮上分離槽に供給される汚水中の浮遊物質濃度
を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手段によ
る検出結果に応じて前記複数個の可動堰の動作を制御す
る第２の制御手段とをさらに設けたことを特徴とする汚
水浄化装置が提供される。すなわち、汚水中の浮遊物質
の濃度が比較的小さい場合は一旦浮上した浮遊物質の再
沈降が起こりやすく、ある流れ方向位置で水面付近の浮
遊物質濃度が最も大きくなった後、この最適位置より下
流側になるにつれて水面付近の浮遊物質濃度が急激に小
さくなる。逆に汚水中の浮遊物質の濃度が比較的大きい
場合は再沈降が起こりにくく、この最適位置よりある程
度下流側でも水面付近の浮遊物質濃度はあまり減少せず
維持される。本発明においては、浮遊物質の濃度を第１
の検出手段で検出し、これに応じて第２の制御手段で可
動堰の動作を制御することにより、水面付近の浮遊物質
濃度が大きくなるような位置にある可動堰のみねだけを
下げてそこからのみ表層部分をオーバーフローさせるこ
とができる。すなわち例えば、汚水中の浮遊物質の濃度
が比較的小さい場合は、上流側の可動堰のみねを下げる
ことにより浮上した浮遊物質の再沈降が起こらないうち
にオーバーフローさせ、逆に汚水中の浮遊物質の濃度が
比較的大きい場合は、下流側の可動堰のみねを下げるこ
とにより遅れて浮上してきた浮遊物質も含めなるべく多
くの浮遊物質をオーバーフローさせるようにすることが
できる。これにより、浮遊物質の濃度が変化した場合
も、これに応じて、凝集剤を用いることなく汚水から浮
遊物質を確実に除去することができる。

【００１３】また好ましくは、前記汚水浄化装置におい
て、前記堰部は、前記浮上分離槽の汚水流れ方向に向か
って側壁面に設けられており、かつ、前記浮上分離槽内
を流れる汚水の表層部分を流れ方向にせき止め該汚水の
表層部分を前記堰部へと導く仕切板をさらに設けたこと
を特徴とする汚水浄化装置が提供される。これにより、
汚水の表層部分において流れ方向・幅方向にばらついて
浮上したすべての浮遊物質を堰部に向かって導き、再沈
降しないうちにオーバーフローさせることができる。特
に、浮上してからオーバーフローするまでの時間が長く
なる、浮上分離槽の幅方向中央部分に浮上した気泡・浮
遊物質に対して有効である。これらにより、浄化装置全
体の浄化効率をさらに向上できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。本発明の第１の実施形態を図１〜
図７により説明する。図１（ａ）は本実施形態による汚
水浄化装置の上面図であり、図１（ｂ）は側面図であ
り、図２は図１（ａ）中II−II断面でみた側断面図であ
る。これら図１（ａ），（ｂ）及び図２において、本実
施形態の浄化装置は、例えば湖沼から導かれた汚水（以
下適宜、原水という）の浄化を行うものであり、原水の
水源（例えば湖沼）から原水を送水するポンプ（図示せ
ず）に一端が接続される配管２と、ポンプを介さず水源
からの原水が供給される配管１３と、配管２の他端に接
続され配管２から供給された原水が内部に流される浮上
分離槽１と、浮上分離槽１内の原水流れを整流する整流
板が配置された整流部８と、配管１３の他端に吸込口が
接続され配管１３から供給された原水中に微細な気泡を
発生させる気泡水発生装置３と、気泡水発生装置３から
の微細気泡入り原水（以下適宜、気泡水という）を導く
配管１２と、浮上分離槽１の底部に設けられ配管１２を
介し導かれた気泡水を浮上分離槽１内の整流部８の下流
側に噴出する噴出部６と、浮上分離槽１の下流側左右に
設置されたオーバーフロー水槽１１，１１と、浮上分離
槽１の左右側壁にそれぞれ形成され、浮上分離槽１内を
流れる原水の表層部分（以下適宜、表層水という）を左
右のオーバーフロー水槽１１，１１にオーバーフローさ
せる堰部４，４と、浮上分離槽１内に設けられ表層水を
流れ方向にせき止めて堰部４，４へと導く仕切板９と、
オーバーフロー水槽１１内の浮遊物質を含む表層水を排
出する配管１５，１５と、浮上分離槽１の下流側端部に
接続され、堰部４，４によって表層水が除かれた非表層
部分（以下適宜、処理水という）を排出する配管７と、
浮上分離槽１内の仕切板９及び堰部４，４より下流側に
設けられ、処理水を配管７に緩やかに導くための仕切板
１０と、浮上分離槽１の下流側端部近傍に接続され、浮
上分離槽１の底部に沈澱した汚泥を排出するドレン配管
１４，１４とを有する。

【００１５】配管２には、管内を流れる原水の浮遊物質
濃度を検出する第１の検出手段として、センサー５が設
けられている。このセンサー５としては、例えば、原水
中の光の吸光度から原水の濁りの程度を測定する公知の
濁度計を用いる。その構造の一例を図３に示す。この図
３において、センサー５は、配管２に形成された孔に固
定される基部５ａと、配管２内の原水流れ中に位置する
先端部５ｂと、これら基部５ａと先端部５ｂとを連結す
る脚部５ｃと、基部５ａの管内側端部に設けられたＬＥ
Ｄよりなる発光器５ｄと、先端部５ｂに設けられ発光器
５ｄから発光された光を受光する受光器５ｅと、発光器
５ｄ及び受光器５ｅの動作を制御するとともに、発光器
５ｄの発光量と受光器５ｅの受光量との比に基づいて原
水流れの濁度を検出し、対応する検出信号をコントロー
ラ５０に送信する計測制御部５ｆとを有する。またこの
とき、センサー５は、検出信号をコントローラ５０（後
述する図４参照）に出力し、コントローラ５０はこれに
基づき気泡水発生装置３に制御信号を出力する。この信
号の流れを表すブロック図を図４に示す。すなわち、コ
ントローラ５０は、センサー５で検出される浮遊物質濃
度に応じ、気泡水発生装置３で発生させる気泡量（言い
換えれば浮上分離槽１内への気泡注入量）を制御する。
なおコントローラ５０にはまた、気泡量を決定するとき
の基準となる浮遊物質濃度が、入力手段５１から手動で
設定入力されるようになっている（詳細は後述）。図２
に戻り、仕切板９は、下端の高さ方向位置が配管２の位
置よりも上方であり、かつ上端の高さ方向位置が原水の
水面よりも上方となっている。また仕切板１０は、下端
が浮上分離層１の底部に達するように設けられている。

【００１６】次に、上記構成の浄化装置による原水の浄
化行程及び作用を、コントローラ５０の制御手順を表す
フローチャートである図５を参照しつつ説明する。ま
ず、ステップ１０１において、入力手段５１により手動
入力された浮遊物質濃度の判定基準となる基準濃度Ａ
１，Ａ２（但しＡ２＜Ａ１）を入力する。そして原水取
水用ポンプ（図示せず）が駆動して原水の取水が開始さ
れると、原水が配管２及び配管１３を通って浮上分離槽
１及び気泡水発生装置３にそれぞれ供給される。このと
き配管２内のセンサー５により原水の浮遊物質濃度が検
出されており、ステップ１０２において、そのセンサー
５からの濃度検出信号を入力する。

【００１７】その後、ステップ１０３に移り、原水中の
浮遊物質濃度がＡ１以上であるかどうかが判定される。
判定が満たされる場合はステップ１０５に移り、気泡水
発生装置３で発生させる気泡量Ｑ＝Ｑ１とする。ステッ
プ１０３の判定が満たされない場合はステップ１０４に
移り、さらに浮遊物質濃度がＡ２以上であるかどうかが
判定される。この判定が満たされる場合（すなわち浮遊
物質濃度がＡ２以上Ａ１未満である場合）はステップ１
０６に移って気泡水発生装置３で発生させる気泡量Ｑ＝
Ｑ２（＜Ｑ１）とする。このステップ１０４の判定も満
たされない場合はステップ１０７に移り、気泡水発生装
置３で発生させる気泡量Ｑ＝Ｑ３（＜Ｑ２）とする。

【００１８】上記ステップ１０５，１０６，１０７が終
了すると、ステップ１０８に移り、気泡量Ｑの気泡水を
注水する制御信号を気泡水発生装置３に出力し、このフ
ローを終了する。これにより、気泡水発生装置３は、配
管１３を介し供給される原水に多量の空気を溶解して気
泡量Ｑの気泡水とする。こうして気泡量Ｑに調整された
気泡水は、気泡水発生装置３より配管１２及び噴出部６
を介して浮上分離槽１中に噴出される。これにより、配
管２から供給され整流部８を介して流れてきた原水と噴
出部６からの気泡水とが浮上分離槽１中で混合するが、
このとき気泡水発生装置３と浮上分離槽１内の圧力差に
より気泡水内の微細な気泡が浮上分離槽１内に析出す
る。そして、この微細気泡が浮上分離槽１内の原水に含
まれる浮遊物質に順次付着する。

【００１９】気泡の付着した浮遊物質は、気泡の浮力に
より浮上分離槽１の水面付近に浮上しフロッグ状に滞留
していく。そのため、時間の経過とともに水深方向の浮
遊物質の濃度分布を形成するようになる。この浮遊物質
濃度分布が生じる原理を図６を用いて説明する。図６
は、浮遊物質の濃度分布が生じる原理を模式的に表した
図であり、水槽内の静止汚水中に気泡を噴出した場合の
挙動を、横軸に原水中の浮遊物質濃度を、縦軸に水深を
とって表したものである。この図６において、気泡導入
直後には浮遊物質濃度が水深方向に均一である（図６
（ａ））。そして、気泡導入後時間の経過とともに水面
付近の浮遊物質濃度が大きくなる一方で水槽底面付近の
浮遊物質濃度は小さくなり（図６（ｂ））、ある時間に
おいて水面付近の浮遊物質濃度が最大となる（図６
（ｃ））。しかしながら水面に浮上した気泡は非常に壊
れやすく、気泡が壊れると水面に浮上した浮遊物質は再
び沈降してしまう。汚水に凝集剤を添加する方法ではそ
の作用によって大部分の浮遊物質が浮上・滞留した状態
で保たれるが、凝集剤を添加しない場合には時間の経過
とともに気泡が壊れて浮遊物質が再沈降するため、再び
水面付近の浮遊物質濃度が減少しはじめる一方で水槽底
面付近の浮遊物質濃度が増加しはじめ（図６（ｄ））、
ついには水深方向の浮遊物質濃度分布が完全に消失する
（図６（ｅ））。

【００２０】ここで、本実施形態のように浮上分離槽１
内を流れる原水に噴出部６から気泡を導入する場合、原
理的には、図６（ａ）〜（ｄ）に示される挙動と類似の
挙動が気泡噴出部６からの流れ方向距離に応じて出現す
ることとなる。すなわち例えば、噴出部６近傍では浮遊
物質の濃度が水深方向にほぼ均一であり（図６（ａ）に
相当）、流れ方向に噴出部６から離れるとともに水面付
近の浮遊物質濃度が大きくなる一方で浮上分離槽１底面
付近の浮遊物質濃度は小さくなり（図６（ｂ）に相
当）、流れ方向に噴出部から所定距離だけ離れた位置で
水面付近の浮遊物質濃度が最大となる（図６（ｃ）に相
当）。そしてその位置より下流側になると再び水面付近
の浮遊物質濃度が減少しはじめ（図６（ｄ）に相当）、
さらに下流側では水深方向の浮遊物質濃度分布が完全に
消失する（図６（ｅ）に相当）。

【００２１】ところで、本願発明者等は、気泡発生量を
一定として浮遊物質濃度の大小と気泡付着による浮上と
の関係を検討したところ、上述した浮上・再沈降挙動は
供給される原水中の浮遊物質の濃度によって影響される
ことがわかった。すなわち、汚水中の浮遊物質濃度が大
きいほど、気泡が浮遊物質に付着しフロッグ状に水面に
浮上したときに気泡が大量の浮遊物質に囲まれて壊れに
くくなり、浮遊物質がフロッグ状を維持しつつ滞留する
ので再沈降しにくくなる。これを図６との対応で説明す
ると、図６（ａ）に相当する状態から図６（ｂ）に相当
する状態までに要する時間Ｔ1及び図６（ｂ）に相当す
る状態から図６（ｃ）に相当する状態までに要する時間
Ｔ2は変わらないが、図６（ｃ）に相当する状態から図
６（ｄ）に相当する状態までに要する時間Ｔ3、及び図
６（ｄ）に相当する状態から図６（ｅ）に相当する状態
までに要する時間Ｔ4が長くなる。逆に、原水中の浮遊
物質の濃度が比較的小さい場合は一旦浮上した浮遊物質
の再沈降が起こりやすい。また本願発明者等は、浮遊物
質濃度を一定として気泡発生量の大小と気泡付着による
浮上との関係を検討したところ、上述した浮遊物質濃度
の場合と同様、浮上・再沈降挙動は気泡発生量によって
影響されることがわかった。すなわち、汚水中への気泡
発生量が大きいほど、気泡が浮遊物質に付着してフロッ
グ状に水面に浮上した後気泡が壊れて再沈降しようとし
ても、周囲の別の気泡が新たに浮遊物質に付着しフロッ
グ状を維持しつつ滞留するので、再沈降しにくくなる。
図６との対応では、前述した浮遊物質濃度の場合と同
様、時間Ｔ1及びＴ2は変わらないが、時間Ｔ3及びＴ4が
長くなる。逆に、原水中への気泡発生量が比較的小さい
場合は一旦浮上した浮遊物質の再沈降が起こりやすい。
すなわち、浮遊物質の濃度の大小と気泡注入量の大小は
浮遊物質の再沈降に関して類似の影響を与えることとな
る。したがって、浮遊物質濃度に対応して気泡注入量を
制御することにより、具体的には浮遊物質濃度が比較的
小さいときには気泡注入量を比較的大きくし浮遊物質濃
度が比較的大きいときには気泡注入量を比較的小さくす
ることにより、気泡による浮遊物質の浮上・再沈降挙動
をほぼ同一に制御し、水面付近の浮遊物質濃度を常に特
定の位置で最大とすることができる。

【００２２】ここにおいて、本実施形態においては、図
５のステップ１０３〜１０７で説明したように、浮上分
離槽１内の浮遊物質濃度に応じて気泡発生装置３からの
気泡量ＱをＱ１〜Ｑ３の３段階に調整する。これによ
り、原水中の浮遊物質の濃度がある範囲で変化した場合
でも、ほぼ同一の浮上・再沈降挙動を実現することがで
きるようになっている。この挙動を図１（ａ），図２及
び図７により説明する。図７は、本実施形態の浮上分離
槽１のＸ，Ｙ，Ｚ断面（図１（ａ）及び図２参照）にお
ける浮遊物質濃度分布を表したものである。すなわち、
噴出部６のすぐ下流側のＸ断面では浮遊物質の濃度が水
深方向にほぼ均一であり、前述した図６（ａ）にほぼ相
当する状態となる。そして、気泡量Ｑに調整された気泡
の浮力と仕切板９の作用により、原水中の浮遊物質はゆ
っくりと浮上分離槽１の下流に向かって動きつつ水面付
近に浮上していく（図１（ａ）及び図２中の矢印ａ参
照）。この結果、下流側のＹ断面では水面付近の浮遊物
質濃度が大きくなる一方で浮上分離槽１底面付近の浮遊
物質濃度は小さくなり、前述した図６（ｂ）にほぼ相当
する状態となる。そしてさらに下流側のＺ断面で、水面
付近の浮遊物質濃度が最大となり、前述した図６（ｃ）
にほぼ相当する状態となる。このとき、本実施形態の浄
化装置においては、このＺ断面位置が堰部４の位置にほ
ぼ相当する（図１（ａ）参照）ように構成されている。
したがって、堰部４近傍においては、配管２からの原水
中の浮遊物質濃度に関係なく、常に表層水が原水中の大
部分の浮遊物質を含むようになっており、この表層水が
堰部４においてオーバーフロー槽１１，１１にオーバー
フローする（図１（ｂ）中矢印ｂ参照）。これにより、
一端水面に浮上した浮遊物質が再沈降する前に、原水中
の大部分の浮遊物質を浮上分離槽１外へ排出することが
できる。一方、原水中の浮遊物質の大部分が除去された
処理水は、図２中矢印ｃで示されるように流れた後、仕
切板９の下部から仕切板１０の上部へと導かれ、配管７
から排出される。またこの際、浮上分離槽１の底部に沈
澱した汚泥は、ドレン配管１４から排出される。

【００２３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、配管２を介し浮遊分離槽１内に供給される原水中の
浮遊物質の濃度がある範囲で変化しても、これに応じて
気泡発生装置３からの気泡量を調整し、常に堰部４位置
の近傍で水面付近の浮遊物質濃度を最大とすることがで
きる。したがって、堰部４から大部分の浮遊物質を確実
に浮上分離槽１外へ排出することができるので、凝集剤
を用いることなく原水から浮遊物質を確実に除去するこ
とができる。具体的には、例えば、原水を湖沼水とした
場合に、夏場のある期間だけアオコが大発生した場合、
原水の浮遊物質濃度が大きくなるので注入する気泡量を
少なく（Ｑ＝Ｑ３）し、アオコが消失し原水の浮遊物質
濃度が小さくなったときには、注入する気泡量を大きく
（Ｑ＝Ｑ１）することで、いずれの場合にも浮遊物質を
確実に除去することができる。

【００２４】なお、上記第１の実施形態においては、入
力手段５１で浮遊物質基準濃度Ａ１，Ａ２の２つを入力
し、気泡発生装置３からの気泡量ＱをＱ１〜Ｑ３の３段
階に調整したが、これに限られない。すなわち、３つ以
上の浮遊物質基準濃度を入力して気泡量Ｑを４段階以上
に調整する構成としてもよいし、配管２を介し供給され
る原水の浮遊物質濃度変化幅が比較的小さい場合には、
逆に１つの浮遊物質基準濃度を入力して気泡量Ｑを２段
階に調整する構成としてもよい。これらの場合も、同様
の効果を得る。また、上記第１の実施形態においては、
気泡水発生装置３に配管１３を介して原水を導き気泡水
の製造を行ったが、これに限られず、浮上分離（浄化）
処理後の配管７中の処理水の一部を還流させて導いても
よい。またこのとき、微細な気泡を製造する方法として
加圧浮上法を適用したが、他の方法（例えば、減圧浮上
法や散気管による空気の吹き込み等）を使用してもよ
い。これらの場合も、同様の効果を得る。

【００２５】本発明の第２の実施形態を図８〜図１０に
より説明する。本実施形態は、浮遊物質の濃度に応じて
決定された気泡量を、さらに浮遊物質の性質に応じて修
正する場合の実施形態である。第１の実施形態と同等の
部材には同一の符号を付し、説明を省略する。図８は、
本実施形態による汚水浄化装置の側面図であり、第１の
実施形態の図１（ｂ）に対応する図である。また図９
は、信号の流れを表すブロック図であり、第１の実施形
態の図４に対応する図である。これら図８及び図９にお
いて、本実施形態の浄化装置が第１の実施形態の浄化装
置と異なる点は、オーバーフロー水槽１１内の表層水を
排出する配管１５に、管内の表層水の浮遊物質濃度を検
出する第２の検出手段としてセンサー１６を設け、コン
トローラ１５０が、センサー５からの検出信号とセンサ
ー１６からの検出信号との両方に応じて気泡水発生装置
３で発生させる気泡量を制御することである。具体的に
は、センサー１６で検出された配管１５内の表層水の浮
遊物質濃度と、センサー５で検出された配管２内の原水
の浮遊物質濃度との比（＝(配管１５内の浮遊物質濃度)
／(配管２内の浮遊物質濃度)、以下適宜、濃縮度とい
う）に応じて気泡量を制御する。またこれに対応する形
で、入力手段５１で判定基準となる基準濃縮度Ｓ、気泡
水発生装置３の初期気泡量Ｑo、及び増加させるべき気
泡量ΔＱ（後述）を手動で設定入力するようになってい
る。

【００２６】コントローラ１５０の制御手順を表すフロ
ーチャートを図１０に示す。この図１０において、第１
の実施形態のコントローラ５０の制御フロー（図５）と
異なる点は、まず、ステップ１０１の代わりに、ステッ
プ１０９で入力手段５１から基準濃縮度Ｓ、初期気泡量
Ｑo、及び気泡量ΔＱを入力することである。

【００２７】その後、ステップ１０２は図５と同様であ
るが、ステップ１０３〜１０７において気泡量を３段階
に調整する手順はなくなり、その代わりにステップ１１
０で気泡水発生装置３の気泡量Ｑ＝Ｑoとする。その
後、ステップ１０８で図５と同様に気泡量Ｑの注水を行
わせる制御信号を出力する。

【００２８】そしてステップ１０８が終了すると、ステ
ップ１１１で、センサー１６からの濃度検出信号を入力
し、ステップ１１２に移って濃縮度を算出した後、ステ
ップ１１３で、その算出した濃縮度が、ステップ１０９
で入力した基準濃縮度Ｓ以上であるかどうかを判定す
る。基準濃縮度Ｓ以上である場合には、浮上分離槽１内
へ十分な量の気泡が注入され気泡付着による浮上分離が
十分に行われていると判定され、このフローを終了す
る。基準濃縮度Ｓ未満である場合には、浮上分離槽１内
への気泡注入量が足りず気泡付着による浮上分離が十分
に行われていないと判定され、ステップ１１４に移って
ステップ１０９で入力されていたΔＱだけ気泡量Ｑを増
量する。その後、ステップ１０８に戻ってこの増量され
たＱの気泡量の気泡水を注水する制御信号を気泡水発生
装置３に出力する。以降、濃縮度が基準濃縮度Ｓ以上に
なるまで、ステップ１０８〜１１４を繰り返す。その他
の構成及び動作は、第１の実施形態とほぼ同様である。

【００２９】次に、本実施形態の作用を以下に説明す
る。前述した第１の実施形態は、浮遊物質の濃度のみに
基づいて気泡量Ｑの制御を行った。しかしながら、一旦
浮上した浮遊物質の再沈降の起こりやすさは、浮遊物質
の濃度のみならず粒径を含む浮遊物質の性質の影響も受
ける。例えば、原水中の浮遊物質の粒径が比較的小さい
場合は一旦浮上した浮遊物質の再沈降がより起こりやす
くなるが、逆に原水中の浮遊物質の粒径が比較的大きい
場合には再沈降がより起こりにくくなることが知られて
いる。これを第１の実施形態で説明した図６との対応で
考えると、粒径が大きくなる場合には、Ｔ1〜Ｔ4は変わ
らないが最適時間における水面付近での浮遊物質濃度の
値Ｈが大きくなるからと思われる。また例えば、原水中
の浮遊物質の主成分が湖沼に生息するアオコである場合
と、天候の急変で大雨となった後に湖底のヘドロや汚泥
が舞い上がり浮遊物質の主成分がこれらヘドロ・汚泥と
なった場合では、浮遊物質の性質が異なり気泡に対する
付着性も変化することが知られている。これを第１の実
施形態で説明した図６との対応で考えると、付着性が大
きくなる場合には、Ｔ3，Ｔ4が長くなると共に、最適時
間における水面付近での浮遊物質濃度の値Ｈも大きくな
ると思われる。このように、同一浮遊物質濃度でも浮遊
物質の性質が変化する場合には、再沈降の起こりやすさ
が異なるようになる。したがって、上記第１の実施形態
は、例えば原水中の浮遊物質の性質（粒径分布や表面状
態）があらかじめ決まっていて原水の浮遊物質濃度と注
入するべき気泡量があらかじめ実験等により一意的に対
応づけられているか、あるいはその浮遊物質の性質の変
化が与える影響を無視できる場合に好適な実施形態とな
る。

【００３０】しかし実際、特に自然界の現象の影響を受
けやすい湖沼水を原水とする場合等には、原水の浮遊物
質濃度と注入するべき気泡量の関係が常にわかっている
わけではない。本実施形態においては、これに対応し
て、浮遊物質の性質の変化にも応じる形で気泡注入量を
調整する。具体的には、２つのセンサー５，１６の検出
結果から濃縮度を算出し、ステップ１０８〜１１４にお
いて、算出された濃縮度が所定の基準濃縮度Ｓより小さ
ければ浮遊物質の濃度や性質が変化し一旦浮上した浮遊
物質の再沈降が多く発生していると判断し、これを低減
すべく気泡注入量をΔＱずつ増加させる。そして、算出
された濃縮度が所定の基準濃縮度Ｓ以上となると、浮遊
物質の濃度や性質の変化による再沈降発生傾向を大量の
気泡で抑制できたと判断し、注入量増加を中止する。こ
れにより、配管２を介し供給される原水中の浮遊物質の
濃度や性質がある範囲で変化しても、常に堰部４位置の
近傍で水面付近の浮遊物質濃度を最大とすることができ
る。したがって、堰部４から大部分の浮遊物質を確実に
浮上分離槽１外へ排出することができ、凝集剤を用いる
ことなく原水から浮遊物質を確実に除去することができ
る。

【００３１】なお、上記第１及び第２の実施形態におい
ては、センサー５，１６の検出結果に応じて気泡量を調
整することで、原水の浮遊物質の濃度・性質の変化に随
時対応可能な構成とした。しかしながら、あらかじめ原
水中の浮遊物質濃度と注入するべき気泡量が一意的に対
応づけられているかあるいは浮遊物質の性質の変化が与
える影響を無視できる場合であって、かつ単に原水中に
含まれる浮遊物質の濃度が小さい場合にのみ対応可能と
すれば足りる場合には、これに限られない。すなわちこ
の場合、センサー５，１６及びコントローラ５０，１５
０を省略しても、あらかじめ分かっている浮遊物質の濃
度に応じて噴出部６から堰部４までの原水流れ方向距離
を最適に設定することにより、水面付近の浮遊物質濃度
が最も大きくなった状態で堰部４から大部分の浮遊物質
を確実に浮上分離槽１外へ排出することができる。した
がって、原水中の浮遊物質が低濃度の場合も、凝集剤を
用いることなく汚水から浮遊物質を確実に除去すること
ができる。また、上記第１及び第２の実施形態において
は、浮上分離槽１内で表層水を堰部４へと導く仕切板９
を１枚設けたが、これに限られず、複数枚設けてもよ
い。この変形例を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）により
説明する。図１１（ａ）は、本実施形態による汚水浄化
装置の要部構造の上面図であり、図１１（ｂ）は図１１
（ａ）中XI−XI断面でみた側断面図である。なお図１１
（ｂ）には、位置関係の明確化のために、一転鎖線で堰
部４を含む浮上分離槽１側壁面の外形を示している。こ
れら図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、
本変形例においては、浮上分離槽１の流れ方向に３枚配
置された仕切板９ａ，９ｂ，９ｃで表層水を堰部４へと
導くようになっている。これら仕切板９ａ〜ｃは、図示
するように、深さ方向の長さと幅方向の長さを９ｃ＜９
ｂ＜９ａの順で大きくするのが好ましい。

【００３２】このような構造により、原水に含まれる浮
遊物質のうち比較的早く浮上してきたものは、仕切板９
ｃの作用で浮上分離槽１の左右側壁に向かって流され、
堰部４の比較的上流側でオーバーフローする（矢印ａ１
参照）。それよりも若干遅れて浮上してきた浮遊物質
は、仕切板９ｂの作用で仕切板９ａ，９ｂの間から浮上
分離槽１の左右側壁に向かって流され、堰部４のやや下
流側にずれた位置でオーバーフローする（矢印ａ２参
照）。そして、最も遅れて浮上してきた浮遊物質は、仕
切板９ａの作用で仕切板９ｂ，９ａの間から浮上分離槽
１の左右側壁に向かって流され、堰部４の最も下流側で
オーバーフローする（矢印ａ３参照）。

【００３３】第１及び第２の実施形態で前述したよう
に、基本的に、付着気泡により浮上した浮遊物質は所定
時間後に再沈降してしまう性質を持つので、浮上してき
た浮遊物質は沈降する前にすばやく除去することが望ま
しい。また浮遊物質が付着気泡により浮上するときは、
配管２を介し供給される原水中の浮遊物質の濃度及び性
質によりそのタイミングが決定されるが、すべての浮遊
物質が一度に浮上するのではなく、流れ方向・幅方向の
ある範囲にわたって多少ばらつきが出る。本変形例にお
いては、３つの仕切板９ａ〜ｃを設けることにより、こ
の流れ方向・幅方向にばらついているすべての浮遊物質
を堰部４に向かって導き再沈降しないうちにオーバーフ
ローさせることができる。このとき特に、浮上してから
オーバーフローするまでの時間が長くなる、浮上分離槽
１の幅方向中央部分に浮上した気泡・浮遊物質に対して
有効である。これらにより、浄化装置全体の浄化効率を
第１及び第２の実施形態よりもさらに向上できる。

【００３４】本発明の第３の実施形態を図１２〜図１６
により説明する。本実施形態は、第１の実施形態同様、
浮遊物質の性質の変化を考慮しないでよい場合に、気泡
量を一定とし浮遊物質の濃度に応じてオーバーフローさ
せる位置を変化させる実施形態である。第１及び第２の
実施形態と同等の部材には同一の符号を付し、説明を省
略する。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は本実施形態に
よる汚水浄化装置の要部構造を表す側面図であり、図１
３は図１２（ａ）中XIII−XIII断面による横断面図であ
り、図１４は、図１２（ａ）中XIV−XIV断面による横断
面図である。また図１５は信号の流れを表すブロック図
である。これら図１２（ａ）〜図１５において、本実施
形態の浄化装置が第１の実施形態の浄化装置と異なる点
は、堰部４を、堰のみね１９Ｌ，１９Ｒの高さがそれぞ
れ可変である２つの可動堰４Ｌ，４Ｒを流れ方向に配置
して構成したことと、これら可動堰４Ｌ，４Ｒのみね１
９Ｌ，１９Ｒをそれぞれ上下方向に駆動する可動堰駆動
手段（例えばモータ）２１Ｌ，２１Ｒ（図１５参照）の
動作を、センサー５からの検出信号に応じてコントロー
ラ２５０が制御することである。またこれに対応して、
入力手段５１に判定基準となる１つの浮遊物質基準濃度
Ａ及び所定気泡量Ｑ1を手動入力するようになってい
る。

【００３５】可動堰４Ｌ，４Ｒは、互いにほぼ同様の構
造となっており、それぞれ、その下部には、浮上分離槽
１の側壁に固定された固定壁２０Ｌ，２０Ｒを備えてい
る。また、可動堰４Ｌ，４Ｒのみね１９Ｌ，１９Ｒは、
図１２〜図１４に示されるように、横断面Ｕ字状のスラ
イドガイド１８，１８中を可動堰駆動手段２１Ｌ，２１
Ｒの駆動力によって上下方向に移動可能に設けられてい
る。具体的には、スライドガイド１８中には上下方向に
長いネジ部分を備えた駆動軸２２が回転可能に支持され
ており、みね１９Ｌ，１９Ｒの幅方向両端にはこの駆動
軸２２のネジ部分に噛合するネジ山がそれぞれ切ってあ
る。これにより、可動軸駆動手段２１Ｌ，Ｒの駆動力で
駆動軸２２が回転するのに応じて、みね１９Ｌ，Ｒがス
ライドガイド１８内を上下方向に移動する。そしてみね
１９Ｌ，１９Ｒが上昇位置にあるときには、その上端が
浮上分離槽１の側壁面の上端とほぼ同じ高さとなるとと
もに、その下端が固定壁２０Ｌ，２０Ｒの上端よりわず
かに低くなる構成となっている（図１２（ａ）（ｂ）及
び図１３参照）。この上昇位置状態では、図示しないシ
ール手段によってみね１９Ｌ，１９Ｒまわりのシールが
行われ、該当する可動堰４Ｌ，４Ｒから浮上分離槽１の
外へ原水は流出しない。一方、みね１９Ｌ，１９Ｒが下
降位置にあるときには、その上端が浮上分離槽１内の原
水水面より低くなり（図１２（ａ）（ｂ）参照）、該当
する可動堰４Ｌ，４Ｒから浮上分離槽１外へ表層水がオ
ーバーフローするようになっている。

【００３６】次に、コントローラ２５０の制御手順を表
すフローチャートを図１６に示す。

【００３７】まず、ステップ２０１において、第１の実
施形態の図５のステップ１０１同様、入力手段５１によ
り手動入力された浮遊物質濃度の判定基準となる基準濃
度Ａを入力する。その後ステップ２０２において、気泡
発生装置３で発生させる所定の気泡量Ｑ1（固定値）を
入力する。そして、ステップ２０３に移り、配管２内の
センサー５からの浮遊物質濃度検出信号を入力する。

【００３８】その後、ステップ２０４に移り、原水中の
浮遊物質濃度がＡ以上であるかどうかが判定される。判
定が満たされる場合はステップ２０５に移る。そして、
上流側の可動堰４Ｌのみね１９Ｌを上端が原水水面位置
より高くなるように上昇させる信号を対応する可動堰駆
動手段２１Ｌに出力し、また下流側の可動堰４Ｒのみね
１９Ｒを上端が原水水面位置より低くなるように下降さ
せる信号を対応する可動堰駆動手段２１Ｒに出力する。
一方、判定が満たされない場合はステップ２０６に移
り、上流側の可動堰４Ｌのみね１９Ｌを上端が原水水面
位置より低くなるように下降させる信号を対応する可動
堰駆動手段２１Ｌに出力し、下流側の可動堰４Ｒのみね
１９Ｒを上端が原水水面位置より高くなるように上昇さ
せる信号を対応する可動堰駆動手段２１Ｌに出力する。
そして、ステップ２０７に移り、気泡量Ｑ1の気泡水を
注水する制御信号を気泡水発生装置３に出力し、このフ
ローを終了する。その他の構成及び動作は、第１の実施
形態と同様である。

【００３９】次に、本実施形態の作用を以下に説明す
る。第１の実施形態で図６に対応させて説明したよう
に、浮遊物質の性質の変化を考慮しないでよい場合に
は、気泡が付着して浮上した浮遊物質の再沈降の起こり
やすさは浮遊物質の濃度のみに依存する。すなわち、原
水中の浮遊物質の濃度が比較的小さい場合は一旦浮上し
た浮遊物質の再沈降が起こりやすく、ある流れ方向最適
位置で水面付近の浮遊物質濃度が最も大きくなった後、
この最適位置より下流側になるにつれて水面付近の浮遊
物質濃度が急激に小さくなる。逆に原水中の浮遊物質の
濃度が比較的大きい場合は図６中Ｔ3，Ｔ4が長くなって
再沈降が起こりにくくなり、図６（ｃ）に相当する最適
位置よりある程度下流側でも水面付近の浮遊物質濃度は
あまり減少せず維持される。ここで本実施形態において
は、浮遊物質の濃度をセンサー５で検出し、これに応じ
てコントローラ２５０で可動堰４Ｌ，４Ｒの動作を制御
する。すなわち上述したステップ２０４〜２０６におい
て、浮遊物質の濃度が比較的小さい場合は上流側の可動
堰４Ｌのみね１９Ｌを下げることにより、浮上した浮遊
物質の再沈降が起こらないうちに上流側の可動堰４Ｌか
ら表層水をオーバーフローさせることができ、逆に浮遊
物質の濃度が比較的大きい場合は下流側の可動堰４Ｒの
みね１９Ｒを下げることにより遅れて浮上してきた浮遊
物質も含めなるべく多くの表層水中の浮遊物質を可動堰
４Ｒからオーバーフローさせることができる。言い換え
れば、水面付近の浮遊物質濃度が大きくなるような位置
にある可動堰４Ｌ，４Ｒのみね１９Ｌ，１９Ｒだけを下
げてそこからのみ表層水をオーバーフローさせるので、
第１の実施形態同様に、浮遊物質の濃度が変化した場合
も凝集剤を用いることなく汚水から浮遊物質を確実に除
去することができる。

【００４０】なお、上記第３の実施形態においては、堰
部４を２つの可動堰４Ｌ，４Ｒで構成したが、これに限
られない。すなわち、堰部４を３つ以上の可動堰で構成
するとともにこれに応じて入力手段５１から２つ以上の
浮遊物質基準濃度を手動入力し、これら基準濃度との大
小に基づき対応する可動堰のみねを下降させるようにし
てもよい。これらの場合、原水中の浮遊物質濃度により
細やかに追従した浮上分離処理が可能となる。また、上
記第３の実施形態においては、浮遊物質の濃度のみに応
じて可動堰４Ｌ，Ｒの駆動制御を行ったが、これに限ら
れず、第２の実施形態同様、センサー１６を追加して濃
縮度を算出し、これと基準濃縮度Ｓとの対比に基づき可
動堰４Ｌ，Ｒの駆動制御を行ってもよい。この場合、第
２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００４１】本発明の第４の実施形態を図１７により説
明する。本実施形態は、処理水をろ過するろ過手段を設
けた場合の実施形態である。第１〜第３の実施形態と同
等の部材には同一の符号を付し、説明を省略する。本実
施形態による浄化装置は、図１（ａ）（ｂ）及び図２に
示した第１の実施形態の浄化装置における処理水を排水
する配管７に、処理水をろ過するろ過手段（図示せず）
を設けるとともに、気泡による浮上分離が困難な浮遊物
質濃度である場合には、気泡発生を中止し、浄化処理を
全面的にろ過手段に委ねるようにしたものである。また
これに対応する形で、入力手段５１において、気泡発生
装置３の運転・中止を切り換える浮遊物質基準濃度Ｂ
（但しＢ＜Ａ２＜Ａ１、例えば十数ｍｇ／ｌ程度）を手
動で設定入力するようになっている。

【００４２】コントローラ２５０の制御手順を表すフロ
ーチャートを図１７に示す。この図１７において、第１
の実施形態のコントローラ５０の制御フロー（図５）と
異なる点は、まず、ステップ１０１で入力手段５１から
浮遊物質基準濃度Ａ１，Ａ２を入力した後に、ステップ
１１４で入力手段５１から浮遊物質基準濃度Ｂを入力す
ることである。

【００４３】また、その後のステップで図５と異なるの
は、ステップ１０４で判定が満たされなかった場合（す
なわちセンサー５で検出した濃度がＡ２未満であった場
合）に、ステップ１１５に移って検出濃度がＢ以上であ
るかどうかを判定することである。そして、浮遊物質濃
度がＢ以上である場合にのみステップ１０７に移って気
泡量Ｑ＝Ｑ３とし、浮遊物質濃度がＢ未満である場合に
はステップ１１６に移って気泡量Ｑ＝０とする。そして
ステップ１０８へ移って気泡量Ｑの気泡水を注水する制
御信号を出力する。したがって、ステップ１１６からス
テップ１０８へと移った場合には、気泡発生装置３の運
転を停止することになる。その他の構成及び動作は、第
１の実施形態とほぼ同様である。

【００４４】以上のように構成した本実施形態において
は、気泡による浮上分離が可能な浮遊物質濃度Ｂ以上で
あるときのみ気泡注入を行い、Ｂ未満であるときには気
泡注入を停止し、ろ過手段に浄化処理を委ねるようにす
ることができる。これにより浮上分離だけでは処理しき
れない場合においても、有効に水浄化処理を行うことが
できる。

【００４５】なお、上記第４の実施形態では、第１の実
施形態の構成にろ過手段を付加したが、これに限られ
ず、図８に示した第２の実施形態や、図１２に示した第
３の実施形態の構成に、処理水をろ過するろ過手段を付
加し、センサー５による検出濃度が所定濃度未満である
ときに気泡注入や可動堰駆動を中止し、浄化処理を全面
的にろ過手段に委ねるようにしてもよい。これらの場合
も、同様の効果を得る。また、上記第１〜第４の実施形
態においては、浄化対象となる汚水として湖沼水を例に
とって説明したが、これに限られるものではなく、生活
下水等、他の汚水を浄化する合にも適用可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、浮遊物質の濃度に応じ
て気泡注入口から堰部までの汚水流れ方向距離を適宜設
定するので、原水中の浮遊物質濃度が低い場合でも凝集
剤を用いることなく汚水から浮遊物質を確実に除去でき
る。また、原水中の浮遊物質の濃度や性質が変化した場
合においても、凝集剤を用いることなく汚水から浮遊物
質を確実に除去できる有効な処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による汚水浄化装置の
上面図及び側面図である。

【図２】図１（ａ）中II−II断面でみた側断面図であ
る。

【図３】浮遊物質濃度を検出するセンサーの構造の一例
を示す断面図である。

【図４】図１に示した汚水浄化装置における信号の流れ
を表すブロック図である。

【図５】コントローラの制御手順を表すフローチャート
である。

【図６】浮遊物質の濃度分布が生じる原理を模式的に表
した図である。

【図７】浮上分離槽のＸ，Ｙ，Ｚ断面における浮遊物質
濃度分布を表した図である。

【図８】本発明の第２の実施形態による汚水浄化装置の
側面図である。

【図９】信号の流れを表すブロック図である。

【図１０】コントローラの制御手順を表すフローチャー
トである。

【図１１】仕切板を複数枚設けた変形例の要部構造の上
面図及びXI−XI断面でみた側断面図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態による汚水浄化装置
の要部構造を表す側面図である。

【図１３】図１２（ａ）中XIII−XIII断面による横断面
図である。

【図１４】図１２（ａ）中XIV−XIV断面による横断面図
である。

【図１５】信号の流れを表すブロック図である。

【図１６】コントローラの制御手順を表すフローチャー
トである。

【図１７】本発明の第４の実施形態による汚水浄化装置
に備えられたコントローラの制御手順を表すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 浮上分離槽 ３ 気泡水発生装置（注入手段） ４ 堰部 ５ センサー（第１の検出手段） ６ 噴出部（注入口） ９ 仕切板 ９ａ〜ｃ 仕切板 １２ 配管（注入手段） １６ センサー（第２の検出手段） １９Ｌ，Ｒ みね ５０ コントローラ（第１の制御手段） １５０ コントローラ（第１の制御手段） ２５０ コントローラ（第２の制御手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮上分離槽内を流れる汚水に注入手段で微
   細な気泡を注入し、該汚水中に含まれる浮遊物質に前記
   気泡を付着させて該浮遊物質を浮上分離し、その浮上分
   離した浮遊物質を除去することにより前記汚水を浄化す
   る汚水浄化装置において、 前記浮上分離槽の、前記気泡の注入口から汚水流れ方向
   に所定距離だけ離れた位置の壁面に、汚水の表層部分を
   オーバーフローさせる堰部を形成したことを特徴とする
   汚水浄化装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の汚水浄化装置において、前
   記浮上分離槽に供給される汚水中の浮遊物質濃度を検出
   する第１の検出手段と、この第１の検出手段による検出
   結果に応じて前記気泡注入手段の気泡注入量を制御する
   第１の制御手段をさらに有することを特徴とする汚水浄
   化装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の汚水浄化装置において、前
   記堰部からオーバーフローした汚水の表層部分中の浮遊
   物質濃度を検出する第２の検出手段をさらに有し、かつ
   前記第１の制御手段は、前記第１の検出手段による検出
   結果と前記第２の検出手段による検出結果とに応じて、
   前記気泡注入手段の気泡注入量を制御することを特徴と
   する汚水浄化装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の汚水浄化装置において、前
   記堰部からオーバーフローした汚水の表層部分を除いた
   汚水の非表層部分をろ過するろ過手段をさらに有し、か
   つ、前記第１の制御手段は、前記第１の検出手段による
   検出結果に応じて前記気泡注入手段の運転・停止を切り
   換えることを特徴とする汚水浄化装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の汚水浄化装置において、前
   記堰部は、堰のみねの高さが可変である可動堰が汚水流
   れ方向に複数個配置されて構成されており、かつ、前記
   浮上分離槽に供給される汚水中の浮遊物質濃度を検出す
   る第１の検出手段と、この第１の検出手段による検出結
   果に応じて前記複数個の可動堰の動作を制御する第２の
   制御手段とをさらに設けたことを特徴とする汚水浄化装
   置。
6. 【請求項６】請求項１記載の汚水浄化装置において、前
   記堰部は、前記浮上分離槽の汚水流れ方向に向かって側
   壁面に設けられており、かつ、前記浮上分離槽内を流れ
   る汚水の表層部分を流れ方向にせき止め該汚水の表層部
   分を前記堰部へと導く仕切板をさらに設けたことを特徴
   とする汚水浄化装置。