JPH1110181A - 水質浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少量の空気で浄化処理体の広範囲を洗浄する
ことができる水質浄化装置を提供する。 【解決手段】 浄化処理体３５の下側に配置された空気
噴出孔４３から空気を噴出させて該浄化処理体３５を洗
浄する洗浄装置６４の空気噴出孔４３と浄化処理体３５
との間に空気噴出孔４３から噴出される空気を通過可能
でありかつ該空気の流れに対し抵抗となる抵抗体５０を
具備してなることにより、空気噴出孔４３から空気を噴
出させると、該空気は、介在する抵抗体５０で抵抗を受
けて該抵抗体５０を容易には通過せず横方向に広がりな
がら通過して浄化処理体３５に導入される。

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、通過
する被処理水を浄化処理する浄化処理体と、該浄化処理
体に被処理水を通過させるポンプと、浄化処理体の下側
に配置された空気噴出孔から空気を噴出させて該浄化処
理体を洗浄する洗浄装置とを有するものがある。これ
は、ポンプで浄化処理体に被処理水を通過させることで
被処理水を浄化処理する一方、長期の浄化処理により浄
化処理体に汚泥等で目詰りが生じて十分な浄化処理性能
が得られなくなると、洗浄装置により汚泥等を除去する
べく浄化処理体の下側から空気を噴出させ、これにより
該空気を浄化処理体内で上方に移動させて、この空気の
移動による摩擦等で浄化処理体内の汚泥等を剥離させ
て、該空気の移動による水流で浄化処理体外に排出さ
せ、このようにして洗浄を行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記水質浄
化装置では、洗浄装置で浄化処理体を洗浄する場合に、
空気は鉛直上方に移動するため、図７にハッチングで空
気の移動範囲を示すように、浄化処理体１００は空気噴
出孔１０１の上側部分ばかりが洗浄されてしまう。この
ため、空気噴出孔の配置間隔が大きいと、空気噴出孔同
士の間の部分は十分に洗浄を行うことができないという
問題があった。この問題に対処するためには空気噴出孔
の配置間隔を小さくして空気噴出孔の数を増やせばよい
が、このようにするとすべての空気噴出孔から均一に空
気を噴出させるためには大量の空気が必要になってしま
うため、装置が大型化しまたコスト増になってしまうと
いう問題があった。したがって、本発明の目的は、少量
の空気で浄化処理体の広範囲を洗浄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、通過する
被処理水を浄化処理する浄化処理体と、該浄化処理体に
被処理水を通過させるポンプと、前記浄化処理体の下側
に配置された空気噴出孔から空気を噴出させて該浄化処
理体を洗浄する洗浄装置とを有するものであって、前記
空気噴出孔と前記浄化処理体との間に前記空気噴出孔か
ら噴出される空気を通過可能でありかつ該空気の流れに
対し抵抗となる抵抗体を具備してなることを特徴として
いる。これにより、洗浄装置の空気噴出孔から空気を噴
出させると、該空気は、介在する抵抗体で抵抗を受けて
該抵抗体を容易には通過せず横方向に広がりながら通過
して浄化処理体に導入される。

【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、前記抵抗体の下側に空気
の側方への移動を規制する遮蔽部材を設けてなることを
特徴としている。これにより、洗浄装置の空気噴出孔か
ら噴出され抵抗体で抵抗を受けて横方向に広がった空気
は、遮蔽部材により側方への移動が規制される。

【０００６】本発明の請求項３記載の水質浄化装置は、
請求項１または２記載のものに関して、前記抵抗体は、
前記空気噴出孔に近接するほど空気の流れに対する抵抗
が大きくされていることを特徴としている。これによ
り、抵抗体は、空気噴出孔に近接していて流れてくる空
気が多い位置ほど抵抗が大きいため、空気がより広範囲
に確実に広がる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の水質浄化装置の一の実施
の形態を図面を参照して以下に説明する。水質浄化装置
１１は、池あるいは湖沼等の浄化対象としての閉鎖系の
水域１０の水面１０ａ下に水底１０ｂに固定された状態
で配置される浄化処理ユニット１２と、陸側に設置され
る駆動装置１３（図２参照）とから構成されている。な
お、以下の説明における上下は配置時の状態における上
下である。

【０００８】まず、浄化処理ユニット１２について説明
する。浄化処理ユニット１２は、多数の通水孔１６ａが
全面に厚さ方向（横方向）に貫通形成されるとともにそ
れぞれが正方形状をなして環状に連結される四枚の側板
部１６と、これら側板部１６の下端開口側を閉塞するよ
う取り付けられるとともに多数の通水孔１８ａが全面に
厚さ方向（上下方向）に貫通形成された正方形状の下板
部１８と、逆側の上端開口側を閉塞するよう取り付けら
れるとともに多数の通水孔１９ａが全面に厚さ方向（上
下方向）に貫通形成された形成された正方形状の上板部
１９とからなる、略立方体状の外体２０を有している。
なお、上板部１９の側端位置には通水孔１９ａより大き
い取付孔２１が厚さ方向に貫通形成されている。外体２
０の下板部１８の下面の外周側には、ストッパ２３が溶
接された支持フレーム２２が該ストッパ２３を介して一
体に固定されており、該支持フレーム２２が水底１０ｂ
上に固定される。

【０００９】そして、外体２０には、第一管部２４と第
二管部２５と第三管部２６とからなる略Ｊ字形状の円筒
の集水管２７が設けられている。第一管部２４は、一端
側にフランジ部２８を有しており、開口部２４ａ側が取
付孔２１に挿通された状態でフランジ部２８において上
板部１９に取り付けられている。この取付状態で、第一
管部２４は、一の側板部１６の内側に近接して鉛直方向
に沿うとともに、上端側が取付孔２１から上方に突出さ
れその開口部２４ａを水面１０ａ下において上方に開口
させ、さらに下端側が下板部１８の近傍まで延在してい
る。同取付状態で、第二管部２５は、第一管部２４の下
端から連続して下板部１８に沿うよう湾曲し下板部１８
に沿って外体２０の中心の近傍まで延在してさらに該中
心に向くよう上方に湾曲している。同取付状態で、第三
管部２６は、第二管部２５の第一管部２４に対し反対側
から連続して外体２０の中心位置まで鉛直延在して開口
部２６ａを上方に向けている。

【００１０】そして、集水管２７の第三管部２６の開口
部２６ａには、後述する木炭２９の侵入を防ぐ目的で、
開口部２６ａを覆うように集水体３０が取り付けられて
いる。集水体３０は、略円板状をなしており、木炭２９
の径より小径の集水孔３０ａが全面に多数、軸線方向に
貫通形成されている。

【００１１】外体２０の内側の隙間には、通水孔１６
ａ，１８ａ，１９ａおよび集水体３０の集水孔３０ａよ
り径大の浄化材としての木炭２９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３４
が形成されている。なお、処理部３４と外体２０とで浄
化処理体３５が構成されている。

【００１２】第一管部２４に近接する側板部１６の外側
には、空気噴出管３６が、該第一管部２４と平行をなし
集水管２７のフランジ部２８に固定された状態で設けら
れており、該空気噴出管３６は、下端側が外体２０の中
心方向に屈曲して側板部１６を通って第一管部２４の下
部に挿入されて、該第一管部２４内で上方に屈曲されて
いる。空気噴出管３６は、該第一管部２４内に位置する
一端部に内外を貫通させる空気噴出孔３７が複数設けら
れており、他端部に屈曲形状の連結管３８を介して連結
ホース３９が連結されている。空気噴出管３６は、この
連結ホース３９を介して、陸側に固定された駆動装置１
３に連結されている。

【００１３】また、外体２０の下側には、先端側が閉塞
された円筒状の洗浄ノズル４２が支持フレーム２２に支
持固定された状態で設けられている。この洗浄ノズル４
２は、固定状態において下板部１８の下側に沿ってお
り、その内部を外部に連通させる空気噴出孔４３が多数
所定の間隔でほぼ全長にわたって上部に形成されてい
る。この洗浄ノズル４２の他側は、屈曲形状の連結管４
４に連結されており、該連結管４４は、側板部１６の外
側であって空気噴出管３６に対し反対側の位置に鉛直延
在されていて、その上端部に屈曲形状の連結管４６を介
して連結ホース４５が連結されている。洗浄ノズル４２
は、連結管４４、連結管４６および連結ホース４５を介
して駆動装置１３に連結されている。なお、洗浄ノズル
４２を下板部１８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４３を多数形成してもよ
い。

【００１４】そして、この実施の形態においては、洗浄
ノズル４２すなわち空気噴出孔４３と浄化処理体３５と
の間位置にこれらに平行をなすよう配置された状態で、
空気噴出孔４３から噴出される空気を通過可能でありか
つ該空気の上方への流れに対し抵抗となる板状の抵抗体
５０が支持フレーム２２の内側に固定されている。この
抵抗体５０は、水平方向において浄化処理体３５の下板
部１８とほぼ一致する範囲に存在しており、その全体
に、厚さ方向（上下方向）に貫通する同径の通水孔５１
が無数に形成されている。抵抗体５０は、非腐食性の樹
脂または防錆加工を施した金属等からなるもので、その
通水孔５１は、側板部１６、下板部１８および上板部１
９の通水孔１６ａ，１８ａ，１９ａと同じ大きさか、ま
たはそれより小さいもので、例えば１ｍｍ〜１０ｍｍ程
度のものとされている。

【００１５】また、抵抗体５０の下部には、洗浄ノズル
４２まで延在して空気の側方への移動を規制する板状の
遮蔽部材５２が、多数所定の間隔を置いて溶接または接
着等で固定されている。これら遮蔽部材５２で、あるい
はこれら遮蔽部材５２と支持フレーム２２とで、洗浄ノ
ズル４２の空気噴出孔４３の一つに対し、水平方向にお
いて該空気噴出孔４３を中心とした正方形状の空間部５
３を一つ、該空気噴出孔４３の上側かつ抵抗体５０の下
側に形成している。そして、多数の遮蔽部材５２によ
り、このような空間部５３がすべての空気噴出孔４３に
対し一つずつ形成されている。ここで、図３に符号５５
で示すものは、洗浄ノズル４２を支持フレーム２２に対
し固定するためのフランジであり、符号５６で示すもの
は、連結管４４を支持フレーム２２に対し固定するため
のフランジである。なお、空間部５３の一つの内側に配
置される空気噴出孔４３の数は複数であってもよい。ま
た、空気噴出孔４３は空間部５３の内側にあれば中心か
らずれた位置にあってもよい。さらに、空間部５３の形
状は正方形に限らず、円形・多角形等いずれの形状であ
ってもよい。加えて、空間部５３の下側を空気噴出孔４
３を除いて閉塞させてもよい。

【００１６】次に、駆動装置１３について説明する。駆
動装置１３は、陸側に固定されるもので、図２に示すよ
うに、筐体５７と、該筐体５７内に配置される電磁三方
切換弁（以下、切換弁と称す）５８および空気圧縮機５
９とを有している。筐体５７内において、空気圧縮機５
９の吐出側は切換弁５８に連結されており、切換弁５８
は連結ホース３９および連結ホース４５に連結されてい
る。切換弁５８は、空気圧縮機５９の吐出側を、連結ホ
ース３９のみに連通させる状態と連結ホース４５のみに
連結させる状態とに切り換えるようになっている。これ
ら切換弁５８および空気圧縮機５９は、筐体５７内に設
けられたコントローラ６０に電気的に接続されている。
このコントローラ６０は、空気圧縮機５９とともに外部
電源６１に接続されており、外部電源６１からの切換弁
５８への電力供給の制御を行う。

【００１７】ここで、空気圧縮機５９、切換弁５８、連
結ホース３９、連結管３８、空気噴出管３６、集水管２
７および集水体３０が、エアリフト式のポンプ６３を構
成しており、また、空気圧縮機５９、切換弁５８、連結
ホース４５、連結管４４，４６および洗浄ノズル４２
が、洗浄装置６４を構成している。

【００１８】次に、上記構成の水質浄化装置１１の作動
を以下に説明する。外部電源６１から空気圧縮機５９と
コントローラ６０とに電力が供給されると、空気圧縮機
５９が駆動状態になる。そして、コントローラ６０が切
換弁５８を連結ホース３９に接続させる状態に切り換え
ると、空気圧縮機５９から圧縮空気が連結ホース３９を
介して空気噴出管３６に供給される。すると、圧縮空気
は空気噴出孔３７から噴出され集水管２７の第一管部２
４内で気泡となって下から上へ移動し、この気泡の移動
で、該集水管２７の第一管部２４内に上方への水流すな
わちエアリフトが生じる。このとき処理部３４の中心近
傍の水が集水体３０の集水孔３０ａから吸い込まれ、集
水管２７を通過し、開口部２４ａから処理部３４の外部
に排出される。これにより、強制的に浄化処理体３５の
外側の水が、側板部１６の通水孔１６ａ、下板部１８の
通水孔１８ａおよび上板部１９の通水孔１９ａの全方向
から、処理部３４内に導入され、処理部３４を中心に向
け移動して中心の集水体３０の集水孔３０ａに至り、そ
の際に、処理部３４を構成する木炭２９に担持された好
気性微生物に、有機化合物等が分解されることで水が浄
化される。そして、このように浄化処理された水が集水
体３０の集水孔３０ａから集水管２７内に吸引され、該
集水管２７内を移動して上方に突出する開口部２４ａか
ら水域１０に排出される。このような水の環流で浄化対
象が浄化される。

【００１９】他方、コントローラ６０が、切換弁５８を
連結ホース４５に接続するように切り換えると、空気圧
縮機５９から吐出された圧縮空気は、連結ホース４５、
連結管４６，４４、洗浄ノズル４２の順に通過し、空気
噴出孔４３から噴出され、気泡となり、下板部１８の通
水孔１７から処理部３４内に入り、処理部３４内を上方
に移動する。この気泡の移動で気泡が木炭２９の表面に
接触して木炭２９に付着していた汚泥等が剥離され、該
汚泥等が気泡の移動で生じる水流で空気とともに処理部
３４内を上昇し、主として上側の上板部１９の通水孔１
９ａを通過して処理部３４の外側に排出される。このよ
うにして浄化処理体３５の処理部３４が洗浄される。

【００２０】ここで、図３に示すように、洗浄ノズル４
２の空気噴出孔４３と浄化処理体３５との間には、空気
噴出孔４３から噴出される空気を通過可能でありかつ該
空気の上方への流れに対し抵抗となる抵抗体５０が設け
られており、しかも抵抗体５０の所定の範囲の下側に空
気噴出孔４３から噴出された空気の側方への移動が規制
される空間部５３が遮蔽部材５２で形成されているた
め、洗浄ノズル４２の空気噴出孔４３から空気を噴出さ
せると、該空気は、介在する抵抗体５０で抵抗を受けて
該抵抗体５０を容易には通過せず横方向に広がりなが
ら、しかも空間部５３内に留められ必要以上の範囲に広
がってしまうことが防止された状態で、抵抗体５０の通
水孔５１を通過して浄化処理体３５の処理部３４に導入
される。

【００２１】したがって、図４に空気の移動範囲をハッ
チングで示すように、空気が導入される浄化処理体３５
の範囲を横方向に広げることができるため、少量の空気
で浄化処理体３５の広範囲を洗浄することができ、しか
も、抵抗体５０で抵抗を受けて横方向に広がった空気が
必要以上の範囲に広がってしまうことを防止するため、
浄化処理体３５を確実に洗浄することができる。その結
果、洗浄処理による処理部３４の浄化作用の回復効率が
向上する（図４においては、洗浄ノズル４２の一つの空
気噴出孔４３から噴出された空気が広がる状態を示して
いる）。

【００２２】なお、以上においては、浄化対象としての
水域１０の水底１０ｂに浄化処理ユニット１２を固定す
る場合を例にとり説明したが、水深が深い場合等には、
浮体等で浄化処理ユニット１２を水面１０ａ下に吊り下
げてもよい。

【００２３】加えて、図５に示すように、抵抗体５０の
一の空間部５３の内側に配置された通水孔５１の大きさ
を、該通水孔５１に対し同じ空間部５３の内側に配置さ
れた空気噴出孔４３からの距離が近いほど径を小径とし
遠いほど大径としてもよい。具体的には、空気噴出孔４
３の直上の通水孔５１を最も小径としその周囲に該最小
径のものからの距離が遠くなるにしたがって通水孔５１
の大きさを徐々に大きくするのである。このように構成
することにより、抵抗体５０は、流れてくる空気の量が
多い空気噴出孔４３に近接する位置ほど空気の流れに対
する抵抗が大きくなるため、空気をより広範囲に確実に
広げることになる。したがって、空気をより広範囲に確
実に広げることができるため、少量の空気で浄化処理体
３５のより広範囲を均一に洗浄することができる。さら
に、図６に示すように、下板部１８の下部に空気噴出孔
４３の数と同数の抵抗体１００が取り付けられ、抵抗体
１００には下板部１８に存在する通水孔１８ａよりも小
さい通水孔１０１が存在する構造としてもよい。このよ
うな構造にすることで、簡便に空気を広範囲に広げるこ
とができるため、少量の空気で浄化処理体３５のより広
範囲を洗浄することができる。

【００２４】

【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、洗浄装置の空気噴出孔か
ら空気を噴出させると、該空気は、介在する抵抗体で抵
抗を受けて該抵抗体を容易には通過せず横方向に広がり
ながら通過して浄化処理体に導入される。したがって、
空気が導入される浄化処理体の範囲を横方向に広げるこ
とができるため、少量の空気で浄化処理体の広範囲を洗
浄することができる。

【００２５】本発明の請求項２記載の水質浄化装置によ
れば、洗浄装置の空気噴出孔から噴出され抵抗体で抵抗
を受けて横方向に広がった空気が遮蔽部材により側方へ
の移動が規制される。したがって、抵抗体で抵抗を受け
て横方向に広がった空気が必要以上の範囲に広がってし
まうことを防止できるため、浄化処理体を確実に洗浄す
ることができる。

【００２６】本発明の請求項３記載の水質浄化装置によ
れば、抵抗体は、空気噴出孔に近接していて流れてくる
空気が多い位置ほど抵抗が大きいため、空気をより広範
囲に確実に広げることになる。したがって、空気をより
広範囲に確実に広げることができるため、少量の空気で
浄化処理体のより広範囲を洗浄することができる。

【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駆
動装置のブロック図である。

【図３】 本発明の水質浄化装置の一の実施の形態の要
部を示す側断面図である。

【図４】 本発明の水質浄化装置の一の実施の形態によ
る空気の流れの範囲をハッチングで示す側断面図であ
る。

【図５】 本発明の水質浄化装置の一の実施の形態の要
部の他の例を示す側断面図である。

【図６】 本発明の水質浄化装置の一の実施の形態の要
部のさらに他の例を示す側断面図である。

【図７】 従来の水質浄化装置の空気の流れの範囲をハ
ッチングで示す側断面図である。

【符号の説明】

１１ 水質浄化装置 ３５ 浄化処理体 ４３ 空気噴出孔 ５０ 抵抗体 ５２ 遮蔽部材 ６３ ポンプ ６４ 洗浄装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通過する被処理水を浄化処理する浄化処
   理体と、該浄化処理体に被処理水を通過させるポンプ
   と、前記浄化処理体の下側に配置された空気噴出孔から
   空気を噴出させて該浄化処理体を洗浄する洗浄装置とを
   有する水質浄化装置において、 前記空気噴出孔と前記浄化処理体との間に前記空気噴出
   孔から噴出される空気を通過可能でありかつ該空気の流
   れに対し抵抗となる抵抗体を具備してなることを特徴と
   する水質浄化装置。
2. 【請求項２】 前記抵抗体の下側に空気の側方への移動
   を規制する遮蔽部材を設けてな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】 前記抵抗体は、前記空気噴出孔に近接す
   るほど空気の流れに対する抵抗が大きくされていること
   を特徴とする請求項１または２記載の水質浄化装置。