JPS607926B2 - 河川などの水質浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は河川などの自然流水の水質浄化装置に関するも
のである。

河川水の浄化は我国の水環境の中でもきわめて重要な地
位を占めており、浄化に関する試みは種々行われている
。

河川水の浄化方法としては、 ィ 河川水をポンプアップして浄化装置にかけ、清澄水
を河川にもどす。

ロ 河川水を分流して酸化池に導き、酸化処理後清澄水
を河川にもどす。

ハ 河川水を自然の流下中においてそのままの状態で浄
化する。

などの方法がある。

ィ，ロは間接浄化法であり、またハは直接浄化法である
。

しかし、河川は水量が多く、上記し、ずれの方法によっ
て多量の河川水を浄化処理するにしても膨大な機械設備
、スペースを必要とし、また汚濁の進んだ河川水にはほ
とんど実施効果がないものである。特に、都市部を流れ
る河川は近年特に汚染され、魚類の生育も困難な状況で
あり、美観上、環境衛生上からもその浄化の必要性が充
分に認められていながら現実に浄化を実施することが困
難なため、実際の河川において浄化され実績はいまだに
ない。また、水路などの液中に分散している浮遊固形物
質の分離に関して実開昭４９一１４９３７８号公報は、
被処理液の流れを可及的に整流した流路の一部に一個以
上の炉過部材を液流方向に対して所定の煩斜角を付与し
て配設するとともに該炉過部材に超音波振動子を作用せ
しめるべく配置して音絹を構成し、固形浮遊物質を分離
する装置を提案している。

この装置では炉過部材で液を炉過し、炉過部材に残留す
る固形浮遊物質の流れのエネルギーと超音波振動エネル
ギーのベクトル和の作用力によって（炉過部材の傾斜角
度と超音波のかけかたによって）浮上分離もしくは凝集
沈澱する方法をとっている。

この装置は流路を炉過部材で遮断する方法を取り、液流
をすべて炉過部材で炉遇する方法をとっているので河川
水などの自然の流水の水質浄化には適しない種々な欠点
がある。

すなわち、ィ 魚類等の上流から下流、下流から上流へ
の遊泳移動を防げること。

ロ 固形物を凝集沈澱させる場合に例を取ると、浮遊固
形物が炉過部材の前の下方部に凝集沈澱するが炉過部材
が水路底面に位置しているため液流により炉過部材の下
方部は目づまりをおこしやすく液流の流れを悪くし、更
に流れを止める恐れがあり、その結果液流は炉過部村の
上部を流れるようになり炉過部村の炉過効率を低下させ
る。

更に凝集沈澱した固形物により炉過部材が損傷を受けや
すい。等の欠点を有していた。

本発明は河川などの流水を自然の水流中において浄化し
、水流中の不純物を炉過、沈澱せしめて清澄水を流水可
能とした水質浄化装置を提供することを目的とする。

そして本発明は、側壁および水底を有する流水径路と、
その流水径路内に水流方向に対向して間隔をおいて設け
た水面に没する複数の仕切板と、該仕切板で区画された
流水径路内に設けた上端が上流側仕切板の上方に位置し
下端が仕切板の上端より低い位置で且つ下流側仕切板お
よび水底から間隔をおいて位置する複数の傾斜状炉過板
よりなることを特徴とする河川などの水質浄化装置を要
旨とするものである。

以下図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す装置の平
面図および側面よりみた断面図を示し、同図に示すよう
に自然流水中に側壁１と水底２で区画された流水径路３
を設置する。

流水径路３内に水流方向に対向して複数の仕切板４を間
隔をおいて設置する。こられらの仕切板４は水底２上に
立設して上端は水面下にあり両側は側壁１に達している
。この側壁１は金属板、プラスチック板、コンクリート
板等によって形成され、その上端は仕切板４より上方に
位置しているが、河川の幅全体を流水径路３とした場合
には両側護岸の岸壁自体を側壁として使用し得る。隣合
う仕切板４の間には傾斜状炉過板５が設置される。

この炉過板５は金属製或いはプラスチック製等の堅牢な
矩形状枠体に炉布を張設したものであって、両側壁１の
間において一端は上流側仕切板４において水面付近もし
くは水面上に位置させ、また池側は仕切板４の上端より
低い位置で且つ下流側仕切板４および水底２から間隔を
おいて水中に位置させて煩斜させてあり、水中他端上に
は仕切板４とほぼ同一高さの小仕切板６を突設して下流
側仕切板４と小仕切板６間に上昇流径路７を形成する。
前記炉布は合成繊維製の不織布、織布、編布、などが使
用され、天然繊維、無機質繊維またカーボン繊維等を使
用することができるが、いずれも水の通過が良好なもの
であることを必要とする。合成繊維は例えばポリアミド
、芳香族ポリアミド、ポリィミド、ポリエステルトビニ
ロン、アクリル、ポリプロピレン、塩化ビニール、塩化
ビリニデンなどの一種または二種以上が使用され、これ
ら合成繊維とともに天然繊維、無機質繊維、カーボン繊
維を併用することも可能である。特にポリプロピレン製
不織布を炉布として使用した時単に水中の懸濁物質（Ｓ
Ｓ）を除去するのみでなく水中に浮遊する油分の除去に
も有効である。この炉布は交換することが出来るように
しておくとよい。また前記小仕切板６は省略することも
できる。前記仕切板４を立設する水底２は河川の自然水
底を利用してもよくまたコンクリートを打設して水底を
形成し、平坦面としてもよい。

更に水底２を金属製底板で作り、その両側上に側壁１を
一体に立設し、両側壁１両端部間には側壁１よりも低位
層で底坂上に仕切板４を対向設置し、両仕切板４間に炉
過板５を設けて一体とした装置にしてもよい。このよう
な装置にしておくと移動設置が容易なものとなる。水底
２は平坦であってもよく、また第２図鎖線に示すように
流水中の懸濁物質（ＳＳ）の沈降を促進しまた沈降ＳＳ
の濃縮を容易にするため水底に勾配８を形成し、また凹
状溝９を形成してもよい。

前記炉過板５は傾斜状に固定可能であってもよいが、例
えば炉過板５の上部側を支点として、河川水の流速に応
じて傾斜角度を可変としてもよい。

また炉過板５を上下自在に調節できるようにしておくこ
ともできる。河川水などの水質浄化は本発明の装置に河
川水を流水することにより行うことができる。

すなわち、河川の水流が両側壁１間の流水径路３内に入
ると流水は上流側仕切板４と炉過板５間から導入され、
炉過板５に衝突する。この炉過板５により流水は煩斜面
により強制下向流となり、一部は炉過板５を通過し、水
中の懸濁物質（ＳＳ）、油分等が炉過板５に捕捉され浄
化水となって流れる。下向流水中に含有される懸濁物質
（ＳＳ）は沈降が促進され、底部において水の汚濁物質
度を上昇させる。ここにおいて比重の重い汚濁物は沈み
、汚濁物の減った浄化された水が上昇して仕切板４上を
越え、炉過板５を通過した清浄水とともに下流へ流出す
る。第２図に示すように、河川水の速度をＶとすれば、
仕切板４および炉過板５間において流速は分速Ｖをを生
ずる。

汚濁物粒子は沈降速度Ｗを有し、地球の重力方向に沈降
する。分速Ｖは下向流であるので汚濁物の沈降を促進助
長する。従って、比重の重い汚濁物は重力に逆らって上
昇し難いが、比重の軽い水は上昇し、清澄水のみが流出
して汚濁物のみが汝積されることになる。沈積する汚濁
物質は定期的に真空ポンプ等により吸い上げ除去すれば
よい。

本発明の装置は、炉過板５が二個以上（即ち仕切板４が
三個以上）設けたものであるから、これにより上記の浄
化システムが繰り返されるので水質の浄化をより向上さ
せることができる。

仕切板４、炉過板５を複数台連設し、その台数が増加す
る程汚濁物質を含む水流が下向流・上昇流を繰り返すこ
とにより流水路が長くまた水流が緩やかになり、バクテ
リヤ、菌等による有機物質等の消化を助長するのでＢＯ
Ｄ，ＣＯＤ等も改善することができる。

本発明の装置は、上述したように流水径路内に仕切板と
傾斜状炉過板を縫合せて設けるとにより流水を一様に流
しながら流水を源過板を通過する水流と炉過板を通過し
ない懸濁質（固形分）を含む水流に分け、この懸濁質を
含む水流を炉過板に沿った下向流とし炉過板の下端と水
底との間を通過させることにより懸濁質の凝集沈降を促
進し懸濁質の薄くなった浄化された水流が上昇流となり
炉過板を通過した水流と合流して次の仕切板を溢流する
ようにし、このような操作を流水に繰り返して与えるこ
とにより流水の一様な流れの中で流水の水質を浄化する
ようになっている。

本発明の装置は、 ィ 炉過板と水底との間を開けてあるので魚類の上流か
ら下流、下流から上流への遊泳移動を自由に行うことが
できる。

ロ 雨水等により河川水が増水したり、河川水の汚濁が
著しく増加したりまた流速が速くなっても炉過板と水底
の間に水流を確保しているので流水を阻害しない。

また士砂等の沈降があっても炉過板に損傷を与えること
ができない。ハ 有機物質の汚泥を含む流水などでは汚
濁水の水流が下向流、上昇流を繰り返すことにより凝集
沈降しやすくなるでけでなく径路が長くなり流れも緩や
かになり、バクテリャ、菌等による有機物の消化を助長
するのでＢＯＤ，ＣＯＤ等も改善することができる。

ニ 炉過板の基材の炉布にポリプロピレン製不織布を用
いることにより水面や水面近くに流れる沈降し‘こくい
懸濁物微粒子だけでなく浮遊する油分等を炉過板によっ
て効率よく補集することができる。

ホ 保守が容易である。

等々の優れた特徴、効果を有している。

次ぎに本発明の実施例について説明する。

第３図は本発明実施例に使用した装置の概要を示す側断
面図である。

同図において矢印は水流を示し、また■，■，■，■・
・・・・・・・・，■，、■は水質測定点を示す。

本装置は河川中に設置後２時間後に第一回の孫水、６時
間後に第二回目の採水を行い水質試験をした。試験項目
はＰＨ，ＳＳ，Ｄ○，ＢＯＤ，ＣＯＤ、ｎ‐へキサン等
である。また、炉過板に使用した炉布はポリプロピレン
製不織布（三井石油化学■製の商品名タフネル）である
。表１は第１回目および第二回目の孫水時にえける下記
の分析方法による試験結果を示すものである。

表 １ 分析方法 ＰＨ・ＪＩＳＫ ＯＩ０２ ８による。

ＳＳ・環境庁告示第６４号ＧＥＰ法による。

Ｄ○・ＪＩＳ Ｋ ＯＩ０２２４．３による。ＢＯＤ・
ＪＩＳ Ｋ ＯＩ０２１６による。ＣＯＤ・ＪＩＳＫ
ＯＩ０２１３による。ｎ‐へキサン・環境庁告示第６４
号液−液抽出法による。

測定値の解析 第１回目の測定と第２回目の測定の各測定点のＳＳ（の
９／Ｚ）を測定位置に対して託すと表２、表３のように
なる。

表 ２ 同表において、■，■，■，■，……，■，■は第４図
の■，■，■，■，…・・・，■，■の位置を示し、カ
ッコ内数字は測定したＳＳ（収９／〆）の数値である。

この結果■→■，■→■，■→■，■→■にかけてＳＳ
の濃縮が行なわれていることが分かり、また■→■，■
→■，■→■，■→■では明らかにＳＳの減少がみられ
る。■，■，■地点における炉過水による稀釈もあるが
、■，■，■，■地点においてＳＳが効率よく沈降濃縮
していくことが判る。濃縮率を■→■の過程で計算する
と表４となる。

表４ これにより濃縮は明らかなものとなる。

この濃縮率は各セクションにわたって計算し表２、表３
に示してある。これらの値は１．２３〜１．４１を示し
ている。また、清浄比を■→■の過程で計算する。

■のＳＳ濃度を■のＳＳ濃度で割って求めると第１回目
０．７４８第２回目０．７４８となる。同様にして表２
、表３から各セクションの清浄比を求めると、０．５６
〜０．７４８の値を示す。本実施例装置全体の浄化比を
求孫と、第・回目篭＝〇．６２０鰍回目篭＝０．６２５
となる。この値は流速が０．４２〜０．４３肌／ｓｅｃ
のもとで達成されたもので大きな成果である。また本装
置を通過する時間はｔ＝（１４０十５の×山伽）＝１７
．６７Ｓｅｃ４父伽／ｓｅｃ）で約１万砂である。

第４図及び第５図は表１の測定結果のＳＳと８０Ｄを測
定位置に対してブロットしたものである。

河川水の浄化にあたってＳＳ濃度とともにＢＯＤ濃度が
問題となるが、このＢＯＤ濃度については次式が設定さ
れている。

Ｄ＝Ｄ。

ｅ‐（ｋ，川３）ｔここで、 Ｄ＝ＢＯＤ濃度 ｋ，＝脱酸素係数 ｋ３＝沈澱によるＢＯＤ減少係数 を意味する。

ｋ，十ｋ３の値が大きいほどＢＯＤの改善が期待できる
ものであり、本発明によればｋ３の値が大きくなるため
ｋ，十ｋ３の値は非常に大きくなる。

ｋ，十ｋ３の値は河川の状況によって異なるが通常０．
０５〜０．５１／ｄの値であるのに対し本発明によると
きは５０１′ｄという値を得るのに成功した。上記する
本発明によれば河川の自然流水中において水を浄化、清
澄し、効率よく流水中のＳＳを除去でき、同時にＢＯＯ
，ＣＯＤの低減を図ることができる。

特に流水中の沈降し‘こくい懸濁物微粒子、浮遊する油
分等は炉過板によって補集可能であり、浄化効率の良好
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の平面図、第２図は同側面よりみた
断面図、第３図は本発明の実施例に使用した装置の概要
を示す側断面図、第４図および第５図は実施例にもとず
〈ＳＳ濃度、８０Ｄ濃度の測定点におけるプロット図で
ある。 図において１は側壁、２は水底、３は流水径路、４は仕
切板、５は炉過板、６は小仕切板、７は上昇流径路であ
る。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 側壁および水底を有する流水径路と、その流水径路
   内に水流方向に対向して間隔をおいて設けた水面に没す
   る複数の仕切板と、該仕切板で区画された流水径路内に
   設けた上端が上流側仕切板の上方に位置し下端が仕切板
   の上端より低い位置で且つ下流側仕切板および水底から
   間隔をおいて位置する複数の傾斜状濾過板よりなること
   を特徴とする河川などの水質浄化装置。