JP2002282893A

JP2002282893A - 水質浄化装置

Info

Publication number: JP2002282893A
Application number: JP2001090394A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sugimura; 誠司杉村; Tadao Ogawa; 忠雄小川; Nagahiro Shiyouji; 長浩庄子; Toshikazu Oe; 敏和大江; Takashi Niwa; 尚丹羽; Tadashi Ishige; 忠志石毛; Mitsuhiro Kawabata; 光廣川端
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の軽量化、浄化効率の向上、設置状態の
安定化を図る。【解決手段】水面浮揚のフロート１１ａ、１１ｂに水
中曝気ポンプ２０を設け、フロートの下面には水処理接
触材４０を設けてその接触材４０を通して水を噴出する
水質浄化装置である。ポンプ２０を、自己浮揚型として
フロート１１ｂに上下動自在に支持し、フロートには噴
水反力が及ばないようにする。接触材４０は上下方向複
数段に分割し、その分割各接触材４０ａ、４０ｂを上下
方向で干渉しないように配置し、伸縮可能として水面の
変位に追従できるようにする。接触材４０の周囲は可撓
性筒１８ａ、１８ｂで被い、その筒によって、水が接触
材４０の下部からポンプ２０に至るようにして、浄化効
率を上げる。接触材４０はその底面中央の脚１９ａで支
持し、この脚１９ａを支点として接触材４０を全周囲に
揺動自在にして、水底ｗの凹凸に関係なく、装置１０が
安定した浮揚でもって設置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水処理接触材を
通して噴水して水質浄化を行う水質浄化装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自然環境の美化と保全について、特に近
年、国民的課題として新たな社会問題となっている。そ
の一つの柱として河川、湖沼浄化に力点がおかれ、中で
も閉鎖水域である農業用水などのため池（以下、ため
池）についての浄化が求められている。ため池は日本全
国に約１０万箇所あり、その貯水量は１，０００〜１０
万ｍ³と比較的小規模であるが、小規模であるがゆえに
汚染もされ易く、水質の浄化が求められる。

【０００３】その経済的でため池に適した浄化方法とし
て、自然浄化機能を促進させる装置がよいとされ、この
浄化装置として、従来から数多くの技術が開示されてお
り、その代表的なものとして、特開平８−１０７９４号
公報（公報１）には、水面に浮遊する枠体に水中に没し
ているフィルタ（編目状接触材と接触充填材）と、水中
曝気ポンプと、この水中曝気ポンプに繋がる導水管（導
水空隙）とからなる水質浄化装置が開示されている。こ
の装置は、水中曝気ポンプにより導水管を通じて揚水
し、この揚水を大気に拡散して空気を取り込み、落下し
てくる水泡が水面に叩かれて波立たせている。また、水
中の水はフィルタを通して導水管に導かれているから、
粗ゴミやリン等の栄養塩類あるいは有機物とかヘドロや
汚泥を吸着させ除去する事が出来、曝気による自然浄化
機能を発揮するとしている。

【０００４】また、特開平２０００−７９３９８号公報
（公報２）には、上下開放した防護筒の内部に水処理接
触材を配し、エアレーションによって、前記水処理接触
材に付着した微生物を増殖させ、この微生物による有機
物の酸化分解作用で水質浄化を図る水質浄化装置が開示
されている。この装置は、その作用を促進させるため
に、２重筒の隙間に水質浄化装置を配し、且つこの筒
は、筏から吊持するか、水底から繋ぎ水中に鉛直させて
いる。この２重筒構造の内筒がエアータンクの役割をし
ており、浮力が働いて吊持力も軽いし、水中に鉛直させ
る事ができるとしている。また、ボルトによって防護筒
の位置を調整できるので水深の変化に対応することがで
きる、としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】公報１記載の技術は、
水面上に浮遊する枠体に水中曝気ポンプを設けているた
めに、風などにより流れてしまうなど、一定位置で浄化
させる事が出来ないし、ポンプの作用する反力で浄化装
置が回転するなど不安定である。また、網目状接触材と
接触充填材からなるフィルタに汚泥等が詰まるため、定
期的にメンテナンスをするか、取り替える必要がある。
さらに、水中曝気ポンプとフィルタを通してのリン等の
栄養塩類あるいは有機物とかヘドロや汚泥を吸着させ除
去する曝気による自然浄化機能は低いと言われている。

【０００６】公報２に記載の技術は、上記のフィルタで
なく水処理接触材にエアレーションし浄化機能を高めて
いる。しかし、水処理接触材が内筒の壁面に配設され、
保護筒との間に空気の間隙を設けていること、及び、エ
アレーションの強弱で空気穴からの空気供給か内筒の底
部からの空気供給かを調整しているため、空気穴からの
空気供給では、水処理接触材の内部側と内筒の外壁面に
空気が上昇していくので接触効率がよくなく、一方、内
筒の底部から空気供給する場合は、水処理接触材の外部
側と保護筒の内壁面によって空気が上昇していくので接
触効率がよくない。即ち、水処理接触材に空気が効率よ
く接触することを担保していない。このため、水処理接
触材とエアレーションによる、水処理接触材に付着した
微生物を増殖させ、この微生物による有機物の酸化分解
作用で水質浄化を図る効果に疑問がある。また、ボルト
による防護筒の位置調整での水深変化への対応は、水深
は、各種条件によって種々変化するので、その調整作業
が煩雑であり、また水上作業であるから危険性が回避さ
れていない。

【０００７】この発明は、上記各問題を解決することを
課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、水中
曝気ポンプを、自己浮揚型として水面に浮遊（浮揚）す
る枠体（フロート）に上下動自在に支持することとした
のである。このように、相互に上下動自在にすることに
より、水中曝気ポンプの運転時から休止時への移行、又
はその逆への移行及び噴水圧力による上下動がフロート
に影響しない。このため、フロートが水面で安定した浮
揚を行うことができ、その剛性が必要でなく軽量化が図
れ、風等の影響で水面が波立っても安定した浮揚を行い
得る。また、水中曝気ポンプによる噴水も安定した軌跡
を描くので見た目にも美しい浄化装置となる。

【０００９】この発明は、つぎに、水面の上下（水位の
変動）に対応して水処理接触材をその長さ方向において
伸縮可能としたのである。このようにすれば、水面の位
置に関係なく、全ての水処理接触材が使用されて、浄化
効率も高くなり、かつ、装置も安定した設置状態を維持
し得る。

【００１０】この発明は、さらに、水処理接触材の周囲
を被って水中曝気ポンプへの水をその水処理接触材の下
面から至るようにしたのである。このようにすれば、水
処理接触材を通る距離が長くなって、浄化効率が高くな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の上記最初の手段の実施
形態としては、水面に浮揚するフロートの中央に水中曝
気ポンプを設け、前記フロートの下面には水処理接触材
を設けて、前記水中曝気ポンプにより前記水処理接触材
を通して水を噴出する水質浄化装置において、前記水中
曝気ポンプを、自己浮揚型としてフロートに上下動自在
に支持したことを特徴とする構成を採用でき、また、そ
の次の手段の実施形態としては、前記水質浄化装置にお
いて、前記水処理接触材を上下方向複数段に分割すると
ともに、その底面を水底に支持し、かつ、分割各水処理
接触材を上下方向で干渉しないように配置して、その分
割各水処理材の上下動を相互の重なり合いで許容するよ
うにした構成を採用でき、さらに、その次の手段の実施
形態としては、同水質浄化装置において、前記水処理接
触材の周囲を被って水中曝気ポンプへの水をその水処理
接触材の下面から至るようにした構成を採用し得る。

【００１２】これらの構成は併用でき、その各構成にお
いて、上記水処理接触材の周囲を筒で被い、その筒によ
って、水が水処理接触材の下部から水中曝気ポンプに至
るようにすることができる。このとき、筒は、樹脂筒、
ステンレス筒などと剛性のものでもよいが、水処理接触
材が伸縮するものの場合には、その筒をその伸縮に伴っ
て動き得る布などの可撓性のものとしたり、その筒も水
処理接触材の分割に応じ分割して、各分割水処理接触材
の周囲を被うものとするとともに、その各分割筒も各分
割水処理接触材の上下動に伴う相互の上下動を重なり合
って許容するものとする。

【００１３】以上の各構成において、上記水処理接触材
の底面の支持をその中央の脚によって行い、この脚を支
点として水処理接触材を全周囲に揺動自在とすれば、水
底に凹凸があるなどの不陸の場合でも、装置はその底面
一点で支持されて、安定した浮揚を行う。

【００１４】また、上記フロートの周囲にはウェイトを
設けてフロートの浮揚を安定化させることができ、さら
に、そのフロートの周囲を水底にロープでもって係留す
ることもできる。

【００１５】上記水処理接触材の下面にはエアレーショ
ンノズルを設け、その水処理接触材に空気を十分に供給
するようにすれば、微生物による有機物の酸化分解作用
が促進されるとともに、水処理接触材に付着した不要物
が円滑に剥離落下されて、水質浄化が向上する。

【００１６】

【実施例】一実施例を図１乃至図８に示し、この実施例
の水質浄化装置１０は、図１に示すような、ため池Ｐに
所要数配置するものであり、環状の内外のパイプ状フロ
ート１１ａ、１１ｂが一定の間隔を持って足場板１３ａ
などによって連結されており、そのフロート１１ａ、１
１ｂ間に太陽電池１３が配置されている。この太陽電池
１３により、水中曝気ポンプ２０及びエアレーションポ
ンプ３０に電源が供給される。また、両ポンプ２０、３
０にはため池Ｐ外部から電源が供給可能になっており、
太陽電池１３の発電量に応じて電力が供給可能である。

【００１７】水中曝気ポンプ２０は、図２、図７に示す
ように周囲に発泡樹脂製などからなるフロート２１を有
する自己浮揚型であって、そのフロートの周囲のガイド
２２に内フロート１１ｂのフック状支持杆２３が嵌入
し、この嵌入によって、内フロート１１ｂに対し、ポン
プ２０が上下動自在となっている。このポンプ２０は、
下部の吸込口２４から吸水して上部の噴出口２５から図
２のように水ａを噴出する。

【００１８】内外フロート１１ａ、１１ｂ間の下面には
８角筒枠状上フレーム１２ａが設けられ、この上フレー
ム１２ａに同形状の下フレーム１２ｂが上下動自在に嵌
まっている。その上下フレーム１２ａ、１２ｂ内の内外
フロート１１ａ、１１ｂの間には水処理接触材４０が設
けられ、この水処理接触材４０はフリンジ接触材であっ
て、例えば、倉敷紡績株式会社：商品名：バイオアクタ
ー使用のものを採用する。このフリンジ接触材４０’
は、図５に示すように、上下杆４１で板状に支持され、
それを８角筒型に並べたものが上下２段となっている。
その上下のフリンジ接触材４０’は、図６に示すよう
に、上フレーム１２ａに支持された上側のもの４０ａ
と、下フレーム１２ｂに支持された下側のもの４０ｂが
前後にずれて、上下方向に重ならないようになってい
る。このため、上下のフリンジ接触材４０’は相互に上
下動して嵌まり合い、この水処理接触材４０は上下方向
において伸縮する。このとき、フリンジ接触材４０’を
上下杆４１の長さ方向に向かって千鳥足状とし、上フレ
ーム１２ａの接触材４０’と下フレーム１２ｂの接触材
４０’が平面視で噛み合う状態に配置すれば、各接触材
４０’間の隙間を極力少なくすることができ、浄化効率
を向上させ得る。上水処理接触材４０ａの上杆４１は上
フレーム１２ａに固定され、下水処理接触材４０ｂの上
杆４１はフレーム１２ｂに固定されて、それぞれ筒状を
維持する。

【００１９】下フレーム１２ｂは、上フレーム１２ａの
立杆１５ａにガイド１２ｃを介して上下動自在に嵌まっ
ており、ため池Ｐの水位変動に追従して上フレーム１２
ａ全体が下フレーム１２ｂに対し上下動する。また、下
フレーム１２ｂの周囲適宜位置に立杆１５ｂが設けられ
て、その立杆１５ｂの下端に環状杆１６が設けられてお
り、その下部環状杆１６中央から放射状にエアレーショ
ンノズル１７が伸びている。そのノズル１７の中央に空
気チェンバ３１が設けられ、このチェンバ３１に上記ポ
ンプ３０から図示省略のフレキシブル管でもって圧縮空
気が送り込まれる。このため、水処理接触材４０の下面
からその全域に曝気が行われる。上下フレーム１２ａ、
１２ｂの昇降ガイドとなる立杆１５ａ、１５ｂ及びガイ
ド１２ｃは筒状水処理接触材４０の内側空間（内フロー
ト１１ｂ下面）に設けることもできる。

【００２０】外フロート１１ａの外周にはテント布から
成る上側筒１８ａが上水処理接触材４０ａを被うように
設けられ、この筒１８ａは、下端の環状パイプ１４でも
って吊り下げられている。また、下フレーム１２ｂには
同じくテント布からなる下筒１８ｂが下水処理接触材４
０ｂを被うように設けられており、この両筒１８ａ、１
８ｂは内外にずれて、上下の水処理接触材４０ａ、４０
ｂの上下動に対応して重なり、その上下動を許容する。
筒１８ａ、１８ｂには、テント布などの可撓性のもの以
外に樹脂筒などの可撓性のないものも使用し得る。

【００２１】下部環状杆１６の下面にはスクリーン１９
が設けられ、その中央には脚１９ａが設けられており、
この脚１９ａが水底ｗに当接して、この装置１０全体を
支持する。この中央での支持は、水底ｗに凹凸がある場
合には有利であって、水底ｗが水平な場合には、図１の
鎖線で示すように、周囲適宜位置に脚１９ａを設ける。

【００２２】外フロート１１ａの周囲等間隔位置には発
泡樹脂から成るフロート５１が設けられており、このフ
ロート５１により、周囲から浮力が与えられて、この装
置１０は安定した浮揚を行う。また、そのフロート５１
にはウエイト５２が設けられて、浮揚の安定化を図って
いる。さらに、そのウエイト５２はロープ５３を介して
水底ｗのアンカーウエイト５４に連結されて、さらなる
浮揚の安定化が図られている。

【００２３】この実施例は、以上の構成であり、いま、
水中曝気ポンプ２０が作動すると、スクリーン１９から
水処理接触材４０を通って水底の水がポンプ２０に至っ
て噴水される。この噴水によって落下して来た水ａは、
池の水面を叩き波立たせ空気の含有を促し、池の表層水
に発生する植物プランクトンを抑制する。また、筒１８
ａ、１８ｂで水処理接触材４０を覆っているので、水中
曝気ポンプ２０の吸い込む水は、酸素含有量の少ない低
層水を吸い込み、この循環によって酸素含有量を増加さ
せ、円滑な好気水質浄化を行う。水処理接触材４０のフ
リンジで微生物と反応し剥離した浮遊物質は、水中曝気
ポンプ２０で吸い上げられて表層部に噴出され、自然落
下して来た増殖物質は、池の酸素量が増加することで、
水底において酸化分解（好気反応）が促進されて、浮遊
物質となり、同様に、水中曝気ポンプ２０で吸い上げら
れ、再び表層部に噴出され、この繰り返しによって長期
的な水質浄化ができる。

【００２４】上水処理接触材４０ａと下水処理接触材４
０ｂは上下方向で干渉しないように配置しているため、
その上下動によって、池Ｐの水位変動に対応する。例え
ば、降水時で池が満水の時と通常時の水位の差、あるい
は田植え時期の放水時と田植え後の水位に対応する。因
みに、通常３ｍ程度の深さの池の場合では、最低水位は
１．５ｍと言われている。冬場に池を空にしている場合
は、この装置１０は撤去する。

【００２５】また、エアレーションにより、上水処理接
触材４０ａと下水処理接触材４０ｂの全体に空気泡が接
触して、水中（池）の不足している酸素を増加させて水
処理接触材４０に付着した微生物の増殖を促進し、汚濁
物質を酸化分解して水質浄化を行う。このとき、フリン
ジ４０’に接触した微生物は、前記の働きによって増殖
し、フリンジから剥離しながら自然落下していくが、定
期的にエアレーションを強くすることで、付着した古い
微生物を落下させることができる。このため、再生して
水質浄化の働きを維持出来ることから、ポンプ３０に
は、エアタンクを設けて、バルブの切り替えにより、そ
の強弱を行えるようになっている。なお、空気泡を吹き
出すノズル１７は、パイプに微細な穴を加工するのもよ
いが、市販されている気泡石、超微細気泡散気管（例え
ば、三鈴工業株式会社、商品名：エラストックス）など
がより好ましい。このようなノズルであると、空気濆出
は微細で泡は拡散しつつ上昇するから水処理接触材４０
の表面全体に空気が接触するからである。

【００２６】図９、図１０には他の実施例を示し、この
実施例は、水処理接触材４０を一層としたものであり、
上下フレーム１２ａ、１２ｂは一つのフレーム１２で、
テント布製筒１８がその水処理接触材４０を被ってい
る。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、以上のようにしたので、装
置の軽量化が図られ、噴水も美しい軌跡を描くものとな
る。また、高い浄化効率を得ることができ、設置状態も
安定化する。さらに、上下フレームを相互に上下動自在
とすれば、水位変動に円滑に対応する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の設置例を示す概略図

【図２】同実施例の切断正面図

【図３】同実施例の平面図

【図４】同実施例の下部平面図

【図５】同実施例の水処理接触材の概略図

【図６】同水処理接触材の配置図

【図７】同実施例の水中曝気ポンプ部の断面図

【図８】同実施例の要部断面図

【図９】他の実施例の切断正面図

【図１０】同実施例の平面図

【符号の説明】

Ｐため池１０水質浄化装置１１ａ、１１ｂフロート１２ａ上フレーム１２ｂ下フレーム１５ａフレーム用立杆１５ｂ下フレーム用立杆１６下フレーム用環状杆１７エアレーションノズル１８ａ、１８ｂ水処理接触材被い筒１９スクリーン１９ａ脚２０水中曝気ポンプ２１水中曝気ポンプ用フロート２２水中曝気ポンプガイド２３水中曝気ポンプ支持杆２４水中曝気ポンプ吸込口２５水中曝気ポンプ噴出口３０エアレーションポンプ４０、４０ａ、４０ｂ水処理接触材５１フロート５２ウエイト５３ロープ５４アンカーウエイト

フロントページの続き (72)発明者庄子長浩大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者大江敏和大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者丹羽尚大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者石毛忠志大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者川端光廣大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内Ｆターム(参考） 4D003 AA01 BA07 EA09 EA35 4D029 AA07 AA11 BB11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水面に浮揚するフロート１１ａ、１１ｂ
の中央に水中曝気ポンプ２０を設け、前記フロートの下
面には水処理接触材４０を設けて、水中曝気ポンプ２０
により前記水処理接触材４０を通して水を噴出する水質
浄化装置であって、上記水中曝気ポンプ２０を、自己浮揚型として上記フロ
ート１１ｂに上下動自在に支持したことを特徴とする水
質浄化装置。
【請求項２】水面に浮揚するフロート１１ａ、１１ｂ
の中央に水中曝気ポンプ２０を設け、前記フロートの下
面には水処理接触材４０を設けて、水中曝気ポンプ２０
により前記水処理接触材４０を通して水を噴出する水質
浄化装置であって、上記水処理接触材４０の周囲を被って上記水中曝気ポン
プ２０への水をその水処理接触材４０の下面から至るよ
うにしたことを特徴とする水質浄化装置。
【請求項３】水面に浮揚するフロート１１ａ、１１ｂ
の中央に水中曝気ポンプ２０を設け、前記フロートの下
面には水処理接触材４０を設けて、水中曝気ポンプ２０
により前記水処理接触材４０を通して水を噴出する水質
浄化装置であって、上記水処理接触材４０を上下方向複数段に分割するとと
もに、その底面を水底ｗに支持し、かつ、分割各水処理
接触材４０ａ、４０ｂを上下方向で干渉しないように配
置して、その分割各水処理材４０ａ、４０ｂの上下動を
相互の重なり合いで許容するようにしたことを特徴とす
る水質浄化装置。
【請求項４】上記水処理接触材４０の周囲を可撓性筒
で被い、その可撓性筒によって、水が水処理接触材４０
の下部から上記水中曝気ポンプ２０に至るようにしたこ
とを特徴とする請求項３に記載の水質浄化装置。
【請求項５】上記水処理接触材４０の周囲を被う筒を
その水処理接触材４０の分割に応じ分割して、各分割水
処理接触材４０ａ、４０ｂの周囲を被うものとするとと
もに、その各分割筒１８ａ、１８ｂも各分割水処理接触
材４０ａ、４０ｂの上下動に伴う相互の上下動を重なり
合って許容するものとしたことを特徴とする請求項３に
記載の水質浄化装置。
【請求項６】上記水処理接触材４０の底面の支持をそ
の中央の脚１９ａによって行い、この脚１９ａを支点と
して水処理接触材４０を全周囲に揺動自在としたことを
特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の水質浄化
装置。
【請求項７】上記水中曝気ポンプ２０を自己浮揚型と
して、上記フロート１１ｂに上下動自在に支持したこと
を特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の水質浄
化装置。
【請求項８】上記フロート１１ａの周囲にウエイト５
２を設けてフロート１１ａ、１１ｂの浮揚を安定化した
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の水
質浄化装置。
【請求項９】上記フロート１１ａの周囲を水底にロー
プ５３でもって係留することを特徴とする請求項１乃至
８のいずれかに記載の水質浄化装置。
【請求項１０】上記水処理接触材４０の下面にエアレ
ーションノズル１７を設けたことを特徴とする請求項１
乃至９のいずれかに記載の水質浄化装置。