JP2002346588A - 水の浄化方法および浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染物質の種類を問わず除去することができ
る能力を有し、また除去能力を長時間維持する事が可能
であり、さらに水に空気を供給するとともに循環させる
ことにより水中に存在する微生物を活性化させることが
可能な水の浄化方法および浄化装置を提供する。 【解決手段】 水に空気を混合する段階と、空気が混合
された水を半導体特性を有するケイ素質多孔体から形成
された中空体の内側または内側および外側を共に通過さ
せる段階とを含む水の浄化方法を用いる。また、本発明
では、半導体特性を有するケイ素質多孔体から形成され
る中空体４と、水を吸込んで噴射させる噴射装置５と、
水に空気を混合させるための空気供給装置１１とを備
え、空気供給装置１１から供給される空気を噴射装置５
の吸込み側または噴射側の水と混合し、中空体４の内側
または内側および外側を共に通過させる水の浄化装置を
用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水の浄化方法およ
び浄化装置に関し、より詳細には、空気が混合された水
を半導体特性を有するケイ素質多孔体から形成された中
空体の内側または内側および外側を共に通過させること
により電気化学的に浄化する水の浄化方法および浄化装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダム湖、湖沼、池、河川、内湾あるいは
貯水槽など水が滞留する場所には、富栄養化が進行し、
あおこやへどろといった水質汚濁の原因となる汚染物質
が大量に発生する。こういった水が滞留する場所におい
ては、水の循環が起こらないため、特に酸素供給が行わ
れない底層の水は、貧酸素あるいは無酸素状態となって
いる。この底層の水には、上記した汚染物質を分解して
自然浄化を行う微生物が生存できないため、さらに水質
悪化が進行するといった問題が生じている。

【０００３】従来、上述した問題に対し、湖沼や池など
の水を浄化する方法や装置などが数多く提案されてい
る。こういった水の浄化においては、微生物や濾材など
が用いられている。微生物を用いる浄化においては、湖
沼や池などから一部取水し、微生物の存在する浄化槽へ
供給し、浄化された水を再び湖沼や池などに戻してい
る。また、濾材を用いる浄化においては、一部取水して
濾材を通過させ、濾材の空隙内に汚染物質を捕捉するこ
とにより水の浄化が行われ、浄化された水は、再び湖沼
や池などに戻されている。これらは、取水、浄化、浄化
された水を戻すといったことを繰り返すことにより、湖
沼や池などが浄化されている。

【０００４】しかしながら、従来知られている濾材は、
各濾材によって汚染物質の捕捉吸着性能に偏りがあるた
め、汚染物質の種類に応じて濾材を選択しなければなら
ず、吸着性能を長期間にわたって維持し、安定的な浄化
作用を提供することができないといった問題があった。
また、微生物による浄化においては、微生物の維持管理
が難しく、急激に水中の栄養バランスや酸素濃度などが
変化する環境において使用することが困難であるといっ
た問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題を解決するためになされたものであり、汚染物質の種
類を問わず除去することができる能力を有し、また除去
能力を長時間維持する事が可能であり、さらに空気を含
む水を循環させることにより水中に存在する微生物を活
性化させることも可能な水の浄化方法および浄化装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、本
発明の水の浄化方法および浄化装置により達成される。

【０００７】すなわち、本発明の請求項１の発明によれ
ば、水に空気を混合する段階と、前記空気が混合された
前記水を半導体特性を有するケイ素質多孔体から形成さ
れた中空体の内側または内側および外側を共に通過させ
る段階とを含む水の浄化方法が提供される。

【０００８】本発明の請求項２の発明によれば、前記半
導体特性を有するケイ素質多孔体は、半導体特性を有す
るシリコンを５〜６０質量％と、金属シリコンを４０〜
９５質量％とを含有する水の浄化方法が提供される。

【０００９】本発明の請求項３の発明によれば、前記半
導体特性を有するケイ素質多孔体は、さらにトルマリン
を１〜１０質量％と、酸化チタンを１０〜４０質量％
と、銀ゼオライトを２〜１５質量％と、銀を０．５〜５
質量％とを含有する水の浄化方法が提供される。

【００１０】本発明の請求項４の発明によれば、前記水
は、ダム湖水、湖沼水、河川水、池水、海水、生活用
水、工業用水から選択される水の浄化方法が提供され
る。

【００１１】本発明の請求項５の発明によれば、前記中
空体の内側または内側および外側を共に通過させること
により前記水を循環させることを特徴とする水の浄化方
法が提供される。

【００１２】本発明の請求項６の発明によれば、半導体
特性を有するケイ素質多孔体から形成される中空体と、
水を吸込み噴射させる噴射装置と、前記水に空気を混合
させるための空気供給装置とを備え、前記空気供給装置
から供給される前記空気を前記噴射装置の吸込み側また
は噴射側の前記水と混合し、前記中空体の内側または内
側および外側を共に通過させる水の浄化装置が提供され
る。

【００１３】本発明の請求項７の発明によれば、前記半
導体特性を有するケイ素質多孔体は、半導体特性を有す
るシリコンを５〜６０質量％と、金属シリコンを４０〜
９５質量％とを含有する水の浄化装置が提供される。

【００１４】本発明の請求項８の発明によれば、前記半
導体特性を有するケイ素質多孔体は、さらにトルマリン
を１〜１０質量％と、酸化チタンを１０〜４０質量％
と、銀ゼオライトを２〜１５質量％と、銀を０．５〜５
質量％とを含有する水の浄化装置が提供される。

【００１５】本発明の請求項９の発明によれば、前記中
空体および前記噴射装置は、ダム湖、湖沼、河川、池、
内湾または貯水槽の水中に設置される水の浄化装置が提
供される。

【００１６】本発明の請求項１０の発明によれば、前記
中空体および前記噴射装置は、前記水を循環させるため
該水の循環方向に沿って設置される水の浄化装置が提供
される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明の浄化装置を用いて
水の浄化を行っているところを示した図である。図１に
示す浄化装置１は、湖沼２の水底３に中空体４と、中空
体４の内部に空気を含む水を噴射する噴射装置５と、図
示しない空気供給装置とから構成されている。図１に示
す実施の形態では、駆動水がライン６を通して噴射装置
５に供給されていて、図示しない空気供給装置からライ
ン７を通して空気が噴射装置５に供給されている。図１
に示す噴射装置５に供給された駆動水は、噴射装置５か
ら矢線Ａの方向へ向けて噴射される。噴射された駆動水
のまわりでは、圧力が低くなるため、噴射方向とは反対
側の湖沼水８が噴射装置５に吸い込まれるように矢線Ｂ
に示す方向へ流れる。矢線Ｂに示す方向に流れる湖沼水
８の一部は、噴射装置５の内部において図示しない空気
供給装置から供給された空気と混合し、駆動水とともに
噴射される。また、矢線Ｂの方向に流れる残りの湖沼水
８は、噴射装置５の外側と中空体４の内側との間を通っ
て流れる。

【００１８】図１において噴射装置５の外側を通って流
れる湖沼水８は、噴射装置５から噴射される水とともに
中空体４を通過させることによって浄化される。中空体
４内では、中空体４の内面に湖沼水８が衝突することに
よって浄化され、浄化された水は、中空体４から放出さ
れる。本発明においては、図１に示す中空体４に湖沼水
８を連続して通過させることにより、充分に湖沼水８を
中空体４の内面に衝突させて浄化することができる。ま
た、本発明においては、中空の円筒形の容器に中空体４
と噴射装置５とを収容し、噴射装置５の噴射方向に中空
体４を配設して、噴射装置５から噴射される水および噴
射装置５の外側を通って流れる湖沼水８を中空体４の内
側だけでなく、内側および外側を共に通過させることも
できる。この場合、中空体４の内面および外面の両方に
湖沼水８が衝突することによって浄化される。図１にお
いて噴射装置５は、駆動水を用いて湖沼水８を吸い込む
とともに噴射することができるようになっているが、本
発明においては、湖沼水８を吸い込み、昇圧させて直
接、中空体４内を通過させるようにしても良い。また、
駆動水は、湖沼水８を駆動用ポンプなどを用いて所定の
圧力まで昇圧したものを用いることができる。本発明に
おいて空気は、混合する水に対し、その水の温度、圧力
において溶存できる空気量を超える量の空気が混合され
る。すなわち、その温度、圧力において水に含むことが
できる飽和量より多くの空気を混合させることができ
る。したがって、本発明においては、気泡と水とが共存
した状態で中空体４を通過させることとなる。

【００１９】本発明の浄化装置１に用いる中空体４は、
半導体特性を有するケイ素質多孔体から形成されてい
て、ケイ素質多孔体としては、半導体特性を有するシリ
コンを５〜６０質量％と、金属シリコンを４０〜９５質
量％とを含有するものを用いることができる。

【００２０】本発明の浄化装置１に用いる中空体４に使
用するケイ素質多孔体の半導体特性を有するシリコンと
しては、種々のものを挙げることができるが、半導体と
して用いることができる電気抵抗の高純度シリコンを用
いることが好ましい。高純度シリコンには、Ｎ型および
Ｐ型それぞれの不純物がドーピングされていて、電気的
特性が調節されていても良い。本発明の浄化装置１に用
いる中空体４に使用することができる半導体特性を有す
るシリコンとしては、通常においてシリコンウェハとし
て市販されているものを用いることができ、このシリコ
ンウェハを粒状、フレーク状、粉末とし、表面積をでき
るだけ大きくすることが好ましい。

【００２１】本発明の浄化装置１に用いる中空体４に使
用することができる金属シリコンとしては、上述した高
純度シリコンに対しては純度が低く、製鉄などにおいて
鉄の改質を行うために主として用いられるケイ素約９８
質量％の純度のシリコンを用いることができる。また、
市販されている金属シリコンの固まりを粉砕して適切な
粒度の粒状体、フレーク、粉末として用いることができ
る。

【００２２】本発明の浄化装置１に用いる中空体４に使
用するケイ素質多孔体は、上述した半導体特性を有する
シリコンおよび金属シリコンのほか、さらにトルマリ
ン、酸化チタン、銀ゼオライト、銀を添加することがで
きる。これらの物質を添加することにより、水中の汚染
物質を効果的に除去することができる。これらの物質の
汚染除去特性における役割は明確ではなく、あくまで推
定の域を出るものではないが、これらの成分が水中に溶
存する酸素イオンや水素イオンといったイオン成分の存
在下で電気化学的に電池を形成し、本発明の浄化装置１
の除去特性に影響を与えるものと推定している。上述し
た添加物質は、トルマリンをケイ素質多孔体の質量に対
して１〜１０質量％、酸化チタンを１０〜４０質量％、
銀ゼオライトを２〜１５質量％、銀を０．５〜５質量％
を含有することで、より好ましい浄化特性を付与するこ
とが見出された。本発明の浄化装置１に用いる中空体４
に使用するケイ素質多孔体は、光の存在下で光触媒とし
ての機能することにより生じる電解反応や、噴射装置５
から噴射される水によって加えられる応力により生じる
電解反応なども除去特性に影響を与えるものと推定して
いる。また、上述したケイ素質多孔体は、水に含まれる
重金属成分を吸着することにより除去できるものと考え
られている。

【００２３】本発明の浄化装置１に用いる中空体４の製
造方法は、半導体特性を有する粒状のシリコンと、粒状
の金属シリコンとを含む組成物を焼成することにより得
ることができる。２種類のシリコンを含む組成物を焼成
することによりケイ素質多孔体を得ることができるが、
製造コスト、性能といった点から種々の添加剤を加えて
焼成を行うことが好ましい。まず、半導体特性を有する
粒状のシリコンを５〜６０質量％と、粒状の金属シリコ
ンを４０〜９５質量％とに、さらにトルマリンを１〜１
０質量％と、酸化チタンを１０〜４０質量％と、銀ゼオ
ライトを２〜１５質量％と、銀を０．５〜５質量％とを
含む組成物を混練りする。この場合、必要に応じて無水
珪酸ナトリウムを０．５〜５質量％添加して結着性を付
与しても良い。次に、混練りした組成物を成形して成形
体を形成する。このためには、これまでに知られたいか
なる粉砕、混練り、成形手段でも用いることができる。
例えば、中空体４は、円柱と、この円柱を入れて隙間が
できる程度の中空の円筒とを準備し、中空の円筒の中空
部分に円柱を入れ、その隙間に混練りした組成物を詰め
込むことにより中空体４を成形することができる。この
場合、円柱や中空の円筒が複数に分割され、分割された
型枠を用いてそれぞれを成形し、以下に示す焼結後に連
結して中空体４を形成するようにしても良い。これら型
枠は、いかなる材料で作製されていても良い。

【００２４】次いで、このようにして得られた成形体を
非酸化性雰囲気中で７００〜１４００℃の温度で焼結さ
せるが、本発明の浄化装置１の中空体４を製造するため
には、１２００℃で焼結させるのがより好ましい。この
焼結には、電気炉といった装置を用いて非酸化性雰囲気
で焼成することもできるが、炭焼き窯中で炭焼き時に焼
成することにより、カーボンの浸透または固着と、焼結
する工程とを同時に行うことができる。また、竹炭を製
造するための炭焼き窯は、良質なグラファイトからなる
煤を発生させる点においてより好ましい。

【００２５】本発明において非酸化性雰囲気とは、少な
くとも酸素といった酸化性の気体を含まない雰囲気をい
い、例えば、アルゴン、窒素、二酸化炭素といった気体
を主に含む環境をいう。電気炉を使用する場合において
は、炉内にアルゴン、窒素、二酸化炭素を封入すること
によって非酸化性雰囲気とすることができる。また、炭
焼き窯においては、燃焼に必要な量の空気を送入するこ
とによって、窯内を窒素および二酸化炭素の非酸化性雰
囲気とすることができる。

【００２６】図２は、湖沼２に本発明の浄化装置１を複
数設置し、湖沼水８の浄化とともに循環を行っていると
ころを示した図である。図２に示す浄化装置１は、中空
体４のみが示されていて、中空体４の内部に図１に示す
噴射装置５が配設されている。また、中空体４の側に
は、図示しない駆動用ポンプが設置され、陸部９に図示
しない空気供給装置が設置されている。図２に示す実施
の形態では、浄化装置１は、１１基設けられていて、湖
沼２の縁に沿った水底に設置されている。また、各浄化
装置１は、湖沼２内の水を矢線Ｃの方向に循環すること
ができるようにそれぞれ適切な噴射方向に向けて設置さ
れている。

【００２７】通常、湖沼では、あおこやへどろといった
汚染物質が発生しやすく、水の流れがないため、これら
水底においては貧酸素または無酸素状態となっている。
これにより、これら汚染物質を分解して自然浄化する微
生物も存在しない状態となっている。図２に示す実施の
形態においては、上述したように浄化装置１によりあお
こやへどろといった汚染物質を分解して湖沼水８を浄化
するとともに、湖沼水８に流れを生じさせることによ
り、湖沼２内に広範囲にわたって溶存酸素を行きわたら
せ、微生物による浄化作用も活性化させることができ
る。図２に示す各浄化装置１においては、図示しない駆
動用ポンプによって吸い込まれた湖沼水８が昇圧され、
昇圧された湖沼水８は、駆動水として図１に示す噴射装
置５へ供給される。また、図１に示す噴射装置５には、
図示しない空気供給装置から空気が供給され、駆動水を
噴射することによって吸い込まれる湖沼水８と空気とが
混合され、駆動水とともに中空体４に供給される。湖沼
水８は、中空体４内を通過することにより中空体４の内
面に衝突して浄化される。また、図２に示すように１つ
の浄化装置１から別の浄化装置１へ向けて噴射し、循環
を行う場合、噴射した水が別の浄化装置１の中空体４に
衝突することにより浄化させることもできる。

【００２８】本発明においては、湖沼に限らず、滞留す
る水が存在する場所であればいかなる場所の水において
も浄化させることができる。滞留する水が存在する場所
としては、湖沼のほか、池、内湾、河川、ダム湖、貯水
槽などを挙げることができる。また、本発明において
は、滞留する水が存在する場所に限らず、河川、海、生
活用水や工業用水を輸送する上水道などの流れがある場
所においても適用することができる。

【００２９】本発明において浄化装置１は、浄化装置１
の能力や、湖沼、池などといった場所により設置する基
数を変えることができる。本発明においては、上述した
ように水を循環させることができるのであれば１基であ
っても良い。また、噴射装置５のそれぞれに空気供給装
置を設ける必要はなく、１基設置し、分岐してそれぞれ
の噴射装置５に供給するようにしても良い。さらに、図
２においては、駆動水を供給するものとして駆動用ポン
プを用いているが、駆動水が供給できるのであればいか
なるものでも用いることができる。駆動水のかわりに、
圧縮空気を用いて噴射装置５から噴射させるようにして
も良い。また、駆動水の圧力は、噴射装置５の能力に応
じて設定することができる。本発明においては、浄化装
置１を設置する場合、噴射方向にケイ素質多孔体から形
成される中空体４の外側に衝突できるように設置するよ
うにしていても良い。

【００３０】図３は、本発明の浄化装置の第１の実施の
形態を示した図である。図３において浄化装置は、水底
３に設置される駆動用ポンプ１０と、中空体４と、中空
体４の内部に噴射装置５と、陸部９に設置される空気供
給装置１１とから構成されている。図３に示す駆動用ポ
ンプ１０には、水を吸い込むためのライン１２が設けら
れ、ライン１２には、駆動用ポンプ１０にあおこやへど
ろといった比較的に大きな不純物を捕集できるようにフ
ィルタ１３が設けられている。また、駆動用ポンプ１０
と噴射装置５とは、ライン６を介して連通されている。
さらに、空気供給装置１１と噴射装置５とがライン７を
介して連通されている。

【００３１】図３に示す噴射装置５は、中空とされ、中
空とされた部分に矢線Ｄに示す噴射方向に向けて駆動水
を噴射する噴射ノズル１４が設けられ、噴射ノズル１４
に対して噴射方向とは反対側に空気を供給するライン７
が配設されている。噴射ノズル１４は、ライン６と連結
されていて、駆動水を噴射することができるようになっ
ている。図３に示す噴射装置５では、駆動水を噴射する
ことによって水が吸い込まれ、噴射装置５内部において
空気と混合後、駆動水とともに噴射されるようになって
いる。また、噴射装置５の外部かつ中空体４内において
も、矢線Ｄの方向に向けて水が流れるようになってい
る。図３に示す噴射装置５は、中空体４の中心部分に配
設されている。

【００３２】図３に示す中空体４は、中空の円筒とされ
ていて、ケイ素質多孔体から形成されていて、噴射装置
５を収容できるようになっている。また、噴射装置５に
連通するライン６、７が所定位置に配設できるようにさ
れている。

【００３３】本発明の浄化装置に用いる中空体４は、図
３に示すように中空の円筒でなくても、中空とされてい
るものであればいかなる形状であっても良い。また、浄
化を行うのに適切な長さとすることができる。本発明の
浄化装置に用いる中空体４は、上述した半導体特性を有
するケイ素質多孔体から形成されたものを用いることが
できる。また、本発明においては、中空体４は、すべて
をケイ素質多孔体から形成されていなくても、中空の鋼
管または硬質塩化ビニル管などの内側に配設されていて
も良いし、これらの管にケイ素質多孔体によりライニン
グされたものでも良い。さらに、噴射される水との衝突
面積を増加させるために、突起やじゃま板などを設ける
こともできる。また、じゃま板を多孔板にして、噴射さ
れる水の抵抗を減少させることもできる。本発明におい
ては、噴射方向に沿って径を小さくすることにより衝突
速度を増加させて浄化効率を高めることができ、吸い込
まれた水を効率良く衝突させることができる。また、本
発明においては、噴射装置５をケイ素質多孔体により製
造したものを用いることができる。本発明において噴射
装置５は、中空体４の内部に配設されていなくても、中
空体４を通過させることができるのであれば噴射装置５
の先端部のみ中空体４の内部に、あるいは中空体４の外
部に設置されていても良い。

【００３４】本発明において駆動用ポンプ１０は、水中
に設置するものでなくても良く、水を吸い込み、所定圧
力で噴射装置５に供給できるものであればいかなるもの
でも用いることができる。また、駆動用ポンプ１０は、
噴射装置５の能力や大きさ、中空体４の大きさなどに応
じて選定することができる。本発明において噴射装置５
は、駆動水を噴射することにより水を吸い込み、吸い込
んだ水を駆動水とともに噴射することができるものであ
れば、いかなる形状または材質のものであっても良い。
また、空気を供給する位置は、噴射ノズル１４より噴射
方向に設けられていても良い。本発明において空気供給
装置１１は、空気圧縮機を用いることができる。本発明
においては、所定量の空気を供給できるものであれば、
いかなる型式の空気圧縮機でも用いることができる。本
発明においては、駆動用ポンプ１０を陸部９に設置し、
噴射装置５および噴射ノズル１４をプラスチックや繊維
強化プラスチック（ＦＲＰ）などを使用し、ライン６、
７、１２には、硬質塩化ビニル管やゴムホースなどを使
用することによりメンテナスフリーとすることができ
る。

【００３５】図４は、本発明の浄化装置の第２の実施の
形態を示した図である。図４において浄化装置は、水底
３に設置される中空体４と、噴射装置として中空体４の
側に設置されるポンプ１５と、陸部９に設置される空気
供給装置１１とから構成されている。図４に示すポンプ
１５には、水を吸い込むためのライン１６が設けられ、
ライン１６には、ポンプ１５にあおこやへどろといった
比較的に大きな不純物を捕集できるようにフィルタ１７
が設けられている。また、ポンプ１５には、ライン６が
連結されていて、ライン６の先端が中空とされた円筒形
の中空体４に挿設されている。さらに、ライン６には、
ライン７が連結されていて、ポンプ１５から吐出される
水と空気供給装置１１からライン７を通して供給された
空気が混合され、中空体４内に噴射されるようになって
いる。また、図４においてライン６は、中空体４の中心
部分に挿設されている。

【００３６】図４に示す中空体４は、上述したケイ素質
多孔体から形成されていて、ライン６から噴射された空
気と混合された水が中空体４を通過している間に中空体
４の内面に衝突することにより浄化される。また、ライ
ン６から噴射される水のまわりでは、圧力が低くなって
おり、噴射方向とは反対のポンプ１５が設置されている
側の水が中空体４内に吸い込まれる。中空体４に吸い込
まれた水は、ライン６から噴射される水とともに中空体
４を通過している間に中空体４の内面に衝突することに
より浄化される。

【００３７】図４に示すポンプ１５としては、水中に設
置するものでなくても良く、水を吸い込み、所定圧力で
供給できるものであればいかなるものであっても良い。
また、ポンプ１５は、中空体４の大きさなどによって適
切なものを選定することができる。また、空気を供給す
る位置は、ライン６でなくても、中空体４に設けられて
いても良い。図４に示す空気供給装置１１としては、上
述したものと同様に、空気圧縮機を用いることができ
る。

【００３８】図４に示す中空体４としては、吸い込む水
の量を増大させ、中空体４の内面に水を効率良く衝突さ
せるために噴射方向に沿って径を小さくし、噴射方向と
は反対側においては径を大きくしたものを用いることが
できる。また、中空体４は、円筒形以外に、いかなる形
状とされていても良い。また、中空体４の内面に水を衝
突させるために中空体４を途中から曲げた構造とされて
いても良い。

【００３９】図５は、本発明の浄化装置の第３の実施の
形態を示した図である。図５において浄化装置は、上水
道などの途中に設置されたポンプ１５と、中空体４と、
ポンプ１５の側に設置された空気供給装置１１とから構
成されている。図５に示す浄化装置は、噴射装置として
ポンプ１５が設置されていて、上水道から供給される水
をポンプ１５によって昇圧し、ポンプ１５の吐出方向に
中空体４がライン６を介して連通されている。また、ポ
ンプ１５の側の台１８上には、空気供給装置１１が設置
されていて、ライン６には、空気供給装置１１から空気
を供給するためのライン７が連結されている。図５に示
す実施の形態では、中空体４は、フランジが両端に設け
られた管とされていて、ライン６に設けられたフランジ
と連結されている。

【００４０】図５に示す実施の形態においては、上水道
から供給される水をポンプ１５によって昇圧し、ライン
７を通して供給された空気と混合後、中空体４へ供給さ
れている。また、図５に示す実施の形態においては、ポ
ンプ１５により昇圧された水が中空体４内を通過するこ
とによって中空体４の内面と衝突し、この衝突によって
水の浄化が行われている。浄化された水は、マンション
などの貯水槽や各住宅に飲料水などの生活用水や工業用
水として供給することができる。

【００４１】本発明の浄化装置に用いる中空体４に使用
されるケイ素質多孔体は、飲料水として好ましくないト
リクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリハロメ
タンなどの有機塩素化合物が含有されている場合でも効
果的に浄化することが可能である。トリハロメタンとい
った有機塩素化合物は、ケイ素質多孔体によって直接、
塩素ガス、炭酸ガスおよび水に分解される。生成した塩
素ガスは、ケイ素質多孔体に含まれる金属イオンなどと
反応して塩類を生成して図示しないフィルタなどによっ
て捕集され、水から除去することができる。

【００４２】図５に示すポンプ１５としては、送出する
のに必要とする圧力まで昇圧することができ、必要とさ
れる量の水を供給することができるものであればいかな
るものでも用いることができる。図５に示す空気供給装
置１１としては、上述したものと同様に、空気圧縮機を
用いることができる。

【００４３】図５に示す中空体４としては、管内部にケ
イ素質多孔体がライニングしたものを用いることができ
る。また、ケイ素質多孔体に衝突する面積を増加させる
ために、管内部にケイ素質多孔体により形成された突起
などを設けていても良いし、中空体４の途中が曲げられ
た構造とされていても良い。さらに、中空体４に衝突さ
せるのに充分な圧力で供給することができるのであれ
ば、ポンプ１５を用いなくても良い。

【００４４】図６は、本発明の浄化装置の第４の実施の
形態を示した図である。図６において浄化装置は、水底
３に設置される中空体４と、中空体４の内部に配設され
る噴射装置５と、陸部９に設置される空気供給装置１１
とから構成されている。図６において空気供給装置１１
から供給される空気は、ライン７を通して噴射装置５に
供給される。図６に示す噴射装置５は、中空とされ、中
空とされた部分に噴射方向に向けて空気が放出されるよ
うになっていて、空気圧により水が噴射されるようにな
っている。また、空気が放出されることにより水が噴射
される場合、噴射された水を補うように噴射方向とは反
対側の水が吸い込まれる。

【００４５】図６に示す中空体４は、ケイ素質多孔体か
ら形成されていて、噴射装置５を収容できるようになっ
ている。図６に示す噴射装置５は、空気によって水を噴
射するとともに、噴射した水の量を補うように水を供給
することができるのであれば、いかなる形状とされてい
ても良い。図６に示す空気供給装置１１としては、空気
圧縮機を用いることができる。図６に示す空気圧縮機と
しては、水を噴射することができる圧力および吐出量を
もつものであれば、いかなる型式の空気圧縮機であって
も良い。

【００４６】図６に示す中空体４は、中空とされている
ものであればいかなる形状であっても良い。また、中空
体４の内部に配設されていなくても、中空体４を通過さ
せることができるのであれば噴射装置５の先端部のみ中
空体４の内部に、あるいは中空体４の外部に設置されて
いても良い。さらに、浄化を行うのに適切な長さとする
ことができる。

【００４７】図７は、本発明の浄化装置の第５の実施の
形態を示した図である。図７において浄化装置は、湖沼
２の水面に浮きまたは船１９と、水中に中空で円筒形の
容器２０と、容器２０内に配設される中空体４と、容器
２０内に配設される噴射装置５と、陸部９に設置される
空気供給装置１１とから構成されている。図７に示す浮
きまたは船１９は、碇といった重りを緊結した索２１と
いった縄や綱などにより流されないようになっている。
また、図７に示す浮きまたは船１９の底には、容器２０
が水中に設置されていて、容器２０内には、噴射装置５
と中空体４とが配設されている。さらに、浮きまたは船
１９上には、噴射装置５に用いる駆動水を供給する駆動
用ポンプ１０が設置されている。

【００４８】図７に示す空気供給装置１１から供給され
る空気は、ライン７を通して容器２０内に供給される。
図７に示す噴射装置５は、浮きまたは船１９上に設置さ
れた駆動用ポンプ１０から駆動水が供給され、この駆動
水により湖沼水８および容器２０内に供給された空気を
吸い込むとともに噴射することができるようになってい
る。また、図７においては、駆動水として湖沼水８が用
いられている。図７に示す中空体４は、噴射装置５の噴
射方向に配設されていて、空気と混合された湖沼水８が
中空体４の内側または外側を共に通過できるようになっ
ている。通過する際、湖沼水８は、中空体４の内面およ
び外面の両方に衝突することによって浄化される。

【００４９】図７に示す噴射装置５は、駆動水により湖
沼水８を吸い込むことができるもののであれば、いかな
るものでも用いることができる。図７に示す空気供給装
置１１としては、空気圧縮機を用いることができ、容器
２０内に所定量の空気を供給することができるものであ
れば、いかなる型式の空気圧縮機であっても良い。

【００５０】図７に示す中空体４は、中空とされている
ものであればいかなる形状であっても良い。また、中空
体４は、浄化を行うのに適切な長さとすることができ
る。さらに、中空体４は、内側または外側に突起、じゃ
ま板、多孔板などを設けて衝突面積を増加させることが
できる。また、中空体４は、１つに限らず、複数並設さ
れていても良いし、内面または外面に穴などが設けられ
た構造とされていても良い。本発明に用いることができ
る容器２０としては、上述した噴射装置５と、中空体４
とを収容し、配設することができるのであれば、いかな
る材質、形状、大きさであっても良い。また、容器２０
は、水中であれば、いかなる位置に設置されていても良
い。本発明に用いることができる浮きまたは船１９とし
ては、容器２０を水中に支持して水に浮くものであれば
いかなるものでも用いることができる。また、浮きまた
は船１９は、水底３に打設したアンカーに緊結された索
２１などを用いて流されないようにされていても良い。
さらに、本発明においては、空気供給装置１１も浮きま
たは船１９上に設置されていても良い。

【００５１】これまで本発明を図面に示した実施の形態
に基づいて説明してきたが、本発明は上述した実施の形
態に限定されるものではなく、浄化する水をケイ素質多
孔体から形成された中空体を通過させることができるの
であれば、噴射装置、空気供給装置、ポンプについて
は、これまで知られているいかなるものでも用いること
ができる。また、選定した噴射装置に応じて駆動水量、
駆動水圧力あるいは空気圧力などを決定することができ
る。

【００５２】

【発明の効果】上述したように、本発明の水の浄化方法
および浄化装置を用いることにより、汚染物質の種類を
問わず除去することができる能力を有し、また除去能力
を長時間維持する事が可能となる。また、本発明の浄化
装置を用いて水に空気を供給するとともに循環させるこ
とにより、汚染物質の除去とともに水中に存在する微生
物を活性化させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の浄化装置を用いて水の浄化を行って
いるところを示した図。

【図２】 湖沼に本発明の浄化装置を複数設置し、湖沼
水の浄化とともに循環を行っているところを示した図。

【図３】 本発明の浄化装置の第１の実施の形態を示し
た図。

【図４】 本発明の浄化装置の第２の実施の形態を示し
た図。

【図５】 本発明の浄化装置の第３の実施の形態を示し
た図。

【図６】 本発明の浄化装置の第４の実施の形態を示し
た図。

【図７】 本発明の浄化装置の第５の実施の形態を示し
た図。

【符号の説明】

１…浄化装置 ２…湖沼 ３…水底 ４…中空体 ５…噴射装置 ６、７、１２、１６…ライン ８…湖沼水 ９…陸部 １０…駆動用ポンプ １１…空気供給装置 １３、１７…フィルタ １４…噴射ノズル １５…ポンプ １８…台 １９…浮きまたは船 ２０…容器 ２１…索

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D024 AA01 AA05 AB16 BA05 BA14 BB05 BB06 CA01 DA06 4D029 AA01 AA09 AB05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水に空気を混合する段階と、前記空気が
   混合された前記水を半導体特性を有するケイ素質多孔体
   から形成された中空体の内側または内側および外側を共
   に通過させる段階とを含む、水の浄化方法。
2. 【請求項２】 前記半導体特性を有するケイ素質多孔体
   は、半導体特性を有するシリコンを５〜６０質量％と、
   金属シリコンを４０〜９５質量％とを含有する、請求項
   １に記載の水の浄化方法。
3. 【請求項３】 前記半導体特性を有するケイ素質多孔体
   は、さらにトルマリンを１〜１０質量％と、酸化チタン
   を１０〜４０質量％と、銀ゼオライトを２〜１５質量％
   と、銀を０．５〜５質量％とを含有する、請求項２に記
   載の水の浄化方法。
4. 【請求項４】 前記水は、ダム湖水、湖沼水、河川水、
   池水、海水、生活用水、工業用水から選択される、請求
   項１〜３のいずれか１項に記載の水の浄化方法。
5. 【請求項５】 前記中空体の内側または内側および外側
   を共に通過させることにより前記水を循環させることを
   特徴とする、請求項４に記載の水の浄化方法。
6. 【請求項６】 半導体特性を有するケイ素質多孔体から
   形成される中空体と、水を吸込み噴射させる噴射装置
   と、前記水に空気を混合させるための空気供給装置とを
   備え、前記空気供給装置から供給される前記空気を前記
   噴射装置の吸込み側または噴射側の前記水と混合し、前
   記中空体の内側または内側および外側を共に通過させ
   る、水の浄化装置。
7. 【請求項７】 前記半導体特性を有するケイ素質多孔体
   は、半導体特性を有するシリコンを５〜６０質量％と、
   金属シリコンを４０〜９５質量％とを含有する、請求項
   ６に記載の水の浄化装置。
8. 【請求項８】 前記半導体特性を有するケイ素質多孔体
   は、さらにトルマリンを１〜１０質量％と、酸化チタン
   を１０〜４０質量％と、銀ゼオライトを２〜１５質量％
   と、銀を０．５〜５質量％とを含有する、請求項７に記
   載の水の浄化装置。
9. 【請求項９】 前記中空体および前記噴射装置は、ダム
   湖、湖沼、河川、池、内湾または貯水槽の水中に設置さ
   れる、請求項６〜８のいずれか１項に記載の水の浄化装
   置。
10. 【請求項１０】 前記中空体および前記噴射装置は、前
    記水を循環させるため該水の循環方向に沿って設置され
    る、請求項６〜９のいずれか１項に記載の水の浄化装
    置。