(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水中に浸漬される側周壁の上方に原水の入口及び処理水の出口をそれぞれ設けると共に、該側周壁の上部に天板を設け且つ下端に柔軟性シートを介して底板を上下移動可能に取り付けて上記天板、側周壁、底板及び柔軟性シートで囲繞された水処理室を形成し、上記底板に給排気手段と接続して膨張及び収縮可能な浮力調整袋を設け、該浮力調整袋を膨張させることで底板を浮力により上動させて水処理室内の処理水を排出させ、浮力調整袋を収縮させることで底板を自重により下動させて水処理室内に原水を導入可能としたことを特徴とする水処理用装置。
【請求項２】
前記側周壁は、内部に空気が充填された浮力袋を用いて形成されていることを特徴とする請求項１記載の水処理用装置。
【請求項３】
前記底板上に撹拌機が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の水処理用装置。
【請求項４】
前記側周壁における処理水の出口側に、前記処理室と同一構成からなる処理水貯留室を連接し、処理室から排出された処理水を貯留するようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の水処理用装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の水処理用装置を、複数基並設してなることを特徴とする水処理用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理用装置に関し、詳しくは、海、河川及び湖沼といった広い領域の水の処理を低コストに行うことのできる新規な水処理用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川や湖沼といった広い領域の水の浄化等の処理を行うためには、河川や湖沼から原水をポンプ等の適宜の取水手段を用いて陸上に設備された処理施設へ取り出し、該処理施設によって浄化処理を行った後に、再びポンプ等の適宜の排水手段を用いて処理水を戻すようにしている。
【０００３】
このため、処理施設として大掛かりな関連設備並びに施設が必要であり、それに応じて広大な設備用地を必要とし、また設置工事も必然的に大掛かりなものとなり、更には移送のための動力コストも大きくならざるを得ないものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、海、河川及び湖沼といった広い領域の水の処理を極めて簡易な設備で且つ低動力コストで可能とする新規な水処理用装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の構成によって解決される。
【０００６】
１．被処理水中に浸漬される側周壁の上方に原水の入口及び処理水の出口をそれぞれ設けると共に、該側周壁の上部に天板を設け且つ下端に柔軟性シートを介して底板を上下移動可能に取り付けて上記天板、側周壁、底板及び柔軟性シートで囲繞された水処理室を形成し、上記底板に給排気手段と接続して膨張及び収縮可能な浮力調整袋を設け、該浮力調整袋を膨張させることで底板を浮力により上動させて水処理室内の処理水を排出させ、浮力調整袋を収縮させることで底板を自重により下動させて水処理室内に原水を導入可能としたことを特徴とする水処理用装置。
【０００７】
２．前記側周壁は、内部に空気が充填された浮力袋を用いて形成されていることを特徴とする上記１記載の水処理用装置。
【０００８】
３．前記底板上に撹拌機が設けられていることを特徴とする上記１又は２記載の水処理用装置。
【０００９】
４．前記側周壁における処理水の出口側に、前記処理室と同一構成からなる処理水貯留室を連接し、処理室から排出された処理水を貯留するようにしたことを特徴とする上記１、２又は３記載の水処理用装置。
【００１０】
５．上記１〜４のいずれかに記載の水処理用装置を、複数基並設してなることを特徴とする水処理用装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明に係る水処理用装置を示す斜視図であり、水処理用装置１は、平面視矩形状の側周壁１１の上部に天板１２を設けて被蓋すると共に、該側周壁１１の下端に柔軟性シート１４を介して底板１３を取り付けることによって、上記天板１２、側周壁１１、底板１３及び柔軟性シート１４で囲繞された水処理室１０を形成している。
【００１３】
側周壁１１は、塩ビパイプ等を用いて構築した骨組みに壁材を張設して上方及び下方が開放した周壁面を形成し、水処理室１０の上半部の壁面を構成している。壁材を構成する材質としては、後述するように被処理水中に浸漬させる関係から、水密性を維持し得ると共に耐水性に優れた材質であれば特に問わず、塩化ビニル樹脂シート、ポリエステル樹脂シート、ポリエチレン樹脂シート等の他、これらの樹脂シートを用いた積層シートを用いることもできる。
【００１４】
また、側周壁１１は、内部に空気が充填された浮力袋や内部に水が充填された水袋を用いて形成されていることも好ましく、これにより側周壁１１自体が水中に浮遊し、被処理水の水位の増減により水面位置に上下変動があっても、水処理用装置１は側周壁１１の浮力によって水面位置に追従して上下するため、その設置位置を水位に応じて逐一変更させるような煩わしさがない。
【００１５】
上記浮力袋や水袋としては、塩化ビニル樹脂等の可撓性シートによって形成された袋材に空気や水を充填して骨組み間の壁面を構成してもよいし、骨組みの周囲に上記同様の可撓性シートによって形成されたパイプ状の袋材に空気や水を充填して囲繞し、それら空気袋或いは水袋間に樹脂シート等の適宜の壁材を張設するようにしてもよい。
【００１６】
天板１２は、側周壁１１の上方を被蓋して、水処理室１０内の処理水と外部の原水（被処理水）との接触を絶ち、更にゴミ等の異物が水処理室１０内に入り込むのを防ぐと共に、臭気の放出を防ぎ、衛生的な環境を維持するようになっている。かかる天板１２としては、軽量化及び浮力を付与する観点から、内部に空気が充填された浮力袋によって形成する他、発泡合成樹脂材を板状に成形することによって形成することができる。
【００１７】
底板１３は、側周壁１１の平面形状と略同一形状で且つ該側周壁１１の平面形状よりも若干小さく形成された平板からなる。底板１３の材質としては、硬質塩化ビニル等の合成樹脂板、ステンレス等の金属板等を用いることができる。金属板の表面には、塩化ビニル又はフッ素樹脂で表面コーティングを施してもよい。
【００１８】
底板１３には、図２に示すように、浮力調整袋１７が設けられている。浮力調整袋１７は図示しない給排気手段と接続しており、該給排気手段による空気の給排気動作により膨張及び収縮可能に構成されている。この底板１３は、後述するように被処理水の水面下に位置するため、浮力調整袋１７を膨張させることで浮力が付与され、その浮力により水中を上動する。この上動時においては、底板１３は側周壁１１の平面形状よりも若干小さく形成されているため、側周壁１１の内面と若干の隙間を有して該側周壁１１内に収容される（図５の１Ａにおける▲１▼の状態参照）。また、底板１３は、浮力調整袋１７を収縮させることで水中を自重により図１に示す状態まで下動するようになっている。
【００１９】
図示する浮力調整袋１７は、底板１３の上面に設けられているが、底板１３の下面であってもよく、上面及び下面の両方に設けられていてもよい。また、図示する態様では、浮力調整袋１７は底板１３の周縁に沿うように平面視略ドーナツ状に形成されているが、その平面形状は任意である。
【００２０】
底板１３上面の略中央には撹拌機１８が設けられており、水処理室１０内の処理水を所定速度で撹拌可能としている。この撹拌機１８には水中ミキサーが用いられる。
【００２１】
柔軟性シート１４は、側周壁１１の下端と上記底板１３の周縁とに亘って張設されており、これによって水処理室１０の下半部の壁面を構成している。この柔軟性シート１４は、それ自身が柔軟性を有することで容易に撓み、これにより該柔軟性シート１４の下端に接続された底板１３を、上記の通り浮力調整袋１７の膨張及び収縮によって上下移動可能としている。この柔軟性シート１４の材質としては、耐水性及び耐薬品性を有する軟質合成樹脂材、例えばポリエステル合成シート、ポリエチレン合成シート等を用いることができる。
【００２２】
図１において、１５は側周壁１１の上方に設けられた原水を水処理室１０内に導入するための原水入口、１６は側周壁１１の上方において上記原水入口１５と対向する壁面に設けられ、水処理室１０内の処理水を水処理室１０外へ排出するための処理水出口である。
【００２３】
これら原水入口１５及び処理水出口１６の開閉は、例えば図３に示すように、原水入口１５及び処理水出口１６に形成された管部１９内に、図示しない給排気手段により空気の給排気が行われることで膨張及び収縮可能な弁袋２０を内挿して開閉弁を構成し、該弁袋２０を膨張させることで管部１９内を密閉して原水又は処理水の流通を遮断し、収縮させることで管部１９内面と弁袋２０外面との間に隙間を形成して原水又は処理水の流通が可能となるようすることができる。この給排気手段としては、浮力調整袋１７へ空気の給排気を行うための給排気手段を兼用することが好ましい。
【００２４】
かかる水処理用装置１の使用に際しては、側周壁１１の原水入口１５及び処理水出口１６が被処理水の水面と略同位置となるように被処理水中に浸漬することにより被処理水の水処理を行う。ここで被処理水としては、河川や湖沼の水、海水が挙げられる。また、ここで湖沼とは、湖、沼に限らず、池や堀をも含む。
【００２５】
更に、本発明において水処理とは、河川や湖沼の水の浄化、海水の脱塩処理の前処理等をいい、本発明に係る水処理用装置１は、かかる処理を行う場合に有効に機能する。
【００２６】
かかる処理を行うため、本発明に係る水処理用装置１は単独で使用してもよいが、図４に示すように、処理量に応じて、各原水入口１５及び処理水出口１６がそれぞれ同一側に面するように複数基並設して使用することも好ましい。このように水処理用装置１の並設数を増加させるだけで、処理量の増加に容易に対応可能である。なお、同図において水処理用装置を１Ａ〜１Ｄの４基並設した例を示しているが、並設数は何ら限定されない。また、隣接する水処理用装置同士は図示するように密接状でもよいし、若干の隙間を有して離間して配置されていてもよい。１５Ａ〜１５Ｄは各水処理用装置１Ａ〜１Ｄの原水入口を示す。また、２１は水処理用装置１Ａ〜１Ｄ全体を係留するためのアンカーである。
【００２７】
図５に、かかる水処理用装置１の動作について、水中のＳＳを除去する場合を例にとって説明する。ここでは図４に示す４基の水処理用装置１Ａ〜１Ｄを示しているが、各装置において動作は同一であるため、代表して水処理用装置１Ａについて説明する。なお、各装置１Ａ〜１Ｄの処理動作は、図中▲１▼から▲４▼の順（図示上から下）に沿って行われる。
【００２８】
まず、原水入口１５を開放して水処理室１０内への原水の流通を可能とする。ここでは底板１３は、水処理室１０内において上動して最上端に位置しているため、該底板１３の浮力調整袋１７内に充満されている空気を排気させて底板１３をその自重によって下動させ、水処理室１０の内容積を増加させて原水を収容する（図５▲１▼）。
【００２９】
底板１３が最下端まで下動して原水が水処理室１０の限度水量まで満たされると、原水入口１５を遮断して処理を行う。原水の処理は、撹拌機１８を回転駆動させることによって所定時間凝集撹拌処理を行う（図５▲２▼）。この撹拌処理において、凝集剤は原水入口１５より原水の導入と同時に供給すればよい。
【００３０】
所定時間の撹拌処理の後、撹拌機１８を停止させて静止状態とし、原水中の汚泥を沈降させて上澄みの処理水と分離する（図５▲３▼）。
【００３１】
沈降分離の後、処理水出口１６を開放して処理水の流通を可能とすると共に、底板１３の浮力調整袋１７内に空気を充満させて底板１３に浮力を付与し、該浮力を利用して水処理室１０内において底板１３を上動させる（図５▲４▼）。この底板１３の上動に応じて、水処理室１０内の処理水（上澄み水）は処理水出口１６から外部へ排出され、底板１３が最上端に位置するまで処理水の排出が行われる。このとき、処理水は底板１３の上動によって下から押し上げられて排出されるため、必ず最初に上済みの処理水が排出され、沈降汚泥量にかかわらず常に清明な処理水を排出することができる。処理水の排出の後は、沈降した汚泥を抜き出す。
【００３２】
次いで、処理水出口１６を遮断すると共に原水入口１５を流通可能として、最初の行程に戻り、以後、上記行程を繰り返していく。
【００３３】
このように本発明に係る水処理用装置１によれば、原水の供給から撹拌処理、沈降分離、処理水の排出までの一連の処理を被処理水の水中において行うことができる。従って、大掛かりな処理設備を必要とせず、設備工事も簡略化できる。しかも、被処理水中に直接浸漬させるため、陸上に殊更に設備用地を必要としないで済む。また、原水の導入及び処理水の排出のための底板１３の上下動を、浮力調整袋１７に空気を供給及び排気させるだけの一時的な作業のみで行い、ポンプ等の移送手段を継続的に使用するようなことがないため、動力コストも大幅に低減させることが可能であり、その結果、電力源として風力発電や太陽光発電の利用を可能とし、徹底した省エネ対策を採ることができるようになる。これにより簡易に設置可能であることと相俟って、電力設備を持たない地域での利用も可能である。
【００３４】
なお、図５に示すように複数基の水処理用装置を並設した場合、各装置１Ａ〜１Ｄの行程タイミングをずらして処理を行うことが好ましい。即ち、図５▲１▼の行程において、水処理用装置１Ａが原水の供給を行っているとき、水処理用装置１Ｂでは原水の撹拌沈降処理を行い、水処理用装置１Ｃでは静止状態として沈降分離処理を行い、水処理用装置１Ｄでは処理水の排出を行うようにし、以後、図５▲２▼〜▲４▼の各行程においても各水処理用装置１Ａ〜１Ｄはタイミングの異なる処理を行うようにしている。これにより、図示しない給排気手段は、いずれかの水処理用装置の底板１３の浮力調整袋１７の空気の給排気動作を行えばよく、全ての水処理用装置の底板１３の浮力調整袋１７に対して同時に給排気動作を行わなくて済むため、給排気を行うためのコンプレッサー等の駆動力を殊更大きくする必要がなく、省エネ対策に一層有効である。
【００３５】
本発明に係る水処理用装置１は、図６に示すように、原水入口１５が上流側に位置するように河川１００の水中に浸漬することで、河川１００の水の処理を行うことができる。即ち、河川１００の原水を水処理用装置１に導入して処理を行った後、処理水を再び下流側に排出して戻すことで下流側の水中のＳＳ濃度を上流側よりも低減させることができる。水処理用装置１は、複数基を１ユニットとして、河川１００の流れ方向に間隔をおいて複数ユニット設置するようにすれば、更に河川１００の浄化に有効である。なお、図中２２は、陸上に設置されたコントロールユニットであり、給排気手段を備え、底板１３の浮力調整袋１７や原水入口１５及び処理水出口１６の弁袋２０への空気の供給及び排気を制御する。
【００３６】
図７は水処理用装置１を湖沼１０１に設置した場合である。水処理用装置１を湖沼１０１の水中に浸漬し、該湖沼１０１の原水を水処理用装置１に導入して処理を行った後、処理水を再び湖沼１０１に排出して戻すことで、湖沼１０１の水中のＳＳ濃度を徐々に低減させることができる。水処理用装置１は、複数基を１ユニットとして、湖沼１０１の広さに応じて複数ユニット設置するようにしてもよい。
【００３７】
湖沼１０１が、例えば図８に示すように中島１０１ａ等を有するような場合、水処理用装置１を介在させることで、該水処理用装置１を挟んで湖沼１０１を原水側と処理水側とに分けることができ、効率的な処理が可能である。また、堀の場合も同様にして効率的に処理することができる。
【００３８】
図９は水処理用装置１を海の港湾部１０２に設置した場合である。水処理用装置１を港湾部１０２の水中に浸漬し、該港湾部１０２の原水を水処理用装置１に導入して処理を行った後、処理水を再び港湾部１０２に排出して戻すことで、港湾部１０２の水中のＳＳ濃度を徐々に低減させることができる。水処理用装置１は、複数基を１ユニットとして、港湾部１０２の広さに応じて複数ユニット設置してもよい。
【００３９】
図１０は、水処理用装置１の別の態様を示す側面図である。この態様において、水処理室１０を形成している側周壁１１の処理水出口１６側に、排出された処理水を貯留する処理水貯留室２３を連接している。
【００４０】
この処理水貯留室２３は、側周壁１１、天板１２、底板１３及び柔軟性シート１４によって構成される前記水処理室１０と同一構成からなり、該水処理室１０と一体となって同様に被処理水中に浸漬され、水処理室１０内の処理水を受け入れて一時的に貯留させる。処理水貯留室２３内に貯留された処理水は必要に応じて取り出し、更に別の処理設備に移送して処理を行ったり、中水として有効利用することができる。
【００４１】
なお、以上の説明では、原水に凝集剤を混入して処理を行うものについて説明したが、活性汚泥を利用して原水の処理を行うようにしてもよい。
【００４２】
また、水処理用装置１の平面形状は矩形状に限らず、円形状等でもよく、任意である。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、海、河川及び湖沼といった広い領域の水の処理を極めて簡易な設備で且つ低動力コストで可能とする新規な水処理用装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水処理用装置の構造を示す分解斜視図
【図２】底板の構造を示す斜視図
【図３】原水入口及び処理水出口の構造例を示す断面図
【図４】水処理用装置の使用例を示す正面図
【図５】水処理用装置の動作を説明する図
【図６】水処理用装置の適用例を示す図
【図７】水処理用装置の適用例を示す図
【図８】水処理用装置の適用例を示す図
【図９】水処理用装置の適用例を示す図
【図１０】水処理用装置の別の態様の使用状態を示す側面図
【符号の説明】
１：水処理用装置
１０：水処理室
１１：側周壁
１２：天板
１３：底板
１４：柔軟性シート
１５：原水入口
１６：処理水出口
１７：浮力調整袋
１８：撹拌機
１９：管部
２０：弁袋
２１：アンカー
２２：コントロールユニット
２３：処理水貯留室
１００：河川
１０１：湖沼
１０２：港湾部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003723439.tif 000009
【図９】
0003723439.tif 000010
【図１０】
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