(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸のある複数の接触ろ材を実質的に隙間が空かないように隣接した接触ろ材列を水路の幅方向に配置し、この接触ろ材列を水路を流れる水の流れ方向に複数列配置した水質浄化装置であって、
前記接触ろ材列は、前記水路の幅方向に少なくとも１つの流水部が形成されるように配置され、かつ前記流水部は、隣接する接触ろ材列により形成される流水部と隣接しない位置に形成されており、
隣接する前記接触ろ材列間の間隔（Ｌ）と前記接触ろ材の直径（Ｄ）との関係は、０．１Ｄ≦Ｌ≦２Ｄ（但し、１≦Ｌ≦５０（ｃｍ）、３≦Ｄ≦５０（ｃｍ））であることを特徴とする水質浄化装置。
【請求項２】
前記流水部の前記接触ろ材列方向の長さ（Ｍ）と前記接触ろ材の直径（Ｄ）との関係は、０．３Ｄ≦Ｍ≦２Ｄであることを特徴とする請求項１に記載の水質浄化装置。
【請求項３】
前記接触ろ材は、不織布接触ろ材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水質浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水質浄化装置、特に、接触ろ材を隣接した接触ろ材列を水路等に複数列配置し、効率的な水質浄化を行うことができる水質浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自然環境の一環として、生活排水路、河川、湖沼、又は海などの水質を浄化する手段の１つに、各種の水中生物を利用する方法がある。河川、湖沼、又は海などに、微生物や原生動物から魚類に至る各種の生物が生息すると、それらの生物環境によって河川が自然に浄化される。しかし、都市部を流れる中小河川の多くは、河床及び河岸がコンクリートやコンクリートブロックなどで覆われ、自然環境から隔離され、自然の浄化が起こり難い状況にある。従って、浄化に寄与する生物のための住居として様々な接触ろ材を配設し、水中生物による浄化作用を利用して汚濁河川を浄化する方法が広く知られている。
【０００３】
例えば、接触ろ材として微生物などが付着し易いネット、不織布などからなる繊維質多孔質体、格子状プレート、又は表面積が増大するように立体成形された柱状体若しくは筒状体などを、河川内に設けることが考えられる。
このような不織布成形体としては、例えば特開平６−２１２５４４号公報に記載されたものがある。この公報には、熱融着により複数枚の不織布を接合した立体状の不織布成形体が開示されている。不織布成形体あるいは不織布接触ろ材は、水中に浸漬されると、河川などの水質浄化に有用な微生物（例えば、細菌、菌類、原生動物、微小後生動物）を付着することができ、付着した微生物等によって水質の浄化を行うことができる。
【０００４】
図５は、従来の水質浄化装置を示す概略斜視図であり、図６は、その概略平面図である。これらの図において、１は水質浄化に有用な微生物を付着することができる接触ろ材例えば不織布接触ろ材であり、多数の不織布接触ろ材１が河川等の水路２内に配置されている。不織布接触ろ材１は、水路２内の水３に通常９〜１０分目程度の高さまで浸かっている。また、図６に示すように、不織布接触ろ材１は、水路２を流れる水３の流れ方向Ａに沿って、例えば千鳥状に配置されている。不織布接触ろ材１を千鳥状に配置することによって、浄化効率を向上させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の水質浄化装置では、不織布接触ろ材１が千鳥状に配置されているが、浄化効率の向上が不十分であるという問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するためになされたものであり、流路を長くできるように不織布接触ろ材を配置することによって、さらに高効率に水質浄化を行うことができる水質浄化装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、中心軸のある複数の接触ろ材を実質的に隙間が空かないように隣接した接触ろ材列を水路の幅方向に配置し、この接触ろ材列を水路を流れる水の流れ方向に複数列配置した水質浄化装置であって、接触ろ材列は、水路の幅方向に少なくとも１つの流水部が形成されるように配置され、かつ流水部は、隣接する接触ろ材列により形成される流水部と隣接しない位置に形成されており、隣接する接触ろ材列間の間隔（Ｌ）と接触ろ材の直径（Ｄ）との関係は、０．１Ｄ≦Ｌ≦２Ｄ（但し、１≦Ｌ≦５０（ｃｍ）、３≦Ｄ≦５０（ｃｍ））であることを特徴とする水質浄化装置である。
【０００７】
この発明によれば、接触ろ材列を前記のように配置することによって、水路を流れる水は、接触ろ材列を横切らずに、接触ろ材列に沿って流水部を流れる。従って、水は接触ろ材列に沿って流水部を順次流れることになり、水の流路は実質的に延長されることになる。これにより、水が接触ろ材に接触する機会が増大するので、より効率的に水質浄化を行うことができる。
【０００８】
また、この発明によれば、接触ろ材列間を流れる水の流れを妨げないので、より効率的に水質浄化を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、流水部の接触ろ材列方向の長さ（Ｍ）と接触ろ材の直径（Ｄ）との関係が、０．３Ｄ≦Ｍ≦２Ｄであることを特徴とする。この発明によれば、流水部を流れる水の流れを妨げないので、より効率的に水質浄化を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、接触ろ材が不織布接触ろ材であることを特徴とする。この発明によれば、不織布接触ろ材を使用することによりその表面積が増大するので、水中の微生物等を多量に付着することができ、水質浄化の効率が一層向上する。また、不織布接触ろ材はフィルター特性にも優れているので、水中の懸濁物質（ＳＳ）を効率良く除去することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、重複する記載は省略する。
図１は、本発明の一実施形態による水質浄化装置を示す概略斜視図であり、図２はその概略平面図である。これらの図において、１は水質浄化に有用な微生物を付着することができる接触ろ材例えば不織布接触ろ材であり、多数の不織布接触ろ材１が河川等の水路２内に配置されている。不織布接触ろ材１は、水路２内の水３に通常９〜１０分目程度の高さまで浸かっている。また、図２に示すように、不織布接触ろ材１は、実質的に隙間が空かないように隣接して配置され、不織布接触ろ材列４が構成されている。
【００１２】
この不織布接触ろ材列４は、水路２の幅方向に配置されると共に、不織布接触ろ材列４の一端と水路２の側壁５との間には、流水部６が形成されている。また、この流水部６は、隣接する不織布接触ろ材列４により形成される流水部６とは隣接しない位置に形成されている。そして、不織布接触ろ材列４は、水路２の水３の流れ方向Ａに沿って複数列配置されている。なお、不織布接触ろ材１は、その下端部を金具等により水路２の底部に固定したり、図示しない桟材を不織布接触ろ材列４に沿って配置し、この桟材から吊すことによって配置しても良い。
【００１３】
このように不織布接触ろ材列４を水路２内に配置することによって、生物膜が十分に付着する場合には、水路２を流れる水３は、実質的に不織布接触ろ材列４内を横切らずに、不織布接触ろ材列４に沿って流水部６を流れる。従って、図２に示すように、水３は不織布接触ろ材列４に沿って流水部６を順次流れることになり、水３の流路すなわち通過距離は実質的に延長されることになる。これにより、所定量の水３が不織布接触ろ材１に接触する機会が増大するので、より効率的に水質浄化を行うことができる。
【００１４】
但し、水は主として流水部６を流れるが、僅かではあるが不織布接触ろ材列４を構成する不織布接触ろ材１間をも通り抜ける。従って、水の流速が大きい場合には、水は不織布接触ろ材列４間及び流水部６を主に流れ、不織布接触ろ材１間をも通り抜けることによって、水の流れを妨げない利点もある。
【００１５】
不織布接触ろ材列４を構成する不織布接触ろ材１は、所望により適宜複数本を使用できる。
また、不織布接触ろ材列４間の間隔（図２中のＬ）は、不織布接触ろ材１の直径Ｄによって種々に変えることができ、好適には１ｃｍ〜５０ｃｍ、より好ましくは２ｃｍ〜１０ｃｍとするのが望ましい。これは、１ｃｍ未満であると不織布接触ろ材１に生物膜が付着した際に不織布接触ろ材列４間の間隙が失われてしまい、結果として装置内への水の流れを妨げることがあり、５０ｃｍを越えると、各不織布接触ろ材１に水が接触することなく通過してしまう傾向にあり、望ましくないからである。
【００１６】
さらに、不織布接触ろ材列４間の間隔と不織布接触ろ材１の直径（図２中のＤ）との関係は、０．１Ｄ≦Ｌ≦２Ｄ（但し、１≦Ｌ≦５０（ｃｍ）、３≦Ｄ≦５０（ｃｍ））とするのが好適である。このような関係とすれば、不織布接触ろ材列４間の不織布接触ろ材１同士の相互作用により効率的なろ過が期待され、望ましいからである。
【００１７】
本発明では、隣接する不織布接触ろ材列４同士の流水部６は、互いに隣りあわないように不織布接触ろ材列４を配置する。形成される流水部６の不織布接触ろ材列４方向の長さ（図２中のＭ）は、不織布接触ろ材１の直径の０．３〜２倍程度とするのが望ましい。０．３倍に満たない場合、流水幅が小さくなることによって水の疎通を妨げる傾向にあり、２倍よりも大きく設計すると、逆に水の流水幅が広くなり、流路の実質的な延長を図ることが難しくなるためである。
【００１８】
次に、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例］
Ｎ県Ｋ川の高水敷に設置された分離浄化水質浄化水路において、内寸で、幅１．０ｍ×長さ７．２ｍ×深さ１ｍの分離浄化槽に、本発明による不織布接触ろ材列を配置した。使用した不織布接触ろ材１は、菊花断面状のろ材であり、直径１０ｃｍ、花弁数８枚、長さ１ｍである。この不織布接触ろ材１は、厚さ７ｍｍ程度の不織布シート４枚を重ね合わせ、長手方向の中心線に沿って熱融着して作製したものであり、その横断面は、中心から８枚の不織布シートが放射状に延びている。不織布接触ろ材１は、吊り下げ棒（図示しない）を用いて、図３に示すように、水路２の幅方向に８本の不織布接触ろ材１を互いに実質的に隙間が空かないように不織布接触ろ材列７を構成し、かつ水路２の側壁５から１０ｃｍ隙間を空けて流水部８を形成した。
【００１９】
この不織布接触ろ材列７に隣接した不織布接触ろ材列９は、水路２の側壁５から隙間を空けないように、不織布接触ろ材１を４本ずつ吊り下げ棒に垂直に吊り下げると共に、中央部に２０ｃｍ幅の隙間を空け、流水部１０を形成した。また、不織布接触ろ材列７と不織布接触ろ材列９との列間の間隔を１５ｃｍ（但し、隙間は５ｃｍ）とし、水３の流れ方向Ａに沿って、水路２の全長（７．２ｍ）に亘りこれらの不織布接触ろ材列７，９を交互に配置した。水の進行方向Ａにおける見掛けの流速を０．２ｃｍ／秒、滞留時間を約６０分に設定した場合の原水及び処理水の水質を測定した。なお、これらの測定は、慣用の方法に従って行った。測定結果を表１に示す。表中、ｐＨは水素イオン濃度、ＢＯＤは生物化学的酸素要求量、ＳＳは懸濁物質・浮遊固形物をそれぞれ示している。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１から明らかなように、実施例による水質浄化装置により原水を処理することによって、ＢＯＤ及びＳＳ共に大幅に減少し、極めて良好に水質浄化が行われたことが明らかとなった。
【００２２】
［比較例］
実施例と同じ分離浄化水質浄化水路における同一の内寸を有する分離浄化槽により、比較実験を行った。使用した不織布接触ろ材１は、実施例におけるものと同じ形状、寸法のものを使用した。この不織布接触ろ材１は、吊り下げ棒（図示しない）を用いて、図４に示すように、水路２の幅方向に１５ｃｍ間隔、隣接する不織布接触ろ材１同士が互いに５ｃｍの隙間が空くように１列に７本吊り下げ棒から垂直に吊り下げた。隣接する列も、同様に水路２の幅方向に１５ｃｍ間隔、隣接する不織布接触ろ材１同士が互いに５ｃｍの間隔が空くように、１列に６本吊り下げ棒から垂直に、かつ前列との関係が千鳥状になるように不織布接触ろ材１をずらして吊り下げた。
【００２３】
列間の間隔は１３ｃｍとなるように、水３の流れ方向Ａに沿って水路２の全長に亘りこれらの不織布接触ろ材１を配置した。水の進行方向Ａにおける見掛けの流速を０．２ｃｍ／秒、滞留時間を約６０分に設定した場合の原水及び処理水の水質を実施例と同様に測定した。測定結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
表２の結果を表１の結果と比較すると、比較例では、ＢＯＤ及びＳＳ共に水質浄化は行われているものの、実施例の結果に比べて十分な水質改善は達成できなかった。
【００２６】
なお、前述した実施形態では、不織布接触ろ材を４個、８個等実質的に隙間が空かないように隣接して不織布接触ろ材列を形成した場合について説明したが、不織布接触ろ材の個数はこれらの値に特に限定されることなく、２個以上であれば本発明に適用できる。また、隣接する列によって接触ろ材の個数を変更しても良い。
【００２７】
さらに、接触ろ材として、菊花断面の棒状接触ろ材を使用した場合を示したが、本発明はこれに限定されることなく、紐状の接触ろ材やスリット状の接触ろ材など中心軸のある接触ろ材であれば同様に適用できる。また、列を形成する接触ろ材同士は、水が横切らないように、実質的に隙間が空かないように隣接していれば良く、多少相互に重なりあっていても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、複数の接触ろ材を実質的に隙間が空かないように隣接した接触ろ材列を水路の幅方向に配置し、この接触ろ材列を水路の流れ方向に複数列配置した水質浄化装置であって、接触ろ材列は、水路の幅方向に少なくとも１つの流水部が形成されるように配置され、かつ流水部は、隣接する接触ろ材列により形成される流水部と隣接しない位置に形成されているので、水の流路は実質的に延長され、水が接触ろ材に接触する機会が増大するので、より効率的に水質浄化を行うことができるという効果を奏する。
また、接触ろ材として不織布接触ろ材を使用することにより、その表面積が増大し、水中の微生物等を多量に付着することができるので、水質浄化の効率がさらに向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による水質浄化装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による水質浄化装置を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施例における水質浄化装置を示す概略平面図である。
【図４】比較例における水質浄化装置を示す概略平面図である。
【図５】従来の水質浄化装置を示す概略斜視図である。
【図６】従来の水質浄化装置を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１…不織布接触ろ材、２…水路、３…水、４，７，９…不織布接触ろ材列、５…側壁、６，８，１０…流水部、Ａ…水の流れ方向、Ｄ…不織布接触ろ材の直径、Ｌ…不織布接触ろ材列間の間隔、Ｍ…流水部の不織布接触ろ材列方向の長さ。代理人弁理士  長谷川  芳樹
【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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