(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位調節可能なフロートと、前記フロートに保持され上端を開口したポンプケーシングと、前記ポンプケーシングに内蔵され水面側の水を吸引する水中ポンプと、前記ポンプケーシングに接続されるインジェクションチューブと、前記インジェクションチューブの下流に接続される溶解チャンバと、前記溶解チャンバに接続される排出管と、前記インジェクションチューブに接続されオゾン等の気体を供給する供給管とを備え、前記フロートを複数に分けて環状に配列するとともに前記ポンプケーシングを前記フロートの環状配列のほぼ中心に位置させ、前記フロートの上端外周には前記フロートの周りを包囲するように配置された対水位調整環を備え、この対水位調整環は、この対水位調整環の上端と水面とのレベル差を調節するために昇降操作可能に備えられたものであることを特徴とする河川や湖沼等の浄化装置。
【請求項２】
前記溶解チャンバの下流に流路を絞って前記溶解チャンバの内圧を上げるための流量調整弁を備えていることを特徴とする請求項１記載の河川や湖沼等の浄化装置。
【請求項３】
前記水中ポンプの電源として、前記フロートの上方であって水面より上に位置するソーラーパネルを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の河川や湖沼等の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川や湖沼及び港湾や海域等の表面に浮遊するアオコや藻類等を分解して浄化するための河川や湖沼等の浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川や湖沼等の水面に浮遊するアオコや藻類等は自然のまま放置しておくと繁茂密度が高くなるとともに腐敗して水を汚染させてしまう。このようなアオコや藻類の除去作業では、たとえば作業ボート上から網等を用いて捕捉回収したりするのが、従来から行なわれている。このような作業では人手による回収なので、作業効率に限界があり、広い面積の湖沼等の場合では作業時間がかなり長くなってしまう。
【０００３】
これに対し、近来ではオゾンを用いてアオコ等の植物プランクトンの細胞を破壊していく浄化装置が採用されるようになり、湖沼や河川の浄化作業が格段に効率化されるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の浄化装置は、水中にオゾンを吹き込んだり、水底に堆積したヘドロ状の腐敗物を回収して処理するというものが主である。このため、特に水面を浮遊しているアオコや藻類については依然として作業ボートによる回収に頼るしかなく、河川や湖沼の浄化は万全ではない。
【０００５】
そこで、本発明は、水面を浮遊するアオコや藻類等を効率的に分解して水中に放出することにより浄化度を向上し得る河川や湖沼等の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】
本発明の河川や湖沼等の浄化装置は、水位調節可能なフロートと、前記フロートに保持され上端を開口したポンプケーシングと、前記ポンプケーシングに内蔵され水面側の水を吸引する水中ポンプと、前記ポンプケーシングに接続されるインジェクションチューブと、前記インジェクションチューブの下流に接続される溶解チャンバと、前記溶解チャンバに接続される排出管と、前記インジェクションチューブに接続されオゾン等の気体を供給する供給管とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、フロートによって水位調節して浄化装置を水面下に設置して浮遊させ、水中ポンプによって吸引した水面付近のアオコや藻類を含む水にオゾンを吸引できるので、オゾンによってアオコや藻類の細胞を破壊して浄化して排出管から水中に戻すことができる。
【０００８】
本発明においては、前記フロートを複数に分けて環状に配列するとともに前記ポンプケーシングを前記フロートの環状配列のほぼ中心に位置させ、前記フロートの上端外周には水面とのレベル差を調節する対水位調整環を昇降操作可能に備えた構成とすることができる。
【０００９】
この構成では、フロートによる水位調節に加えて対水位調整環の昇降操作によってこの対水位調整環の上端と水面までのレベルを細かく設定でき、水面を浮遊するアオコや藻類を効率的に吸引することができる。
【００１０】
また、前記溶解チャンバの下流に流路を絞って前記溶解チャンバの内圧を上げるための流量調整弁を備えた構成としてもよい。
【００１１】
この構成では、オゾンを注入された水が溶解チャンバに流入したときその下流の流量調整弁の弁開度を絞ることにより溶解チャンバの内圧を上げることができる。このため、アオコや藻類の細胞に対してオゾンの浸透が促され、確実にアオコや藻類を分解処理することができる。
【００１２】
さらに、前記水中ポンプの電源として、前記フロートの上方であって水面より上に位置するソーラーパネルを備えた構成としてもよい。
【００１３】
この構成では、ソーラーパネルを電源として水中ポンプを作動させることができるので、地上側から給電することなくリモートコントロール操作で浄化作業を行なわせることができる。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は本発明の浄化装置の全体を示す概略縦断面図、図２は水面側から観た要部の概略平面図である。
【００１６】
図において、円筒状のポンプケーシング１の内部に水中ポンプ２が同軸上に組み込まれ、ポンプケーシング１の下端にはインジェクションチューブ３が同軸上に連結されている。インジェクションチューブ３にはステー４が半径方向に延びる姿勢として固定され、これらのステー４によって平面形状が扇状の４個のフロート５が連結支持されている。また、インジェクションチューブ３の下端には平面形状を円形とした溶解チャンバ６が同軸上に連結され、この溶解チャンバ６の下端から突き出した排出筒６ａには上下に昇降自在な排出管７が連結されている。
【００１７】
ポンプケーシング１は上端を開口したもので、内蔵した水中ポンプ２のインペラ２ａの回転によって水面Ｗ．Ｌ付近の水がポンプケーシング１の上端開口から吸引される。インジェクションチューブ３は流路の中途を絞ってスロート３ａとしたノズル状のもので、スロート３ａの直ぐ下流に開けた開口３ｂに酸素またはオゾンの供給管８を接続している。このようにスロート３ａの直ぐ下流に供給管８を接続することにより、スロート３ａで水の流れが増速されスロート３ａの下流で負圧になった部分に酸素またはオゾンを吸引するようにして供給することができる。フロート５はステー４によってポンプケーシング１及びインジェクションチューブ３を包囲するように配置され、下端には水供給バルブ５ａを設けるとともに上端側には内部の空気抜きのための開閉弁機構を持つピーコック５ｂを備えている。なお、図２ではこれらの水供給バルブ５ａ及びピーコック５ｂは省略している。溶解チャンバ６の排出筒６ａの中途にはバタフライ弁式の流量調整弁６ｂが組み込まれ、手動操作によって内部流路の開度を調整する。また、排出管７の下端部には水の吐出角を変更できる吐出方向調整板９を取り付けている。この吐出方向調整板９はたとえば２枚の板としてその上端部をヒンジ９ａで連結するとともに排出管７の下端のフランジ７ａを上下に貫通する保持ロッド９ｂを連接したものである。このような構成と吐出方向調整板９では、保持ロッド９ｂの高さを変えることによって吐出方向調整板９の傾斜角度を任意に変更できる。
【００１８】
４個のフロート５の上端部の外周面には対水位調節環１０を上下に移動可能に設ける。この対水位調節環１０は図２に示すように４個のフロート５の周りを包囲するように配置され、図３に示す高さ調整機構によって上下方向の位置を変えることができる。この高さ調整機構は、対水位調節環１０に縦方向に開けた長孔１０ａと、この長孔１０ａに差し込まれフロート５にねじ込まれてフロート５に対して対水位調節環１０を固定するボルト１０ｂによって構成されている。
【００１９】
フロート５の上方には水中ポンプ２を駆動するための電源となるソーラーパネル１１を配置する。このソーラーパネル１１はフロート５の上端から立ち上げたロッド１１ａによって固定保持され、水中ポンプ２との間に配線１１ｂを通すことにによりこの水中ポンプ２を作動させる。なお、この水中ポンプ２の作動は地上からのリモートコントローラの操作等によって行なうものとし、ソーラーパネル１１と水中ポンプ２との間にはこの操作のためのコントローラ（図示せず）を備えるものとする。
【００２０】
一方、地上側には酸素供給ユニット１２とオゾン供給ユニット１３を備える。これらの酸素供給ユニット１２とオゾン供給ユニット１３は共通のソーラーパネル１４によって駆動されるもので、電磁弁式の開閉弁１２ａ，１３ａをそれぞれ備えている。
【００２１】
以上の構成において、浄化装置はフロート５の浮力によって水中に浮かした状態で浄化作業をする。この場合、フロート５には水供給バルブ５ａを開くことによってフロート５に給水してその上端が水面Ｗ．Ｌから２０〜１００ｃｍ程度となるように調整する。そして、対水位調節環１０の高さをその上端が水面Ｗ．Ｌから５〜５０ｃｍ程度となるように高さ調整する。これにより、リモートコントローラの操作によって水中ポンプ２を作動させると、水面Ｗ．Ｌ付近であって対水位調節環１０よりも上側の水が吸引され、水面Ｗ．Ｌを浮遊しているアオコや藻類をポンプケーシング１に送り込むことができる。
【００２２】
水中ポンプ２の作動と同時にオゾン供給ユニット１３を作動させるとともに開閉弁１３ａを開弁させ、オゾンを供給管８からインジェクションチューブ３に送り込む。供給管８はインジェクションチューブ３のスロート３ａのすぐ下流に接続されているので、水中ポンプ２により圧送されてくるアオコ及び藻類を含む水の流速の増加による減圧効果により、オゾンがインジェクションチューブ３に入り込む。そして、供給されたオゾンは水に含まれながら溶解チャンバ６に向かって流れる。
【００２３】
ここで、流量調整弁６ｂは弁開度を或る程度小さくしてインジェクションチューブ３からの水及びこれに含まれたオゾンが溶解チャンバ６に一時的に滞留しやすくする。このような操作によって、溶解チャンバ６の内部の水の圧力を上げることができ、オゾンの水中への溶解を促す。そして、オゾンの注入によりアオコ等の植物プランクトンや藻類の細胞が破壊され、加圧によってオゾンの細胞への浸透も促されるのでアオコや藻類を速やかに分解することができる。
【００２４】
溶解チャンバ６で分解されたアオコや藻類を含む水は排出筒６ａ及び排出管７から水中に放出される。このとき、排出管７の下端に備えた吐出方向調整板９によって放出される水の流れが拡散するようになり、水底を流れが直撃することはない。したがって、水底にはヘドロ層５１の上に通気性嫌気層５２が形成されると同時にアオコや藻類を分解した成分による有機質の好気層５３が形成され、この好気層５３は魚の餌となる。
【００２５】
以上のように、水中ポンプ２の作動とオゾンのインジェクションチューブ３への供給により、水面Ｗ．Ｌを浮遊するアオコや藻類を回収して効率的に分解処理することができる。
【００２６】
また、オゾンを使用する代わりに酸素供給ユニット１２を作動させてインジェクションチューブ３に酸素を供給すれば、溶解チャンバ６内で水中に酸素を溶解させることができる。このため、排出管７から排出される水は溶存酸素濃度が高いので、湖沼の溶存酸素を多くすることができ、養殖場等に好適に利用できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明では、水面付近の水を水中ポンプで吸引してオゾンや酸素を添加溶解させて水中に放出するので、水面付近のアオコや藻類の除去ができるとともにオゾンを使用する場合ではこれらを速やかに分解処理できる。したがって、従来の浄化装置と比べると、水面を浮遊するアオコ等を手作業で回収する必要がなくなり、分解操作によって効率的で浄化度も高い浄化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の浄化装置の全体を示す概略縦断面図である。
【図２】  図１の浄化装置の要部の平面図である。
【図３】  フロートに対する対水位調節環の取付け構造であって、（ａ）は要部の正面図、（ｂ）は要部の縦断面図である。
【符号の説明】
１  ポンプケーシング
２  水中ポンプ
２ａ  インペラ
３  インジェクションチューブ
３ａ  スロート
３ｂ  開口
４  ステー
５  フロート
５ａ  水供給バルブ
５ｂ  ピーコック
６  溶解チャンバ
６ａ  排出筒
６ｂ  流量調整弁
７  排出管
７ａ  フランジ
８  供給管
９  吐出方向調整板
９ａ  ヒンジ
９ｂ  保持ロッド
１０  対水位調節環
１０ａ  長孔
１０ｂ  ボルト
１１  ソーラーパネル
１１ａ  ロッド
１１ｂ  配線
１２  酸素供給ユニット
１２ａ  開閉弁
１３  オゾン供給ユニット
１３ａ  開閉弁
１４  ソーラーパネル
【図１】
0003640607.tif 000002
【図２】
0003640607.tif 000003
【図３】
0003640607.tif 000004