(57)【要約】【課題】水質浄化を低コストで持続可能にするようにした池水循環ハイブリッド浄化方法及び池水循環ハイブリッド浄化システムを提供する。【解決手段】流入水放流バイパス管３を介して池水流入口と流出口を短絡結合する流入負荷軽減による１次浄化装置と、凝集加圧浮上による２次浄化装置と、生物濾過による３次浄化装置とを組み合わせてなる。１次浄化装置は池に流入するＢＯＤ負荷を入口の段階で強制的に減量し、２次浄化装置は凝集剤を使用しＢＯＤ因子を強制的にフロック化して排出し、３次浄化装置はハニカムコア２８を備え、好気性菌の接触酸化作用により成長した濾膜汚泥がハニカムコア面に添って滑落し、好気性菌にて生物濾過された処理水は処理水集水樋３１に集められ処理水散水曝気３２により池水流入口に散水される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入水放流バイパス管を介して池水流入口と流出口を短絡結合する流入負荷軽減による１次浄化処理と、凝集加圧浮上による２次浄化処理と、生物濾過による３次浄化処理とを組み合わせてなる池水循環ハイブリッド浄化方法。
【請求項２】
前記１次浄化処理と前記２次浄化処理と前記３次浄化処理を行うことにより水質が安定したらそのままの状態で総池水量が３６時間で一巡するように連続運転に設定し、前記連続運転続行中は前記２次浄化処理を行わないことを特徴とする請求項１に記載の池水循環ハイブリッド浄化方法。
【請求項３】
流入水放流バイパス管を介して池水流入口と流出口を短絡結合する流入負荷軽減による１次浄化装置と、凝集加圧浮上による２次浄化装置と、生物濾過による３次浄化装置とを組み合わせてなる池水循環ハイブリッド浄化システム。
【請求項４】
前記１次浄化装置は、池水流入口と流出口を短絡結合する流入水放流バイパス管を備え、池に流入するＢＯＤ負荷を入口の段階で強制的に減量することを特徴とする請求項３に記載の池水循環ハイブリッド浄化システム。
【請求項５】
前記２次浄化装置は、凝集剤を使用し短時間でＢＯＤ因子を強制的にフロック化して公共下水管へ排出することを特徴とする請求項３に記載の池水循環ハイブリッド浄化システム。
【請求項６】
前記３次浄化装置は、所定の接触面積を有するハニカムコアを備え、好気性菌の接触酸化作用により浄化されその結果成長した濾膜汚泥が増加するに従って所定の傾斜角をもたせて装備したハニカムコア面に添って滑落せしめ、好気性菌にて生物濾過され乍ら上昇した処理水は処理水返送用三角セキを経由して処理水集水樋に集められ散水曝気形態をとって池水流入口に散水されることを特徴とする請求項３に記載の池水循環ハイブリッド浄化システム。
【請求項７】
前記１次浄化装置と前記２次浄化装置を接続する循環返送パイプに薬注ラインと無薬注ラインとの接続を切換えるための浄化システム変更用３方弁を備え、前記１次浄化装置と前記３次浄化装置を直接接続可能としたことを特徴とする請求項３に記載の池水循環ハイブリッド浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、池に流入するＢＯＤ因子の流入量を抑えて水質浄化を持続可能にするための池水循環ハイブリッド浄化方法及び池水循環ハイブリッド浄化システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の池水循環浄化システムでは、池の自浄能力以上のＢＯＤ因子を含んだ周辺の雑排水を引き入れて見掛けの透視度を上げるため、無機、有機、凝集剤を池中に撒きっぱなしであるから一時的には透視度が上り池水が浄化されたようにみえるが、単に池底に凝集沈殿しただけのＢＯＤ因子は徐々に嫌気的になり１週間もすると、２次腐敗を起し透視度低下、悪臭の発生、やがては池中の生物が徐々に死滅する結果となる。したがって、従来の池水循環浄化システムを継続した場合、水質汚染の悪循環が発生するため、持続可能な水質浄化が困難であった。
【０００３】
池水等の水質浄化に関しては、凝集剤を注入する以外にも、曝気を利用するもの、生物接触濾材を使用するものなど、以下に示すような様々な発明が提案されている。
【０００４】
特開２００３−３３４５７５号公報（特許文献１）には、川や池等の自然界に存在する水の浄化システムを積極的に利用して、長期間にわたって水の汚れや悪臭を防止でき、池等の管理維持を低コストに行うことができる水質浄化装置を提供することを目的とし、池水中に設置される水中ポンプのポンプ吐出管から、空気を混入した水流を出して水中内へ略水平方向の曝気水流を生成する曝気水流生成手段と、該曝気水流生成手段で生成される曝気水流の流下方向下手側に多数の多孔質物を池水に浸漬可能に収容した浄化用孔開き容器を近接配置して多孔質物を曝気させて水質浄化を起因させる水質浄化手段とからなり、池水中の水を動かして、池に酸素を供給して全体の水が淀むことのないようにし、水を浄化するようにした「池水等の水質浄化装置並びに水質浄化方法」が提案されている。
【０００５】
特開平１０−２３５１１８号公報（特許文献２）には、池水等を濾過装置を用いて浄化するに当って、濾過装置が捕集したアオコ等の浮遊物の排出処理を完全自動化することによって、池水等の浄化作業を無人で連続的に処理できるようにすることを目的とし、水中ポンプで汲み上げた水を送り込む一次処理タンクの内部に濾過装置を設け、一次処理タンク内の圧力が設定値に達すると濾過装置に逆洗用の圧力を加える加圧器を設けて、逆洗によって生じた浮遊物と逆洗水を受入れる二次処理タンク内は圧縮空気用の散気板を取付け、且つ、凝集剤を注入自在に構成する「池水等用浄化装置」が提案されている。
【０００６】
特開平９−７５９８３号公報（特許文献３）には、公園内の池など景観を良好に保たねばならない池の水を浄化する作業において、従来技術では藻類等による濾材の目詰りが頻繁に生じ、その維持管理が面倒であり、また生物処理では汚泥発生量が多く、沈澱槽を要し、コストがかかった。維持管理を要せず且つ比較的低いコストで池水の浄化を可能にすることを目的とし、池の近くに配置される接触曝気槽を含み、該曝気槽内には生物接触濾材が充填され、池の水を該曝気槽に導入すると共に該曝気槽内の処理水を直接池に戻すようになっており、該曝気槽内には有機物のみでなく窒素及びリンを除去する有用微生物が含まれる「池水の浄化処理システム」が提案されている。
【０００７】
特開平５−２９３４７８号公報（特許文献４）には、池内の滞留水域の発生を防止してオゾン処理や紫外線処理による藻類、微生物の殺菌処理量を少なくし、処理装置のコンパクト化、運転費の大幅な低減化を図れることを目的とし、ゴルフ場、養魚場、公園等の池内から採水された池水中の藻類、微生物を、オゾン処理または紫外線処理により殺菌する処理装置と、池内に浸漬された池水循環用ポンプと、一端が池の水面付近に開口し、他端が池水循環用ポンプの入口側に取付けられた吸込み側配管と、一端が池の底付近に開口し、他端が池水循環用ポンプの出口側に取付けられた吐出側配管と、処理装置による処理水を、吸込み側配管または吐出側配管に導水する返送配管とを備えたことを特徴とする「池水浄化装置」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３３４５７５号公報
【特許文献２】特開平１０−２３５１１８号公報
【特許文献３】特開平９−７５９８３号公報
【特許文献４】特開平５−２９３４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来の発明には提案されていなかった池に流入するＢＯＤ因子の流入量を極力抑えることに着目すると共に水循環浄化システムをハイブリッド化することにより、水質浄化を低コストで持続可能にするようにした池水循環ハイブリッド浄化方法及び池水循環ハイブリッド浄化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、流入水放流バイパス管を介して池水流入口と流出口を短絡結合する流入負荷軽減による１次浄化処理と、凝集加圧浮上による２次浄化処理と、生物濾過による３次浄化処理とを組み合わせてなることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記１次浄化処理と前記２次浄化処理と前記３次浄化処理を行うことにより水質が安定したらそのままの状態で総池水量が３６時間で一巡するように連続運転に設定し、連続運転続行中は前記２次浄化処理を行わないことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、流入水放流バイパス管を介して池水流入口と流出口を短絡結合する流入負荷軽減による１次浄化装置と、凝集加圧浮上による２次浄化装置と、生物濾過による３次浄化装置とを組み合わせてなることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の前記１次浄化装置が、池水流入口と流出口を短絡結合する流入水放流バイパス管を備え、池に流入するＢＯＤ負荷を入口の段階で強制的に減量することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の前記２次浄化装置が、凝集剤を使用し短時間でＢＯＤ因子を強制的にフロック化して公共下水管へ排出することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の前記３次浄化装置が、所定の接触面積を有するハニカムコアを備え、好気性菌の接触酸化作用により浄化されその結果成長した濾膜汚泥が増加するに従って所定の傾斜角をもたせて装備したハニカムコア面に添って滑落せしめ、好気性菌にて生物濾過され乍ら上昇した処理水は処理水返送用三角セキを経由して処理水集水樋に集められ散水曝気形態をとって池水流入口に散水されることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の前記１次浄化装置と前記２次浄化装置を接続する循環返送パイプに薬注ラインと無薬注ラインとの接続を切換えるための浄化システム変更用３方弁を備え、前記１次浄化装置と前記３次浄化装置を直接接続可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化方法によれば、流入水放流バイパス管を介して池水流入口と流出口を短絡結合することにより、本来ならば池本体に流入する周辺の家庭雑排水・農地に撒かれた肥料・農薬・又は植物性プランクトン等々（「ＢＯＤ因子」という）の流入負荷量を大幅に軽減することができる。従って  イ）池の漏水量、ロ）池表面からの自然蒸発量、イ）＋ロ）だけを池水の不足分として補充すればよいことになり、大部分の流入水は池本体への流入負荷とはならないで公共下水管又は附近の小川に放流されることになる。また、水質が安定したらそのままの状態で総池水量が３６時間で一巡するように連続運転に設定し、連続運転続行中は凝集剤を注入する２次浄化処理を行わないため、管理維持を低コストで行うことができる。
【００１８】
また、本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化システムによれば、先ず１次浄化装置において流入水放流バイパス管を介して池水流入口と流出口を短絡結合し池に流入するＢＯＤ因子を最小限に抑えて、次に２次浄化装置において凝集剤を注入してＢＯＤ因子を凝集加圧浮上させて取除き、最後に３次浄化装置においてハニカムコアを装備した池水リサイクル処理プラントにより無数の好気性微生物膜を通じて継続的に処理することができる。また、１次浄化装置と２次浄化装置（薬注ライン）又は３次浄化装置（無薬注ライン）との接続を切換えるための浄化システム変更用３方弁を備えることにより、水質が安定したら１次浄化装置と３次浄化装置を直接接続するように切換え、何等かの都合で池水が悪化し始めたら、２次浄化装置を介する接続に切換えることできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化システムの３次浄化装置の一例を示す平面図である。
【図３】図２に示す３次浄化装置の断面図（Ｂ−Ｂ）である。
【図４】図２に示す３次浄化装置の断面図（Ａ−Ａ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の一形態について図面を参酌しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化システムの概略構成を示す模式図である。図１に示すように、池１には、池水流入口（池水流入２）と流出口を短絡結合する流入水放流バイパス管３が設けられている。池水の流入水と流出水を流入水放流用仕切枠内４で混合されるが、大部分の流入水は池１本体への流入負荷とはならないで池水排水用越流セキ７、池水放流管８を経由して公共下水管９に放流される。このため、流入水放流バイパス管３を介して池水流入口と流出口を短絡結合する流入負荷軽減による１次浄化装置では、池１に流入するＢＯＤ負荷を入口の段階で強制的に減量することが可能になる。
【００２２】
流入水放流用仕切枠内４で混合された池水は、循環返送ポンプ５により循環返送パイプ６に供給される。図１に示すように、循環返送パイプ６は、浄化システム変更用３方弁１０を介して循環返送パイプ１１（薬注ライン）と循環返送パイプ２３（無薬注ライン）に切換え可能に接続されている。浄化システム変更用３方弁１０を循環返送パイプ１１に切換えて循環返送ポンプ５をＯＮすると自動的に薬注ポンプ１５、１６、１７もＯＮとなり、ミキシングパイプ１９を通過する過程で、カセイソーダ（薬品貯留タンク１２）、無機凝集剤（薬品貯留タンク１３）、有機凝集剤（薬品貯留タンク１４）と循環返送水とが均一に攪拌混和されてフロックとなり、滞流槽２１内で圧縮空気を包含した状態で浄化システム変更用逆止弁２４を介して循環返送水吐出口２５から浮上分離そう２６に吐出する。フロックは懸濁物質に付着して液表面に向って急速に上昇するので逐次スクレーパー２７にて掻き取り、スラッジ貯留槽３６へ投棄される。このように、凝集加圧浮上による２次浄化装置では、凝集剤を使用し短時間でＢＯＤ因子を強制的にフロック化して公共下水管９へ排出する。
【００２３】
生物濾過による３次浄化装置では、上述した２次浄化装置で除去し得なかったイ）未処理ＢＯＤ因子、ロ）池水の漏水及び自然蒸発に対する補充水のＢＯＤ因子が総負荷量となる。これを消化するために、所定の接触面積を有するハニカムコア２８を充填した池水リサイクル処理プラント（図２乃至図４参照）を通過する過程において、鞭毛、繊毛、根足虫類及び藻類等に好気性菌の接触酸化作用により浄化されその結果成長した濾膜汚泥が増加するに従ってあらかじめ所定の傾斜角をもたせて装備したハニカムコア面に添って滑落し、スクリューコンベア３４によりスラッジ貯留槽３６に搬出され同時にハニカムコア面に沿って好気性菌にて生物濾過され乍ら上昇した処理水は処理水返送用三角セキ３０を経由して処理水集水樋３１に集められ散水曝気形態（処理水散水曝気３２）をとって池水流入口に散水される。このため、生物濾過による３次浄化装置では、最終的に仕上処理として池水リサイクル処理プラント（図２乃至図４参照）により無数の好気性微生物膜を通して仕上処理をするため、池水へのＤＯ補給、好気性化透視度アップ、悪臭の除去等々の環境保全に資するものである。
【００２４】
上述した３次浄化装置に備えられるハニカムコア２８は、池水リサイクル処理プラントの基本設計値（表１参照）に基づき、接触面積２０２平方メートル／立方メートルを採用するのが最適であるといえるが、この数値に限定されるものではない。また、ハニカムコア２８は、濾膜汚泥をハニカムコア面に添って滑落せしめるため、図３に示すように６０度の傾斜角をもたせて装備するのが好ましい。
【００２５】
以上より、本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化システムによれば、先ず１次浄化装置において流入水放流バイパス管３を介して池水流入口と流出口を短絡結合し池に流入するＢＯＤ因子を最小限に抑えて、次に２次浄化装置において凝集剤を注入してＢＯＤ因子を凝集加圧浮上させて取除き、最後に３次浄化装置においてハニカムコア２８を装備した池水リサイクル処理プラントにより無数の好気性微生物膜を通じて継続的に処理することができる。また、１次浄化装置と２次浄化装置（薬注ライン）又は３次浄化装置（無薬注ライン）との接続を切換えるための浄化システム変更用３方弁１０を備えることにより、水質が安定したら１次浄化装置と３次浄化装置を直接接続するように切換え、何等かの都合で池水が悪化し始めたら、２次浄化装置を介する接続に切換えることできる。
【００２６】
本発明にかかる池水循環ハイブリッド浄化システムの最適な実施例（池水リサイクル処理プラントの基本設計値）について説明する。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１に示すとおり、１次浄化処理（流入負荷軽減）、２次浄化処理（凝集加圧浮上）、３次浄化処理（生物濾過）で水質が安定したらそのままの状態で総池水量が３６時間で一巡するように設定して連続運転する。ＢＯＤ因子は、処理前の１０〜１５ｐｐｍから最終的に２〜３ｐｐｍに低下し、効率的に水質浄化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  池
２  池水流入
３  流入水放流バイパス管
４  流入水放流用仕切枠
５  循環返送ポンプ
６  循環返送パイプ
７  池水排水用越流セキ
８  池水放流管
９  公共下水管
１０  浄化システム変更用３方弁Ａ
１１  循環返送パイプ（Ａ）（薬注ライン）
１２  薬品貯留タンク（カセイソーダ用）
１３  薬品貯留タンク（無機凝集剤用）
１４  薬品貯留タンク（有機凝集剤用）
１５  薬注ポンプ（カセイソーダ用）
１６  薬注ポンプ（無機凝集剤用）
１７  薬注ポンプ（有機凝集剤用）
１８  攪拌機
１９  ミキシングパイプ
２０  圧縮機
２１  滞流槽
２２  循環返送パイプＢ（薬注ライン）
２３  循環返送パイプＣ（無薬注ライン）
２４  浄化システム変更用逆止弁
２５  循環返送水吐出口
２６  浮上分離そう
２７  スクレーパー
２８  ハニカムコア
２９  処理水貯留タンク
３０  処理水返送用三角セキ
３１  処理水集水樋
３２  処理水散水曝気
３３  凝集沈澱タンク
３４  スクリューコンベア
３５  スラッジ搬出管
３６  スラッジ貯留槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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