(57)【要約】 【課題】  従来の深層曝気循環装置においては、散気手段を深層部に配設していたが、散気手段を浅層部に配設して深層部に配設した場合と同じ酸素溶解度を得る手段が開示されていなかった。【解決手段】  水面下に流入孔が沈下浸漬していると共に底部から内部水が流出する流出孔を有する管状体と、前記管状体内の上部位置であって前記流入孔より下部位置に配設した散気手段と、前記流出孔に連通接続した前記管状体内水排出手段と、該管状体内水排出手段に連通接続した深層曝気循環装置とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水面下に流入孔が沈下していると共に底部から内部水が流出する流出孔を有する管状体と、前記管状体内の上部位置であって前記流入孔より下部位置に配設した散気手段と、前記流出孔に連通接続した前記管状体内水排出手段と、該管状体内水排出手段に連通接続した放流手段とで構成することを特徴とする深層曝気循環施設。
【請求項２】
水面下に流入孔が沈下していると共に底部から内部水が流出する流出孔を有する管状体と、前記管状体内の上部位置であって前記流入孔より下部位置に配設した散気手段と、前記流出孔に連通接続した前記管状体内水排出手段と、該管状体内水排出手段に連通接続した、放流標高選択操作手段を有する放流手段とで構成することを特徴とする請求項１記載の深層曝気循環施設。
【請求項３】
水質自動測定装置と水位自動測定装置及び放流孔位置水深センサーからの情報で単一の放流孔の放流標高を制御する放流標高選択操作手段とした請求項２記載の深層曝気循環施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖性の湖沼又は海域に空気を散気する深層曝気循環施設に関する。
【背景技術】
【０００２】
湖沼水中において、湖沼流入量測定装置及び水質自動測定装置からの情報信号で上下数段に配置した複数の散気装置からの散気を制御する装置が開示されている（例えば、特許文献１。）。
又、内筒下部に流入孔を有すると共に該流入孔上部位置に散気装置を配設して、エアーリフト上昇流による水流速と気泡流速を減速させると共に外筒で流路長を延長して酸素溶解を確保する装置が開示されている（例えば、特許文献２。）。
【０００３】
【特許文献１】特許２５９０４５２号（特開平７−２５１１９６）
【特許文献２】特開２００５−５８９５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の深層曝気循環施設においては、散気手段を深層部に配設していたが、散気手段を浅層部に配設して深層部に配設した場合と同じ酸素溶解度を得る手段が開示されていなかった。
【０００５】
そして、水質自動測定装置と水位自動測定装置からの情報で単一の放流孔の放流標高を制御する放流標高選択操作手段が開示されていなかった。
【０００６】
又、散気手段を浅層部に配設した場合に比較して、深層部に配設すれば動力費が水深（水圧）のべき乗に比例して増加する問題があった。
【０００７】
又、単に散気手段を浅層部に配設しただけでは、水中への酸素溶解度が小さい問題があった。
【０００８】
本発明は、散気手段を浅層部に配設して深層部に配設した場合と同じ酸素溶解度を得ることを第一の課題とする。又、水質自動測定装置と水位自動測定装置及び放流孔位置水深センサーからの情報で単一の放流孔の放流標高を制御することを第二の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、以下に記載されるような技術構成とする。即ち、水面下に流入孔が沈下浸漬していると共に底部から内部水が流出する流出孔を有する管状体と、前記管状体内の上部位置であって前記流入孔より下部位置に配設した散気手段と、前記流出孔に連通接続した前記管状体内水排出手段と、該管状体内水排出手段に連通接続した放流手段とする。
【００１０】
又、管状体内水排出手段に連通接続すると共に放流標高選択操作手段を有する放流手段とする
【００１１】
又、水質自動測定装置と水位自動測定装置及び放流孔位置水深センサーからの情報信号で単一の放流孔の放流標高を制御する放流標高選択操作手段とする。
【００１２】
上記第一の課題解決手段による作用は次のようである。すなわち、水面下に流入孔が沈下していると共に底部から内部水が流出する流出孔を有する管状体と、前記管状体内の上部位置であって前記流入孔より下部位置に散気手段を配設し、前記流出孔にポンプの吸込側を連通接続すると共にポンプの吐出側を任意の深層に配設して、管状体内の下降流速を散気手段から散気した空気の上昇速度よりも大きくなるようにポンプで排出すると、散気された気泡が浅層から深層へ移動するに従って気泡中酸素ガスの水中への溶解度が増大する。そして、酸素溶解度が増大した冨酸素水を深層の貧酸素水塊へ放水すると冨酸素水と貧酸素水が混合拡散し、他の一部は周囲の貧酸素水を巻き込んで上昇するに従って、水中に溶解していた空気が微細気泡から徐々に大きな気泡へ成長して、大きな上昇力を生じて周囲の水塊を巻き込んで水面へ上昇拡散する。従って、深層貧酸素塊は冨酸素化すると共に水温が上昇し、上層の高温水塊と深層低温水塊とが混合すると共に旋回下降水流に伴って上層高温水塊が下降する。すると上層に生息していた植物性プランクトンは低温で光の無い環境に運ばれて死滅する。
【００１３】
水質自動測定装置と水位自動測定装置及び放流孔位置水深センサーからの情報信号で単一の放流孔の放流標高を制御するようにしていて、そして任意の放流標高を選択して電動昇降機等で操作する放流標高選択操作手段を配設する。水質自動測定装置からの情報によって水温成層状況を把握して、最適放流標高が選択され、そして放流孔水深位置を水深センサーで感知して電動昇降機を起動又は停止する。又、水深センサーの情報信号でインバータ制御するブロワー及びポンプの吐出量を制御する作用を付加することも出来る。
【００１４】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１５】
散気装置が浅層に配設されるので、深層に配設される場合と同一の空気量を送気しても、水深差に相当する吐出圧を減少出来るので、吐出圧減少に相当する所要電力費削減果がある。
【００１６】
電力削減に見合う地球温暖化防止効果がある。
【００１７】
水位センサーを配設することにより、放流孔標高位置を無段階に選択することが出来る効果がある。又、水深センサーの情報信号でインバータ制御するブロワー及びポンプの吐出量を制御することも出来るので、底泥の巻上げ防止又は過剰曝気を防止することが出来る。
【００１８】
散気装置を浅層に配設しても、深層に配設した場合と同一の酸素溶解度となるので、水質浄化効果がある。
【００１９】
深層の貧酸素水塊に酸素を供給するので、嫌気性菌による難溶性栄養塩の再溶出を抑制する効果がある。
【００２０】
深層で水中に溶解した窒素ガスが大部分を占める空気が再遊離ガス化して、上層に向かう程、中でも中層から表層にかけての気泡上昇速度が大きくなるため、表層から中層にかけて循環混合層を形成して、植物プランクトンが異常増殖し難い、即ち表層水温上昇制限、植物プランクトンへの光制限及び植物プランクトン固体数の高い表層水を希釈する等の環境を創出する効果が有る。
【実施例】
【００２１】
実施例について図面を参照して説明する。図１に示した第一の発明に係る第一の実施例において、フロート１を装備した浮上槽２から空気溶解管３を吊下げていて、そして前記空気溶解管３は上部開口３aを水面下に沈下浸漬すると共に下部３bを吸込管４に水中深層でお互いに連通接続している。又、水中ポンプ５の吸込側５aには前記吸込管４を連通接続すると共に吐出側５bには吐出管６を連通接続している。そして、該吐出管６の他端にエルボ７を連通接続して上方へ向かって高濃度空気溶解水を噴出している。高濃度空気溶解水は上方へ行くほど気泡が大きく成長する。又、前記空気溶解管３内であって水面下の浅層位置に散気装置８を吊下浸漬すると共に陸上設置のブロワー９から前記散気装置８へ空気を送気して散気している。そして又、ウェイト１０で風及び波浪に対抗して前記浮上槽のバランスを取ると共にコンクリートアンカー１１で流出を防止している。
【００２２】
図２に示した第二の発明に係る第一の実施例において、フロート１を装備した浮上槽２から空気溶解管３を吊下げていて、そして該空気溶解管３は上部開口３aを水面下に浸漬すると共に下部３bと吸込管４をU字管１２によって水中深層でお互いに連通接続している。そして、ポンプ１３の吸込側１３aに前記吸込管４を連通接続すると共に吐出側１３bにフレキシブル吐出管１４を連通接続している。そして、該フレキシブル吐出管１４の先端１４aはハンガーロープ１５で前記浮上槽３で吊下されて上方へ向かって高濃度空気溶解水を噴出している。又、前記フレキシブル吐出管１４の先端１４aに固着して配設した水圧センサー１６の信号を管理棟で受信確認しながら電動昇降機１７で昇降操作する。そして、又、前記空気溶解管３内であって水面下の浅層位置に散気装置８を吊下浸漬すると共に陸上設置のブロワー９から前記散気装置８へ空気を送気して散気している。そして又、ウェイト１０で風及び波浪に対抗して前記浮上槽のバランスを取ると共にコンクリートアンカー１１で流出を防止している。
【００２３】
図３に示した第二の発明に係る第二の実施例において、フロート１を装備した浮上槽２から空気溶解管３を吊下げていて、そして前記空気溶解管３は上部開口３aを水面下に浸漬すると共に下部３bと吸込管４を逆T字型で二方向へ分岐する分岐管１９によって水中深層でお互いに連通接続している。そして、二台の水中ポンプ５の吸込側５aに前記分岐管１９を連通接続すると共に吐出側５bにフレキシブル吐出管１４を連通接続している。そして、該フレキシブル吐出管１４の先端１４aはハンガーロープ１５で前記浮上槽２で吊下されて上方へ向かって高濃度空気溶解水を噴出している。本実施例では、吸込管４を逆T字型で二方向へ分岐する分岐管１９と二台の水中ポンプ５を配設しているが、分岐数は任意に選択することが出来る。又、前記フレキシブル吐出管１４の先端１４aに固着して配設した水圧センサー１６の信号を管理棟で受信確認しながら電動昇降機１８で昇降操作する。そして、又、前記空気溶解管３内であって水面下の浅層位置に散気装置８を吊下浸漬すると共に陸上設置のブロワー９から前記散気装置８へ空気を送気して散気している。そして又、ウェイト１０で風及び波浪に対抗して前記浮上槽のバランスを取ると共にコンクリートアンカー１１で流出を防止している。
【００２４】
図４及び図５に示した第三の発明に係る第一の実施例において、フロート１を装備した浮上槽２から空気溶解管３を吊下げていて、そして前記空気溶解管３は上部開口３aを水面下に沈下浸漬すると共に下部３bを二方向逆T字型の吸込管２１に水中深層でお互いに連通接続している。又、二台の水中ポンプ５の吸込側５aには前記吸込管２１を連通接続すると共に吐出側５bには剛性吐出管２２を連通接続している。そして、該剛性吐出管２２の水中ポンプ５に連通接続した吐出側５bの他端にエルボ７を水面方向へ向けて連通接続すると共に該エルボ７の上方には、図４に拡大して示したように、第一内筒２３に該第一内筒２３よりも大きな第一スリーブ２４を外挿し、又、該第一スリーブ２４に該第一スリーブ２４よりも大きな第二スリーブ２５を外装していて、該第二スリーブ２５の先端２５aをハンガーロープ１５で浮上槽２で吊下して上方へ向かって高濃度空気溶解水を噴出している。又、第二スリーブ２５の先端２５aに固着して配設した水圧センサー１６の情報信号と別途配設している水質自動測定装置及び水位自動測定装置からの情報信号を制御装置２６で電動昇降機１８を昇降操作する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第一の発明に係わる第一実施例を示す深層曝気循環装置の概略縦断面図。
【図２】第二の発明に係わる第一実施例を示す深層曝気循環装置の概略縦断面図。
【図３】第二の発明に係わる第二実施例を示す深層曝気循環装置の概略縦断面図。
【図４】第三の発明に係わる第一実施例を示す深層曝気循環装置の概略縦断面図。
【図５】第三の発明に係わる第一実施例を示す廃水処理装置のエルボ上端の拡大図。
【符号の説明】
【００２６】
１  フロート
２  浮上槽
３  空気溶解槽
３a  上部開口
３b  下部
４、２１  吸込管
５  水中ポンプ
５a、１３a  吸込側
５b、１３b  吐出側
６  吐出管
７  エルボ
８  散気装置
９  ブロワー
１０  ウェイト
１１  コンクリートアンカー
１２  U字管
１３  ポンプ
１４  フレキシブル吐出管
１４a、１４a  先端
１５  ハンガーロープ
１６  水圧センサー
１７  管理棟
１８  電動昇降機
１９  分岐管
２０  補助ハンガーロープ
２２  剛性吐出管
２３  第一内筒
２４  第一スリーブ
２５  第二スリーブ
２６  制御装置
【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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