(57)【要約】【課題】軟質の土壌、汚泥、高濃度汚水等からなる泥土を取り込み、泥土を曝気して、泥土中の好気性菌を活性化させ、好気性菌の有機物の分解により、泥土を活性化する泥土の曝気装置及びその方法を提供する。【解決手段】上流側には軟質の土壌、汚泥、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込む取込口１１が設けられ、下流側にはその放出口１２が設けられた筒状体１３と、筒状体１３の外側に隙間を設けて配設され、上流側及び下流側が閉塞されて圧縮空気を貯留するヘッダー１４を形成する外側覆い部材１５とを有し、しかも、筒状体１３には、外部からヘッダー１４に送られる圧縮空気を、筒状体１３の内側下流に向けて噴出する複数の空気噴出口２３、２４、２５が設けられ、取込口１１から入り込んだ泥土に空気を混ぜて放出口１２から放出する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側には軟質の土壌、汚泥、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込む取込口が設けられ、下流側にはその放出口が設けられた筒状体と、
前記筒状体の外側に隙間を設けて配設され、上流側及び下流側が閉塞されて圧縮空気を貯留するヘッダーを形成する外側覆い部材とを有し、
しかも、前記筒状体には、外部から前記ヘッダーに送られる圧縮空気を、当該筒状体の内側下流に向けて噴出する複数の空気噴出口が設けられ、前記取込口から入り込んだ前記泥土に空気を混ぜて前記放出口から放出することを特徴とする泥土の曝気装置。
【請求項２】
請求項１記載の泥土の曝気装置において、前記空気噴出口は前記筒状体の内壁円周上に設けられていることを特徴とする泥土の曝気装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の泥土の曝気装置において、前記空気噴出口の上流側には前記ヘッダーからの圧縮空気を部分貯留するサブヘッダーが設けられ、しかも、前記ヘッダーから前記サブヘッダーへ圧縮空気を通過させる複数の空気通路は、円周方向に対して同一斜め方向に向いて、前記空気噴出口から噴出する空気に旋回流れを与えていることを特徴とする泥土の曝気装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の泥土の曝気装置において、前記取込口の周囲に、取り込まれる前記泥土に空気を周囲から混入する噴出孔が設けられていることを特徴とする泥土の曝気装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の泥土の曝気装置において、前記取込口の前部には、前記筒状体の内側に障害物が取り込まれるのを防止する障害物排除手段が取付けられていることを特徴とする泥土の曝気装置。
【請求項６】
筒状体の取込口から軟質の土壌、泥土、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込み、当該筒状体の内壁円周上に設けられた空気噴出口から当該筒状体の内側下流に向けて圧縮空気を噴出し、前記泥土に空気を混ぜて前記筒状体の放出口から放出して、当該泥土を活性化することを特徴とする泥土の曝気方法。
【請求項７】
請求項６記載の泥土の曝気方法において、前記筒状体を前記泥土上を走行する乗り物に取付けて、当該乗り物を走行させながら前記筒状体の取込口から前記泥土を取り込むことを特徴とする泥土の曝気方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軟質の土壌、汚泥、高濃度汚水等からなる泥土を取り込み、泥土に空気を注入して泥土を活性化する泥土の曝気装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
干潟等の湿地帯の軟質な土壌において、背後圏の都市化の進展や自然環境の変化に伴う流入水質の悪化が進んでいる。このため、湿地・干潟等においては環境負荷が自然浄化能力を上回っており、底質環境の悪化が深刻な状況である。
一方、湿地帯を再生し浄化能力を高めるためには、作業性の悪い軟弱地盤上において底質浄化対策を講じることが求められている。
従来、湿地帯のような軟質の土壌を走行するためには、板そりに片膝をつき、他方の足で軟泥を蹴って進む人力による潟スキーが用いられていた。更に、走行用のエンジンを有し、無限軌道車の駆動部分に浮力を持たせた乗り物や、接地面積の大きな多車輪を用いた乗り物、更には水上走行が可能な軟弱地盤走行用の乗り物が提案されていた。
このような装置として、海苔摘用船の前部両舷に羽根車を付けて、軟泥を掻くことにより前進、後退及び舵取りを行い、干潟等の湿地帯の軟質な土壌上を容易に移動することができ、更に、後部に干潟走行機の走行により作用する鋤状部材や回転式鋤等の耕作用鋤装置を取付けて、土を耕す干潟走行機が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この干潟走行機で土を耕すことによって、土中に空気、即ち酸素を含ませるので、土中の好気性菌が活性化し、好気性菌が有機物の分解を行い、土質の改善を図ることができた。
【０００３】
また、汚泥は、固形と液状の中間性状を示す泥状の廃棄物である。鉱工業や農水産業の生産活動に伴って発生するのみならず、下水道、屎尿処理、廃水処理などの公害防止施設などさまざまな分野から発生し、港湾、湖沼、河川やダムに堆積することも多い。汚泥は水分を多く含み取扱いが困難なために、まず濃縮し、続いて脱水し含水率を低下させる。無機成分の多い汚泥は、有害物質が含まれていなければそのまま埋立処分される場合が多い。有機性汚泥については、乾燥、コンポスト化して肥料又は土壌改良剤として緑農地に還元利用する方法、熱分解して燃料化する方法、直接燃焼して熱エネルギーとして利用する方法、嫌気性微生物の発酵によるメタンガスの回収方法などが試みられていた。
高濃度汚水は、汚濁成分を分離除去して、清澄で安全なものに変える曝気処理が行われている。曝気処理において、微生物が酸素の存在下で汚水中の有機物質を分解安定化する活性汚泥法がある。活性汚泥法は曝気槽に流入した汚水を、微生物を主体として構成された活性汚泥と混合し、同時に空気中の酸素を水表面から機械撹拌で溶解させるか、底部より圧縮空気を気泡として注入していた。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第３０８４３５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軟質の土壌を走行する前記した干潟走行機は後部に配設した耕作用鋤装置により土を耕すので、細かく耕すことができず、土中に効率よく酸素を送り込むことが困難であった。また、耕作用鋤装置は動力によって動かず、干潟走行機の走行によって作動するので、干潟走行機の速度や土の粘性によって、耕作の効率、即ち土中の活性化の度合いが変わっていた。
汚泥の処理では、大きな処理槽が必要であり、河川や池などの汚泥を処理槽まで輸送しなければならないという問題があった。
高濃度汚水の活性汚泥法による処理では、大きな曝気槽が必要であり、また、曝気槽に空気を送るための大掛かりな装置も必要であった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、軟質の土壌、汚泥、高濃度汚水等からなる泥土を取り込み、泥土を曝気して、泥土中の好気性菌を活性化させ、好気性菌の有機物の分解により、泥土を活性化する泥土の曝気装置及びその方法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】
前記目的に沿う本発明に係る泥土の曝気装置は、上流側には軟質の土壌、汚泥、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込む取込口が設けられ、下流側にはその放出口が設けられた筒状体と、筒状体の外側に隙間を設けて配設され、上流側及び下流側が閉塞されて圧縮空気を貯留するヘッダーを形成する外側覆い部材とを有し、しかも、筒状体には、外部からヘッダーに送られる圧縮空気を、筒状体の内側下流に向けて噴出する複数の空気噴出口が設けられ、取込口から入り込んだ泥土に空気を混ぜて放出口から放出する。これによって、筒状体に取り込まれた泥土は、空気噴出口から圧縮空気を送り込まれ、筒状体内で曝気される。曝気された泥土中において、好気性菌は空気、即ち酸素によって活性化して、有機物を分解するので、泥土が活性化される。
【０００７】
圧縮空気は、圧縮機、過給機、送風機等によって発生し、発生した圧縮空気は、例えば供給管によって、ヘッダーに運ばれる。ヘッダーは、筒状体の外壁と外側覆い部材とで囲まれた空間で形成され、外側覆い部材の外部から送られる圧縮空気を貯留している。貯留されている圧縮空気は、筒状体に設けられた複数の空気噴出口から、筒状体の内側下流に向けて高速度で噴出され、この圧縮空気の流れによって、筒状体内側の取込口付近では真空状態となり、取込口の外部近傍の泥土は筒状体に取り込まれる。取り込まれた泥土は、筒状体内で空気噴出口から内側下流へ噴出する圧縮空気によって空気と混ざり、更に、泥土は圧縮空気の流れによって放出口側へと移動し、放出口から曝気装置外部へと放出される。
【０００８】
本発明に係る泥土の曝気装置において、空気噴出口は筒状体の内壁円周上に設けてもよい。これによって、筒状体の内壁に沿って空気が流れるので効率よく、泥土に空気を送ることができる。
本発明に係る泥土の曝気装置において、空気噴出口の上流側にはヘッダーからの圧縮空気を部分貯留するサブヘッダーが設けられ、しかも、ヘッダーからサブヘッダーへ圧縮空気を通過させる複数の空気通路は、円周方向に対して同一斜め方向に向いて、空気噴出口から噴出する空気に旋回流れを与えてもよい。これによって、泥土に空気が旋回しながら吹き込まれるので、効率よく空気が混ぜ込まれる。
【０００９】
本発明に係る泥土の曝気装置において、取込口の周囲に、取り込まれる泥土に空気を周囲から混入する噴出孔を設けてもよい。これによって、予め噴出孔から、泥土に空気を送り込み、泥土の粘度を下げるので、噴出孔が設けられた位置を通過した泥土は、空気噴出口から送り込まれる圧縮空気が混ぜ込まれ易い状態になる。更に、噴出孔に泥土が入り込み、噴出孔が詰まらないように、筒状体の噴出孔の噴出側に拡径する円錐台状の凹部を設け、この凹部に空気層を有するように空気を送り込むこともできる。
本発明に係る泥土の曝気装置において、取込口の前部には、筒状体の内側に障害物が取り込まれるのを防止する障害物排除手段を取付けてもよい。これによって、筒状体の内側に取り込まれる泥土から石、ガラス、ゴミ等の障害物を予め排除することができる。障害物排除手段としては、取込口の上流側に設けて障害物を排除する細かい網目状のスクリーンや格子等がある。
【００１０】
本発明に係る泥土の曝気方法においては、筒状体の取込口から軟質の土壌、泥土、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込み、筒状体の内壁円周上に設けられた空気噴出口から筒状体の内側下流に向けて圧縮空気を噴出し、泥土に空気を混ぜて筒状体の放出口から放出して、泥土を活性化する。これによって、筒状体に取り込まれた泥土は、筒状体の内壁円周上に設けられた空気噴出口から送り込まれた圧縮空気により、筒状体内側で曝気される。曝気された泥土中において、好気性菌は空気、即ち酸素によって活性化して、有機物を分解するので、泥土が活性化される。
本発明に係る泥土の曝気方法において、筒状体を泥土上を走行する乗り物に取付けて、乗り物を走行させながら筒状体の取込口から泥土を取り込んでもよい。これによって、乗り物の走行により、泥土を筒状体内側に取り込むので、圧縮空気の圧力によらず、泥土を効率よく筒状体内側に取り込むことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）は本発明の一実施の形態における泥土の曝気装置の部分側断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置の側面図、平面図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置の要部一部切欠き側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置を取付けた乗り物の平面図、側面図、図５は同泥土の曝気装置のエンジンの回転動力伝達の説明図、図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置の取付け部分の説明図である。
【００１２】
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態における泥土の曝気装置１０は、上流側に軟質の土壌、汚泥、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込む取込口１１が設けられ、下流側にその放出口１２が設けられた筒状体１３と、筒状体１３の外側に隙間を設けて配設され、上流側及び下流側が閉塞されて圧縮空気を貯留するヘッダー１４を形成する外側覆い部材１５とを設けた曝気装置本体１６を有している。筒状体１３は、取込口１１から放出口１２方向に４つの筒状部材１７、１８、１９、２０を連結して一体的に形成されている。外側覆い部材１５には圧縮空気発生手段の一例である圧縮機２１（図４参照）により発生させた圧縮空気をヘッダー１４に送る空気管２２が、貫通して取付けられている。筒状体１３の内側円周上には、空気管２２を介してヘッダー１４に貯留された圧縮空気を、筒状体１３の内側下流に向けて噴出する複数の（ここでは、外側覆い部材１５内の筒状体１３の長手方向に略均等な間隔で３段に）空気噴出口２３、２４、２５が設けられている。
【００１３】
隣接する筒状部材１７と筒状部材１８は、筒状部材１７の後部外壁に設けられたねじ２６と、筒状部材１８の前部内壁に設けられたねじ２７によってねじ結合されている。筒状部材１７の後端部には筒状部材１８の前部内側に嵌入する環状で厚みの薄い内リング２８が設けられ、この内リング２８と段差を有する筒状部材１８の前部内壁によってサブヘッダー２９が、更にその下流側に空気噴出口２３が形成されている。
更に、筒状部材１８の前端部には圧縮空気を部分貯留するサブヘッダー２９へヘッダー１４から圧縮空気を通過させるために空気通路３０が、筒状体１３の円周方向に対して同一斜め方向に向いて複数（例えば、４個）穿設され、空気噴出口２３から噴出する空気に旋回流れを与えている。故に、空気噴出口２３から噴出される圧縮空気は、下流側へ旋回しながら筒状体１３内を流れる。
【００１４】
空気噴出口２３を形成する内リング２８と筒状部材１８との隙間は、０．１〜１．０ｍｍ程度で、直径２０〜２００μｍの細かい気泡を発生させることができるので、圧縮空気を泥土に混ぜ込ませ易くなっている。また、内リング２８は、下流側へ向けてわずかに縮径しているので、圧縮空気を泥土にスムーズに混ぜ込ませることができる。なお、筒状部材１７と筒状部材１８と同様に、筒状部材１８と筒状部材１９、筒状部材１９と筒状部材２０もねじ結合され、それぞれの結合部分には筒状部材１８の内リング３１、筒状部材１９の内リング３２によって形成される空気噴出口２４、２５及びサブヘッダー３３、３４、筒状部材１９、２０の前端部に設けた空気通路３５、３６を有している。
【００１５】
取込口１１の周囲には、取り込まれる泥土に外側覆い部材１５の上流側閉塞部に設けられた空気室３７から空気を混入する噴出孔３８が複数（例えば、３個以上）設けられている。噴出孔３８には、噴出方向に拡径する円錐台状の凹部３９が形成され、凹部３９に空気を流して空気層を有することにより泥土が噴出孔３８に入り込むのを防止して、噴出孔３８が詰まらないようにしている。なお、ヘッダー１４から空気室３７に圧縮空気を送るために、外側覆い部材１５には、ヘッダー１４から空気室３７まで通気孔４０が複数（例えば、４つ）穿設されている。
【００１６】
また、空気管２２から送られる圧縮空気は、圧縮機２１によって１．５〜５．０ａｔｍに加圧されており、各空気噴出口２３、２４、２５から高速度で筒状体１３の内側下流に空気を噴出する。この際には、噴出した空気の圧力損失により、筒状体１３内側の取込口１１付近は真空状態となり、取込口１１付近の泥土が筒状体１３の内側に取り込まれる。取り込まれた泥土は、噴出孔３８から吹き出す空気により、粘度が下げられる。
更に、ヘッダー１４から送られた圧縮空気を空気通路３０、３５、３６によって旋回流れとし、空気噴出口２３、２４、２５から圧縮空気が噴出され泥土に送り込まれる。圧縮空気は高速な旋回流れであるので、泥土に効率よく空気が混ぜ込まれる。空気と混ざった泥土は空気の流れに沿って進み、放出口１２から放出される。
隣り合う筒状部材をねじ結合する場合、各筒状部材の前部と後部とのねじを対とすることにより、取込口を有する筒状部材と、放出口を有する筒状部材との間に、１又は３以上の筒状部材を挿入して筒状体を形成することができる。その場合は外側覆い部材の長さを合わせる必要がある。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、曝気装置本体１６の取込口１１の先端部前部には、櫛状の障害物排除手段４１が取付けられている。障害物排除手段４１は、障害物排除手段４１を取込口１１の外側に取付ける取付具４２と、取込口１１と実質的に同じ大きさの開口径を有し、取込口１１と連接する泥土の取込口４３と、取付具４２の下部に水平に取付けられ、前方凸形のホームベース状の板材４４と、上方に例えば、４５度の角度で折り曲げられ、所定の間隔（例えば、５〜１０ｍｍ）で、板材４４に複数本、例えば９本取付けられている棒状部材４５とを有している。更に、棒状部材４５の折れ曲がり部分の上側の下部には、棒状部材４５の補強として、補強板４６、４７が取付けられている。板材４４が水平に取付けられているので、泥土を取り込む際に、曝気装置１０が安定する。
【００１８】
前記取込口４３を構成するパイプ４８は、先端が斜め４５度に切断されて、前方からの泥土の他、上方からの泥土も流れ込む様になっている。
また、取込口４３の途中位置にリング状の空気導入部４９が設けられ、その外側一部には空気取込口５０を有し、途中にバルブ５１を有するパイプ５２によって、空気管２２に連結されている。
リング状の空気導入部４９の内側のパイプ４８には、周囲に複数（例えば、４〜１６個）の小径貫通孔５３が設けられ、空気導入部４９からの圧縮空気を内部に導入する構造となっている。また、この小径貫通孔５３の内側には導入された圧縮空気を後方にガイドするガイド管５４が設けられている。これによって、前方からパイプ４８内に入った泥土を圧縮空気で後方に送る様になっている。
また、リング状の空気導入部４９の下部には小径の空気噴出管５５が前方を向いて設けられ、取込口４３と補強板４６、４７とに囲まれる部分に溜まっている泥土を軟らかくすると共に、掻き混ぜている。
【００１９】
前述した曝気装置１０は、図４（Ａ）、（Ｂ）、図５に示すように、軟質の土壌、汚泥、高濃度汚水等からなる泥土上を自力走行する角舟状の乗り物５６に取付けている。乗り物５６は、前側中央部の船底に耕運機の車輪を除去した１０馬力のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）５７が備えられ、エンジン５７の回転動力を伝える車軸５８が乗り物５６の進行方向（図中の矢印方向）に対して直交するように乗り物５６の船底に取付けられている。
更に、エンジン５７の出力軸５９には、第１のＶプーリー６０と、第１のＶプーリー６０に取付けられた第１のＶベルト６１と、第１のＶプーリー６０と直径が異なり対となる第２のＶプーリー６２とから形成される増速型の動力伝達機構を介して、圧縮機２１が連結されている。例えば、第１のＶプーリー６０と第２のＶプーリー６２の直径比が３倍であると、圧縮機２１の回転軸６３の回転数は、出力軸５９の回転数の３倍となり、回転数が上がるので発生する圧縮空気の体積も大きくなる。更に、圧縮機２１には先端部が二股になっているフレキシブルホース６４の基部が接続され、更に、フレキシブルホース６４のそれぞれの先端には乗り物５６の左右両舷に配置された導管６５が接続されている。更に、導管６５の先端にはそれぞれ曝気装置１０が取付けられている。
【００２０】
また、エンジン５７には、エンジン５７の出力軸５９に設けられた第３のＶプーリー６６と、第３のＶプーリー６６に取付けられた第２のＶベルト６７と、第３のＶプーリー６６と直径が異なり対となる第４のＶプーリー６８を介して減速機６９が連結されている。減速機６９によって減少した回転動力が、減速機６９に設けた回転軸７０及び車軸５８にそれぞれ設けた歯車７１、７２を介して、車軸５８に伝えられ、更に、車軸５８の先端、即ち進行方向に対して乗り物５６の左右両側に取付けられた外車輪７３、７４を駆動させる。これらによって、走行手段が構成される。
【００２１】
乗り物５６は、泥土に対して適切な接地圧（例えば、１１０ｋｇ／ｍ２　）になるような底面積を有し、エンジン５７、圧縮機２１及び操縦者等の全ての重量に対しても浮力を得られるように設計されている。乗り物５６の船底の角部を小半径のアールとすることで、広い底面積が得られ、接地圧を小さくできると共に、乗り物５６の旋回時の抵抗を軽減することができる。
また、乗り物５６は、エンジン５７の出力を制御するスロットルレバー７５と、左右の外車輪７３、７４とエンジン５７との連結をそれぞれ結合又は解除する左右のクラッチ７６、７７と、エンジン５７に配設された減速機６９のギア比を切り替えるギア７８と、高速用又は低速用のギアを切り替える切替スイッチ７９を備えている。
【００２２】
図６（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、曝気装置１０の乗り物５６への取付けについて説明する。導管６５は、乗り物５６の両舷の外側壁に固定される垂直部分と、フレキシブルホース６４と接続される水平部分とを有した折れ曲がり構造をしており、垂直部分の上部には回転軸８０を有する第１の支持部材８１と、第１の支持部材８１の下側には、ねじ８１ａの圧着による摩擦により導管６５を保持する第２の支持部材８２とを備えている。更に、導管６５の垂直部分の第２の支持部材８２より下部は伸縮自在に形成され、曝気装置１０の筒状体１３の中心軸が実質的に泥土の表面と同じ高さになるように調節し、曝気装置１０内側が泥土で完全に埋まらない深さに保つようにしている。
導管６５の先端には、曝気装置１０が乗り物５６の進行方向に取込口１１を向け、しかも、乗り物５６と平行になるように、曝気装置１０の空気管２２がフランジ８３（ねじ、溶接等であってもよい）によって乗り物５６に取付けられている。圧縮機２１から送られた圧縮空気は、フレキシブルホース６４の先端に取付けたソケット８２ａを介して、導管６５、空気管２２を通り、曝気装置１０のヘッダー１４へと運ばれる。
【００２３】
また、乗り物５６の両舷側部には、第１の支持部材８１及び第２の支持部材８２の取付け位置にそれぞれ対応し、第１の支持部材８１及び第２の支持部材８２を保持する第１の取付け部材８４、第２の取付け部材８５が設けられた導管取付け具８６が乗り物５６後端の内側壁に万力８７により取付けられている。
乗り物５６の走行中において、曝気装置１０に岩等の異物や岩盤等の硬い土が衝突する場合や、乗り物５６の速度が速くなり曝気装置１０に負荷がかかる場合には、第２の支持部材８２は、第２の取付け部材８５と離れるので、第１の支持部材８１の回転軸８０を中心として、曝気装置１０が跳ね上がってショックを回避することにより、曝気装置１０、導管６５の破損を防止することができる。
【００２４】
次に、本発明の一実施の形態に係る泥土の曝気方法について説明する。この曝気方法は、圧縮機２１を搭載した乗り物５６に曝気装置１０を取付け、泥土上を自力走行させて、筒状体１３内に泥土を取り込み、圧縮機２１から発生する圧縮空気を取り込まれた泥土に混ぜ込んで、曝気して土質を改善する方法である。ここで、乗り物５６を駆動するエンジン５７は、例えば１３００ｒｐｍで回転し、その回転動力を、エンジン５７の出力軸５９に取付けられた第１のＶプーリー６０、第１のＶベルト６１、第１のＶプーリー６０の直径の１／３に形成された第２のＶプーリー６２、圧縮機２１の回転軸６３を介して、回転羽根式の圧縮機２１に伝達している。この場合には、圧縮機２１は３９００ｒｐｍで回転する。圧縮機２１は、圧縮機２１外部の空気を取込み、これを圧縮してフレキシブルホース６４に放出する。放出される空気の圧力は、１．５〜５．０ａｔｍと高く、曝気装置１０の内側に旋回する圧縮空気を勢いよく噴出し、曝気装置１０内に取り込まれた泥土に圧縮空気を効率よく混ぜ込むことができる。なお、放出される空気量は、例えば、１時間当たり数十ｍ３　から数百ｍ３　である。
【００２５】
圧縮機２１により圧縮された空気は、フレキシブルホース６４、導管６５、空気管２２を介して、ヘッダー１４に貯留され、空気通路３０、３５、３６を通過して、空気噴出口２３、２４、２５より筒状体１３の内側下流に向けて噴出される。噴出する空気の速度が速いので、曝気装置１０の筒状体１３の内側には真空が生じ、取込口１１外部の泥土は筒状体１３内に取り込まれる。乗り物５６が走行していなくても、圧縮空気を空気噴出口２３、２４、２５より噴出して、泥土を取り込み、曝気することができる。
また、第１のＶプーリー６０、第１のＶベルト６１、第１のＶプーリー６０の代わりに、エンジン５７の出力軸５９に無段変速機を介して、圧縮機２１の回転軸６３を回転させると、エンジン５７の出力が低下、つまり、乗り物５６の走行速度が低下しても圧縮機２１の回転数は低下しない。
【００２６】
乗り物５６の操縦は、スロットルレバー７５、クラッチ７６、７７、ギア７８、及び切替スイッチ７９で行う。ギア７８の変速段数は、例えば前進３段、後退１段のものを使用する。更に、高速用及び低速用の２段階に切り替え可能な切替スイッチ７９により前進の変速段数を６段までにすることができる。
乗り物５６を前進させるには、左右のクラッチ７６、７７を繋ぎ、スロットルレバー７５によりエンジン５７の出力を上げ、左右の外車輪７３、７４を回転させる。また、左に旋回する場合には、左のクラッチ７６を切り左側の外車輪７３の回転を止め、右のクラッチ７７を繋ぎ右側の外車輪７４を回転させる。右に旋回させる場合は、その逆の動作を行えばよい。後退する場合には、ギア７８を後退する位置に切り替える。また、ギア７８及び切替スイッチ７９を切り替えることにより乗り物５６の速度を調整することができる。
【００２７】
図４（Ｂ）に示すように、外車輪７３、７４は複数枚（例えば６枚）の掻き羽根８８が取付けられている。泥詰まり防止及び推進力の増加のため、掻き羽根８８の先端部（外車輪７３、７４の円周側）は、それぞれの掻き羽根８８が土と接地する時に、地面と掻き羽根８８の先端部がほぼ平行となる角度を有し、効率よく土を掻くことができる。また、外車輪７３、７４の補強のために、外車輪７３、７４の外周の内側及び外側には輪８９が取付けられている。更に、輪８９は地盤の硬軟に応じて外車輪７３、７４の土中に沈み込む深さを調整して、掻き羽根８８に過度の抵抗がかかり、破損するのを防いでいる。外車輪７３、７４には泥土の飛沫防止のために泥除け９０が設けられ、乗組員に泥がかからないようにしている。
乗り物５６を走行させながら、筒状体１３の取込口１１から泥土を取り込み、空気噴出口２３、２４、２５から噴出する圧縮空気を泥土に混ぜて放出口１２から放出し、泥土を活性化する。
【００２８】
本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の泥土の曝気装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態において、曝気装置の泥土の取込口を広がりを持つように形成して、泥土を取り込み易くしてもよい。また、取込口の前方に取付ける障害物排除手段としては、櫛状のものを用いたが、細かい網目状のスクリーンや格子状に形成したものでもよい。圧縮空気の発生装置として、回転羽根式の圧縮機を用いたが、往復式の圧縮機でもよく、更には、過給機又は送風機でもよい。曝気装置を乗り物の両舷に取付けたが、乗り物の後部に取付けてもよい。また、フレキシブルホースの分岐を２としたが、３以上に分岐して、それに接続する導管及び曝気装置の数を増やしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１〜５記載の泥土の曝気装置においては、上流側には軟質の土壌、汚泥、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込む取込口が設けられ、下流側にはその放出口が設けられた筒状体と、筒状体の外側に隙間を設けて配設され、上流側及び下流側が閉塞されて圧縮空気を貯留するヘッダーを形成する外側覆い部材とを有し、しかも、筒状体には、外部からヘッダーに送られる圧縮空気を、筒状体の内側下流に向けて噴出する複数の空気噴出口が設けられ、取込口から入り込んだ泥土に空気を混ぜて放出口から放出するので、筒状体に取り込まれた泥土は、空気噴出口から圧縮空気を送り込まれ、筒状体内で曝気される。曝気された泥土中において、好気性菌は空気、即ち酸素によって活性化して、有機物を分解するので、泥土が活性化される。
特に、請求項２記載の泥土の曝気装置においては、空気噴出口は筒状体の内壁円周上に設けられているので、筒状体の内壁に沿って空気が流れ、泥土に効率よく空気を送ることができる。
【００３０】
請求項３記載の泥土の曝気装置においては、空気噴出口の上流側にはヘッダーからの圧縮空気を部分貯留するサブヘッダーが設けられ、しかも、ヘッダーからサブヘッダーへ圧縮空気を通過させる複数の空気通路は、円周方向に対して同一斜め方向に向いて、空気噴出口から噴出する空気に旋回流れを与えているので、泥土に効率よく空気を混ぜ込むことができる。
請求項４記載の泥土の曝気装置においては、取込口の周囲に、取り込まれる泥土に空気を周囲から混入する噴出孔を設けているので、予め泥土に空気を送り込むことにより、泥土の粘度が下がり、空気噴出口から送り込まれる圧縮空気を泥土に混ぜ込まぜ易くすることができる。
請求項５記載の泥土の曝気装置においては、取込口の前部には、筒状体の内側に障害物が取り込まれるのを防止する障害物排除手段を取付けているので、石、ガラス、ゴミ等の障害物が筒状体の内側に泥土と共に取り込まれるのを防止することができる。
【００３１】
請求項６及び７記載の泥土の曝気方法においては、筒状体の取込口から軟質の土壌、泥土、及び高濃度汚水のいずれか１又は２以上からなる泥土を取り込み、筒状体の内壁円周上に設けられた空気噴出口から筒状体の内側下流に向けて圧縮空気を噴出し、泥土に空気を混ぜて筒状体の放出口から放出するので、泥土中に送り込まれた空気、即ち酸素により、泥土中の好気性菌が活性化し、好気性菌が有機物の分解を行い、泥土を活性化することができる。
特に、請求項７記載の泥土の曝気方法においては、筒状体を泥土上を走行する乗り物に取付けて、乗り物を走行させながら筒状体の取込口から泥土を取り込むので、圧縮空気の圧力によらず、泥土を効率よく筒状体内側に取り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態における泥土の曝気装置の部分側断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置の側面図、平面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置の要部一部切欠き側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置を取付けた乗り物の平面図、側面図である。
【図５】同泥土の曝気装置のエンジンの回転動力伝達の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同泥土の曝気装置の取付け部分の説明図である。
【符号の説明】
１０：泥土の曝気装置、１１：取込口、１２：放出口、１３：筒状体、１４：ヘッダー、１５：外側覆い部材、１６：曝気装置本体、１７、１８、１９、２０：筒状部材、２１：圧縮機、２２：空気管、２３、２４、２５：空気噴出口、２６、２７：ねじ、２８：内リング、２９：サブヘッダー、３０：空気通路、３１、３２：内リング、３３、３４：サブヘッダー、３５、３６：空気通路、３７：空気室、３８：噴出孔、３９：凹部、４０：通気孔、４１：障害物排除手段、４２：取付具、４３：取込口、４４：板材、４５：棒状部材、４６、４７：補強板、４８：パイプ、４９：空気導入部、５０：空気取込口、５１：バルブ、５２：パイプ、５３：小径貫通孔、５４：ガイド管、５５：空気噴出管、５６：乗り物、５７：エンジン、５８：車軸、５９：出力軸、６０：第１のＶプーリー、６１：第１のＶベルト、６２：第２のＶプーリー、６３：回転軸、６４：フレキシブルホース、６５：導管、６６：第３のＶプーリー、６７：第２のＶベルト、６８：第４のＶプーリー、６９：減速機、７０：回転軸、７１、７２：歯車、７３、７４：外車輪、７５：スロットルレバー、７６、７７：クラッチ、７８：ギア、７９：切替スイッチ、８０：回転軸、８１：第１の支持部材、８１ａ：ねじ、８２：第２の支持部材、８２ａ：ソケット、８３：フランジ、８４：第１の取付け部材、８５：第２の取付け部材、８６：導管取付け具、８７：万力、８８：掻き羽根、８９：輪、９０：泥除け
【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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