(57)【要約】【課題】水処理接触材層３０の効率的な逆洗を行って浄化効率を高める。【解決手段】水中ポンプ１５、水処理接触材層３０及びフロート１１とから成り、水処理接触材層３０に逆洗管２１を付設し、水中ポンプ１５により水処理接触材層３０を通して水を噴出し、フロート１１により浮力を得る浮揚型水質浄化装置１０である。水処理接触材層３０は目詰りの進行につれて重くなり、装置は沈降する。その沈降を水位センサ２５で検出し、水位（沈降）が一定以上になったとき、逆洗管２１を作動させる。このように、目詰りを沈降によって検出すれば、目詰りを直接に検出することとなって、検出精度が高く、効率的な逆洗を行い得る。また、沈降を検出する水位センサであるため、構造も簡単であり、安価となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中ポンプ１５、水処理接触材層３０及びフロート１１とから成り、前記水処理接触材層３０に逆洗管２１を付設し、前記水中ポンプ１５により前記水処理接触材層３０を通して水を噴出し、前記フロート１１により浮力を得る浮揚型水質浄化装置１０において、
自己に対する水位検出器２５を有して、その水位検出器２５により、水位が一定以上になったとき、上記逆洗管２１から逆洗用空気を噴出させるようにしたことを特徴とする水質浄化装置。
【請求項２】
上記水処理接触材層３０が、装置本体１２に対し浮力により昇降自在となっており、前記装置本体１２と水処理接触材層３０間に上記水位検出器２５を設けて、水処理接触材層３０の昇降により装置本体１２との上下方向の間隔変化を上記水位変化としたことを特徴とする請求項１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】
この発明は、フロートにより浮力を得る浮揚型水質浄化装置、特に、その水処理接触材層の逆洗を効率よく行うようにした水質浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の浮揚型水質浄化装置は、一般に、水中ポンプ、水処理接触材層及びフロートとから成り、前記水処理接触材層に逆洗管を付設し、前記水中ポンプにより前記水処理接触材層を通して水を噴出する構成であり、前記水処理接触材層が目詰りすると、前記逆洗管に給気して逆洗により目詰りを解消する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、その水処理接触材層の目詰りを検出し、目詰りが生じると、逆洗を行う手段を備えた水質浄化装置もある（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２７５８９３号公報  段落０００８  図１
【特許文献２】
特開平９−１４１０１７号公報  段落００１７  図１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の技術は、その逆洗の時期の記載はないが、一般的には、タイマーによる一定時間毎の逆洗作用を行っている。このため、逆洗時期が水処理接触材層の目詰り度合に対応しておらず、効率的でない。
【０００６】
この技術に特許文献２の目詰り度合に基づく逆洗手段を付設することが考えられる。しかし、その逆洗手段は、水処理接触材層を流通する水が目詰りに基づいて減少すること（差圧が生じること）に着目し、その流水が少なくなったこと（差圧）による検出管内の水位低下により、逆洗時期を判断している。
【０００７】
この検出管による目詰り検出は構造が複雑であるうえに、エアーリフトポンプを介して検出管内に流水する恐れがあって、検出精度が低い。また、検出管内外のフロートが木の葉等の浮遊物の噛み込み等によりスムーズに移動できない恐れがある。さらに、水処理接触材層が木炭などの粒状物を充填したものの場合には、目詰りが生じ、流通抵抗が大きくなり差圧が生じ易いが、目詰りの少ないフィルター、例えば、接触材を吊り下げ、そこに微生物を担持させたフィルターでは、差圧が生じにくいので、的確な逆洗を行うことができない。このように、効率的な逆洗を行い得ない。
【０００８】
この発明は、目詰り検出精度が高く、効率的な逆洗を行い得るようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を達成するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、水処理接触材層は汚泥などの付着により目詰りが生じると、その付着により自重が重くなり、浮揚型であれば、その水処理接触材層が下降することに着目し、その下降に基づく装置（水処理接触材層）と水面の変化を検出して、その検出値に基づき逆洗を行うようにしたのである。
【００１０】
その具体的態様としては、水中ポンプ、水処理接触材層及びフロートとから成り、前記水処理接触材層に逆洗管を付設し、前記水中ポンプにより前記水処理接触材層を通して水を噴出し、前記フロートにより浮力を得る浮揚型水質浄化装置において、自己に対する水位検出器を有して、その水位検出器により、水位が一定以上になったとき（自己に対する水位が一定以上になったとき）、前記逆洗管から逆洗用空気を噴出させるようにしたのである。
【００１１】
この構成において、上記水処理接触材層が、装置本体に対し浮力により昇降自在となっており、前記装置本体と水処理接触材層間に上記水位検出器を設けて、水処理接触材層の昇降により装置本体との上下方向の間隔変化を上記水位変化としたものとし得る。
【００１２】
このようにすれば、波を打つなどの変化の大きい水面ではなく、検出し易い水処理接触材層と装置本体の間隔変化でもって、目詰りを検出するので、その精度が増す。また、水処理接触材層が複数の場合には、その各水処理接触材層の目詰まりに応じて個別的に逆洗を行うことができて、効率的である。
【００１３】
なお、この発明に係る水処理接触材層としては、木炭のように、不規則に充填されるものでなく、ひも状、すだれ状、網状骨格体、網状長円筒状、板波状、ハニカム状などと規則的に充填されるものが望ましい。これらは、通水抵抗が少なく目詰りによる差圧抵抗が少なく、その抵抗による水位差は発生しにくいが、水処理接触材層の汚泥付着度合はその沈降（重さ）度合に適切に表われるからである。
【００１４】
【実施の形態】
一実施形態を図１及び図２に示し、この実施形態の水質浄化装置１０は、例えば、ため池に設置するものであり、四角箱状の枠体（装置本体）１２の上面各辺にフロート１１が設けられ、枠体１２の上面には足場板１３が設けられている。この枠体１２は上面を除く他面はステンレス板１２ａなどによって閉塞されている。この閉塞は、完全なものである必要はない。フロート１１は両端が閉塞されて、適宜な孔から適宜量の水を注入することにより浮力調整を行い得る。枠体１２の中段１２ｂ下面には水処理接触材層３０が設けられている。
【００１５】
この水処理接触材層３０は、四角箱状の枠３１内に例えば、倉敷紡績株式会社：商品名：バイオアクターなどのフリンジ接触材３２を枠体１２の中段１２ｂに吊設して装填したものであり、この中を水が通過することにより、その水はフリンジで微生物と接触して浄化される。また、枠体１２の中段１２ｂ上面には、後述の逆洗兼用散気管２１及びエアリフト管（汚泥引抜管）２２に空気を供給するエアレーションポンプ１７が設けられている  （図２参照）。
【００１６】
水処理接触材層３０の上部中央部は空洞となっており、この空洞内に水中ポンプ１５が設けられている。この水中ポンプ１５は、周囲に発泡樹脂などからなるフロート１６を有する自己浮揚型であって、そのフロート１６の周囲のガイド（図示せず）を介して上下動自在となっている（詳細は特開２００２−２８２８９３号公報：図７参照）。このポンプ１５は、下部から吸水して上部の噴出口から図１のように水ａを噴出する。
【００１７】
枠体１２の壁面上部四隅には取水口１８が形成され、この取水口１８内側の水処理接触材層３０は下方に欠如された通路２０となっており、その通路２０に臨む水処理接触材層３０表面は断面Ｌ字状の板材２０ａで被われて、通路２０は水処理接触材層３０と隔離されている。このため、取水口１８からの流水はその通路２０に入り込んだ後、下方から水処理接触材層３０  （接触材３２）内に流れ込む。
【００１８】
足場板１３の下面には水位センサ２５が設けられ、この水位センサ２５により、足場板１３と水面の差、すなわち、この水質浄化装置１０自身に対する水位を検出する。この水位が、一定以上になったとき、すなわち、水処理接触材層３０に過剰の生物膜が付着して逆洗が必要な状態となり、生物膜の重量増加により水質浄化装置１０が沈降し、水質浄化装置１０自身に対する水位が一定以上上昇すると、このセンサ２５から逆洗信号が発せられる。水位センサ２５は、水面との距離が調整自在に取付けられており、その距離調整によって、  逆洗信号を発する最適な時期を設定する。また、その取付個数は任意であり、波の影響を少なくするためのカバーを設けるようにすることもできる。
【００１９】
枠体１２の底面には上記エアレーションポンプ１７に接続された散気管２１が設けられており、常時は、散気に十分な量の空気を噴出し、上記水位センサ２５の逆洗信号による逆洗時には、空気を強く噴出する。また、その散気管２１の下部には汚泥沈降室１９が形成され、この沈降室１９にエアリフト管２２が開口し、このエアリフト管２２は沈降室１９を横方向に突き抜けて、枠体１２にその外壁を下端から上方に向って水中に開口している。そのエアリフト管２２下端近くに上記エアレーションポンプ１７からのホース１７ａが上向きに接続されており、エアレーションポンプ１７から空気が送り込まれると、エアリフト管２２においてその上端に向かう矢印方向の空気流れが生じ、この空気流れにより、沈降室１９内の沈降汚泥がエアリフト管２２に流れ込んで排出される。
【００２０】
この水質浄化装置１０は、水中ポンプ１５を作動すると、枠体１２内部から水ａが外部水域に噴出され、その結果、枠体１２内外に発生する水位差により、取水口１８から水が吸い込まれて、枠体１２内部に送り込まれる。枠体１２内部に取り込まれた水は、通路２０に沿って下方に至り、その後、水処理接触材層３０の接触材３２を下端から上端まで通過してポンプ１５に至り、外部水域へ噴出する。このように、水ａを枠体１２内部の底層まで取り込むことにより、水処理接触材層３０を通過する時間が長くなり、かつ底層における水の滞留を防止するため、装置１０の浄化効率は一段と高くなる。
【００２１】
噴出して装置１０周囲の水域に落下する水ａは、接触材３２によって浄化された上、空気に触れて酸素を多く含有しているため、装置１０周囲の水質を改善し、この一連の作用が続くと、装置１０周囲の水域と装置１０から離れた水域に循環流を引き起こし、その結果、ため池全体を浄化する。
【００２２】
水処理接触材層３０では、水中の汚濁物質が濾しとられ、接触材３２に付着した微生物により汚濁物質の酸化分解が行われる。このとき、エアレーションポンプ１７を作動して散気管２１から接触材３２へ空気を吹き付けると、前記微生物が増殖し、より一層浄化効率を高められる。
【００２３】
この水質浄化作用中において、水処理接触材層３０に汚泥等が付着して（接触材３２の生物膜が成長して）重くなると、この水質浄化装置１０は徐々に沈降する。この沈降度が、汚泥付着による水処理接触材層３０の目詰り状態に達すると、その状態を、水位変化でもって水位センサ２５が検出し、散気管２１から強く空気が噴出されて水処理接触材層３０の逆洗が行われる。この逆洗により接触材３２に付着していた生物膜（汚泥）は剥離し、その一部は浮遊し、残りは沈降室１９に沈降する。沈降した汚泥は、エアリフト管２２により引き抜かれる。一方、浮上した汚泥は、ポンプ１５により排出される。なお、浮上した汚泥を引き抜くための汚泥引抜管を設けてもよい。この逆洗により身軽となった浄化装置１０は、浮上する。このように、水質浄化装置１０は一定以上沈降すれば、逆洗により浮上するので、水質浄化装置１０の上面に設けられたエアレーションポンプ１７などの電気機器類が水没する恐れもない。
【００２４】
なお、沈降室１９は必ずしも必要でなく、これを省略し、沈降する汚泥をそのまま、装置１０外に放出することもできる。また、逆洗時間は、タイマーによる一定時間でもよく、また、目詰りが解消したことによる水位変動に基づき、水位センサ２５でもって決定してもよい。
【００２５】
上記実施形態は、水質浄化装置１０そのものの沈降度合でもって逆洗を行うようにしたが、図３乃至図５に示すように、装置１０のフレームをなす枠体１２に対し、水処理接触材層３０をサブフロート３３（フロート１１と同一構造）を介して上下動自在に設け、その水処理接触材層３０と枠体１２の間隔変化で、水処理接触材層３０の目詰りによる水位変化を間接的に得るようにし得る。その水位センサ２５としては、図５に示すように、水処理接触材層３０に検出棒２５ａを突出し、その検出棒２５ａを枠体１２の中段１２ｂに貫通させ、その枠体中段１２ｂ上のリミットスイッチ２５ｂで検出棒２５ａ先端の検出子２５ｃを検出するものとし、その検出信号により、水処理接触材層３０の変動（水位変動）を検出して逆洗を行う。
【００２６】
枠体１２内に収納する水処理接触材層３０の数は、図示の４個に限らず、任意であり、また、図６に示すように、各水処理接触材層３０間の通路３４に散気管２１ａを設け、この散気管２１ａからの空気噴出により、同図矢印のごとく、水処理接触材層３０への循環流を生じさせて、水処理効果を高めることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、浮揚型として、自己に対する水位変化に基づき水処理接触材層の逆洗を行うようにしたので、その検出手段を構造が簡単なものとすることができるうえに、目詰り検出の精度も高く、効率のよい水処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の概略切断正面図
【図２】同概略平面図
【図３】他の実施形態の概略切断正面図
【図４】同概略平面図
【図５】同要部拡大図
【図６】他の実施形態の概略正面図
【符号の説明】
１０  水質浄化装置
１１  フロート
１２  四角箱状枠体
１５  水中ポンプ
１７  エアレーションポンプ
１８  取水口
１９  沈降室
２１、２１ａ  散気管（逆洗管）
２２  エアリフト管（汚泥引抜管）
２５  水位センサ
３０  水処理接触材層
３２  接触材
３３  サブフロート
【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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