(57)【要約】【課題】浄化対象水域を比較的小規模な設備により確実に浄化することが可能な水質浄化システムを提供する。【解決手段】浄化対象範囲１８を外側水域１７から仕切る水中フェンス１５が立設され、水中フェンスはその上端を越えて水が流れるように水面よりもわずかに低く形成される。陸上に浄化装置１１が設置され、これに少量の汚濁水を外側水域から取り込む取水管１２ｂと、浄化対象範囲から汚濁水を取り込む取水管１３ｂとが延設され、各取水管の先端には送水ポンプ１２ａ，１３ａが取り付けられ、さらに、浄化処理された水を浄化装置から浄化対象範囲へ環流させるための環流管１４が浄化装置から浄化対象範囲までが延設されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湖沼、堀、池などの閉鎖性水域の汚濁水を浄化するシステムであって、浄化対象範囲を仕切るために水底から水面近傍まで延びるように水面下に設けられたフェンスと、汚濁水を浄化するための浄化手段と、前記浄化対象範囲から前記浄化手段へ汚濁水を取り込む第一の取水手段と、前記浄化手段で浄化された水を浄化対象範囲へ環流させる環流手段と、該取り込まれた汚濁水の水量よりも浄化対象範囲へ環流される水量のほうが多くなるようにする増水手段とを備えることを特徴とする水質浄化システム。
【請求項２】
前記増水手段は、前記浄化対象範囲の外側水域から前記浄化手段へ少量の汚濁水を取り込む第二の取水手段を含み、該少量の汚濁水を、前記第一の取水手段で取り込んだ汚濁水と伴に浄化することにより、浄化対象範囲から取り込んだ汚濁水よりも多量の浄化処理水を浄化対象範囲へ環流させることを特徴とする請求項１に記載の水質浄化システム。
【請求項３】
前記フェンスは、シートの下端に固定部材が取り付けられ、シートの上端に浮体が取り付けられたものである請求項１に記載の水質浄化システム。
【請求項４】
前記フェンスは、閉鎖性水域の水位に応じて水面下で上下動可能に設けられたものである請求項１に記載の水質浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、比較的大きな湖沼、堀、池などの閉鎖性水域の沿岸部区域の汚濁水を浄化するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
湖沼、堀、池などの閉鎖性水域を浄化するシステムとして、汚濁水を汲み上げて浄化装置で水質浄化し、閉鎖性水域に環流させるものが提案されている。この浄化システムは、ろ過、接触酸化、凝集や薬剤添加など幾つかの手段から構成され、水底に設置されたり、または水面に浮かべられる。そして、浄化対象となる閉鎖性水域が大規模な場合には、これに比例して大きな浄化処理能力が求められるため、浄化装置の規模は巨大になり、施設の用地確保が困難になるという問題がある。
【０００３】
逆に、小規模な施設で浄化する場合には、浄化処理した水を対象水域に環流すると、直ぐに拡散し、大量に存在する未浄化の水と混ざってしまい、浄化効率が極端に低下する欠点がある。
例えば、閉鎖性水域の岸付近を、いわゆる親水公園として整備するために汚濁水を浄化する場合には、特に、水際の清浄度が重要であり、岸から１０数メートル以上離れると、見た目により水質の良し悪しを判別することは困難になる。したがって、修景上の観点で水質浄化を図るには、閉鎖性水域の全域を浄化する必要は無く、水際のみを限定して水質浄化すれば良い。そのため、閉鎖性水域における岸付近をシートパイルやシルトフェンスで仕切り、シートパイル等の内側と外側で水が流れないようにして、シートパイル等の内側のみを浄化処理することが考えられるが、やはり、この場合にも、シートパイル等により景観が極端に悪くなるという欠点がある。
【０００４】
以上のような問題を解決するため、巨大な浄化装置を使用することなく閉鎖性水域を浄化するシステムが、例えば、特開平９−２４８５９４号公報（特許文献１）に記載されている。すなわち、特許文献１に記載された浄化システムは、有害藻類を捕食する微生物を定着させた担体を取り付けた支持体をフェンス状に形成したバイオフェンスにより、汚濁水域を仕切り、該バイオフェンスで仕切られた部分浄化水域から取水できるように取水装置を設けたものである。このバイオフェンスは通水可能に形成されており、したがって、部分浄化水域から水を汲み上げると、外側水域の汚濁水がバイオフェンス担体を通過して部分浄化水域に流れ込み、このバイオフェンスの通過時に汚濁水が浄化されるものである。
上記特許文献１の浄化システムは、設備の小規模化が可能である点で優れたものであるが、浄化処理能力に関しては不充分なものである。すなわち、特許文献１の浄化システムでは、外側水域の汚濁水が内側水域の浄化水よりも圧倒的に多く、この大量の汚濁水が内側水域へ流入する際にバイオフェンスで浄化されるものであるため、汚濁水を充分に浄化することは困難である。また閉鎖性水域の汚濁水が或る程度以上の速さで流れる場合、バイオフェンスのみによっては、汚濁水が充分に浄化されず、内部水域の浄化にも限界があるものと考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２４８５９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その課題は、比較的小規模な設備により、浄化対象水域を確実に浄化することが可能な水質浄化システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、湖沼、堀、池などの閉鎖性水域の汚濁水を浄化するシステムであって、浄化対象範囲を仕切るために水底から水面近傍まで延びるように水面下に設けられたフェンスと、汚濁水を浄化するための浄化手段と、前記浄化対象範囲から前記浄化手段へ汚濁水を取り込む第一の取水手段と、前記浄化手段で浄化された水を浄化対象範囲へ環流させる環流手段と、該取り込まれた汚濁水の水量よりも浄化対象範囲へ環流される水量のほうが多くなるようにする増水手段とを備えることを特徴とする水質浄化システムが提供される。
本発明の水質浄化システムでは、浄化対象範囲から取り込まれた汚濁水が浄化手段で処理されて浄化対象範囲に環流され、この環流される水量は、増水手段により、取り込まれた汚濁水よりも多くなるように調整されるため、浄化対象範囲からは外側水域に向けて水流が生じ、浄化対象範囲内の水は、フェンス上端と水面との間を通って外側水域へ流出する。したがって、景観を良好に維持するために、フェンスを水面下に設けるにも拘わらず、外側から汚濁水が浄化対象範囲内に流入することはなく、浄化対象範囲内の水質清浄度を高い状態に維持することができる。
【０００８】
本発明の水質浄化システムでは、前記浄化対象範囲の外側水域から前記浄化手段へ少量の汚濁水を取り込む第二の取水手段を含むように前記増水手段を構成しても良い。この第二の取水手段で取り込んだ少量の汚濁水を、第一の取水手段で取り込んだ汚濁水と伴に浄化することにより、浄化対象範囲から取り込んだ汚濁水よりも多量の浄化処理水を浄化対象範囲へ環流させることが可能になるため、浄化対象範囲から外側水域に向けた水流を生じさせることが可能になる。
【０００９】
本発明の水質浄化システムでは、閉鎖性水域の水位に応じて、前記フェンスを水面下で上下動可能に構成することができる。このようにフェンスを構成することにより、たとえ、水位変動が激しい閉鎖性水域においても、本発明のシステムの適用が可能になる。つまり、水位が低下した場合であっても、フェンスは水面上に突出せず、景観は良好に維持することができて、逆に、水位が上昇した場合にもフェンスは水中で下がり過ぎることなく、所定の高さに維持されて、外側水域から浄化対象範囲への汚濁水の流入を防いで、浄化対象範囲内の水質清浄度を高い状態に維持することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の浄化システム１０を示す概略図である。
図１における浄化システム１０では、浄化対象範囲１８を外側水域１７から仕切るための潜り堰となるように水中フェンス１５が水底に立設され、この水中フェンス１５は水面近傍まで延びて、その上端は水面よりも低く、水面との間に５ｃｍ以下のクリアランスが生じ、水中フェンス１５の上端を越えて水が流れることができるように形成される。水中フェンス１５は、例えば、閉鎖性水域の水位変動がほとんど無いような場合にシートパイル等を用いて、これを沿岸から１０数メートル離れた位置に打設することにより形成することができる。
また閉鎖性水域１６付近の陸上には、例えば、接触酸化法などを用いた浄化装置１１が設置され、少量の汚濁水を外側水域１７から取り込むための取水管１２ｂが外側水域１７から浄化装置１１までが延設されると共に、浄化対象範囲１８から汚濁水を取り込むための取水管１３ｂが浄化対象範囲１８から浄化装置１１までが延設され、各水域１７，１８の水中まで延びた各取水管１２ｂ，１３ｂの先端に送水ポンプ１２ａ，１３ａが取り付けられる。さらに、浄化処理された水を浄化装置１１から浄化対象範囲１８へ環流させるための環流管１４が浄化装置１１から浄化対象範囲１８までが延設されている。
なお、送水ポンプ１２ａ，１３ａに替えて、各取水管１２ｂ，１３ｂには浄化装置１１側にそれぞれ吸引ポンプを設けても良く、これにより汚濁水を浄化装置１１に取り込んでも良い。
【００１１】
図１の浄化システム１０の作用について説明する。
浄化システム１０では、送水ポンプ１３ａを稼動させることにより、浄化対象範囲１８の汚濁水が取水管１３ｂを通って浄化装置１１に取り込まれる。そして、これと同時に送水ポンプ１２ａも稼動されると、取水管１２ｂを通して少量の汚濁水が外側水域１７から浄化装置１１に取り込まれ、浄化対象範囲１８から取り込まれた汚濁水と伴に浄化処理される。これにより浄化処理された水は環流管１４を通して浄化対象範囲１８へと環流されるが、この環流する水量が、浄化対象範囲１８から取り込まれた汚濁水の水量よりも、常に、多くなるように、外側水域１７から取り込む汚濁水の水量は調整される。
このように浄化対象範囲１８へ環流する浄化処理水量が、浄化対象範囲１８から取り込まれる汚濁水の水量よりも、常に、多量となるように調整されるため、浄化対象範囲１８から水中フェンス１５の上端を越えて外側水域１７へ向かって水流が生じる。この水流により、汚濁水が外側水域１７から浄化対象範囲１８へ流れ込むことが防止され、浄化対象範囲１８を清浄度の高い水域に変えると共にこの状態を維持することが可能になる。
【００１２】
なお、送水ポンプ１２ａと取水管１２ｂは、浄化対象範囲１８から取り込まれた汚濁水の水量よりも浄化対象範囲へ環流される水量を多くするための増水手段として機能するものであるが、本発明の増水手段はこれに限定されるものではない。例えば、送水ポンプ１２ａと取水管１２ｂを設けず、浄化装置１１では、浄化対象範囲１８から取り込まれた汚濁水の処理のみを行ない、この浄化処理水を浄化対象範囲１８へ環流させるときに、上水道、工業用水、付近に存在する清澄な河川や湖沼水から、配管や水路による導水やポンプ取水などの手段により、清浄な水を浄化対象範囲１８へ流し込むようにして増水手段を構成することも可能である。
【００１３】
次に、図２は、図１とは異なる態様の水中フェンス２１を側方から見た概略図である。この水中フェンス２１は、図１の水中フェンス１５と同様に閉鎖性水域の水位変動がほとんど無い場合に使用されるものであり、合成樹脂などから形成された可撓性シート２３の下端に錘２２が固定され、可撓性シート２３の上端に浮体２４が取付けられ、その上端と水面との間のクリアランスが５ｃｍ以下になるように形成される。このように水中フェンス２１を構成することにより、シートパイルに比べて施工性は向上し、設置位置の変更が可能になり、水中フェンス２１の高さを容易に調整できるという利点が得られる。
【００１４】
また図３（ａ）は、図１及び図２とは異なる水中フェンス３１を側方から見た概略図である。水中フェンス３１は、閉鎖性水域１６の水位変動が比較的大きい場合に使用されるものであり、合成樹脂などから形成された可撓性シート３４の下端に錘３５が固定され、可撓性シート３４の上端に浮体３３が取付けられ、この浮体３３が水位変動に応じて浮き沈みして、可撓性シート３４は所定の高さに維持され、水中フェンス３１の上端と水面との間のクリアランスが５ｃｍ以下に維持される。
ここで、浮体３３は、内部に気体を充填することができるように袋状に形成されたものであり、これにブロアー３７から空気が供給可能なように給気管３６が連結され、さらに、必要に応じて浮体３３から空気が抜かれ、浮体３３が水中で上下動できるように空気抜き弁３２が設けられている。
この空気抜き弁３２は、図３（ｂ）（ｃ）に示したように、浮体３３に接続されたパイプ３２ｆの上端に弁体収容部３２ｅが形成され、この弁体収容部３２ｅに弁体３２ｃが挿着され、弁体収容部３２ｅの内周で弁体３２ｃとの間にクリアランスを作るための弁体受部３２ｄが設けられ、弁体３２ｃには連結杆３２ｂを介して浮き部材３２ａが接続されている。
この空気抜き弁３２では、水位が比較的高い場合、図３（ｂ）に示したように、浮き部材３２ａが上方に浮き上がり、弁体収容部３２ｅの上部に弁体３２ｃが密着して弁が閉鎖された状態で維持される。逆に、水位が比較的低くなり、浮き部材３２ａが水面よりも高くなった場合、図３（ｃ）に示したように、弁体３２ｃが弁体収容部３２ｅ内を下方に動き、ここにクリアランスができるため浮体３３の内部の空気は抜け出て浮体３３は沈み、水中フェンス３１の高さも水面より低くなり、これによって景観は良好に維持される。なお、再び水位が上昇した場合には、ブロアー３７を稼動させて浮体３３に空気を供給し、浮力を高めて浮体３３を上昇させることにより、水中フェンス３１の高さは適宜調整される。
【００１５】
図４（ａ）は、図１乃至図３とは異なるフェンス４１を側方から見た概略図である。フェンス４１は、図３と同様に、閉鎖性水域１６の水位変動が比較的大きい場合に使用されるものであり、合成樹脂などから形成された可撓性シート４５の下端に錘４６が固定され、合成樹脂製発泡体等からなる浮体４３が連結材４４と錘４２を介して可撓性シート４５の上端に取付けられ、この浮体４３が水位変動に応じて上下動して可撓性シート４５は所定の高さに維持され、可撓性シート４５の上端と水面との間のクリアランスが５ｃｍ以下に維持されるように構成されている。なお、浮体４３は一部が常に水面上に突出しているものであるが、図４（ｂ）に示したように所定間隔で点在しているものであるため、これによる景観への影響は極めて限られたものとなる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の水質浄化システムでは、フェンスが水面近傍まで延びるように水面下で潜り堰として設けられるので、景観は良好に維持される。また本発明では、浄化対象範囲から取り込まれた汚濁水が浄化手段で処理されて浄化対象範囲に環流され、この環流される水量は、増水手段により、取り込まれた汚濁水よりも多くなるように調整されるため、浄化対象範囲からはフェンス上端を越えて外側水域に向けて水流が生じ、したがって、フェンスを潜り堰として水面下に設けたにも拘わらず、汚濁水が外側水域から浄化対象範囲内に流入することはなく、浄化対象範囲内の水質清浄度を高い状態に維持することができる。
【００１７】
また本発明では、閉鎖性水域の水位に応じて、フェンスが水面下で上下動可能に構成されているので、たとえ、水位変動が激しい閉鎖性水域においても、フェンスは水面上に突出せず、また水中で下がり過ぎることなく、水面下で所定の高さに維持されて、景観は損なわれず、浄化対象範囲内の水質清浄度を高い状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化システムを側方から見た概略図である。
【図２】本発明におけるフェンスを側方から見た概略図である。
【図３】（ａ）は、図１及び図２とは異なるフェンスを側方から見た概略図であり、（ｂ）（ｃ）はフェンスを上下動可能にするための空気抜き弁を示す図である。
【図４】（ａ）は、図１乃至図３とは異なるフェンスを側方から見た概略図であり、（ｂ）は浮体の平面配置を示した図である。
【符号の説明】
１０  浄化システム
１１  浄化装置（浄化手段）
１２ａ  送水ポンプ（第二の取水手段）
１２ｂ  取水管（第二の取水手段）
１３ａ  送水ポンプ（第一の取水手段）
１３ｂ  取水管（第一の取水手段）
１４  環流管
１５  水中フェンス
１６  閉鎖性水域
１７  外側水域
１８  浄化対象範囲
２１  水中フェンス
３１  水中フェンス
４１  水中フェンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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