(57)【要約】【課題】浄化ユニットの上面に設けた汚染水流入孔の位置が、水面のレベルの変動に追随して浮沈する構造の浄化ユニットを有する水質浄化装置を提供する。【解決手段】上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納しその濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した浄化ユニット１０と、浄化ユニット１０の浄化水集水口から取り出された浄化水を吸引して散水器８０へ送出する地上に設置した循環ポンプ３０と、浄化ユニット１０に固定したフロート１にエアパイプ８４を介してエアを給排気する地上に設置したエアコンプレッサ５０と、フロート１への給排気を制御して浄化ユニット１０の汚染水流入孔を水面下に保持するか水底に沈めるかの制御を行う操作盤６０と、浄化ユニット１０の棚板上に設けた曝気用パイプの連絡口に接続パイプ８３を介して曝気用エアを送るブロワ４０とを設けた水質浄化装置。【選択図】          図１
2004160372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納し同濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した浄化ユニットと、
水中に設置された散水器と、
前記浄化ユニットの浄化水集水口に連通され前記浄化水集水口から取り出された浄化水を吸引して前記散水器へ送出する地上に設置したポンプ装置と、
前記浄化ユニットに固定したフロートにエアパイプを介してエアを給排気する地上に設置したコンプレッサと、
前記フロートへの給排気を制御して前記浄化ユニットの汚染水流入孔を水面下に保持するか水底に沈めるかの制御を行うエア制御手段と
を設けた水質浄化装置。
【請求項２】
上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納し同濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した複数基の浄化ユニットと、前記浄化水集水口に連通され前記複数基の浄化ユニット内の浄化水を集水する集水室および外部へ散水する散水室を設けて水中に設置した集散水兼空気分岐ユニットと、前記集散水兼空気分岐ユニットの集水室および散水室にそれぞれ連通され前記集水室内の浄化水を吸引して前記散水室内へ送出する地上に設置したポンプ装置とを備えた水質浄化装置において、
前記複数基の浄化ユニットのそれぞれに固定したフロートにエアパイプ及び前記集散水兼空気分岐ユニットを介してエアを給排気する地上に設置したコンプレッサと、
前記フロートへの給排気を制御して前記浄化ユニットの汚染水流入孔を水面下に保持するか水底に沈めるかの制御を行うエア制御手段とを設けたことを特徴とする水質浄化装置。
【請求項３】
前記浄化ユニットに、水平方向の移動を抑制するためのアンカー付きロープを取り付けた請求項１または２に記載の水質浄化装置。
【請求項４】
前記浄化ユニットを、水底に設けた底板に立設されたガイド体に沿って昇降自在とし、かつ前記浄化ユニットを前記ガイド体に沿って昇降駆動する昇降手段を設けた請求項１または２に記載の水質浄化装置。
【請求項５】
上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納し同濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した複数基の浄化ユニットと、
前記浄化水集水口に連通され前記複数基の浄化ユニット内の浄化水を集水する集水室および外部へ散水する散水室を設けて水中に設置した集散水兼空気分岐ユニットと、
前記集散水兼空気分岐ユニットの集水室および散水室にそれぞれ連通され前記集水室内の浄化水を吸引して前記散水室内へ送出する地上に設置したポンプ装置とを備え、
前記浄化ユニットを、水底に設けた底板に立設されたガイド体に沿って昇降自在とし、かつ前記浄化ユニットを前記ガイド体に沿って昇降駆動する昇降手段を設けた水質浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湖沼、溜め池など閉鎖水域の水の浄化に使用される水質浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生活排水の多様化、農薬の使用、化学物質の排出等の影響により、湖沼、河川、溜め池等の水質が著しく悪化している。リンや窒素等によって植物のプランクトンや放射菌が異常に繁殖し、これらの微生物はカビ臭の原因となっている。特に、水質の富栄養化によりアオコ等の有機物質が大量に発生し、これがさらに水質汚染を助長する結果となっており、悪臭の原因ともなっている。
【０００３】
アオコは動物の動きを鈍くし、甚だしい場合、マヒや痙攣を起こして死に至らしめることが報告されている。特に、日本でも広く分布するアオコプランクトンの一種であるミクロキスティスが作る「ミクロシスチン」と呼ばれる有毒物質は、強い肝臓毒素を持っており、発ガン性も指摘されている。
【０００４】
このミクロシスチンは、湖沼や河川の富栄養化が進んだ地域で水道の原水中にかなりの濃度で含まれることが知られてきている。そこで、ＷＨＯは飲料水中の有害化学物質の濃度基準を定めたガイドラインの改定作業の一環として、世界各国で水質汚染が問題になっているミクロシスチンに基準値を定めることとなっている。
【０００５】
このような悪化した水質を改善する方法として、例えば、特許文献１（特開平１−２５４２９４号公報）、特許文献２（特開平４−６２２０６号公報）、特許文献３（特開平５−１９２６９３号公報）等には、木炭を使用した水質浄化技術が開示されている。
【０００６】
木炭は、水質浄化能力に優れ、安全無害でコスト面でも経済的であり、亜硝酸窒素、アンモニア性窒素、全窒素、全リン、塩素、臭気、トリクロロエチレン等の有害化学物質の減少、さらには、溶存酸素量（ＤＯ）、浮遊物質（ＳＳ）、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）等の改善に優れた効果がある。
【０００７】
ところが、上記従来の木炭浄化技術、例えば、特許文献３に記載された水質浄化装置は、金網、格子又は孔開きプレートで構成された篭体の内部に、ゼオライト層、濾過材層等よりなる浄化槽本体を上下に順次設けたものであり、これを池底等に設置した場合、側面部からの土砂の侵入等により、浄化層本体の目詰まりを生じやすい。
【０００８】
上記水質浄化装置を池底に設置した場合は、池、溜め池等の水を完全に抜いて大がかりな浚渫作業を行う必要がある。また点検および濾材（木炭）の交換時にも池の水を抜いての作業となる。
【０００９】
さらに、特許文献３に記載された浄化装置は、単に、篭体の内部に、濾過材層等よりなる浄化層本体を上下に順次設けたものであるため、浄化すべきエリアに応じた拡張が困難であった。
【００１０】
このような問題を解決するものとして、本発明者は、特許文献４（特開平８−２０６６４６号公報）において、濾過材への土砂の流入を防いで長時間浄化効果を維持し、閉鎖水域の湖沼等において高い浄化効率を維持し、さらに、浄化エリアに応じて適宜拡張が可能な水質浄化装置を開示した。
【００１１】
特許文献４記載の水質浄化装置は、上面を開口した容器内に濾過材層を形成すると共に、該濾過材層の上面に汚染水流入孔を有する上蓋を配設し、さらに前記容器の底部近傍に浄化水集水口を設けた複数基の浄化ユニットと、該浄化ユニットの前記浄化水集水口に接続され複数基の浄化ユニットを接続する接続パイプと、該接続パイプに連結され前記浄化ユニット内の浄化水を吸引放出するポンプ装置とを備えたものである。
【００１２】
このように、上面のみを開放した容器及び汚染水流入孔を有する上蓋によって、特に側面方向からの土砂の流入が効率良く阻止され、上面より土砂を含まない汚染水のみが濾過材層を通過するようになる。したがって、濾過材層への土砂の流入がなく、濾過材層の目詰まりが防止され、長期間に渡って浄化効果を維持することができる。
【００１３】
しかしながら、特許文献４に開示した水質浄化装置の湖沼への設置は、浄化ユニットとポンプ装置、及び接続パイプを準備し、装置を小舟あるいは浮きボードに載せて湖沼内の設置場所近くに係留し、浄化ユニットとポンプ装置を接続パイプにより連結した後、浄化ユニットの上蓋の上に砂利などの重しを載せて水中に沈めることにより行うため、設置作業は簡略化されているものの、浄化ユニットおよびポンプ装置が全て水中にあるため、これらのメンテナンス時には、装置全体を水面まで上昇させる必要があり、多少の手間や費用がかかってしまう。
【００１４】
この問題を解決するために、本発明者は、さらに特許文献５（特開２０００−０８４５４０号公報）において、上面に汚染水流入孔を設けた容器内に濾過材層を形成し、同濾過材層の下方から浄化水を取り出す浄化水集水口を設けた複数基の浄化ユニットと、前記浄化水集水口に連通され前記複数基の浄化ユニット内の浄化水を集水する集水室および外部へ散水する散水室を設けた集散水兼空気分岐ユニットと、前記集水室および散水室にそれぞれ連通され前記集水室内の浄化水を吸引して前記散水室内へ送出するポンプ装置とを備えた水質浄化装置を開示した。
【００１５】
この水質浄化装置では、浄化ユニットに浮き袋を設け、浄化ユニットにロープを用いて重しを取り付け、このロープの長さを調整することによって、浄化ユニットを湖沼の中層部や上層部等の任意の位置に設置することができる。浄化ユニットのメンテナンス時には、空気室あるいは浮き袋に空気を出し入れすれば、重しを付けたまま浄化ユニットを浮き沈みさせることが可能となる。
【００１６】
【特許文献１】
特開平１−２５４２９４号公報
【特許文献２】
特開平４−６２２０６号公報
【特許文献３】
特開平５−１９２６９３号公報
【特許文献４】
特開平８−２０６６４６号公報
【特許文献５】
特開２０００−０８４５４０号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前掲の特許文献５に開示された浮き袋付きの浄化ユニットでは、ロープの長さを調整することによって浄化ユニットの上面に設けた汚染水流入孔が水面よりも沈む位置になるようにしているため、水面の高さが変動すると汚染水流入孔の位置が水面より浮いたり、水面より沈みすぎたりして、水面に発生するアオコ等の有機物質を確実に吸入することができないという問題があった。
【００１８】
そこで本発明は、浄化ユニットの上面に設けた汚染水流入孔の位置が、水面のレベルの変動に追随して浮沈する構造の浄化ユニットを有する水質浄化装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する第１の構成は、上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納し同濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した浄化ユニットと、水中に設置された散水器と、前記浄化ユニットの浄化水集水口に連通され前記浄化水集水口から取り出された浄化水を吸引して前記散水器へ送出する地上に設置したポンプ装置と、前記浄化ユニットに固定したフロートにエアパイプを介してエアを給排気する地上に設置したコンプレッサと、前記フロートへの給排気を制御して前記浄化ユニットの汚染水流入孔を水面下に保持するか水底に沈めるかの制御を行うエア制御手段とを設けた水質浄化装置である。
【００２０】
この第１の構成においては、水面下で水質浄化装置を運転する冬期等においては、浄化ユニットは水底に沈めて水質浄化を行う。アオコ等の有機物質の発生を防止するため水面近傍での水質浄化が必要なときには、コンプレッサを作動させてエア制御手段によりエアパイプを介してフロートにエアを送気する。これによりフロート内に空気が送られ、その浮力で浄化ユニットが水面付近に浮上して汚染水流入孔が水面付近（水面下ではあるが、アオコ等の有機物質を吸入できる水面付近の位置）に達する。この状態でポンプ装置を作動させると、浄化ユニットの汚染水流入孔から水面近傍に浮上しているアオコまたはその原因となる藻類が容器内に吸入される。容器内では汚染水および有機物質が木炭からなる濾過材に吸着した微生物により浄化される。浄化された水は浄化水集水口から取り出され、ポンプ装置を経由して散水器に送られ、外部へ散水される。この散水により、水面近くの空気を取り込んだ浄化水が湖沼、溜め池に戻され、水質の浄化を図ることができる。
【００２１】
浄化ユニットは、フロートにより浮力を与えられているので、水面のレベルが変動しても、浄化ユニットの上面に設けた汚染水流入孔の位置はそれに追随して浮沈するため、汚染水を確実に浄化ユニット内に取り込むことができる。
冬期等、アオコ等の有機物質の発生がない時期には、エア制御手段によりエアパイプを介してフロート内の空気を排気し、浮力をなくして浄化ユニットを水底に沈める。
【００２２】
第２の構成は、上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納し同濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した複数基の浄化ユニットと、前記浄化水集水口に連通され前記複数基の浄化ユニット内の浄化水を集水する集水室および外部へ散水する散水室を設けて水中に設置した集散水兼空気分岐ユニットと、前記集散水兼空気分岐ユニットの集水室および散水室にそれぞれ連通され前記集水室内の浄化水を吸引して前記散水室内へ送出する地上に設置したポンプ装置とを備えた水質浄化装置において、前記複数基の浄化ユニットのそれぞれに固定したフロートにエアパイプ及び前記集散水兼空気分岐ユニットを介してエアを給排気する地上に設置したコンプレッサと、前記フロートへの給排気を制御して前記浄化ユニットの汚染水流入孔を水面下に保持するか水底に沈めるかの制御を行うエア制御手段とを設けたことを特徴とする水質浄化装置である。
【００２３】
この第２の構成においては、複数基の浄化ユニットを用いて広い湖沼や溜め池の浄化を行う。すなわち、浄化ユニットおよび集散水兼空気分岐ユニットを水中に設置し、ポンプ装置を地上もしくは水上へ設置してポンプ装置を運転する。各浄化ユニットとコンプレッサ及びポンプ装置とは、通常１基の集散水兼空気分岐ユニットを中継して接続されている。この集散水兼空気分岐ユニットに、各浄化ユニットの汚染水流入孔から吸入されて濾過材により濾過された水が集められ、散水される。
後の動作及び各浄化ユニットの浮上と沈降の動作については第１の構成と同様である。
【００２４】
第３の構成は、前記浄化ユニットに、水平方向の移動を抑制するためのアンカー付きロープを取り付けた第１または第２の構成の水質浄化装置である。
この第３の構成においては、浄化ユニットが浮上降下自在であるが、水の流れ等により流されないように、水底に固定したアンカーにロープを繋いで係留する。
【００２５】
第４の構成は、前記浄化ユニットを、水底に設けた底板に立設されたガイド体に沿って昇降自在とし、かつ前記浄化ユニットを前記ガイド体に沿って昇降駆動する昇降手段を設けた第１または第２の構成の水質浄化装置である。
【００２６】
この第４の構成においては、水底に底板を設置し、この底板にポールを１本または２本、あるいはレール等により構成されるガイド体を垂直方向に立てて、このガイド体に沿って浄化ユニットが昇降自在になるようにする。浄化ユニットの浮上や降下は、フロート内にエアを給気したり排気することにより行うが、モータ（エア、電気、油圧）等の昇降手段を設けることにより、浄化ユニットが堆積泥に埋まって浮上が困難なときに強制的に浄化ユニットを上昇させる。
【００２７】
第５の構成は、上面に汚染水流入孔を設けた容器内に木炭からなる濾過材を収納し同濾過材の下方に浄化水を取り出す浄化水集水口を設けて水中に設置した複数基の浄化ユニットと、前記浄化水集水口に連通され前記複数基の浄化ユニット内の浄化水を集水する集水室および外部へ散水する散水室を設けて水中に設置した集散水兼空気分岐ユニットと、前記集散水兼空気分岐ユニットの集水室および散水室にそれぞれ連通され前記集水室内の浄化水を吸引して前記散水室内へ送出する地上に設置したポンプ装置とを備え、前記浄化ユニットを、水底に設けた底板に立設されたガイド体に沿って昇降自在とし、かつ前記浄化ユニットを前記ガイド体に沿って昇降駆動する昇降手段を設けた水質浄化装置である。
【００２８】
この第５の構成は、浄化ユニットにフロートを設けず、昇降手段のみで浄化ユニットを昇降駆動する。これにより、浄化ユニットは予め設定された位置に昇降駆動される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態は、浄化ユニットが単体の場合である。
図１は本発明の第１実施形態に係る水質浄化装置の系統図、図２は浄化ユニットの断面図である。
【００３０】
第１実施形態において、水質浄化装置は、湖沼や溜め池等の閉鎖水域に浮かべられ、水面付近の水を取り込んで木炭により浄化する浄化ユニット１０と、浄化した水を湖沼等に散布する散水器８０と、浄化ユニット１０により浄化された水を接続パイプ８１，８２を介して散水器８０に送水する循環ポンプ３０と、接続パイプ８３を介して浄化ユニット１０に曝気用空気を送出するブロワ４０と、浄化ユニット１０に取り付けたフロート１に対してエアパイプ８４を介してエアの給気および排気を行うエアコンプレッサ５０と、エアの制御を行う操作盤６０と、循環ポンプ３０，ブロワ４０およびコンプレッサ５０に電力を供給する配電盤７０とからなる。図中５１はエアフィルタである。
【００３１】
浄化ユニット１０は、底板１１ａおよび四面を囲む側板１１ｂからなる耐腐食性の材料、例えばＦＲＰ製の容器１１を形成し、この容器１１の内部に、上部から、上蓋１２、木炭からなる濾過材層１３、濾過材層１３の底面に目詰まり防止ネット１４、さらに濾過材層１３を支持する棚板１５をそれぞれ設けている。なお、図示しないが、容器１１内を仕切り板で区画して、濾過材層１３を形成する木炭が容器１１内に偏ってしまわないようにすることが望ましい。
【００３２】
上蓋１２は、容器１１内への土砂の流入を防ぐと共に、濾過材層１３への汚染水の流入が均一になるように、多数の汚染水流入孔１２ａを全面に均一に形成している。
【００３３】
濾過材層１３を構成する木炭としては、広葉樹を原料として炭化温度が７００℃前後の中温炭化木炭が好ましい。この中温炭化木炭は１ｇ当たり３００ｍ２以上の多孔質細孔構造で、吸着作用に富んでおり、また、バランスのとれた炭素およびミネラル分を含み、木炭に活着した微生物の生育に重要な役割を果たす。
【００３４】
このような濾過材層１３による汚染水浄化のメカニズムは、まず最初に微生物による物質転換が行われ、ついで微生物の増殖と共生環境が作られる。これによって、濾過材層１３内において原生生物、菌類等が活動を始める。さらに、濾過材層１３による水の浄化を開始してから数週間後には、微小生物も加わって食物連鎖が徐々に進み、濾過材層１３内で水の浄化が持続されることとなる。
【００３５】
この微生物による物質転換を持続させるためには、濾過材層１３内を通過させる汚染水の流速を、汚染の程度に応じて０．５〜３．０ｃｍ／ｍｉｎと調整するのが望ましい。必要以上に流速が高いと、汚染水の木炭との接触速度が速すぎて浄化の効果が期待できない。
【００３６】
目詰まり防止ネット１４は、合成樹脂製の網状骨格体を濾過材層１３と棚板１５の間に敷きつめたものである。これにより、濾過材層１３に比較的堅い広葉樹木炭を使用して、長期間の水の流れによって木炭が崩れたとしても、棚板１５の浄化水集水孔１５ａの目詰まりが防止される。
【００３７】
棚板１５には、濾過材層１３によって浄化された浄化水を通過させる多数の浄化水集水孔１５ａを全面に均一に形成している。この浄化水集水孔１５ａは、使用する場所の水質や循環ポンプ３０の容量によっても異なるが、濾過材層１３内を汚染の程度に応じた適度な接触流量（例えば０．５〜３．０ｃｍ／ｍｉｎ）を保ち、効率よい浄化を可能にするためには、直径１０〜３０ｍｍ程度の粒状の木炭とするのが望ましい。
【００３８】
さらに、棚板１５の下部には補強脚１６が設けられ、これによって、容器１１の底板１１ａと棚板１５との間に、浄化水溜まり部１７を形成している。そしてこの浄化水溜まり部１７の側板の一部を開口して接続パイプ８１を取り付けるための浄化水集水口１８を設けている。また、棚板１５の目詰まり防止ネット１４の上に多数の微細孔１９ｂを設けたパイプ１９ａを設け、このパイプ１９ａの一端を濾過材層１３の側板の一部を開口してブロワ４０と接続パイプ８３によって連結するための連結口１９を設けている。浄化水集水口１８および連結口１９は雌ねじ付き金具として、接続パイプ８１，８３をカップリングにより簡単に連結できるようにしている。
【００３９】
浄化ユニット１０の上部にはフロート取り付けフレーム２が固定され、このフレーム２に、フロート１が取り付けられる。フロート１は、浮き輪状の円形のチューブ１ａの表面を耐圧性の布状のカバー１ｂで覆った構成であり、カバー１ｂに設けた通し穴とフレーム２に設けた穴とにロープ３を結びつけることでフレーム２に取り付ける。チューブ１ａにエアを出し入れするバルブ４に、エアパイプ８４を接続する。浄化ユニット１０は、フロート１により浮力を与えられているので、水面のレベルが変動しても、浄化ユニット１０の上面に設けた汚染水流入孔１２ａの位置はそれに追随して浮沈する。なお、浄化ユニット１０が水の流れ等により流されないように、水底に固定したアンカー５にロープ６を繋いで係留している。
【００４０】
なお、布状のカバー１ｂ以外にも、ＦＲＰやスチール製のカバーを用いることもでき、またチューブ１ａの保護には、タイヤに使用されているようなホイールを加工して、フレーム２に直接ボルトで取り付けることもできる。
【００４１】
以上の構成の第１実施形態において、循環ポンプ３０を駆動させると、循環ポンプ３０の吸引力により、湖沼内の水は浄化ユニット１０の上部から汚染水流入孔１２ａを通って浄化ユニット１０内に吸引され、濾過材層１３を通過しながら浄化される。浄化された水は、浄化水集水孔１５ａ、浄化水溜まり部１７、接続パイプ８１を経て、循環ポンプ３０を通り、散水器８０により湖沼内へ散水される。
【００４２】
また、ブロワ４０を駆動すれば、接続パイプ８３を介して浄化ユニット１０へ曝気用空気が送られる。浄化ユニット１０の連結口１９からパイプ１９ａに入った曝気用空気は、パイプ１９ａに設けられた多数の微細孔１９ｂを通過することによって微細気泡化されて曝気が行われる。これにより、汚染の進んだ湖沼などのＤＯ，ＢＯＤ，ＣＯＤ等を改善することができる。
【００４３】
この水質浄化装置は、特にアオコの発生しやすい時期に浮上して使用されるが、冬期等において水底で使用するときには、操作盤６０によりエアパイプ８４を介してフロート１内の空気を排気し、浮力をなくして浄化ユニット１０を水底に沈める。
【００４４】
＜第２実施形態＞
第１実施形態においては、浄化ユニット１０の水平方向の移動を抑制するためにアンカー５付きロープ６を浄化ユニット１０に繋いで係留する例を示したが、第２実施形態では、図３に示すように、浄化ユニット１０を、水底に設けた底板１０１に立設されたコ字状のガイド体１０２を垂直方向に立てて、このガイド体１０２の側部のレール部１０２ａに沿って昇降自在とすることができる。この場合、浄化ユニット１０をガイド体１０２に沿って昇降駆動するエアモータ、電動モータ、エアシリンダ等の昇降手段１０３を設ける。図中１０４は浄化ユニット１０を昇降させる昇降ワイヤ、１０５は昇降手段１０３によって昇降ワイヤ１０４を巻き取る巻き取りドラム、１０６は底板１０１を水底の地盤に固定するアンカーボルトである。この実施形態においては、浄化ユニット１０の上部に取り付けた昇降ワイヤ１０４を巻き取りドラム１０５に数回巻き付け、回転式ワイヤ受け１０７を３個用いて方向を変えて、浄化ユニット１０の底部に取り付ける。
【００４５】
このように構成することにより、浄化ユニット１０が堆積泥に埋まって浮上が困難なときに昇降手段１０３を駆動して強制的に浄化ユニット１０を上昇させることができ、また浄化ユニット１０が間伐材や竹材、建築廃材の松梁材など、リサイクル材を利用して作られた場合や、浄化ユニット１０に収納する木炭が間伐材などで作られ、水よりも比重が軽い場合に、浄化ユニット１０が水上に浮き上がろうとするのを、昇降手段１０３を逆方向に駆動して、浄化ユニット１０を下降させるようにすることもできる。
【００４６】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態は、浄化ユニットが複数基の場合である。
図４は第３実施形態に係る水質浄化装置の斜視図、図５は図４に示す集散水兼空気分岐ユニット（以下、単に「集散水ユニット」という）の斜視図、図６は図５のＡ−Ａ線における集散水ユニットの断面図である。
本実施形態の水質浄化装置は、図４に示すように、浄化水を集水散水する集散水ユニット２０を中心に置いて、集散水ユニット２０と接続パイプ８１によりそれぞれ連結される５基の浄化ユニット１０、集散水ユニット２０と接続パイプ８５により連結される循環ポンプ３０、集散水ユニット２０と接続パイプ８６により連結されて曝気用空気を送出するブロワ４０、ブロワ４０から集散水ユニット２０に送出された曝気用空気を各浄化ユニット１０へ分配する接続パイプ８３によって構成されている。
【００４７】
本実施形態における浄化ユニット１０は、第１実施形態における図２に示した構成と同じであるので説明を省略する。
【００４８】
集散水ユニット２０は、図５および図６に示すように、六角柱状のＦＲＰあるいはステンレス製等の耐腐食性の容器２１の埋もれ防止のために設けた底板２１ｃの上部に棚板２１ａを備え、この棚板２１ａと有孔天板２１ｂの間の６内壁面に、１面には図７に示す正面板２２を、他の５面には図８に示す側面板２３をそれぞれ取り付けている。この集散水ユニット２０の上部にもフロート１が取り付けられるが、図５においては図示を省略している。棚板２１ａには空気抜き穴２１ｄを設け、棚板２１ａと有孔天板２１ｂとの間の空気抜きを行って、水中で浮き上がらないようにする。
【００４９】
図７（ａ）は正面板２２の正面図、（ｂ）はその側面図であり、正面板２２には、加圧空気を操作盤６０から供給するためのホースを接続する加圧空気用ソケット２２ａと、曝気空気用孔２２ｂと、循環水導入用孔２２ｃが設けられている。また図８（ａ）は側面板２３の正面図、（ｂ）はその側面図であり、側面板２３には、加圧空気用ソケット２３ａと、曝気空気用ソケット２３ｂと、循環水用孔２３ｃが設けられている。また、図６に示すように、底板２１ａの上には、循環水集合管２４と曝気用分岐ユニット２５が取り付けられている。
【００５０】
循環水集合管２４は、図９（（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図）に示すように、底板２４ａと中空管２４ｂと上部フランジ２４ｃからなり、中空管２４ｂには循環水導入用ソケット２４ｄと循環水排出用ソケット２４ｅが設けられている。曝気用分岐ユニット２５は、図１０（（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図）に示すように、下部フランジ２５ａと中空管２５ｂと上部フランジ２５ｃからなり、中空管２５ｂには、曝気空気集合ソケット２５ｄと曝気空気排出ソケット２５ｅが設けられている。
【００５１】
図４に示すように、正面板２２の加圧空気用ソケット２２ａには操作盤６０を介してエアコンプレッサ５０からの加圧空気が供給され、集散水ユニット２０内部において、ゴムホース等で側面板２３の加圧空気用ソケット２３ａに接続され、さらに加圧空気用ソケット２３ａからエアパイプ８４を介して各浄化ユニット１０および集散水ユニット２０のフロート１にエアが供給される。
【００５２】
正面板２２の曝気空気用孔２２ｂにはブロワ４０からの曝気用空気を送給するエアパイプ８４が挿入され、集散水ユニット２０内部の曝気用分岐ユニット２５の曝気空気集合ソケット２５ｄに接続されている。さらに、曝気空気は、曝気用分岐ユニット２５の中空管２５ｂ内部を通り、曝気空気排出ソケット２５ｅに接続されたゴムホース等により側面板２３の曝気空気用ソケット２３ｂに接続される。曝気空気用ソケット２３ｂには接続パイプ８３が接続され、各浄化ユニット１０の連結口１９に接続される。
【００５３】
正面板２２の循環水導入用孔２２ｃには循環ポンプ３０からの接続パイプ８２（吸引側）が導入され、循環水集合管２４の循環水導入用ソケット２４ｄに接続パイプ８２が接続される。浄化ユニット１０の浄化水集水口１８に接続された接続パイプ８１は、側面板２３の循環水用孔２３ｃを介して循環水集合管２４の循環水排出用ソケット２４ｅに接続される。
【００５４】
なお、本実施形態においては、集散水ユニット２０は六角柱状の容器２１として、側面板２３に各１個の浄化ユニット１０を連結したが、この形態に限らず、側面板２３に複数個の浄化ユニット１０を連結してもよい。また、容器２１を多角柱状や円柱等の別の形状としてもよい。すなわち、複数個の浄化ユニット１０からの接続パイプ８１を集散水ユニット２０に集めてから、循環ポンプ３０に連通できるようにすればよい。
【００５５】
また、図４に示すように、集散水ユニット２０を中心に置いて、放射状に散水するようにしているが、有孔天板２１ｂにパイプを突設し、このパイプの先端を外周方向に曲げて、渦状に散水されるように形成しておけば、水質浄化装置を設置する湖沼の水を攪拌して、より均一に浄化できるようになる。
【００５６】
ところで、本発明の水質浄化装置において、循環ポンプ３０の吸引口および送出口の先に、循環ポンプ３０による集散水ユニット２０への水の流れを逆転させるバイパス配管および切換弁を設けることもできる。これにより、水の流れを逆転させれば、集散水ユニット２０の有孔天板２１ｂから汚染水が吸引され、循環ポンプ３０を介して浄化水集水口１８から浄化ユニット１０内へ入った汚染水は濾過材層１３を通過することにより浄化されて、浄化ユニット１０の上部の汚染水流入孔１２ａから湖沼内へ散水される。
【００５７】
このように、水質浄化装置の水の流れを逆転させることにより、浄化ユニット１０内の濾過材層１３の逆洗も可能となる。また、浄化ユニット１０を設置した部位の汚染水を吸引して集散水ユニット２０から浄化水を排出し、水の流れを逆転させて、集散水ユニット２０から浄化水が混合した汚染水を吸引して浄化ユニット１０から浄化水を排出するという過程を交互に繰り返し行えば、湖沼の水をより早く浄化することが可能となる。
【００５８】
＜第４実施形態＞
図１１は第４実施形態を示すもので、フロート１の形状を円形のタイヤチューブ状ではなく、筒形のボンベ状としたものである。このフロート１を２個、浄化ユニット１０または集散水ユニット２０の上部に固定し、両フロート１の内部を均等な圧力とするために接続パイプ９９でつなぎ、Ｔ字管１００でエアパイプ８４からのエアを分岐して両フロート１にエアを給気または排気する。
その他の構成および作用は第１ないし第３実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の第１の構成によれば、浄化ユニットは、フロートにより浮力を与えられているので、水面のレベルが変動しても、浄化ユニットの上面に設けた汚染水流入孔の位置はそれに追随して浮沈するため、汚染水を確実に浄化ユニット内に取り込むことができる。冬期等、アオコの発生がない時期には、コンプレッサを作動させてエア制御手段によりエアパイプを介してフロート内の空気を排気し、浮力をなくして浄化ユニットを水底に沈めることができる。
【００６０】
第２の構成によれば、複数基の浄化ユニットを用いて広い湖沼や河川、溜め池の浄化を行うことができる。
【００６１】
第３の構成によれば、浄化ユニットに、水平方向の移動を抑制するためのアンカー付きロープを取り付けることにより、水の流れ等により浄化ユニットが流されることがなく、湖沼等における浄化ユニット１０の配置が大きくずれることがない。
【００６２】
第４の構成によれば、浄化ユニットを、水底に設けた底板に立設されたガイド体に沿って昇降自在とし、かつ前記浄化ユニットを前記ガイド体に沿って昇降駆動する昇降手段を設けることにより、浄化ユニットが堆積泥に埋まって浮上が困難なときに強制的に浄化ユニットを上昇させることができる。
【００６３】
第５の構成によれば、浄化ユニットにフロートを設けず、昇降手段のみで浄化ユニットを昇降駆動することにより、浄化ユニットを予め設定された位置に昇降駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水質浄化装置の系統図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る浄化ユニットの断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る浄化ユニットの斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る水質浄化装置の斜視図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る集散水ユニットの斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線における集散水ユニットの断面図である。
【図７】（ａ）は正面板の正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図８】（ａ）は側面板の正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図９】（ａ）は循環水集合管の平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図１０】（ａ）は曝気用分岐ユニットの平面図、（ｂ）はその正面図である。
【図１１】本発明の第４実施例に係る浄化ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
１  フロート
１ａ  チューブ
１ｂ  カバー
２  フレーム
３  ロープ
４  バルブ
５  アンカー
６  ロープ
１０  浄化ユニット
１１  容器
１１ａ  底板
１１ｂ  側板
１２  上蓋
１２ａ  汚染水流入孔
１３  濾過材層
１４  目詰まり防止ネット
１５  棚板
１５ａ  浄化水集水孔
１６  補強脚
１７  浄化水溜まり部
１８  浄化水集水口
１９  連結口
１９ａ  パイプ
１９ｂ  微細孔
２０  集散水ユニット（集散水兼空気分岐ユニット）
２１  容器
２１ａ  棚板
２１ｂ  有孔天板
２１ｃ  底板
２１ｄ  空気抜き穴
２２  正面板
２２ａ  加圧空気用ソケット
２２ｂ  曝気空気用孔
２２ｃ  循環水導入用孔
２３  側面板
２３ａ  加圧空気用ソケット
２３ｂ  曝気空気用ソケット
２３ｃ  循環水用孔
２４  循環水集合管
２４ａ  底板
２４ｂ  中空管
２４ｃ  上部フランジ
２４ｄ  循環水導入用ソケット
２４ｅ  循環水排出用ソケット
２５  曝気用分岐ユニット
２５ａ  下部フランジ
２５ｂ  中空管
２５ｃ  上部フランジ
２５ｄ  曝気空気集合ソケット
２５ｅ  曝気空気排出ソケット
３０  循環ポンプ
４０  ブロワ
５０  エアコンプレッサ
５１  エアフィルタ
６０  操作盤
７０  配電盤
８０  散水器
８１〜８３  接続パイプ
８４  エアパイプ
８５〜８６  接続パイプ
８７  流量弁
９０  エア制御部（エア制御手段）
９１  フィルタレギュレータ
９２  精密レギュレータ
９３  ボールバルブ
９４  手動弁
９５  パイロットチェック弁
９６  ボールバルブ
９７，９８  ソケット
９９  接続パイプ
１００  Ｔ字管
１０１  底板
１０２  ガイド体
１０２ａ  レール部
１０３  昇降手段
１０４  昇降ワイヤ
１０５  巻き取りドラム
１０６  アンカーボルト
１０７  回転式ワイヤ受け
【図１】
2004160372.tif 000003
【図２】
2004160372.tif 000004
【図３】
2004160372.tif 000005
【図４】
2004160372.tif 000006
【図５】
2004160372.tif 000007
【図６】
2004160372.tif 000008
【図７】
2004160372.tif 000009
【図８】
2004160372.tif 000010
【図９】
2004160372.tif 000011
【図１０】
2004160372.tif 000012
【図１１】
2004160372.tif 000013