(57)【要約】【課題】本来の治水機能を有するゲートに新しい水質浄化機能を付加することにより、流域住民の治水上の安全を確保しながら、長期間に亘り経済的で安定した浄化機能を発揮でき、従来施設において維持管理費がかかりすぎ、使用されなくなった施設に代わることのできる水質浄化ゲートを提供することにある。【解決手段】水路を開閉する水質浄化ゲート１を構成する扉体１−１に、上流水ａを揚水し浄化して下流に放流する浄化処理水槽６と、浄化処理水槽６に微細気泡を供給し微細気泡により上流水ａを浄化する微細気泡発生装置７とを設置し、浄化処理水槽６で分離された汚泥を扉体１−１外部に排出する連結可撓管１２，１５を扉体１−１に取り外し自在に接続する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を開閉するゲートを構成する扉体に、上流水を揚水し浄化して下流に放流する浄化処理水槽と、浄化処理水槽に微細気泡を供給し微細気泡により上流水を浄化する微細気泡発生装置とを設置し、浄化処理水槽で分離された汚泥を扉体外部に排出する連結管を扉体に取り外し自在に接続することを特徴とする水質浄化ゲート。
【請求項２】
浄化処理水槽は、隔壁により貯水室、加圧気泡発生室、及び分離室に分けられ、貯水室には上流水を取水する取水管が接続され、貯水室と加圧気泡発生室とを分ける隔壁の下端には下端開口部が設けられ、加圧気泡発生室と分離室を分ける隔壁の上部には上部越流部が設けられ、加圧気泡発生室の下部には微細気泡発生装置で発生した微細気泡が送り込まれる微細気泡導入口が設けられ、分離室には該分離室を上下に分離する分流板が設けられ、分流板と上記隔壁との間には分流導入部が設けられ、分流板の下側の処理水を管路を介して下流に放流する散水管が扉体には設けられ、分離室で分離された微細気泡及び浮上スカムからなる汚泥を扉体外部に排出する連結管と、浄化処理水槽で分離された沈殿汚泥を扉体外部に排出する連結管とは、連結可撓管からなる請求項１記載の水質浄化ゲート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば河川や排水路などの水路の水質を浄化する技術に係り、特に、本来の治水機能を有するゲートに新しい水質浄化機能を付加することにより、流域住民の治水上の安全を確保しながら、長期間に亘り経済的で安定した浄化機能を発揮できる施設に関するもので、従来施設において維持管理費がかかりすぎ、使用されなくなった施設に代わる水質浄化ゲートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
市河川や排水路の周辺には浄化設備を設置するスペースとなる河川敷もなく、施設の建設費以上に土地の確保に多大の費用がかかるため、従来これらの施設は治水機能を損なわない程度の小規模施設を設置するのが殆どである。
河川及び排水路の浄化技術として、直接方式では接触ろ材接触酸化法の接触ろ材充填など、また、分離方式では疑集沈殿法や濾過法、活性汚泥法、オゾン酸化法、活性炭吸着法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直接方式では河川や排水路に浄化施設を設置するため、不可避的に堆積する汚泥の処理に問題がある。また、分離方式では河川や水路外に施設を設置する必要があり建設用地の確保に問題がある。
これまでのこれらの施設の利用状況をみると、維持管理が不十分で、浄化効果は決して満足行くものではないのが現状である。
【０００４】
本発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、本来の治水機能を有するゲートに新しい水質浄化機能を付加することにより、流域住民の治水上の安全を確保しながら、長期間に亘り経済的で安定した浄化機能を発揮でき、従来施設において維持管理費がかかりすぎ、使用されなくなった施設に代わることのできる水質浄化ゲートを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明は、水路を開閉するゲートを構成する扉体に、上流水を揚水し浄化して下流に放流する浄化処理水槽と、浄化処理水槽に微細気泡を供給し微細気泡により上流水を浄化する微細気泡発生装置とを設置し、浄化処理水槽で分離された汚泥を扉体外部に排出する連結管を扉体に取り外し自在に接続する手段よりなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、本発明をより具体的に説明する。
ここで、図１（Ａ）は上流側から見た斜視図、（Ｂ）は下流側から見た斜視図、図２は水質浄化ゲートの扉体の断面図、図３は浄化処理水槽の構造を示す概要図、図４は浄化処理水槽の浄化処理状況を示す状況図、図５は浄化システムのフローシート図である。
【０００７】
図において、水質浄化ゲート１は、該ゲート１の扉体１−１内に水質浄化機能を備えたもので、上流２の上流水ａをゲート１の扉体１−１内に取水し、水質浄化機能の微細気泡ｂを利用して水質浄化を行って、下流３に浄化放流するものである。
【０００８】
水質浄化ゲート１は、例えば河川や排水路などの水路に、該水路を開閉するために設置されており、該ゲート１の扉体１−１内には浄化処理水槽６、微細気泡発生装置７などが設けられている。扉体１−１は例えば昇降式になっていて、上昇することによって水路を開け、下降することによって水路を閉じる。
【０００９】
扉体１−１の上流２に面する側には上流水ａを流入する流入ロ５が設けられている。流入ロ５には浮遊物などが入るを防ぐためにスクリーン５−１が取り付けられている。スクリーン５−１の内部側には上流水ａを取水するための取水ゲート５−２が設けられていて、取水ゲート５−２で取水された上流水ａを浄化処理水槽６に送る取水管５−３が扉体１−１内に取り付けられている。また、取水管５−３の途中には上流水ａを浄化処理水槽６に送り込む揚水ポンプ４が設けられている。
【００１０】
浄化処理水槽６は、扉体１−１の内部に扉体１−１の幅方向に向けて設けられている。浄化処理水槽６は、上流水ａを浄化処理する槽で、隔壁６−２，６−５により、貯水室６−１、加圧気泡発生室６−３及び分離室６−６の三室に仕切られて分けられている。
【００１１】
貯水室６−１は取水管５−３を通じて送られた上流水ａが一時的に貯水されて沈静化させる室で、貯水室６−１の上部には取水管５−３の排水口が接続されている。貯水室６−１は隔壁６−２により加圧気泡発生室６−３と仕切られて分けられているが、隔壁６−２の下端には下端開口部６−２ａが開口されていて、貯水室６−１と加圧気泡発生室６−３はこの下端開口部６−２ａを通じて連通している。
【００１２】
加圧気泡発生室６−３は微細気泡発生装置７で発生させて微細気泡ｂによって上流水ａ中の汚濁物質を分離させる室で、加圧気泡発生室６−３の下部には微細気泡発生装置７で発生した微細気泡ｂを室６−３内に導入する微細気泡導入口７−３が設けられている。
【００１３】
加圧気泡発生室６−３は隔壁６−５により分離室６−６と仕切られて分けられているが、隔壁６−５の上端には上部越流部６−５ａが形成されていて、加圧気泡発生室６−３で生じた浮上スカムｃ、微細気泡ｂ及び汚濁物質が分離した上流水ａはこの上部越流部６−５ａを越流して分離室６−６に流入する。
【００１４】
貯水室６−１及び加圧気泡発生室６−３の底部には、貯水室６−１で沈殿した沈殿汚泥ｄ及び加圧気泡発生室６−３で沈殿した沈殿汚泥ｄを回収する沈殿汚泥回収槽６−４が設けられている。沈殿汚泥回収槽６−４の沈殿汚泥ｄは槽外に排出される。
【００１５】
分離室６−６は越流した微細気泡ｂ及び浮上スカムｃと汚濁物質が分離した処理水ｅとを分離する室で、分離室６−６を上下側に分離する分流板６−７が設けられている。分流板６−７の一端は隔壁６−５と反対側の水面近くの槽内壁上部側に取り付けられ、他端側は隔壁６−５に向けて下向きに傾けて延設され、その他端は隔壁６−５と隙間をあけており、分流板６−７の他端と隔壁６−５との間には分流導入部６−５ａが設けられており、処理水ｅはこの分流導入部６−７ａを通過して分流板６−７の下方側の分離室６−６内に流入する。
【００１６】
微細気泡発生装置７は、取水管７−１を通じて取水された上流水ａに空気を強制的に加圧混入させて微細気泡ｂを発生する装置で、発生した微細気泡ｂは微細気泡供給管７−２を通じて微細気泡導入口７−３から加圧気泡発生室６−３内に送り込まれる。微細気泡発生装置７に下流端が接続された取水管７−１はその上流端が取水ゲート５−２に接続されている。また微細気泡発生装置７に上流端が接続された微細気泡供給管７−２はその下流端が微細気泡導入口７−３に接続されている。これらの微細気泡発生装置７、取水管７−１、微細気泡供給管７−２は扉体１−１内に設けられている。
【００１７】
分流板６−７の下面側の該分流板６−７の一端が取り付けられた槽内壁には水槽末端出口８−１が設けられ、水槽末端出口８−１には処理水ｅの排水通路となる管路８の一端が接続されている。管路８の他端は散水管９に接続されている。散水管９は扉体１−１の下流３側に面する部分の上部側に扉体１−１の幅方向に取り付けられていて、分離室６−６の分流板６−７の下方の処理水ｅは管路８及び散水管９を通じて下流３に曝気放流ｆされる。
【００１８】
分流板６−７の上面側の該分流板６−７の一端が取り付けられた槽内壁には水槽末端出口１０−１が設けられ、水槽末端出口１０−１には微細気泡ｂと浮上スカムｃの排出通路となる汚水管１０の一端が接続されている。汚水管１０の他端は取り外し可能な連結可撓管１２の一端に接続されている。連結可撓管１２の他端は陸上に設置された濾過装置１３に接続されている。分離室６−６の分流板６−７の上面側の微細気泡ｂと浮上スカムｃは、汚水管１０及び連結可撓管１２を通じて陸上の濾過装置１３に送られ、汚泥と処理水に分離され、処理水は下流３に放流され、汚泥は陸上に設置の汚泥貯留槽１４に送られる。
【００１９】
分離室６−６の底部には沈殿した汚泥ｇを回収排出するための沈殿汚泥回収管１１が敷設されている。沈殿汚泥回収管１１の側周面には沈殿した汚泥ｇを回収するための汚泥回収孔１１−１が複数形成されている。沈殿汚泥回収管１１はその下流側が分離室６−６の外部に延設され、取り外し可能な連結可撓管１５の一端に接続されている。連結可撓管１５の他端は陸上に設置された汚泥貯留槽１４に接続されている。
【００２０】
脱水装置１６は汚泥貯留槽１４に貯留された濃縮汚泥を脱水して脱水ケーキｈにする装置で、陸上に設置されている。脱水装置１６で脱水された脱水ケーキｈは廃棄物として処理される。
【００２１】
微細気泡発生装置７に下流端が接続された取水管７−１には、必要に応じて、取水管７−１内の上流水ａに酸素ｉを混入させるための酸素供給装置１７が接続され、又取水管７−１内の上流水ａにオゾンｊを混入させるためのオゾン発生装置１８が接続される。これら酸素供給装置１７やオゾン発生装置１８は扉体１−１内に設けられている。
【００２２】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
図において、水質浄化ゲート１は上流２の上流水ａをゲート１の扉体１−１内に取水し、微細気泡ｂを利用して水質浄化を行って、下流３に浄化放流している状況を示している。
【００２３】
上流水ａは水質浄化ゲート１の扉体１−１内に設置した揚水ポンプ４により、流入ロ５前面のスクリーン５−１，取水ゲート５−２を経由して浄化処理水槽６の最上流の貯水室６−１に導かれる。
【００２４】
貯水室６−１に導かれた上流水ａは沈静化し、隔壁６−２の下端開口部６−２ａから潜流により加圧気泡発生室６−３に送られ、ここで、微細気泡発生装置７で発生した微細気泡ｂにより水中の汚濁物質の軽いものは連行浮上し、浮上スカムｃとなって水面上に集積する。また、重たい汚濁物質は沈殿汚泥ｄになって浄化処理水槽６の底に沈殿し、貯水室６−１及び加圧気泡発生室６−３の底部の沈殿汚泥回収槽６−４に貯めて外部に排出する。
【００２５】
加圧気泡発生室６−３の水面上に浮上した微細気泡ｂと浮上スカムｃは、上流水ａと隔壁６−５の上部越流部６−５ａから越流して分離室６−６に流入する。
【００２６】
分離室６−６に流入した上流水ａは室６−６内で分流板６−７により上下に分離され、処理水ｅは分流板６−７の下面に沿って流れ、水槽末端出口８−１から管路８でゲート１背面にある散水管９に送水して下流３に曝気放流ｆする。
【００２７】
一方、微細気泡ｂと浮上スカムｃは分流板６−７の上面に沿って流れ、水槽末端出口１０−１に集められて汚水管１０により水槽６外に導かれる。また、分離室６−６内で沈殿した汚泥ｇは沈殿汚泥回収管１１により水槽６外に導かれる。
【００２８】
ゲート１の扉体１−１内の浄化処理水槽６から外部に導かれた浮上スカムｃは、汚水管１０と取り外し可能な連結可撓管１２を通って陸上設置の濾過装置１３に送られ汚泥と処理水に分離される。処理水は河川に放流し、濃縮汚泥は汚泥貯留槽１４に集められる。
【００２９】
一方、ゲート１の扉体１−１内の浄化処理水槽６から外部に導かれた沈殿汚泥ｄは、沈殿汚泥回収管１１と取り外し可能な連結可撓管１５を通って陸上設置の汚泥貯留槽１４に集められる。
【００３０】
貯留された浮上スカムｃと沈殿汚泥ｄは脱水装置１６により脱水され、脱水ケーキｈとして取り出して廃棄物として処理する。
【００３１】
また、加圧気泡発生の段階で空気の代わりに酸素供給装置１７により酸素ｉやオゾン発生装置１８によりオゾンｊを添加した微細気泡ｂを用いることにより、更に浄化効果を高めることが出来る。
【００３２】
このように本発明は、平常時における河川水の浄化を目的にする。水質浄化の対象は、溶存酸素量（ＤＯ）の改善、浮遊物質（ＳＳ）の改善、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の改善、科学的酸素要求量（ＣＯＤ）の改善、大腸菌の殺菌などである。
【００３３】
河川や排水路内で浄化を行うため、建設用地が最小に出来る。従って、建設費用が軽減できる。
【００３４】
治水機能を持つ水門に浄化機能を付加するため、浄化のために治水機能を低下させたり阻害する恐れがない。従って、洪水時には水質浄化ゲート１は引き上げられて洪水の流下断面を確保する。
【００３５】
河床に浄化施設等を設置しないため、洪水時の流水の安全な流下と土砂掃流の阻害とならず、河川や排水路の治水機能が確保できる。また、浄化施設周辺で堆積汚泥が長期間滞留することはない。
【００３６】
汚濁物質が陸上で脱水ケーキｈ状で回収できるため、水質浄化のための運転や維持管理が容易にできる。
【００３７】
上流水質の監視システムと連動させることにより、浄化設備の自動運転や自動休止が可能となり、運転費用が軽戚できる。
【００３８】
水質浄化の必要がない場合には、水質浄化ゲート１を中開度まで引き上げて浄化装置を休止させる。また、浄化装置のメンテナンスはゲート１を引き上げて行う。
【００３９】
なお、本発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の記載により明らかなように、本発明に係る水質浄化ゲートによれば、次のような効果を奏することができる。
（１）環境問題の抜本的な対策は、発生源対策である。できる限り発生源に近いところで対策を講じることが浄化のための優れた効果と費用削減をもたらすものである。水賢汚濁の主な原因は流域の雨水と生活排水であり、最初の放流先が排水路であり、都市河川である。そして、本発明のように、発生源に最も近いゲートに水質浄化機能を設けることで、湖沼や河川の浄化施設に勝る大きな浄化効果を得ることが期待できる。
（２）本発明は本来の治水機能を有するゲートに新しい水質浄化機能を付加することにより、流域住民の治水上の安全を確保しながら、長期間に亘り経済的で安定した浄化機能を発揮できるものであり、従来施設において維持管理費がかかりすぎ、使用されなくなった施設に代わるものとして期待できる。
（３）本発明では河床に浄化施設を設置しないため治水機能を阻害せず、洪水時やメンテナンス時にはゲートと共に引き上げることが出来るので安全である。
（４）本発明の浄化施設は建設用地を最小に出来るため、建設用地の少ない排水路や都市河川に利用できる。
（５）本発明はシステムがシンプルでコンパクトであるため建設費も軽減され、運転・維持管理も容易で、施設の運用経費も削減できる。
（６）上流水の汚濁物が脱水ケーキとして陸上装置から回収できるため、廃棄汚泥の搬出取り扱いが便利である。
（７）施設の運転、休止の切り替えが容易に出来るため、浄化の条件が自由に選択でき、施設の維持管理も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の水質浄化ゲートの作動状況を示すもので、（Ａ）は上流側から見た斜視図、（Ｂ）は下流側から見た斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す水質浄化ゲートの扉体の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す浄化処理水槽の構造を示す概要図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す浄化処理水槽の浄化処理状況を示す状況図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す浄化システムのフローシート図である。なお、図中において、（Ｃ）はゲート設置の装置饒囲を示し、（Ｄ）は陸上設置の装置範囲を示す。
【符号の説明】
１        水質浄化ゲート
１−１    扉体
２        上流
３        下流
４        揚水ポンプ
５        流入ロ
５−１    スクリーン
５−２    取水ゲート
５−３    取水管
６        浄化処理水槽
６−１    貯水室
６−２    隔壁
６−２ａ  下端開口部
６−３    加圧気泡発生室
６−４    沈殿汚泥回収槽
６−５    隔壁
６−５ａ  上部越流部
６−６    分離室
６−７    分流板
６−７ａ  分流導入部
７        微細気泡発生装置
７−１    取水管
７−２    微細気泡供給管
７−３    微細気泡導入口
８        管路
８−１    水槽末端出口
９        散水管
１０        汚水管
１０−１    水槽末端出口
１１        沈殿汚泥回収管
１１−１    汚泥回収孔
１２        連結可撓管
１３        濾過装置
１４        汚泥貯留槽
１５        連結可撓管
１６        脱水装置
１７        酸素供給装置
１８        オゾン発生装置
ａ        上流水
ｂ        微細気泡
ｃ        浮上スカム
ｄ        沈殿汚泥
ｅ        処理水
ｆ        曝気放流
ｇ        汚泥
ｈ        脱水ケーキ
ｉ        酸素
ｊ        オゾン
【図１】
2004360396.tif 000003
【図２】
2004360396.tif 000004
【図３】
2004360396.tif 000005
【図４】
2004360396.tif 000006
【図５】
2004360396.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月19日(2004.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
このように本発明は、平常時における河川水の浄化を目的にする。水質浄化の対象は、溶存酸素量（ＤＯ）の改善、浮遊物質（ＳＳ）の改善、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の改善、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の改善、大腸菌の殺菌などである。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
【発明の効果】
以上の記載により明らかなように、本発明に係る水質浄化ゲートによれば、次のような効果を奏することができる。
（１）環境問題の抜本的な対策は、発生源対策である。できる限り発生源に近いところで対策を講じることが浄化のための優れた効果と費用削減をもたらすものである。水質汚濁の主な原因は流域の雨水と生活排水であり、最初の放流先が排水路であり、都市河川である。そして、本発明のように、発生源に最も近いゲートに水質浄化機能を設けることで、湖沼や河川の浄化施設に勝る大きな浄化効果を得ることが期待できる。
（２）本発明は本来の治水機能を有するゲートに新しい水質浄化機能を付加することにより、流域住民の治水上の安全を確保しながら、長期間に亘り経済的で安定した浄化機能を発揮できるものであり、従来施設において維持管理費がかかりすぎ、使用されなくなった施設に代わるものとして期待できる。
（３）本発明では河床に浄化施設を設置しないため治水機能を阻害せず、洪水時やメンテナンス時にはゲートと共に引き上げることが出来るので安全である。
（４）本発明の浄化施設は建設用地を最小に出来るため、建設用地の少ない排水路や都市河川に利用できる。
（５）本発明はシステムがシンプルでコンパクトであるため建設費も軽減され、運転・維持管理も容易で、施設の運用経費も削減できる。
（６）上流水の汚濁物が脱水ケーキとして陸上装置から回収できるため、廃棄汚泥の搬出取り扱いが便利である。
（７）施設の運転、休止の切り替えが容易に出来るため、浄化の条件が自由に選択でき、施設の維持管理も容易にできる。