(57)【要約】【課題】有機性物質で汚染されている水槽内又は水域内の水を好気性菌の働きを応用して浄化する際にその浄化を促進する簡便な方法及びその方法に用いて水槽内又は水域内の水を容易かつ効率的に浄化する装置を提供する。【解決手段】装置全体を水中で支持可能な浮力を有する浮き部材に、多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材と、送風機及びそれに結続する送気管からなる送気手段とを、濾材が水面下に位置するように取り付けてあり、送気手段はその送気管の下端に水底に向かって空気を噴出する空気噴出孔を備えている水の浄化装置。水槽内又は水域内の水に通気し続けると共に、その水を好気性菌の発酵生成物と多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材とに接触させ、発酵生成物中の好気性菌を濾材に付着させて好気性菌を活性化させ、その働きを促進することによって水を浄化する方法。濾材として立体網状構造体又はリアクターに封入した微生物吸着担体を用いることが好ましい。【選択図】  図４
2004160442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浄化装置の全体を水中で支持可能な浮力を有する浮き部材に、多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材と、送風機及びそれに結続する送気管からなる送気手段とを、濾材が水面下に位置するように取り付けてあり、送気手段はその送気管の下端に水底に向かって空気を噴出する空気噴出孔を備えている水の浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水の浄化装置において、濾材として多数の微細な通気路を有する立体網状構造体を用いてあり、送気手段は、その送気管が立体網状構造体を上方から貫通してあると共にその送気管の下端に水底に向かって空気を噴出する複数の空気噴出孔を有する散気管を備えている水の浄化装置。
【請求項３】
有機性物質で汚染されている水槽内又は水域内の水に通気し続けると共に、その水を好気性菌の発酵生成物と多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材とに接触させ、発酵生成物中の好気性菌を濾材に付着させて好気性菌を活性化させ、その働きを促進することによって水を浄化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法。
【請求項４】
請求項３に記載の水の浄化方法において、好気性菌の発酵生成物と濾材としての多数の微細な通気路又は通気孔を有する複数個の担体を封入してあるリアクター内に通気し続けると共に水槽内又は水域内の水をリアクター内を循環させ、リアクター内の担体に発酵生成物中の好気性菌を付着させて活性化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法。
【請求項５】
請求項３に記載の水の浄化方法において、水槽内又は水域内に好気性菌の発酵生成物を散布すると共に水底に向かって空気を噴出し続けて水流を作り、水面下に設置した濾材としての立体網状構造体に発酵生成物中の好気性菌を付着させて活性化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法。
【請求項６】
請求項５に記載の水の浄化方法において、水槽内又は水域内に好気性菌の発酵生成物を散布すると共に請求項１又は２に記載の水の浄化装置を水面に設置し、その送気手段の空気噴出孔から水底に向かって空気を噴出し続けて水流を作り、水面下の立体網状構造体に発酵生成物中の好気性菌を付着させて活性化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の水の浄化方法において、請求項１又は２に記載の水の浄化装置を間隔をあけて複数基水面に設置し、それぞれの浄化装置の送気手段の空気噴出孔から水底に向かって一斉に空気を噴出して水の浄化を広範囲にわたって同時におこなうことを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法。
【請求項８】
請求項４に記載の水の浄化方法と請求項５から７のいずれかに記載の水の浄化方法とを併用することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法。
【請求項９】
好気性菌の発酵生成物として、至適活動温度を８０℃以上とする好気性高温菌又はその混合菌体の培養物を添加した有機物原料に通気して発酵させて製した発酵生成物を用いる請求項３から８のいずれかに記載の水の浄化方法。
【請求項１０】
好気性菌として、独立行政法人産業技術総合研究所の特許生物寄託センターに寄託している受託番号FERM P-15085、FERM P-15086、FERM P-15087、FERM P-15536、FERM P-15537、FERM P-15538、FERM P-15539、FERM P-15540、FERM P-15541、FERM P-15542及びFERM P-18598よりなる群から選択される少なくとも１種の好気性高温菌又はこれらの混合菌体を用いる請求項３から９のいずれかに記載の水の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の浄化方法及びその方法に用いる水の浄化装置に関する。詳しくは、有機性物質で汚染されている水槽内又は水域内の水を好気性菌の発酵生成物を散布して浄化するに際し、その浄化を促進するための好適な水の浄化方法及びその方法に使用するのに好適な水の浄化装置に関する。
【０００２】
本発明に係る水の浄化方法及び水の浄化装置は、各種の水槽内の水の浄化に適用できる他、河川、湖沼、処理池、養魚場、人工ダム、湾口、湾岸域などの各種の水域内の水を浄化するのにも好適に使用できる。また、本発明は、活性汚泥処理槽や家畜し尿処理槽などの汚水の浄化にも適用できる。
【０００３】
本発明に係る水の浄化方法は、水槽内又は水域内の水の浄化を大きく促進できるので、これを用いることによって水槽内又は水域内の水の浄化に要する時間を大幅に短縮でき、水の浄化に費やすコストを抑えることができる。また、本発明に係る水の浄化方法は、簡単な方法であって、使用しやすい上に、ダレでも容易に操作できる。
【０００４】
本発明に係る水の浄化装置は、水槽内又は水域内の水の浄化を大きく促進できるので、これを用いることによって水槽内又は水域内の水の浄化に要する時間を大幅に短縮でき、水の浄化に費やすコストを抑えることができる。また、本発明に係る水の浄化装置は、簡単な構造であるため、製作が容易である。その上、本発明に係る水の浄化装置は、どこへでも移動が可能である。
【０００５】
【従来の技術】
従来から、河川、湖沼、池などの汚染水域の水の浄化については大きな関心が持たれていて、平成５年以降において、水の浄化方法又は水の浄化装置に関して１００件近い発明が特許出願されている。しかしながら、その多くは、大仕掛けな装置を使用するか、又は、複雑な方法を採るものである。
【０００６】
本発明者らは、従来から、好気性菌の発酵生成物を用いて水槽内又は水域内の水を浄化する簡便な方法について研究を続けており、その成果を以下のとおり共同で特許出願している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２３９５７３号公報
【０００８】
特開２００２−２３９５７３号公報に記載の発明は、本発明者らによって発明された水の浄化方法で、その内容は、濾材及び濾材を通して水を循環させる装置を備えている浄化対象の水槽又は水域において、水槽内又は水域内に好気性高温菌の発酵生成物を含有する生菌剤を添加してあるドライペレットを投与すると共に、濾材への送水を間欠的に停止し、送水を停止している間はその濾材の表面を空気に曝すこととする水の浄化方法である。
【０００９】
好気性菌の発酵生成物を用いて水槽内又は水域内の水を浄化する方法については、上記公開公報記載の発明の他は特許出願されていない。また、上記公開公報記載の発明は、一定時間ごとに濾材に対する送水を停止したり、切り換えたりする必要があるので浄化装置の管理に手間やコストを要する。本発明者は、好気性菌の発酵生成物を用いて、連続的に浄化を続けることができると共にどのような水槽又は水域にも容易に適用できる水の浄化方法についてその後も研究を続け、簡便な浄化装置を開発することによって上記課題を解決できることを見いだし、試験を経て、本発明を完成するに至った。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、有機性物質で汚染されている水槽内又は水域内の水を好気性菌の働きを応用して浄化する際に、その浄化を促進する簡便な方法を提供することを第１の課題とする。また、本発明は、その浄化方法に用いて水槽内又は水域内の水を容易かつ効率的に浄化する装置を提供することを第２の課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題は、請求項３から１０までのいずれかに記載の発明によって、また、上記第２の課題は、請求項１又は２に記載の各発明によって、それぞれ解決できる。
【００１２】
すなわち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、浄化装置の全体を水中で支持可能な浮力を有する浮き部材に、多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材と、送風機及びそれに結続する送気管からなる送気手段とを、濾材が水面下に位置するように取り付けてあり、送気手段はその送気管の下端に水底に向かって空気を噴出する空気噴出孔を備えている水の浄化装置である。
【００１３】
本発明のうち請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水の浄化装置において、請求項１に記載の水の浄化装置において、濾材として多数の微細な通気路を有する立体網状構造体を用いてあり、送気手段は、その送気管が立体網状構造体を上方から貫通してあると共にその送気管の下端に水底に向かって空気を噴出する複数の空気噴出孔を有する散気管を備えている水の浄化装置である。
【００１４】
本発明のうち請求項３に記載の発明は、有機性物質で汚染されている水槽内又は水域内の水に通気し続けると共に、その水を好気性菌の発酵生成物と多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材とに接触させ、発酵生成物中の好気性菌を濾材に付着させて好気性菌を活性化させ、その働きを促進することによって水を浄化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法である。
【００１５】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の水の浄化方法において、好気性菌の発酵生成物と濾材としての多数の微細な通気路又は通気孔を有する複数個の担体を封入してあるリアクター内に通気し続けると共に水槽内又は水域内の水をリアクター内を循環させ、リアクター内の担体に発酵生成物中の好気性菌を付着させて活性化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法である。
【００１６】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の水の浄化方法において、水槽内又は水域内に好気性菌の発酵生成物を散布すると共に水底に向かって空気を噴出し続けて水流を作り、水面下に設置した濾材としての立体網状構造体に発酵生成物中の好気性菌を付着させて活性化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法である。
【００１７】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の水の浄化方法において、水槽内又は水域内に好気性菌の発酵生成物を散布すると共に請求項１又は２に記載の水の浄化装置を水面に設置し、その送気手段の空気噴出孔から水底に向かって空気を噴出し続けて水流を作り、水面下の立体網状構造体に発酵生成物中の好気性菌を付着させて活性化することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法である。
【００１８】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の水の浄化方法において、請求項１又は２に記載の水の浄化装置を間隔をあけて複数基水面に設置し、それぞれの浄化装置の送気手段の空気噴出孔から水底に向かって一斉に空気を噴出して水の浄化を広範囲にわたって同時におこなうことを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法である。
【００１９】
また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、請求項４に記載の水の浄化方法と請求項５から７のいずれかに記載の水の浄化方法とを併用することを特徴とする水槽内又は水域内の水の浄化方法である。
【００２０】
また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、好気性菌の発酵生成物として、至適活動温度を８０℃以上とする好気性高温菌又はその混合菌体の培養物を添加した有機物原料に通気して発酵させて製した発酵生成物を用いる請求項３から８のいずれかに記載の水の浄化方法である。
【００２１】
本発明のうち請求項１０に記載の発明は、好気性菌として、独立行政法人産業技術総合研究所の特許生物寄託センターに寄託している受託番号FERM P-15085、FERM P-15086、FERM P-15087、FERM P-15536、FERM P-15537、FERM P-15538、FERM P-15539、FERM P-15540、FERM P-15541、FERM P-15542及びFERM P-18598よりなる群から選択される少なくとも１種の好気性高温菌又はこれらの混合菌体を用いる請求項３から９のいずれかに記載の水の浄化方法である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、ヘドロなどの有機性汚染物質が堆積している水域内の水を好気性菌の発酵生成物を用いて浄化する方法を基本とするものである。そのため、まず、本発明に係る水の浄化方法において用いる「好気性菌」と「好気性菌の発酵生成物」について説明する。
【００２３】
本発明の水の浄化方法に用いる「好気性菌」とは、好気性バクテリア、すなわち、空気の存在下で活発に活動する菌のことをいう。本発明では、好気性菌であれば菌種を問わず使用できる。また、好気性菌の単体の他、その２種以上からなる混合菌体又はこれらの菌体培養物を使用することでも差し支えない。
【００２４】
本発明において、好気性菌としては、無用の夾雑物である雑菌や種子類を死滅させることができるので、至適活動温度を８０℃以上、好ましくは８５℃以上とする好気性高温菌を用いるのが好ましい。至適活動温度を８０℃以上とする好気性高温菌とは、発酵作用など菌の活動に最適な温度帯が８０℃以上である好気性高温菌（好気性超高温菌と称されることもある。）のことをいう。本発明では、上記好気性高温菌の単体の他、その２種以上からなる混合菌体又はこれらの菌体培養物も好適に使用できる。
【００２５】
本発明の水の浄化方法に用いる「好気性菌の発酵生成物」とは、好気性菌又はその混合菌体を有機物原料に添加して通気発酵をおこなうことによって得られるコンポスト状の培養物又はこの培養物をさらに有機物原料に添加して通気発酵をおこなって製したコンポスト状の発酵生成物のことをいい、通常は粉末状又は顆粒状を呈している。すなわち、本発明の水の浄化方法では、発酵生成物として、好気性菌の培養物をそのまま使用してもよいが、この培養物を有機廃棄物などの有機物原料に添加してさらに通気発酵をおこなってコンポスト状に製した発酵生成物を使用することが好ましい。
【００２６】
本発明において、好気性菌の中でも特に好適に使用できる菌は、本発明者が鹿児島県姶良郡牧園町の霧島火山帯の土壌から採取したバチルス属に属する菌で、独立行政法人産業技術総合研究所の特許生物寄託センターに寄託してあり、特許第３０６４２２号として特許されている受託番号FERM P-15085（通称：YM-01)、FERM P-15086 (YM-02)、FERM P-15087 (YM-03)、本発明者らが上記土壌から採取したバチルス属に属する菌で、上記特許生物寄託センターに寄託してあり、特願平９−５２３１２号として特許出願中である受託番号FERM P-15536 (YM-04)、FERM P-15537 (YM-05)、FERM P-15538 (YM-06)、FERM P-15539 (YM-07)、FERM P-15540 (YM-08)、FERM P-15541 (YM-09)、FERM P-15542 (YM-10)、本発明者らが上記土壌から採取したカルドトリックス属に属する菌で、上記特許生物寄託センターに寄託してあり、特願２００１−３９１５６１号として特許出願中である受託番号FERM P-18598（カルドトリックス・サツマエ：YM081)で構成する菌群の中から選択されるすくなくとも１種の好気性高温菌又はこれらの混合菌体である。
【００２７】
本発明の水の浄化方法に使用する好気性菌の発酵生成物は、例えば、以下のようにして製造する。
好気性菌（好ましくは、至適活動温度を８０℃以上とする好気性高温菌）又はその混合菌体（以下、好気性菌だけについて説明するが、その混合菌体についても同じ製法を用いてよい。）を含む土壌を採取して、これに蔗糖溶液などを加えて高温下で通気しながら発酵させて好気性菌の菌体を培養し、好気性菌の培養物を作る。得られた好気性菌の培養物は、発酵生成物としてそのまま使用してもよいが、本発明では、この好気性菌の培養物を有機物原料、例えば、生汚泥や植物性廃棄物などの有機物原料と混合してさらに通気して発酵させて（この過程で、好気性高温菌の場合は発熱によって有機物原料中の雑菌や種子類を死滅させることができる。）、本発明で用いる好気性菌の発酵生成物を得る。好気性菌の発酵生成物は、コンポスト（肥料）として使用できる程度に完熟させ、粉末状又は顆粒状に製しておくことが望ましい。
【００２８】
【参考例１】
＜好気性菌の発酵生成物の製造例＞
以下、好ましい例として、好気性高温菌の発酵生成物の製造例について詳しく説明する。
まず、有機物原料、例えば、生汚泥に好気性高温菌の混合菌体又はこれらの培養物を添加し混合する。混合比率は、有機物原料７０〜８０重量部に対して好気性高温菌の培養物２０〜５０重量部程度とするのが好ましい。この混合物の適量を発酵槽に堆積して、槽の底の方から空気を十分に吹き込みながら通気発酵をおこなう。通気を続けていると、最初は常温であった混合物が１日ないし数日後には８０〜９０℃に昇温する。この温度下に５〜７日間放置して通気発酵を継続させた後最初の切返し（攪拌）をおこなう。以後はこの放置と切返しを３〜８回程度繰り返しておこない、およそ２０〜５０日余の間、好ましくは３０日間以上、通気しながら発酵を続けると、さらさらした乾燥状態の発酵生成物が得られる。この発酵生成物を所要に応じてふるい分けした後、カリウム分を補充するなど所要の養分調整をおこなえば、完熟肥料として仕上げることができる。すなわち、本発明で用いる好適な好気性菌の発酵生成物は、通常、茶色の粉末状ないし顆粒状を呈しており、有機肥料の有用な基材として使用できるものである。
【００２９】
上記のようにして製した発酵生成物には、好気性菌を乾物１グラム当たりで約１０億以上含んでいる。したがって、この発酵生成物は、有機性物質に対して強い分解力を有する。また、同じ発酵槽で前回に製造した発酵生成物を槽内に一部残しておいて、これを次回の発酵の種菌（又はその一部）として有機物原料に添加・混合して通気発酵を繰り返すことによって、本発明で用いる「好気性菌の発酵生成物」を容易に入手できる。
【００３０】
本発明の水の浄化方法では、まず、浄化の対象である汚染された水槽内又は水域内に、上記のようにして製した好気性菌の発酵生成物（通常は粉末状ないし顆粒状である。）を散布する。発酵生成物の散布量は、浄化対象の水槽内又は水域内の水の汚染の程度によって異なるが、通常は、浄化する水域の面積１ｍ２  当たり好気性菌の発酵生成物を１〜１０ｋｇ程度散布することを目安にすればよい。特にヘドロなどの有機性汚染物質が水底に堆積して異臭を放っている水域においては、溶解度を越える多量の発酵生成物を水中に散布して一部を沈降させ、水底の有機性汚染物質を発酵生成物で覆うように積層させることが好ましい。
また、本発明において、好気性菌の発酵生成物は、適宜の量を布袋などの水透過性容器に詰めたものを複数個作り、これを水中に投入して散布してもよい。
【００３１】
好気性菌の発酵生成物を散布した水槽内又は水域内の水は、発酵生成物中の好気性菌と水中の溶存酸素の働きによって時間が経過すると共に次第に浄化されるが、水面下に強制的に空気を送り込むと水の浄化が促進される。本発明の水の浄化方法及び水の浄化装置は、その浄化促進手段の一つである。
【００３２】
本発明において、有機性物質で汚染されている水槽内又は水域内の水に通気し続けると共に、その水を好気性菌の発酵生成物と多数の微細な通気路又は通気孔を有する濾材と接触させ、発酵生成物中の好気性菌を濾材に付着させて活性化させ、その働きを促進することによって水を浄化する方法としては、少なくとも、濾材として立体網状構造体を用いる方法とリアクター内に微生物が着床可能な担体を封入して用いる方法の２通りがある。以下、２つの実施例をもって本発明の水の浄化装置と水の浄化方法の好ましい態様について具体的に説明するが、本発明では、浄化対象の水域内又は水槽内の水の汚染状況に応じて、実施例１に基づく方法でも実施例２に基づく方法でも、任意に採用することができる。
【００３３】
【実施例１】
＜水の浄化装置とそれを用いた水の浄化方法の例１＞
次に、本発明の水の浄化装置及び水の浄化方法の実施例について、図１から４に基づいて説明する。
図１から４は、本発明の一実施例としての水の浄化装置（以下「本装置」という。）の説明図である。すなわち、図１は本装置の平面図、図２は本装置の縦方向の断面図、図３は本装置の送気管に散気管を結続した状態の斜視図であり、図４は本装置を水面に設置して使用している状態の説明図である。
図４において、Ｘは水面を表し、Ｙは水底を示す。水底Ｙにはヘドロ７が層状に堆積している。このヘドロ７を浄化するために、浄化対象の水域には、参考例１の方法で製した粉末状の好気性菌の発酵生成物６を多量に散布し、溶解させ、その一部は沈殿して薄い層となってヘドロ７の上を覆っている。
【００３４】
図２と図３において、１は、送気管21と送風機22と散気管５からなる送気手段と多数の微細な通気路を有する立体網状構造体４とをテーブル型の浮き部材３に取り付けた構成の本装置である。また、テーブル型の浮き部材３は、円卓状のボード31を４本のパイプ状の脚32・32・・で固定し、さらに、パイプ状の脚32・32・・の下端をパイプ状の横材36・36・・で固定したもので、全てプラスチック材を組み合わせて作ってある。円卓状のボード31の中央には、小型の送風機（ブロア）を収納できる大きさの円筒状凹部33が設けてあり、円筒状凹部33には防水性の蓋34を被せるようにしてある。35は排気管である。この浮き部材３は、本装置１の全体を水面に浮かべるだけの浮力を有するように設計・製作する。
【００３５】
図２・図４において、立体網状構造体４は、市販のカール状のグラスファイバーをコイル状に巻いたものを縦置にした立体網状構造体を連結したもの（関西化工株式会社製）であり、カール状に縮れたグラスファイバーをさらにコイル状に巻くことによって多数の微細な通気路が形成されている。この立体網状構造体４は、浮き部材３の円卓状のボード31の下方の位置において４本のパイプ状の脚32・32・・にバランスよく固着してある。
【００３６】
本装置１の送気手段は、キャプタイヤケーブル８を有する送風機22とその下部に結続された送気管21と散気管５とで構成されている。
浮き部材３の円筒状凹部33の内部に送風機22を収納し、キャプタイヤケーブル８を本装置１の外方に伸ばして電源に接続する。送風機22の下部に取り付けた送気管21は、図２に示すように、立体網状構造体４のほぼ中央を上方から貫通して立体網状構造体４の下方で散気管５に結続している。散気管５は、図３に示すように、それぞれ先端に下向きの噴出孔51・51・・を備えた４本の分岐管52・52・・で構成されている。
【００３７】
本装置１を用いて水の浄化をおこなうには、まず、浄化対象の水域又は水槽に好気性菌の発酵生成物６（例えば、参考例１の方法で製したもの）を散布する。
次いで、上記構造の本装置１を浄化対象水域の水面に設置すると、図４に示すように、浮き部材３の浮力で本装置１全体が支持され、本装置１は、立体網状構造体４を水面下に吊り下げた状態で水面に浮上する。この状態で送風機22を起動すると、送気管21に結続している散気管５の４本の分岐管の噴出孔51・51・・から水底Ｙに向かって空気が噴出される。噴出された空気は、図４に下向きの矢印で示すように、水底Ｙに堆積しているヘドロ７の層やその上を覆っている好気性菌の発酵生成物６の層に吹き付け、図４の斜め上向きの矢印のように反転して渦状の水流を作り、周囲の水を攪拌する。この水流は、水中に吊り下げてある立体網状構造体４に接触して、あらかじめ水中に散布してある発酵生成物中の好気性菌が立体網状構造体４の表面に付着し、保持される。水底Ｙのヘドロ７の一部も噴出する空気によって巻き上げられて立体網状構造体４の表面に付着する。そこへ、さらに空気を含んだ水流が当接し、この当接・付着が繰り返され、好気性菌が活性化され、好気性菌の働きによって水底Ｙに堆積しているヘドロ７の分解が促進される。
【００３８】
しばらく送気を続けていると、やがてヘドロ特有の悪臭が消え、続いて、濁っていた水が透明になるのを知見できる。本発明の方法では、水槽内又は水域内の水がこの状態になるまで水を浄化できる。なお、好気性菌の発酵生成物は、浄化の進行状況を見て、必要に応じて水域内又は水槽内へ適宜補充すればよい。
【００３９】
上記実施例の装置では、浮き部材にプラスチック材を使用したが、本発明の浄化装置の浮き部材はプラスチック材に限るものではなく、浄化装置の全体を支持して水面に浮上させることができる材質のものであり、濾材や送気手段をバランスよく取り付けることができるものであれば、どのような形状・材質でもよい。例えば、木材や発泡スチロール材や空気を封入した浮き袋状のものでも差し支えない。また、本実施例では、浮き部材の表面を円卓状（円板状）にしたが、かならずしも円板状や浮き輪状などに形成する必要はない。しかし、浮き部材の表面を一定面積を有する形状に製すると、その表面にきれいな絵や模様（例えば、蓮の花の絵など）を描くことができる。また、浮き部材３を、例えば「蛙の形状」に製することもでき、このように種々工夫すると、外見的にも好ましい浄化装置を作ることができる。
【００４０】
上記実施例の装置では、濾材として、カール状のグラスファイバーをさらにコイル状に巻いて微細な通気路を形成した立体網状構造体を使用したが、本発明の浄化装置の濾材は、かならずしもこれに限るものではなく、その表面に水中の好気性菌が容易に付着（着床）し、かつ保持・繁殖しやすいように、多数の微細な通気路又は多数の微細な通気孔を有する構造のものであれば、どのような材質のものでも使用して差し支えない。好ましい濾材としては、グラスファイバーの他に、鉄線コイル、ウールマット、プラスティック材の細線、セラミックス材などの多孔質材又は多膜質材など、適度の表面積を有し、微細な孔（通気孔）が無数にあいているポーラス状のものないし微細な隙間（通気路）が無数に形成されていて、或る程度の体積を有する立体構造体を形成できる材質ものが好ましい。また、本発明の水の浄化装置に用いる濾材は、例えば、特開２０００−２４６２７６号公報に開示されている生物処理装置用の多孔質材製微生物担体などを使用してもよい。
【００４１】
上記実施例の装置では、濾材としての立体網状構造体の略中央を送気管が貫通する構造にしたが、このような構造にすると、送気管の噴出孔から水底に向かって噴出された空気が水底から反転して作る水流が濾材に当接しやすくなり、好気性菌が濾材の表面に付着・保持されやすくなるので好ましい。しかし、本発明の浄化装置では、このような構造に限るものではなく、例えば、濾材の側部に送気管を固着させてもよい。また、送気手段に水中ポンプなどを使用して濾材の下方に送気手段を設けてもよい。なお、本発明の装置における濾材や噴出孔を備えた散気管を設置する位置は、浄化対象の水槽又は水域の水深にもよるので、調節自在の構成にしておくことが好ましい。
【００４２】
上記実施例の装置では、先端にそれぞれ下向きの噴出管を備えた４本の分岐管を有する散気管を用いたが、本発明の浄化装置の散気管の分岐管の数は４本に限るものではない。また、空気を水底に向かって（下向きに）噴出する空気の噴出孔を備えているのであれば、散気管を使用せずに、送気管から直接空気を噴出するようにしてもよい。
【００４３】
浮き部材に濾材を取り付けたときのバランスが悪かったり、浄化装置全体が浮遊すぎるときには、錘（おもり）を用いるとよい。錘の取り付け方は、例えば、濾材の両端から下げ綱によってそれぞれ錘を吊り下げて濾材の水中の位置があまり変動しないように維持するとよい。なお、錘は浮き部材や送気管に取り付けてもよい。また、浄化装置が浮遊しない状態であれば、錘は設けなくてよい。
【００４４】
本発明において、浄化装置への送気の条件は、浄化対象の水槽又は水域の大きさや汚染の程度によって適宜決めればよい。一定量の空気を連続的に送気することが好ましいが、間欠的ないし断続的な送気であっても差し支えない。
【００４５】
本発明に係る水の浄化方法を池や河川などの広い水域で実施するときは、本発明に係る水の浄化装置を適宜の間隔をあけて複数基設置し、それぞれの浄化装置の送気管を送気ポンプに結続して水底に向かって一斉に送気する方法を採ることができる。また、実施例１の装置と実施例２の装置を組み合わせて使用してもよい。このように複数基の浄化装置を組み合わせて設置すると、汚染された大きな水槽や広い水域を能率よく浄化できる。
【００４６】
【実施例２】
本発明の他の実施例としての水の浄化方法を図５から７に基づいて説明する。
図５は、本実施例に用いる水の浄化装置（以下「本装置」という。）の配置を示す平面図であり、図６は、本装置に組み込んであるリアクターの側面断面図である。また、図７は、リアクター内に封入してあり、好気性菌を吸着させるための多数の微細な通気孔を有する担体（以下「微生物吸着担体」ともいう。）の斜視図である。
図５において、９は浄化対象の汚水を貯えた総容量１５ｍ３  の水槽であり、93は水槽９に結続してあるリアクターである。水槽９内には水中ポンプ91が設置してあり、水槽９内の水は、水中ポンプ91から配管92を通ってリアクター93に送られ、リアクター93から配管98を通って沈殿槽94に送られ、配管95を経て水槽９に戻るようにしてある。すなわち、水槽９内の水は、水槽９とリアクター93と沈殿槽94の間を循環するようにしてある。
【００４７】
図５において、96は送気管であり、リアクター93内において６本の分岐管97・97に分岐されている。すなわち、送気ポンプＥから送られて来る空気は、図６に示すようにリアクター93の下部に配した６箇所の分岐管97・97・・からリアクター93内に注入される。なお、Ｂは送気ポンプＥのバルブである。
図６はリアクター93の側面の断面図であるが、下部仕切り板101 と上部仕切り板102 によって形成される空間部100 には、図７に示す形状の微生物吸着担体Ｐを数百個封入してある。下部仕切り板101 と上部仕切り板102 とは、どちらも、水を透過できる多数の微孔を有するが、図示の位置で固定されている。したがって、微生物吸着担体Ｐは、リアクター93内に送られて来た水と接触するが、空間部100 外へは移動しない。すなわち、リアクター93に送られた水は６本の分岐管97・97・・から送られて来る空気によって攪拌されてリアクター93内を循環し、リアクター93内に封入されている複数個の微生物吸着担体Ｐ・Ｐ・・と接触を繰り返した後、沈殿槽94に送られる仕組みになっている。なお、99は、リアクター93の蓋から吊り下げた中央仕切り板である。
【００４８】
図７に微生物吸着担体Ｐの形状を２例示す。微生物吸着担体Ｐは、多数の微細な通気孔又は通気路を有し、微生物を吸着できる構造のものであれば、形状や材質は問わない。材質としては、ウールマット、園芸用の人工軽石、発泡スチロール、セラミックス材、麦飯石、木炭、ガラスビーズ、ＫＰパール材などが好適である。微生物吸着担体Ｐの大きさはリアクターの容量や水量によっても異なるので一概には定められないが、通常、１０〜２０ｍｍ大のものを用いる。また、汚水や河川などの生物処理装置において使用する微生物担体の専用品、例えば、特開平８−３０８５６９号公報や特開平９−２５２７７０号公報に開示されている微生物担体などは好適に使用できる。本装置のリアクター93内には、発泡スチロール製の微生物吸着担体Ｐ（直径１０ｍｍ）を数百個封入してある。
【００４９】
上記の構成による本装置を用いて水を浄化する方法について説明する。
まず、リアクター93の蓋を開けてリアクター93内に好気性菌の発酵生成物（例えば、参考例１の方法で製したもの）を多量に投入する。本実施例の水槽の容量は１５ｍ３  であるから、好気性菌の発酵生成物は、最初に１００ｋｇ程度を投入して様子を見るのがよい。
次いで、水中ポンプ91を起動して水槽９内の水をリアクター93と沈殿槽94との間で循環させる。また、送気ポンプＥを起動し、送気管96を介して分岐管97・97・・からリアクター93内に空気を送り込む。そうすると、リアクター93内では送り込まれた空気によって水槽９からの水が攪拌され、好気性菌の発酵生成物を溶解すると共にリアクター93内を循環してその空間部100 に封入されている数百個の微生物吸着担体Ｐ・Ｐ・・と接触することを繰り返す。この水との接触によって微生物吸着担体Ｐには好気性菌が着床し、空気に触れて活性化され、水の浄化が促進される。リアクター93内の水は沈殿槽94に送られ、溶解されなかった発酵生成物などを沈殿させた後、水槽９に送られる。この水槽９とリアクター93との水の循環を繰り返すことによって水槽９内の水は次第に浄化される。
【００５０】
上記の実施例では水槽内の水を循環させるために水中ポンプを用いたが、水を循環できるポンプであれば、他の送水手段を用いても差し支えない。また、沈殿槽は必ず設置しなければならないものではない。さらに、リアクターの容量や微生物吸着担体の数量などは、水槽又は水域の汚染度に応じて適宜に決めて差し支えない。以下、本発明を試験例をもってさらに詳細に説明する。
【００５１】
【試験例１】
＜水槽内の水の浄化試験＞
（１）試験方法
イ．縦横１ｍで深さ２ｍの水槽を２基用意し、多摩川の下流から汲んできて異臭を放っている濁り水をそれぞれ水深１ｍまで（水槽の半分量だけ）充たし、それぞれの水槽に参考例１の方法で製した好気性菌の発酵生成物を１ｋｇづつ散布し、攪拌して全部溶解させた。両水槽内の水はますます濁った色になった。
ロ．一方の水槽には、図４に示す水の浄化装置（浮き部材は直径２０ｃｍの発泡スチロール板、濾材は直径３０ｃｍで表面積１２０ｃｍ2 のセラミックス材、送気管は口径２インチで噴出孔は４個）を設置し、他方の水槽には同口径の送気管だけを取り付けた。
ハ．両水槽の送気管の一端をそれぞれ送気ポンプにつなぎ、送気を開始して、各水槽内の水の変化を観察した。
【００５２】
（２）試験結果
イ．水の浄化装置を設置した水槽内の水は、送気開始の約２０分後に異臭が消えた。また、２時間後には概ね透明な状態になった。
ロ．水の浄化装置を設置していない水槽内の水は、送気開始の約６時間後に異臭が消えた。また、２４時間後に概ね透明な状態になった。
【００５３】
【試験例２】
＜池の水の浄化試験＞
（１）試験方法
イ．昔から多数の亀が棲息していて、亀の糞が堆積されて異臭を放っている池について水の浄化試験をおこなった。池の大きさは、長さが約１７ｍで幅は約７０ｍ、深さは約２ｍである。
ロ．この池に好気性菌の発酵生成物を１０トン散布した。その約半量は池の水に溶解したが、残りは水底に沈殿したようである。
ハ．図４に示す水の浄化装置（浮き部材は直径１ｍの板状のもので、濾材は直径１ｍで表面積４ｍ２  のセラミックス材、送気管は口径３インチのもの、噴出管  は４個）を池の全水面に間隔をあけて２４基設置した。
ニ．各浄化装置の送気管の上端を送気ポンプにつなぎ、一斉に送気を開始して、池の水の変化を観察した。
【００５４】
（２）試験結果
イ．池の水は、送気開始の約２時間後にはほとんどの異臭が消え、３時間後には異臭が全く感じられない状態となった。
ロ．池の水は、送気開始の１０日後には概ね透明な状態となり、水底で亀が動いている状態が確認できた。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳しく説明のとおり、本発明に係る水の浄化装置は、水の浄化を促進できるので、これを用いることによって水槽内又は水域内の水の浄化に要する時間を大幅に短縮でき、そのため、水の浄化に費やすコストを抑えることができる。また、本発明に係る水の浄化装置は、浮き部材と送気手段と濾材とで構成され、簡単な構造であり、製作が容易であるので、これを用いる水槽の大きさや水域の広さ・性状などを考慮して、各種のサイズ・性能を有する浄化装置を製作することが可能である。さらに、本発明に係る水の浄化装置は、容易に移動・移設できるので、各地の水槽や水域へ持ち込んで使用できる。
【００５６】
また、本発明に係る水の浄化方法は、簡単な方法で、使用しやすく、ダレでも容易に操作できると共に、水の浄化を促進できるので、これを用いることによって水槽内又は水域内の水の浄化に要する時間を大幅に短縮でき、そのため、水の浄化に費やすコストを抑えることができる。
【００５７】
本発明に係る水の浄化方法及び水の浄化装置は、大小・各種の水槽内の水の浄化に適用できる他、河川、湖沼、処理池、養魚場、人工ダム、湾口、湾岸域などの一定水域の水を浄化するのに好適に使用できる。また、本発明に係る水の浄化方法及び水の浄化装置は、活性汚泥処理槽や家畜し尿処理槽などの汚水の浄化にも適用できる。すなわち、本発明に係る水の浄化方法及び水の浄化装置は、あらゆる水環境域の水について、その水質を改善し、水環境を良好に維持するのに好適な方法及び装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る水の浄化装置の平面図
【図２】本発明の実施例に係る水の浄化装置の縦方向の断面図
【図３】本発明の実施例の水の浄化装置の送気管に散気管を結続した状態の斜視図
【図４】本発明の実施例の水の浄化装置を水面に設置した状態の説明図
【図５】本発明の他の実施例の水の浄化方法に用いる装置の説明図
【図６】本発明の水の浄化方法に用いるリアクターの一例の説明図
【図７】本発明のリアクターに封入する微生物吸着担体の一例を示す斜視図
【符号の説明】
１：水の浄化装置、  21：送気管、  22：送風機
３：浮き部材、  31：円卓状のボード、   32 ：パイプ状の脚
33：円筒状凹部、  34：防水性の蓋、  35：排気管、  36：パイプ状の横材
４：立体網状構造体、  ５：散気管、  51：噴出孔、  52：分岐管
６：好気性菌の発酵生成物、  ７：ヘドロ、  ８：キャプタイヤケーブル
９：水槽、  90：水槽の外壁、  91：水中ポンプ、  92：配管、
93：リアクター、  94：沈殿槽、  95：配管、  96：送気管、  97：分岐管
98：配管、  99：中央仕切り板、   100：空間部、   101：下部仕切り板
102：上部仕切り板、  Ｘ：水面、  Ｙ：水底、  Ｐ：微生物吸着担体
Ｅ：送気ポンプ、  Ｂ：バルブ
【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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【図７】
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