(57)【要約】【課題】浄化水域を拡げる。【解決手段】上面のみ開口の四角箱状枠体１２内に水処理接触材層３０を設け、その水処理接触材層の下部に連通したフレキシブルホース１８を閉鎖水域（ため池）Ｐ内のコーナ部に延ばし、水中曝気ポンプ１５の噴水による水処理接触材層内部と閉鎖水域の水位差でもって、ホース１８を介し閉鎖水域の水を接触材層３０に導く。このとき、水滞留が生じ易いコーナ部から取水して噴水され、その噴水は装置近傍に行われるため、その近傍からコーナ部に水が移動する循環流が生じ、そのコーナ部の水滞留が防止される。ホース１８には、その長さ方向に複数の取水孔１８ｂを所要間隔に形成し、その取水孔１８ｂの大きさを先端に向かって徐々に大きくして、ホース１８の全長に亘って均等に取水する。ホース１８は設置個所を容易に変更したり、取水力によって、自ら動くようにして、取水域を自動的に変更する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉鎖水域Ｐの水面に浮揚する水中曝気ポンプ１５を設け、その水中曝気ポンプ１５の周りに水処理接触材層３０を設けて、水中曝気ポンプ１５により前記水処理接触材層３０を通して水を噴出する水質浄化装置１０であって、
上記水処理接触材層３０の下部に連通した取水管１８を上記閉鎖水域Ｐ内に所要長さ延ばし、上記水中曝気ポンプ１５の噴水による前記水処理接触材層３０の内部と前記閉鎖水域の水位差でもって、前記取水管１８を介し前記閉鎖水域Ｐの水を前記水処理接触材層３０内を通して前記水中曝気ポンプ１５に導く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を、その上面を除く各面を閉塞したことを特徴とする請求項１に記載の水質浄化装置。
【請求項３】
上記取水管１８にその長さ方向に複数の取水孔１８ｂを所要間隔に形成し、その取水孔１８ｂの大きさを先端に向かって徐々に大きくして、取水管１８の全長に亘って均等に取水するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の水質浄化装置。
【請求項４】
上記取水管１８をフレキシブルとしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水質浄化装置。
【請求項５】
上記取水管１８の先端を移動式としたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水質浄化装置。
【請求項６】
上記取水管１８内にも水処理接触材３３を充填したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の水質浄化装置。
【請求項７】
上記取水管１８に取水量調整バルブ１９を介設したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか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、例えば、閉鎖水域である農業用水などのため池（以下、ため池）において、水処理接触材層を介し噴水してそのため池の水質浄化を行う水質浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の水質浄化装置は、閉鎖水域の水面に浮揚するフロートの中央に水中曝気ポンプを設け、前記フロートの下面の前記水中曝気ポンプの周りには水処理接触材層を設けて、その水中曝気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形式が一般的である（特許文献１、２、３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１０７９４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１０９０９９号公報
【特許文献３】
特開２００２−２８２８９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水質浄化装置は、上記各特許文献に記載のものも含めて、自己の周りの水を集めて噴水するもののため、循環する水の範囲  （循環領域）が狭く、閉鎖水域全域に亘って浄化するためには、多数台が必要である（特許文献３：図１参照）。これはコスト高につながる。
【０００５】
この発明は、一台で広範囲な水浄化を行い得るようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、  取水管でもって取水するようにしたのである。取水管であれば、その長さを適宜に設定することにより、例えば、水滞留が生じ易い閉鎖水域のコーナ部にその取水管の取水口を導けば、そのコーナ部から取水されて噴水され、その噴水は装置近傍に行われるため、その近傍からコーナ部に水が移動する循環流が生じ、そのコーナ部の水滞留が防止される。
【０００７】
具体的には、  閉鎖水域の水面に浮揚する水中曝気ポンプを設け、その水中曝気ポンプの周りに水処理接触材層を設けて、水中曝気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水質浄化装置において、前記水処理接触材層の下部に連通した取水管を前記閉鎖水域内に所要長さ延ばし、前記水中曝気ポンプの噴水による前記水処理接触材層の内部と前記閉鎖水域の水位差でもって、前記取水管を介し前記閉鎖水域の水を前記水処理接触材層内を通して前記水中曝気ポンプに導くようにしたのである。
【０００８】
このとき、  上記水処理接触材層をその上面を除く各面を閉じたものとすれば、  その閉じた面からは水が水処理接触材層に入り込まないため、取水管からの水のみが水処理接触材層を通過することとなって、取水管による取水域の水質浄化率が向上する。
【０００９】
上記取水管には、その長さ方向に複数の取水孔を所要間隔に形成し、その取水孔の大きさを先端に向かって徐々に大きくして、  取水管の全長に亘って均等に取水するようにすれば、取水管全長に亘る水域の浄化作用が均等化する。取水管はフレキシブルとして設置個所を容易に変更したり、取水力（取り込まれる水の力）によって自ずと動くようにして、取水域を自動的に変更するようにすることもできる。その際、その取水管の先端を移動式として、取水域を変更しうるようにすることもできる。その取水管の移動は、取水力によって自らで行うようにしても良いし、別途の動力で行うようにし得る。フレキシブル取水管としては、樹脂製フレキシブルホースの他、硬質樹脂管を自在継手で連結したもの等が考えられる。
【００１０】
また、上記取水管内にも接触材を充填して、浄水効果を高めることができる。浄水効果が高まれば、浄化装置本体の接触材を削減でき、装置本体の小型化を図ることができる。
【００１１】
さらに、上記取水管にその取水量調整バルブを介設することができ、その取水管が複数の場合には、  各取水管のバルブを開度調整することにより、取水管毎の取水量を調整できる。
【００１２】
【実施の形態】
一実施形態を図１乃至図６に示し、この実施形態の水質浄化装置１０は、図１に示すようにため池Ｐのほぼ中央に配置するものであり、四角箱状の枠体１２の上面各辺に四角パイプ状フロート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（図６参照）。この閉塞は、完全なものである必要はなく、後述の取水管１８の取水作用に支障を与えない程度の閉塞をいう。フロート１１は両端が閉塞されて、中央の孔１１ａから適宜量の水を注入することにより浮力調整を行う。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。
【００１３】
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、後述の散気管２１及びエアリフト管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５参照）。
【００１４】
水処理接触材層３０の上部中央部は空洞となっており、この空洞内に水中曝気ポンプ１５が設けられている。この水中曝気ポンプ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（詳細は特許文献３：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４のように水ａを噴出する。
【００１５】
枠体１２の壁面上部四隅にはバルブ１９を介してプラスチックフレキシブルホース１８が接続されており、そのホース１８の長さはため池Ｐの広さに応じて適宜に設定する。このホース１８の接続個所の水処理接触材層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、ホース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。
【００１６】
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が図６の態様で設けられている。また、水中曝気ポンプ１５の真下底面近くには、散気管２１の直上を這うように設置されたエアリフト管２２が開口し、このエアリフト管２２は枠体１２を横方向に突き抜けて、その外壁を下端から上端まで至って水面近くに開口している。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、水処理接触材層３０内の水が矢印のようにエアリフト管２２に流れ込む。
【００１７】
枠体１２の外底面には脚２３が設けられ、この脚２３により装置１０全体が支持される。また、図２に示すように、ロープ２４を介して水底のアンカー２５に装置１０が連結されて、浮揚の安定化が図られている。また、枠体１２の側面には、四角箱状枠２７内に発泡樹脂体を嵌めたフロート２６が設けられており、このフロート２６が水質浄化装置１０の浮力の大部分を担う。
【００１８】
この水質浄化装置１０は、図１に示すように、ため池Ｐの中心付近に設置し、フレキシブルホース１８の取水口１８ａを、装置から離れた水域に設ける。特に、コーナー部のように止水域（水滞流域）になり易い箇所へ設けることが望ましい。このとき、取水管としてフレキシブルホース１８を使用したことで、ため池Ｐ内での移動及びコーナー部等への持ち込みが容易であり、設置の変更も容易にできる。勿論、取水管として、剛性の配管を使用し、ため池Ｐの底部に張り巡らせて設置する方法でも構わない。
【００１９】
水中曝気ポンプ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１８ａからフレキシブルホース１８内に水が吸い込まれて、枠体１２内部に送り込まれる。このとき、各バルブ１９の開度を調整しておくことにより、各取水管１８の取水量を調整することができる。
【００２０】
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、空気に振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Ｐ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。また、図示していないエアレーションポンプ１７のバルブを定期的に切り換えて、エアリフト管２２に空気を送り込むことにより、水処理接触材層３０からそのエアリフト管２２内への水流れが生じて、枠体１２内部から外部水域へ向かう水流が発生し、枠体１２内部に蓄積した無害の汚泥や微生物が外部水域に排出される。
【００２３】
なお、図７に示すようにフレキシブルホース１８の側面長さ方向に複数の孔１８ｂを所要間隔に設けると、広範囲の水域から水が吸い上げられるため、フレキシブルホース１８を一定箇所に固定することができ、さらに、その孔１８ｂを装置１０から遠ざかるにつれて（ホース１８の先端に向かって）徐々に大口径にすると、各孔１８ｂからの取水量を略均等にできる。
【００２４】
また、同図に示すように、フレキシブルホース１８の内部に水処理接触材３３を充填して浄化効率を高めることも可能であり、例えば、たわし状に充填する。これによりフレキシブルホース１８内部でも水質浄化が可能なため、浄化対象水域の水質基準が定まっている場合、枠体１２内部の接触材３２を減量することも可能となり、結果として装置１０の小型化を実現できる。
【００２５】
この実施形態では、複数の接触材３２を、枠体１２内部に簾状に吊り下げているが、枠体１２内への収納方法は特に限定されたものではなく、例えば、粒体を袋詰めにして枠体１２内部に設置するようにしてもよい。また、材質も上述のものの他に、ポリプロピレン、ビニロンなど、汚泥や微生物を付着し易く、水質に悪影響を与えないものなら何でもよい。上記の接触材３３についても同様のことが言える。
【００２６】
また、水中曝気ポンプ１５によりホース１８を介して水処理接触材層３０内に流入する水が、その接触材３２を通過してポンプ１５に至ることができるなら、枠体１２、フロート１４、ポンプ１５の支持方法等、装置１０の構成は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、以上のように取水管で取水するようにしたので、広範囲の閉鎖水域において、複数の浄化装置の設置や、水流発生器の併設等、コスト的に無駄な方法を採らず、また、閉鎖水域のコーナー部等、止水域になり易い箇所も確実に浄化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の設置例を示す概略図
【図２】同実施形態の一部切欠側面図
【図３】同平面図
【図４】同切断正面図
【図５】同切断平面図
【図６】図２のＸ−Ｘ線断面図
【図７】他の実施形態の取水管の一部切欠正面図
【符号の説明】
１０  水質浄化装置
１１  パイプ状フロート
１２  四角箱状枠体
１６，２６  フロート
１５  水中曝気ポンプ
１７  エアレーションポンプ
１８  フレキシブルホース（取水管）
１８ａ  取水口
１８ｂ  取水孔
１９  取水量調整バルブ
２０  連通路
２１  散気管
２２  エアリフト管
３０  水処理接触材層
３２、３３  接触材
【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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