(57)【要約】【課題】装置周辺の水質を汚染することなく、木炭に付着した汚泥を効率的に除去して装置外部へ放出することが可能な木炭式水質浄化装置を提供する。【解決手段】水質浄化装置２０は、木炭２４からなる浄化槽２５を収容し、上面２２ａおよび底面２２ｂが水を通過させるように構成された本体容器２２と、本体容器２２に連結され、被処理水を流出および流入させるための通水孔２６ａを備えたフロート２６と、フロート２６に接続された通気管２８と、通気管２８とバルブ３０を介して接続された送風機３２とを備える。バルブ３０は、通気管２８と送風機３２と連通させる状態と、通気管２８を大気中へ開放させる状態とで切り替え可能である。【選択図】      図１
2004351301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木炭で構成された浄化手段に被処理水を通過させることにより当該被処理水を浄化する木炭式水質浄化装置であって、
前記浄化手段を収容し、上面および底面が水を通過させるように構成された本体容器と、
該本体容器に連結され、被処理水を出入りさせるための通水孔を備えたフロートと、
前記フロートの内部へ空気を供給する給気手段と、
前記フロートの内部の空気を排出させる排気手段と、を備えることを特徴とする木炭式水質浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水質浄化装置に係り、特に、木炭を用いて水質を浄化する木炭式水質浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特許文献１に開示される如く、木炭を用いた水質浄化装置が知られている。この水質浄化装置は、図４にその概略構成を示すように、集水孔１を有する外体２と、通水孔３を有する集水管４とを備えている。外体２と集水管４との間には木炭５を詰めた処理層６が設けられている。集水管４の中にはリフト管７が配設されており、このリフト管７の中には第１の空気導入管９が配設されている。第１の空気導入管９の先端部にはノズル８が設けられており、空気導入管９は、このノズル８がリフト管７の下部近傍に位置するように配置されている。また、外体２の底面１０には、ノズル１１を有する第２の空気導入管１２が設けられている。第１の空気導入管９および第２の空気導入管１２には、切替弁１７を介して空気圧縮機１６，１８が接続されている。
【０００３】
以上の構成によれば、第１の空気導入管９へ圧縮空気が送られると、この空気がノズル８から噴出してリフト管７内を上昇する。かかる空気の流れに伴って、被処理水が外体２の集水孔１から吸い込まれて処理層６を通過することで浄化され、さらに、集水体４の通水孔３を通って、リフト管７の流入口１９から吸い込まれて、流出口１３から吐出される。また、第２の空気導入管１２に圧縮空気が送られると、この空気はノズル１１から処理層６へ向けて上向きに噴出される。こうして噴出された空気により処理層６の木炭５に付着した汚泥が落とされ、外体２から外部へ放出される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１８７４９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記従来の水質浄化装置では、処理層６に被処理水を流入させ、また、木炭５に付着した汚泥を除去するために、リフト管７や空気導入管９、および、これらに圧縮空気を供給するための空気系統が必要であり、構成が複雑になってしまう。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、浄化手段に被処理水を通過させることができると共に木炭に付着した汚泥の除去を行うことが可能な木炭式水質浄化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、木炭で構成された浄化手段に被処理水を通過させることにより当該被処理水を浄化する木炭式水質浄化装置であって、
前記浄化手段を収容し、上面および底面が水を通過させるように構成された本体容器と、
該本体容器に連結され、被処理水を出入りさせるための通水孔を備えたフロートと、
前記フロートの内部へ空気を供給する給気手段と、
前記フロートの内部の空気を排出させる排気手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、フロートへ空気を供給すると、その浮力で本体容器が浮上し、フロートから空気を排出すると、浮力がなくなって本体容器は沈下する。すなわち、フロートへの空気の供給および排出に応じて、本体容器は上下動を繰り返す。本体容器の上面および底面は水を通過させ得るように構成されているので、本体容器が上下動すると、上面または下面から被処理水が本体容器へ流入して、浄化手段を上下に通過する。また、浄化手段を通過する被処理水の流れによって、浄化手段を構成する木炭に付着した汚泥も洗い流される。このように、本発明によれば、本体容器にフロートと給気および排気の各手段を設けるだけの簡単な構成で、浄化手段に被処理水を通過させることができると共に、木炭に付着した汚泥を除去できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態である水質浄化装置２０の概略断面図である。同図に示すように、水質浄化装置２０は本体容器２２を備えている。本体容器２２の上面２２ａおよび底面２２ｂは、例えば通水孔が設けられ、あるいは、メッシュ材で構成されることなどにより水を通過させ得るようになっている。本体容器２２には、多数の木炭２４が詰められており、浄化槽２５を構成している。木炭２４は、例えば、粒径１０〜５０ｍｍ程度の多孔質（例えば１ｇ当りの表面積が３００ｍ２程度）の木炭が詰められて構成されており、木炭２４に生息する好気性微生物の働きにより、被処理水に含まれるアオコ等の各種有機物を分解することで被処理水を浄化する。
【００１０】
本体容器２２には、フロート２６が連結されている。フロート２６は、その下面に通水孔２６ａを備えている。また、フロート２６の上面（または側面の上端部近傍）には、通気管２８が接続されている。通気管２８は、バルブ３０を介して、送風機３２に接続されている。バルブ３０は例えば電磁式に駆動され、制御装置３４に制御されることによって、通気管２８と送風機３２とを連通させる第１の状態と、通気管２８を大気中に開放させる第２の状態とに切り替えられるようになっている。なお、送風機３２および制御装置３４は本体容器２２の近傍に浮かべられたフロートで支持された架台上に設置されてもよいし、あるいは、陸地上に設置されていてもよい。
【００１１】
フロート２６は、内部に空気が充満した状態では本体容器２２が水面近傍まで浮き上がり、内部に水が充満した状態では、水中に沈むように設計されている。また、通気管２８は、後述するような本体容器２２の浮沈に追従できるように、少なくとも一部がフレキシブル管により構成されている。
【００１２】
次に、水質浄化装置２０の動作について説明する。先ず、バルブ３０を第１の状態（送風機３２と通気管２８とが連通した状態）では、送風機３２からフロート２６へ空気が送り込まれ、図２に示すように、フロート２６内に空気が充満することで、本体容器２２は水面近傍まで浮き上がる。
【００１３】
この状態で、バルブ３０を第２の状態（通気管２８が大気中に開放された状態）に切り替えると、フロート２６の内部の空気が大気中へ排出され、通水孔２６ａから水が流入する。このため、フロート２６の浮力が小さくなり、図３に示すように、本体容器２２が下方へ沈んでいく。
【００１４】
そして、再びバルブ３０を第１の状態に切り替えてフロート２６に空気を供給すると、上記図２に示すように、フロート２６の浮力によって本体容器２２が浮き上がる。
【００１５】
このように、本実施形態によれば、バルブ３０を切り替えてフロート２６内の空気量を変化させることにより、本体容器２２を上下に繰り返し移動させることができる。上述のように、本体容器２２の上面２２ａおよび底面２２ｂは水を通過させ得るように構成されているから、本体容器２２の上下動により、常に浄化槽２５を通過する被処理水の流れが生ずることになる。すなわち、本体容器２２が浮上するときには、本体容器２２の上方の水が上面２２ａから浄化槽２５へ流入して底面２２ｂから流出し、本体容器２２が沈下するときには、本体容器２２の下方の水が底面２２ｂから浄化槽２５へ流入して上面２２ｂから流出する。このように、本実施形態では、バルブ３０の切り替えにより本体容器２２に収容された浄化槽２５に被処理水を通過させて、水質浄化を行うことができる。
【００１６】
上述したように、浄化槽２５による水質浄化は、木炭２４に付着した好気性細菌が被処理水中のアオコ等の有機物を分解することにより行われるが、この有機物は、シルト等の無機微粒成分が核となって形成されている。このため、有機物が分解されると、その核であった無機微粒成分が汚泥となって木炭表面に残存する。
【００１７】
本実施形態では、上記のように、本体容器２２の上下動に伴って、常に被処理水が浄化槽２５を通過する水流が下向きおよび上向きの交互に生じているため、木炭表面に残存した汚泥は、この水流によって本体容器２２の上面２２ａまたは底面２２ｂから外部へ流し出される。このため、従来の水質浄化装置のように、空気導入管から圧縮空気を噴出させて汚泥を除去する処理（いわゆる逆洗処理）を行うための装置を設けることは不要となる。
【００１８】
このように、本実施形態の水質浄化装置２０によれば、バルブ３０の切り替えにより、送風機３２からフロート２６への給気と、フロート２６からの排気を繰り返すだけで、浄化槽２５への被処理水の導入と、木炭２４に付着した汚泥の除去を行うことができる。そして、送風機３２は限られた容積のフロート２６を充満させうるだけの送風容量を有していれば足りるから、送風機３２として小型の機械を用いることが可能となり、装置の低コスト化を図ることができると共に、ランニングコストを抑えることもできる。
【００１９】
また、逆洗処理のための装置も不要となるため、装置の構成を簡単化することができ、その点でも、装置の低コスト化を図ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な構成で、浄化手段に被処理水を通過させることができると共に木炭に付着した汚泥の除去を行うことが可能な木炭式水質浄化装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である水質浄化装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の水質浄化装置が浮かび上がった状態を示す図である。
【図３】本実施形態の水質浄化装置が沈下した状態を示す図である。
【図４】従来の水質浄化装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
２０  水質浄化装置
２２  本体容器
２２ａ  上面
２２ｂ  底面
２４  木炭
２５  浄化槽
２６  フロート
２８  通気管
３０  バルブ（排気手段）
３２  送風機（給気手段）
【図１】
2004351301.tif 000003
【図２】
2004351301.tif 000004
【図３】
2004351301.tif 000005
【図４】
2004351301.tif 000006