(57)【要約】【課題】  簡易な方法と構造で、環境に悪い影響を残さずに水を浄化する水浄化装置と水浄化方法とを提供しようとする。【解決手段】  従来の水を浄化する水浄化装置にかわって、光触媒または光増感色素の一方を担持した担体の集合と、前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持する担体支持構造と、水を前記担体の集合に散布する水散布装置と、を備えた、ものとした。また、従来の水を浄化する水浄化方法にかわって、光触媒または光増感色素の一方を担持した担体の集合を用意し、前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持する担体支持工程と、水を前記担体の集合に散布する水散布工程と、を備えた、ものとした。【選択図】    図１
2005152868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を浄化する水浄化装置であって、
光触媒または光増感色素の一方を担持した担体の集合と、
前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持する担体支持構造と、
水を前記担体の集合に散布する水散布装置と、
を備えたことを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】
前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体である、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項３】
前記担体の集合が所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、
前記担体支持構造が、前記輪郭の表面を上下に向けて前記担体の集合を支持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項４】
前記担体支持構造が、水を通過させる無数の孔を一様にもった有孔面材と該有孔面材を支持する支持架構とを有し、
前記有孔面材が前記担体の集合を下から支持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項５】
前記担体支持構造が、上方に湾曲した透明の材料で出来た透明面材と該透明面材を支持する支持架構とを有し、
前記担体の集合が前記透明面材の下面に配されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項６】
前記担体支持構造が、前記担体の集合を垂直軸回りに回転させる回転機構を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項７】
前記水散布装置が、水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布する噴射ノズルを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項８】
前記水散布装置が、水面下の水を吸い込み水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布する水ポンプを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項９】
前記担体支持構造が、前記担体の集合を太陽光に照らされる様に屋外に置く、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項１０】
前記担体の集合に光を照射する光照射装置を
備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項１１】
水を浄化する水浄化方法であって、
光触媒または光増感色素の一方を担持した担体の集合を用意し、
前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持する担体支持工程と、
水を前記担体の集合に散布する水散布工程と、
を備えることを特徴とする水浄化方法。
【請求項１２】
前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体である、
ことを特徴とする請求項１１に記載の水浄化方法。
【請求項１３】
前記担体の集合が所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、
前記担体支持工程が、前記輪郭の表面を上下に向けて前記担体の集合を支持する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の水浄化方法。
【請求項１４】
前記担体支持工程が、前記担体の集合を垂直軸回りに回転させる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の水浄化方法。
【請求項１５】
前記水散布工程が、水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の水浄化方法。
【請求項１６】
前記担体支持工程が、前記担体の集合を太陽光に照らされる様に屋外に置く、
ことを特徴とする請求項１１に記載の水浄化方法。
【請求項１７】
前記担体の集合に光を照射する光照射工程を
備える、
ことを特徴とする請求項１１に記載の水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水を浄化する水浄化装置とその水浄化方法に係る。特に、プール、用水路等の水が一時的に貯留された場所での水の浄化に好適な水浄化装置とその水浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、水を浄化する方法として、水の中に塩素やオゾンを添加して、その強力な酸化作用で殺菌や漂白を行なってきた。したし、この方法では、水の中に酸化物質が残留し、残存した物質が化学反応をおこして有害物質を生じ、生物（特に、水中に生息する生物）に二次的な危害をあたえる。例えば、残存塩素が発ガン性物質としてしられるトリハロメタンを生成することが知られている。
そのため、水道水に魚類を直接生息させる際には、事前に塩素を取り除くことが常識となっている。【０００３】  また、魚の養殖用生け簀、プール、ゴルフ場の池、用水路、地下水、運河等の水が一時的に貯留されている場所で水を浄化するために好適な装置および方法が少ない。
また、汚染土壌の処理に供することのできる好適な装置および方法が少ない。
例えば、汚水を浄化する方法として、一旦汚水を水槽に蓄えた後、沈殿処理、薬物投入処理、爆気処理、濾過処理等の工程を経て処理するのが一般的である。この方法は、多くの時間と処理空間を要する。【０００４】
【特許文献１】      特開２００３−２５１３４０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上記の様に、より簡単な構造で、場所を取らず、また水中の生物等に害を与える等の環境に悪い影響を与えずに水を浄化したいという要請があった。また、魚の養殖用生け簀、プール、ゴルフ場の池、用水路、地下水、運河等の水が一時的に貯留されている場所で水を浄化したいという要請もあった。【０００６】  本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な方法と構造で、環境に悪い影響を残さずに水を浄化する水浄化装置と水浄化方法とを提供しようとする。また、水が一時的に貯留されている場所で水を浄化するのに好適な水浄化装置と水浄化方法とを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記目的を達成するため、本発明に係る水を浄化する水浄化装置を、光触媒または光増感色素の一方を担持した担体の集合と、前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持する担体支持構造と、水を前記担体の集合に散布する水散布装置と、を備えた、ものとした。【０００８】  上記本発明の構成により、担体が光触媒または光増感色素の一方を担持し、担体支持構造が前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持し、水散布装置が水を前記担体の集合に散布するので、光触媒または光増感色素と周囲の光エネルギーの作用により、散布される水に巻き込まれた空気中の酸素が活性酸素になり、活性酸素が水を効率良く浄化する。また、活性酸素は短時間で普通の酸素に戻るので、流れ落ちた水が環境に害をあたえることがない。【０００９】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体である。【００１０】  上記本発明の構成により、前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体であるので、光が担体の集合の内部まで透過し、光増感色素が光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。【００１１】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体の集合が所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、前記担体支持構造が、前記輪郭の表面を上下に向けて前記担体の集合を支持する。【００１２】  上記本発明の構成により、前記担体の集合が、前記担体の集合が所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、その輪郭の表面を上下に向けられて支持されるので、上方から降りそそぐ光が担体の集合の中まで透過し、光触媒または光増感色素が光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。【００１３】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体支持構造が、水を通過させる無数の孔を一様にもった有孔面材と該有孔面材を支持する支持架構とを有し、
前記有孔面材が前記担体の集合を下から支持する。【００１４】  上記本発明の構成により、支持架構が該有孔面材を支持し、水を通過させる無数の孔を一様にもつ有孔面材が前記担体の集合を下から支持するので、散布された水が有孔面材の無数の孔を通過して、担体に担持された光触媒または光増感色素の作用により生成された活性酸素と効率良く接触し、浄化される。【００１５】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体支持構造が、上方に湾曲した透明の材料で出来た透明面材と該透明面材を支持する支持架構とを有し、前記担体の集合が前記透明面材の下面に配されている。【００１６】  上記本発明の構成により、支持架構が該透明面材を支持し、担体の集合が上方に湾曲した透明の材料で出来た透明面材の下面に配されているので、上方から降り注ぐ光が透明面材を透過して担体に担持された光触媒または光増感色素に当るので、光の降り注ぐ角度が変化しても、活性酸素の量が変化しにくく、水の浄化する効率の変動を少なくすることができる。【００１７】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体支持構造が、前記担体の集合を垂直軸回りに回転させる回転機構を有する。【００１８】  上記本発明の構成により、回転機構が前記担体の集合を垂直軸回りに回転させるので、散布された水と水に巻き込まれた空気が遠心力で周囲へ吹き飛ばされ、空気中の酸素が担体に担持された光触媒または光増感色素に効率良く接触し、活性酸素の量が増え、水を効率良く浄化できる。【００１９】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記水散布装置が、水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布する噴射ノズルを有する。【００２０】  上記本発明の構成により、噴射ノズルが水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布するので、噴水状に吹き上げる際に、水が多くの空気を巻き込み、上端が拡がって担体の集合に散布され、担体に担持された光触媒または光増感色素が空気中の酸素を効率良く活性酸素にするので、水が効率良く浄化される。【００２１】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記水散布装置が、水面下の水を吸い込み水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布する水ポンプを有する。【００２２】  上記本発明の構成により、水ポンプが水面下の水を吸い込み水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布するので、水面下の下が空気を巻き込み、先端が拡がって担体の集合に散布され、担体に担持された光触媒または光増感色素が空気中の酸素を効率良く活性酸素にするので、水面下の水が効率良く浄化される。【００２３】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体支持構造が、前記担体の集合を太陽光に照らされる様に屋外に置く。【００２４】  上記本発明の構成により、前記担体の集合が太陽光に照らされる様に屋外に置かれるので、太陽光と光触媒または光増感色素との作用により、水に巻き込まれた空気中の酸素が効率良く活性酸素になり、水が効率良く浄化される。【００２５】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化装置は、前記担体の集合に光を照射する光照射装置を、備える。【００２６】  上記本発明の構成により、光照射装置が前記担体の集合に光���照射するので、照明光と光触媒または光増感色素との作用により、水に巻き込まれた空気中の酸素が効率良く活性酸素になり、水が効率良く浄化される。【００２７】  上記目的を達成するため、本発明に係る水を浄化する水浄化方法を、光触媒または光増感色素の一方を担持した担体の集合を用意し、前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持する担体支持工程と、水を前記担体の集合に散布する水散布工程と、を備えた、ものとした。【００２８】  上記本発明の構成により、担体が光触媒または光増感色素の一方を担持し、前記担体の集合を下方に空気の層を接する様に支持し、水を前記担体の集合に散布するので、光触媒または光増感色素と周囲の光エネルギーの作用により、散布される水に巻き込まれた空気中の酸素が活性酸素になり、活性酸素が水を効率良く浄化する。また、活性酸素は短時間で普通の酸素に戻るので、流れ落ちた水が環境に害をあたえることがない。【００２９】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化方法は、前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体である。【００３０】  上記本発明の構成により、前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体であるので、光が担体の集合の内部まで透過し、光増感色素が光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。【００３１】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化方法は、前記担体の集合が所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、前記担体支持工程が、前記輪郭の表面を上下に向けて前記担体の集合を支持する。【００３２】  上記本発明の構成により、前記担体の集合が、所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、その輪郭の表面を上下に向けて支持されるので、上方から降りそそぐ光が担体の集合の中まで透過し、光触媒または光増感色素が光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。【００３３】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化方法は、前記担体支持工程が、前記担体の集合を垂直軸回りに回転させる。【００３４】  上記本発明の構成により、前記担体の集合が垂直軸回りに回転されるので、散布された水と水に巻き込まれた空気が遠心力で周囲へ吹き飛ばされ、空気中の酸素が担体に担持された光触媒または光増感色素に効率良く接触し、活性酸素の量が増え、水を効率良く浄化できる。【００３５】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化方法は、前記水散布工程が、水を噴水状に吹き上げて下方から前記担体の集合に散布する。【００３６】  上記本発明の構成により、水が噴水状に吹き上げられて下方から前記担体の集合に散布されるので、噴水状に吹き上げる際に、水が多くの空気を巻き込み、先端が拡がって担体の集合に散布され、担体に担持された光触媒または光増感色素が空気中の酸素を効率良く活性酸素にするので、水が効率良く浄化される。【００３７】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化方法は、前記担体支持工程が、前記担体の集合を太陽光に照らされる様に屋外に置く。【００３８】  上記本発明の構成により、前記担体の集合が太陽光に照らされる様に屋外に置かれるので、太陽光と光触媒または光増感色素との作用により、水に巻き込まれた空気中の酸素が効率良く活性酸素になり、水が効率良く浄化される。【００３���】  さらに、本発明の実施形態に係る水浄化方法は、前記担体の集合に光を照射する光照射工程を備える。【００４０】  上記本発明の構成により、前記担体の集合が光を照射されるので、照明光と光触媒または光増感色素との作用により、水に巻き込まれた空気中の酸素が効率良く活性酸素になり、水が効率良く浄化される。
【発明の効果】
【００４１】  以上説明したように本発明に係る  水を浄化する水浄化装置及び水浄化方法は、その構成により、以下の効果を有する。
光触媒または光増感色素を担持した担体の集合の下方に空気の層を設けて、水を担体に散布するので、光触媒または光増感色素と周囲の光エネルギーの作用により、散布される水に巻き込まれた空気中の酸素が活性酸素になり、活性酸素が水を効率良く浄化する。また、活性酸素は短時間で普通の酸素に戻るので、流れ落ちた水が環境に害をあたえることがない。
また、前記担体が光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体であるので、光が担体の集合の内部まで透過し、光増感色素が光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。
また、前記担体の集合が、所定の厚みをもった板形状の輪郭を有し、前記輪郭の表面を上下に向けて支持されるので、上方から降りそそぐ光が担体の集合の中まで透過し、光触媒または光増感色素が光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。
また、有孔面材が前記担体の集合を下から支持するので、散布された水が有孔面材の無数の孔を通過して、担体に担持された光触媒または光増感色素の一方の作用により生成された活性酸素と効率良く接触し、浄化される。
また、担体の集合が上方に湾曲した透明面材の下面に配されているので、上方から降り注ぐ光が透明面材を透過して担体に担持された光触媒または光増感色素に当るので、光の降り注ぐ角度が変化しても、活性酸素の量が変化しにくく、水の浄化する効率の変動を少なくすることができる。
また、前記担体の集合が垂直軸回りに回転するので、散布された水と水に巻き込まれた空気が遠心力で周囲へ吹き飛ばされ、空気中の酸素が担体に担持された光触媒または光増感色素に効率良く接触し、活性酸素の量が増え、水を効率良く浄化できる。
また、水が噴水状に吹き上げられて下方から前記担体の集合に散布されるので、噴水状に吹き上げる際に、水が多くの空気を巻き込み、先端が拡がって担体の集合に散布され、担体に担持された光触媒または光増感色素が空気中の酸素を効率良く活性酸素にするので、水が効率良く浄化される。
また、水面下の水が吸い込まれ噴水状に吹き上げられて下方から前記担体の集合に散布されるので、水面下の下が空気を巻き込み、先端が拡がって、担体の集合に散布され、担体に担持された光触媒または光増感色素が空気中の酸素を効率良く活性酸素にするので、水面下の水が効率良く浄化される。
また、前記担体の集合が太陽光に照らされる様に屋外に置かれるので、太陽光と光触媒または光増感色素との作用により、水に巻き込まれた空気中の酸素が効率良く活性酸素になり、水が効率良く浄化される。
また、前記担体の集合が光を照射されるので、照明光と光触媒または光増感色素との作用により、水に巻き込まれた空気中の酸素が効率良く活性酸素になり、水が効率良く浄化される。
従って、簡易な方法と構造で、環境に悪い影響を残さずに水を浄化する水浄化装置と水浄化方法とを提供できる。また、水が一時的に貯留されている場所で水を浄化するのに好適な水浄化装置と水浄化方法とを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】  以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。【００４３】  本発明の第一の実施形態に係る水浄化装置および水浄化方法を、図を基に、説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る水浄化装置１０の斜視図である。【００４４】  水浄化装置１０は、水１を浄化する装置であって、担体２０の集合と担体支持構造３０と水散布装置４０と光照射装置（図示せず）とで構成される。
このうち、光照射装置は、必要に応じて設ける。
水１は、例えば、魚の養殖用生け簀、ゴルフ場の池、用水路、運河等の一時的に貯留された場所の水であるのが好ましい。
また、水１は、汚染土壌を水に所定の濃度で混入させたものであるのが好ましい。【００４５】  担体２０は、光触媒または光増感色素を担持したものである。
担体２０が、光増感色素を担持した透明または半透明の粒子状物体であるのが好ましい。【００４６】  光触媒は、光エネルギーを受けて周囲の酸素を活性酸素に変化させる無機化合物である。光触媒は、例えば、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＳｎＯ、ＳｒＴｉＯ３，ＳｉＣ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ３、ＣｄＳ等の内から選択される一つであり、特にＴｉＯ２が好ましい。
ＴｉＯ２は、光エネルギーを吸収して、液中に溶けた酸素をヒドロキシラジカルに変化させ、気体状の酸素をスーパーオキサイドアニオンラジアルに変化させる。
光触媒を担持する担体２０は、金属、樹脂、シリカゲルの内の一つである。一個の担体２０の最も長い部分の寸法が、１ｍｍから１００ｍｍのうちから選択された寸法であるのが好ましく、特に５ｍｍ前後であるのが好ましい。【００４７】  光増感色素は、光エネルギーを受けて周囲の酸素を活性酸素（一重項酸素）に変化させる有色の有機化合物である。
光増感色素は、例えば、ローズベンガル、メチレンブルー、エオシン、フタロシアン、クロロフィルａ、テトラフェニルポルフィリンのうちから選択される一つである。
光増感色素は、光エネルギーを吸収して励起し、その励起エネルギーにより普通の酸素（三重項酸素）を活性酸素（一重項酸素）に変化させる。活性酸素（一重項酸素）は、周囲の物質を酸化させる力が極めて強い。活性酸素（一重項酸素）は、励起エネルギーを放出すると普通の酸素（三重項酸素）に戻る。
光増感色素は、照射する光の周波数に対応して選択できる。
光増感色素に照射する光が太陽光である場合、光増感色素はメチレンブルーまたはフロタシアンブルーであるのが好ましい。
光増感色素を担持する担体は、アクリル、スチレン又はポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂、シリカゲルの内の一つであり、特に透明または半透明のシリカゲルであるのが好ましい。
一個の担体２０の最も長い部分の寸法が、１ｍｍから１００ｍｍのうちから選択された寸法であるのが好ましく、特に５ｍｍ前後であるのが好ましい。一個の担体２０の形状は、例えば、球形、６面体、４面体、多面体の内の一つであり、中空、中実のうちの一つである。特に、一個の担体は、中央に貫通孔を設けられた短い四角柱の形状を有するのが好ましい。【００４８】  担体２０の集合が所定の厚みＤをもった板形状の輪郭を有するのが好ましい。例えば厚みＤは、０．５ｃｍから２０ｃｍの中から選択される。特に厚みＤは、１ｃｍから５ｃｍの中から選択するのが好ましい。、【００４９】  担体支持構造３０は、担体２０の集合を下方に空気の層を接する様に支持する構造である。
担体支持構造３０が、担体２０の集合を太陽光３に照らされる様に屋外に置くのが好ましい。
担体支持構造３０は、透明面材３１と有孔面材３２と支持架構３３と水中固定台３４と回転機構（図示せず）とで構成される。回転機構は、必要に応じて設けられる。
担体支持構造３０は、担体２０の集合を水面２の上方に支持し、高さＬの空気の層が担体２０の集合の下に設けられる。【００５０】  透明面材３１は、上方に湾曲した透明の材料で出来た面材であり、担体２０の集合が透明面材３１の下面に配されている。
透明面材３１は、例えば、１次元曲面または２次元曲面を持ったドーム状形状をしている。透明面材３１が１次元曲面を持つ場合、透明面材３１は、半割りの円柱の側面の形状をしている。透明面材３１が２次元曲面を持つ場合、透明面材３１は半割りの球形の外周面の形状をしている。
担体支持構造３０が、担体２０の集合を太陽光に照らされる様に屋外に置く場合、曲率が東西の方向に付いているのが好ましい。この様にすると、太陽の移動に応じて、太陽光線が透明面材３１の上面に照射されやすい。
透明面材３１の材質は、光を透過する材質であり、例えば、無色透明のポリカーボネート等の樹脂板または硝子板であるのが好ましい。
水が、下方から噴水状に吹き上げられると、担体２０の集合の隙間を通って、透明面材３１に衝突し、透明面材３１の下側の面に沿って周囲に拡がる。水１は、担体２０の集合の隙間を通過して、透明面材３１の周囲の縁側から、流れ落ちる。【００５１】  有孔面材３２は、水を通過させる無数の孔を一様にもった面材であり、前記担体の集合を下から支持する。
透明面板３１と組み合わされる場合、有孔面板３２は、透明面板３１の曲率に沿って上方に湾曲し、透明面板３１との隙間の寸法が厚みＤを維持しているのが好ましい。
有孔面材３２は、例えば、担体２０の大きさよりも小さな網目に編み上げられた金網、又は担体２０の大きさよりも小さなスリットが設けられた樹脂板材である。
水が、下方から噴水状に吹き上げられると、有孔面材３２に無数に設けられた孔を通過して、担体２１の集合の中に入る。
また、勢いを失った水は、有孔面材３２の無数の孔を通って、下方に流れ落ちる。【００５２】  支持架構３３は、上述の透明面材３１と有孔面材３２とを支持する構造である。
支持架構３３は、透明面材３１と有孔面材３２とを下方から支持してよいし、周囲または上方から支持してもよい。
図１には、透明面材３１と有孔面材３２との周囲の縁を下方から支持する柱が示されている。【００５３】  水中固定台３４は、水面の下に設けられ、支持架構３３の下部を支持する台である。さらに、水中固定台３４は、後述する水散布装置４０を支持する。【００５４】  回転機構は、担体の集合を垂直軸回りに回転させる機構である。
回転機構は、透明面材３１と担体２０の集合と有孔面材３２とを一体として垂直軸回りに回転自由に支持する回転軸受機構と、有孔面材３２の下に固定された水車とで構成される。
後述する水散布装置４０に噴射された水流が水車にあたると、一体となった透明面材３１と担体２０の集合と有孔面材３２とが回転する。【００５５】  水散布装置４０は、水を担体２０の集合に散布する装置である。
水散布装置４０は、水を噴水状に吹き上げて下方から担体２０の集合に散布する噴射ノズル４２を有するのが好ましい。
また、水散布装置４０は、水面下の水を吸い込み水を噴水状に吹き上げて下方から担体２０の集合に散布する水ポンプ４１を有するのが好ましい。
図１は、水中固定台３４に支持された水中ポンプが、水面下の水を吸い込み水を噴水状に吹き上げて下方から担体２０の集合に散布するのを示している。【００５６】  光照射装置は、担体の集合に光を照射する装置である。
例えば、光照射装置は、支持架構３３に支持されて、下から担体２０の集合の下面を照射する。
また、例えば、光照射装置は、別体の架構に支持されて、上から担体２０の集合の上面を照射する。
光照射装置の照射する光の周波数は、光触媒または光増感色素の種類に対応しているのが好ましい。例えば、光照射装置は可視光線を照射する蛍光灯または白熱灯である。【００５７】  次に、本発明の第二の実施形態に係る水浄化装置と水浄化方法を、図を基に、説明する。
図２は、本発明の第二の実施形態に係る水浄化装置の概念図である。第二の実施形態に係る水浄化装置の基本構造は、第一の実施形態に係る水浄化装置の構造と同じなので、異なる点を説明する。【００５８】  水浄化装置１０は、水１を浄化する装置であって、担体２０の集合と担体支持構造３０と水散布装置４０と電源装置５０とで構成される。
担体２０の集合と水散布装置４０との構造は同じなので、説明を省略する。【００５９】  担体支持構造３０は、担体２０の集合を下方に接する空気の層を設けて支持する構造であり、屋外に設けられる。
担体支持構造３０は、透明面材３１と有孔面材３２と支持架構３３と水中固定台３４と浮体３５とで構成される。回転機構は、必要に応じて設けられる。
透明面材３１と有孔面材３２と支持架構３３と水中固定台３４の構造は同じなので、説明を省略する。
浮体３５は、担体支持構造３０を水面に浮かすための構造であり、担体２０の集合の下が厚さＬの空気の層に接する様にする。【００６０】  電源装置５０は、水散水装置に電源を供給する装置であり、陸上電源５１と電源ケーブル５２と繋留柱５３とで構成される。
電気は、陸上電源５１から電源ケーブル５２を介して、繋留柱５３に繋留される担体支持構造３０に支持された水中ポンプ４１へ供給される。【００６１】  次に、本発明の実施形態に係る水処理装置の作用を、図を基に、説明する。
水散布装置が、水面の下の水を吸い込み、噴水状に吹き上げて、有孔面材３２の下面に散布する。
水１と水に巻き込まれた空気は、有孔面材３２に無数に設けられた孔を通過して、透明面材３１に衝突する。衝突した水１は、透明面材３１の下側の面で水平に拡がる。
太陽光３が、上方から透明面材３１の上に降りそそぐ。
光触媒または光増感色素が、太陽光３の光エネルギーに励起され、空気中の酸素または水に溶け込んだ酸素を活性酸素に変化させる。活性酸素が、担体２０の集合のなかを通る水１に含まれる不純物を酸化（場合によっては還元）して、水を浄化する。
光増感色素を使用する場合、１重項酸素の寿命は１０のマイナス６乗秒であり、担体に担持された光増感色素と接触した僅かの瞬間で反応が起こるので、水中に残存した１重項酸素は急速に普通の酸素（３重項酸素）に戻り、処理された水には活性酸素が残留しない。
浄化された水は、落下して水面に落ちる。
従って、水面にもどった水により、水中の生物が害を受けることがない。
例えば、揚程１０メートルで３００リットル／分の吐出能力をもつ水中ポンプを用いると、１時間で１８トンの水を浄化できるので、１日８時間の運転で、約１４０トンの水処理が可能となる。この際に、光触媒または光増感色素の一方を担持した担体は２Ｋｇ程度であり、１年間は機能を維持できる。【００６２】  上述の実施形態の水を浄化する水浄化装置と水浄化方法とを用いれば、以下の効果を発揮する。
光触媒または光増感色素を担持した担体を集合にして、空中に支持し、その担体に水を散布するので、光が担体に当たると、光触媒または光増感色素と周囲の光エネルギーの作用により、散布される水に巻き込まれた空気中の酸素が活性酸素になり、活性酸素が水を効率良く浄化する。さらに、活性酸素は短時間で普通の酸素に戻るので、流れ落ちた水が環境に害をあたえることがない。
また、担体が光増感色素を担持し、担体が透明または半透明であると、光増感色素のを担持した担体全体が透明または半透明になるので、光が担体の集合の奥深くまで透過し、光増感色素が多くの光エネルギーを受けて酸素を効率良く活性酸素にする。
また、光増感色素を使用すると、光増感色素の濃度調整により、容易に殺菌力を調整できる。
また、光増感色素を使用すると、色素の吸収波長帯に様々な範囲が有り、目的に応じて色素を選択できる。
また、光増感色素を使用すると、１重項酸素は、有核の多細胞生物に対しては細胞の中に進入しないかぎり細胞を破壊しないのに対して、無核の単細胞にたいしては破壊作用を及ぼすという性質を持っている。１重項酸素は、ウイルス、病原菌に対して殺菌効果を発揮する一方、良質のバクテリア等を死滅させない。従って、バクテリアの死骸が底にしずんで、かえって水質を悪化させる等の恐れが少ない。
また、担体が透明面材と有孔面材に挟まれて、所定の厚さＤを持った板状の形状をしているので、光が担体の集合の中まで十分に透過し、担体の集合の全体の光触媒または光増感色素が光エネルギーに励起されるので、効率よく活性酸素を生成でき、水の浄化を効率良くおこなうことができる。
また、担体の集合の上部が上に凸に所定に曲率で湾曲した形状をもった透明面材覆われるので、太陽の位置に関わらず、太陽光が担体の集合にまんべんなく降り注ぎ、活性酸素を効率良く生成できる。
また、担体の集合の下部が無数の孔が設けられた有孔面材で支持されるので、担体の集合の輪郭形状を最適に維持しつつ、散布された水を担体の集合の隙間に行き渡らせることが出来る。
また、担体の集合を垂直軸回りに回転させると、散水された水と水に巻き込まれた空気が、遠心力により担体の集合の間隙を流れ、空気中の酸素が担体に担持された光触媒または光増感色素に多く接触し、活性酸素の生成がより効率的に行われる。
また、水ポンプを用いて、水面の下の水を吸い上げて、噴水状に吹き上げて、担体の集合に散水するので、水が吹き上げられる際に、周囲の空気を巻き込んだ水が担体にかかり、活性酸素の生成が効率良く行われる。
また、光照射装置を設けて、光を担体の集合に照射するので、太陽光の少ない曇りや夜間でも、水の浄化がでる。
また、一般的に光増感色素はカラフルであるので、景観にも優れ、例えば運河等の景観を損なうことなく、水の浄化ができる。
従って、本水浄化装置により、水の殺菌、含有する化学物質の分解や変異化、消臭を効率的におこなうことができる。
また、光触媒または光増感色素を担持させた物質を生体に直接に接触させることなく、大量の水を処理でき、自然の太陽光を使用するので、省エネルギーな水処理装置を提供できる。【００６３】  本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
担体支持構造が透明面材と有孔面材の両方を設けられた例で説明したが、これに限定されす、透明面材と有孔面材の一方のみが設けられても良いし、担体の集合が自立できる構造と強度を有している場合、透明面材と有孔面材を省略してもよい。
回転機構の図示を省略したが、透明面材と担体の集合と有孔面材との全体を回転させてもよいし、透明面材を個定して担体の集合と有孔面材とを回転させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】  本発明の第一の実施形態に係る水浄化装置の側面図である。
【図２】  本発明の第一の実施形態に係る水浄化装置の概念図である。
【符号の説明】
【００６５】    Ｄ    厚み
Ｌ    空気層の高さ
１    水
２    水面
３    太陽光
１０    水浄化装置
２０    担体
３０    担体支持構造
３１    透明面材
３２    有孔面材
３３    支持架構
３４    水中固定台
３５    浮体
４０    水散布装置
４１    水ポンプ
４２    噴射ノズル
５０    電源装置
５１    陸上電源
５２    電源ケーブル
５３    繋留柱
【図１】
2005152868.tif 000003
【図２】
2005152868.tif 000004