(57)【要約】  【課題】水質浄化装置のろ過能力の持続性を高め、且つ、ろ過層の洗浄を容易にして、メンテナンス期間を長くすることができるようにする。  【解決手段】本発明は循環ポンプ４によって浄化槽２内に設けたろ過層１０を通過させて汚水の浄化を行う自動水質浄化装置１に於て、前記循環ポンプ４に接続された吸水口１１ａを前記ろ過層１０の上方に設けると共に、汚水の流入口９，９，９，９を該ろ過層１０の下方に配設し、且つ、該ろ過層１０の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部７を設け、前記循環ポンプ４によって前記吸水口１１ａから汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層１０の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部７に沈殿させるように構成した自動水質浄化装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環ポンプによって浄化槽内に設けたろ過層を通過させて汚水の浄化を行う自動水質浄化装置に於て、前記循環ポンプに接続された吸水口を前記ろ過層の上方に設けると共に、汚水の流入口を該ろ過層の下方に配設し、且つ、該ろ過層の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部を設け、前記循環ポンプによって前記吸水口から汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部に沈殿させるように構成したことを特徴とする自動水質浄化装置。
【請求項２】
循環ポンプによって浄化槽内に設けたろ過層を通過させて汚水の浄化を行う自動水質浄化装置に於て、前記循環ポンプに接続された吸水口及び排水口を前記ろ過層の上方に設けると共に、汚水の流入口を該ろ過層の下方に配設し、且つ、該ろ過層の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部を設け、更に、前記浄化槽近傍に貯水槽を設け、前記循環ポンプによって前記吸水口から汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部に沈殿させ、且つ、吸水したろ過済み汚水を前記貯水槽に貯留し、更に、前記ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、前記吸水口による吸水を止め、前記排出口から該貯水槽に貯留したろ過済み汚水を排出することにより該ろ過済み汚水を該ろ過層の上方から下方に通過させて該ろ過層を洗浄するように構成したことを特徴とする自動水質浄化装置。
【請求項３】
上記汚水は赤土を含んでいることを特徴とする請求項１又は２記載の自動水質浄化装置。
【請求項４】
上記ろ過層の近傍にオゾンが供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の自動水質浄化装置。
【請求項５】
上記循環ポンプは太陽電池に接続され、該太陽電池によって供給される電力によって駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の自動水質浄化装置。
【請求項６】
上記汚泥沈殿部は着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の自動水質浄化装置。
【請求項７】
上記循環ポンプによる汚水の流れはタイマーの信号に基づき制御されるように構成されていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の自動水質浄化装置。
【請求項８】
上記循環ポンプによる汚水の流れはセンサーの信号に基づき制御されるように構成されていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の自動水質浄化装置。
【請求項９】
上記センサーは、上記循環ポンプから排出される排水を貯留する貯水槽内に設置された水位センサーであることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の自動水質浄化装置。
【請求項１０】
循環ポンプによって汚水をろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥の自重によって該ろ過層の下方に沈殿させ、該ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、循環ポンプによってろ過済み汚水を該ろ過層の上方から下方に通過させて該ろ過層を洗浄することを特徴とする水質浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動水質浄化装置及び水質浄化方法に関するものであり、特に、循環ポンプによって浄化槽内に設けたろ過層を通過させて汚水の浄化を行う自動水質浄化装置及び水質浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ろ過層を設けた浄化装置やエアレーションもしくは循環ポンプによる底水と表層水の交換といった水の循環促進を行う方法は広く知られている。
【０００３】
又、例えば、特許文献１には「水質浄化装置及び浄化方法」が記載されており、具体的には、水質浄化物としてバクテリア等の微生物と併用する天然石及び植物性フェノール化合物と、浄化領域内の水を攪拌する水車と、浄化領域へ送気パイプを介して酸素等の空気を供給する空気圧縮機と、水車及び空気圧縮機を作動するための電力を発生する太陽電池及び風力発電装置と、これら太陽電池及び風力発電装置から発生する電力を一時的に蓄えるバッテリとを備えたものであり、これによると、広い場所や設備が必要なく、比較的小電力で運転でき、しかも環境汚染をもたらす虞が少ないとされている。
【特許文献１】特開平９−２２５４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、ろ過層を設けた浄化装置は広く用いられているが、該浄化装置はろ過層の目詰まりにより浄化機能の持続性に問題がある。
【０００５】
又、エアレーションもしくは循環ポンプによる底水と表層水の交換といった水の循環促進を行う方法については、水の交換作用による水中又は水底域への酸素供給が可能となるが、この方法には水質浄化機能は備わっておらず、自動化もされていない。
【０００６】
そして、特許文献１記載の発明は、バクテリア等の微生物を利用して浄化水を分解するものであり、微生物による水質浄化が期待できるが、浄化に時間がかかるという問題がある。
【０００７】
そこで、水質浄化装置のろ過能力の持続性を高め、且つ、ろ過層の洗浄を容易にして、メンテナンス期間を長くすることができるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は循環ポンプによって浄化槽内に設けたろ過層を通過させて汚水の浄化を行う自動水質浄化装置に於て、前記循環ポンプに接続された吸水口を前記ろ過層の上方に設けると共に、汚水の流入口を該ろ過層の下方に配設し、且つ、該ろ過層の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部を設け、前記循環ポンプによって前記吸水口から汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部に沈殿させるように構成した自動水質浄化装置を提供するものである。
【０００９】
この請求項１記載の発明によれば、汚水を浄化できると共に、ろ過によって発生した汚泥は自重によって落下し、沈殿するため、ろ過層に蓄積又は付着する汚泥が極めて少なくなり、高いろ過能力を長期間維持できる。
【００１０】
又、請求項２記載の発明は、循環ポンプによって浄化槽内に設けたろ過層を通過させて汚水の浄化を行う自動水質浄化装置に於て、前記循環ポンプに接続された吸水口及び排水口を前記ろ過層の上方に設けると共に、汚水の流入口を該ろ過層の下方に配設し、且つ、該ろ過層の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部を設け、更に、前記浄化槽近傍に貯水槽を設け、前記循環ポンプによって前記吸水口から汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部に沈殿させ、且つ、吸水したろ過済み汚水を前記貯水槽に貯留し、更に、前記ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、前記吸水口による吸水を止め、前記排出口から該貯水槽に貯留したろ過済み汚水を排出することにより該ろ過済み汚水を該ろ過層の上方から下方に通過させて該ろ過層を洗浄するように構成した自動水質浄化装置を提供するものである。
【００１１】
この請求項２記載の発明によれば、汚水を浄化できると共に、ろ過によって発生した汚泥は自重によって落下し、沈殿するため、ろ過層に蓄積又は付着する汚泥が極めて少なくなり、高いろ過能力を長期間維持できると共に、ろ過層を洗浄してろ過能力を容易に回復させることができる。
【００１２】
更に、請求項３記載の発明は、上記汚水は赤土を含んでいる請求項１又は２記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００１３】
この請求項３記載の発明によれば、赤土を含む汚水を高いろ過能力を長期間維持してろ過することができる。
【００１４】
更に又、請求項４記載の発明は、上記ろ過層の近傍にオゾンが供給されるように構成されている請求項１，２又は３記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００１５】
この請求項４記載の発明によれば、オゾンによってろ過層近傍の生物を死滅させることができる。
【００１６】
そして、請求項５記載の発明は、上記循環ポンプは太陽電池によって供給される電力によって駆動されるように構成されている請求項１，２，３又は４記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００１７】
この請求項５記載の発明によれば、太陽電池によって自動的に循環ポンプを駆動することができる。
【００１８】
更に、請求項６記載の発明は、上記汚泥沈殿部は着脱自在に構成されている請求項１，２，３，４又は５記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００１９】
この請求項６記載の発明によれば、汚泥沈殿部を取外して該汚泥沈殿部を清掃することができる。
【００２０】
更に又、請求項７記載の発明は、上記循環ポンプによる汚水の流れはタイマーの信号に基づき制御されるように構成されている請求項１，２，３，４，５又は６記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００２１】
この請求項７記載の発明によれば、タイマーの信号によって循環ポンプによる汚水の流れを制御することができる。
【００２２】
そして、請求項８記載の発明は、上記循環ポンプによる汚水の流れはセンサーの信号に基づき制御されるように構成されている請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００２３】
この請求項８記載の発明によれば、センサーの信号によって循環ポンプによる汚水の流れを制御することができる。
【００２４】
そして、請求項９記載の発明は、上記センサーは、上記循環ポンプから排出される排水を貯留する貯水槽内に設置された水位センサーである１，２，３，４，５，６，７又は８記載の自動水質浄化装置を提供するものである。
【００２５】
この請求項９記載の発明によれば、貯水槽の水位を前記水位センサーで検知し、該水位センサーの信号に基づき前記循環ポンプによる流れを制御することができる。
【００２６】
そして、請求項１０記載の発明は、循環ポンプによって汚水をろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥の自重によって該ろ過層の下方に沈殿させ、該ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、循環ポンプによってろ過済み汚水を該ろ過層の上方から下方に通過させて該ろ過層を洗浄する水質浄化方法を提供するものである。
【００２７】
この請求項１０記載の発明によれば、汚水を浄化できると共に、ろ過によって発生した汚泥は自重によって落下し、沈殿するため、ろ過層に蓄積又は付着する汚泥が極めて少なくなり、高いろ過能力を長期間維持できると共に、ろ過層の洗浄を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の請求項１記載の発明は、自動水質浄化装置に於て、循環ポンプに接続された吸水口をろ過層の上方に設けると共に、汚水の流入口を該ろ過層の下方に配設し、且つ、該ろ過層の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部を設け、前記循環ポンプによって前記吸水口から汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部に沈殿させるように構成したので、汚水を浄化できると共に、ろ過によって発生した汚泥は自重によって落下し、沈殿するため、ろ過層に蓄積又は付着する汚泥が極めて少なくなり、高いろ過能力を長期間維持できる。
【００２９】
又、請求項２記載の発明は、自動水質浄化装置に於て、循環ポンプに接続された吸水口及び排水口をろ過層の上方に設けると共に、汚水の流入口を該ろ過層の下方に配設し、且つ、該ろ過層の下方に汚泥を沈殿させる汚泥沈殿部を設け、更に、前記浄化槽近傍に貯水槽を設け、前記循環ポンプによって前記吸水口から汚水を吸水することにより汚水を該ろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥沈殿部に沈殿させ、且つ、吸水したろ過済み汚水を前記貯水槽に貯留し、更に、前記ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、前記吸水口による吸水を止め、前記排出口から該貯水槽に貯留したろ過済み汚水を排出することにより該ろ過済み汚水を該ろ過層の上方から下方に通過させて該ろ過層を洗浄するように構成したので、汚水を浄化できると共に、ろ過によって発生した汚泥は自重によって落下し、沈殿するため、ろ過層に蓄積又は付着する汚泥が極めて少なくなり、高いろ過能力を長期間維持できると共に、ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、ろ過層を洗浄して、ろ過能力を容易に回復させることができ、メンテナンス期間を長くすることができる。
【００３０】
更に、請求項３記載の発明は、上記汚水は赤土を含んでいるので、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、赤土を含む汚水をろ過することができる。
【００３１】
更に又、請求項４記載の発明は、上記ろ過層の近傍にオゾンが供給されるように構成されているので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加え、オゾンによってろ過層近傍の生物を死滅させることができる。
【００３２】
そして、請求項５記載の発明は、上記循環ポンプは太陽電池によって供給される電力によって駆動されるように構成されているので、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加え、太陽電池によって自動的に循環ポンプを駆動することができる。
【００３３】
又、請求項６記載の発明は、上記汚泥沈殿部は着脱自在に構成されているので、請求項１，２，３，４又は５記載の発明の効果に加え、汚泥沈殿部を取外して該汚泥沈殿部を清掃することができる。
【００３４】
更に、請求項７記載の発明は、上記循環ポンプによる汚水の流れはタイマーの信号に基づき制御されるように構成されているので、請求項１，２，３，４，５又は６記載の発明の効果に加え、タイマーの信号によって循環ポンプによる汚水の流れを制御することができる。
【００３５】
更に又、請求項８記載の発明は、上記循環ポンプによる汚水の流れはセンサーの信号に基づき制御されるように構成されているので、請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の発明の効果に加え、センサーの信号によって循環ポンプによる汚水の流れを制御することができる。
【００３６】
そして、請求項９記載の発明は、上記センサーは、上記循環ポンプから排出される排水を貯留する貯水槽内に設置された水位センサーであるので、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の発明の効果に加え、貯水槽の水位を前記水位センサーで検知し、該水位センサーの信号に基づき循環ポンプによる汚水の流れを制御することができる。
【００３７】
そして、請求項１０記載の発明は、循環ポンプによって汚水をろ過層の下方から上方に通過させて汚水のろ過を行うと共に、汚水のろ過によって発生する汚泥を該汚泥の自重によって該ろ過層の下方に沈殿させ、該ろ過層に所定量の汚泥が付着した時、循環ポンプによってろ過済み汚水を該ろ過層の上方から下方に通過させて該ろ過層を洗浄するので、汚水を浄化できると共に、ろ過によって発生した汚泥は自重によって落下し、沈殿するため、ろ過層に蓄積又は付着する汚泥が極めて少なくなり、高いろ過能力を長期間維持できると共に、ろ過層の洗浄を容易に行うことができ、メンテナンス期間を長くすることができる等、正に著大なる効果を奏する発明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
水質浄化装置のろ過能力の持続性を高め、且つ、ろ過層の洗浄を容易にして、メンテナンス期間を長くできるようにするという目的を、ろ過層の下方から上方に汚水を通過させて汚水のろ過を行うと共に、ろ過層の上方から下方にろ過済み汚水を通過させてろ過層の洗浄を行うことにより達成した。
【実施例１】
【００３９】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図５に従って詳述する。図１に於て、１は自動水質浄化装置であり、該自動水質浄化装置１は浄化槽２と、該浄化槽２の上部外周に環状に形成される上方開放の貯水槽３と、該浄化槽２内に導入される汚水を循環させる循環ポンプ４と、該浄化槽２内に供給するオゾンを発生させるオゾン発生装置５と、該循環ポンプ４及び該オゾン発生装置５に電力を供給するための太陽電池６とから構成される。
【００４０】
そして、前記浄化槽２は有底円筒状に形成されると共に、該浄化槽２の底部は汚泥沈殿部７として、浄化槽本体２ａと分割して形成され、且つ、着脱自在に取付けられる。
【００４１】
又、該汚泥沈殿部７の上方に位置し、該浄化槽本体２ａの下部にはロート状の汚泥収集部８が形成され、且つ、該汚泥収集部８上方近傍の該浄化槽本体２ａ下部外周には、４個の汚水の流入口９，９，９，９が外周方向に等間隔に開穿され、更に、該流入口９，９，９，９の上方に位置し、該浄化槽本体２ａの上下略中央部に略円盤状のろ過層１０が該浄化槽本体２ａの内周面に接触するように水平に配設されている。
【００４２】
そして、該ろ過層１０は上下に所定間隔離間して設けられる織金網１０ａ，１０ａ間に砂層から成るろ材１０ｂが充填されている。
【００４３】
更に、前記循環ポンプ４は前記ろ過層１０上方に臨む吸水口１１ａを備えた吸水管１１と、排水口１２ａを備えた排水管１２とに接続され、且つ、前記貯水槽３内に連通される吸水管１３と、排水管１４とに接続されている。そして、該吸水管１１と排水管１４とは切替バルブ１５を介して接続され、且つ、前記排水管１２と吸水管１３とは切替バルブ１６を介して接続されている。
【００４４】
更に又、前記貯水槽３の下面には該貯水槽３及び前記浄化槽２の上端を水面上に露出させて浮遊させるためのフローター１７が配設され、該浄化槽２底部下面には鎖１８を介してアンカーウェイト１９が設けられている。
【００４５】
そして、該貯水槽３及び該浄化槽２の上方には屋根２０が取り付けられ、該屋根２０上に前記太陽電池６が配設されている。
【００４６】
又、前記浄化槽２内にバキューム管２１が配設され、該バキューム管２１の吸入口２１ａが前記汚泥沈殿部７の底面近傍に臨んで設置され、該バキューム管２１の排出口２１ｂは該浄化槽２の上方に突設して設置され、該排水口２１ｂには図示しないバキュームホースが取り付けられる。
【００４７】
更に、前記貯水層３内には水位センサー２２が設置され、該水位センサー２２の信号、又は、図示しないタイマーの信号に基づき前記切替バルブ１５，１６を制御するように構成されている。
【００４８】
そして、前記自動水質浄化装置１を湖沼或いは海に設置する場合は、前記アンカーウェイト１９を水底に沈めて固定し、前記フローター１７の浮力によって該自動水質浄化装置１の上部を水面上に浮上させる。
【００４９】
その時、前記屋根２０、前記太陽電池６、前記循環ポンプ４及び前記オゾン発生装置５は水面よりも上方に位置させ、且つ、前記貯水槽３の上端も水面上に位置させる。
【００５０】
その時、前記流入口９，９，９，９から汚水が前記浄化槽２内に流入し、該汚水は前記汚泥沈殿部７内に流入すると共に、前記ろ過層１０を通過して該浄化槽３の上部に達し、該浄化槽３内に汚水が満たされる。
【００５１】
而して、前記太陽電池６によって電力供給される前記循環ポンプ４が回転すると、前記流入口９，９，９，９から汚水が前記浄化槽２内に流入し、該汚水は前記ろ過層１０の下方から上方に通過して該浄化槽３の上部に達し、該浄化槽３の上部で前記吸水管１１に吸水されて前記排水管１４から前記貯水槽３に排出される。
【００５２】
この時、前記ろ過層１０によって汚水はろ過され浄化されて該ろ過層１０の上方に流入する。そして、該ろ過層１０でろ過されて該ろ過層１０を通過出来なかった汚泥は該ろ過層１０に付着するか、或いは、自重により降下して前記汚泥収集部８に落下し、該汚泥収集部８を滑り落ちて前記汚泥沈殿部７に落下して沈殿する。
【００５３】
一方、前記貯水槽３に流入した汚水は該貯水槽３内に貯留し、該貯留槽３の容量をオーバーするとオーバーフローして湖沼或いは海に戻される。この時、オーバーフローによるエアレーションにより水中に酸素が供給される。
【００５４】
そして、前記水位センサー２２或いは前記タイマーの信号によって前記切替バルブ１５，１６が切替えられると、前記吸水管１１からの吸水が停止し、前記循環ポンプ４によって、前記貯水槽３の汚水が前記吸水管１３、前記切替バルブ１６及び前記排水管１２を介して前記浄化槽２上部に導入され、該汚水は前記ろ過層１０を上方から下方に通過して該浄化槽２の下部に流入し、更に、前記流入口９，９，９，９から外方に排出される。
【００５５】
この時、前記ろ過層１０に付着している汚泥が該汚水の通過と共に該ろ過層１０から離反し、自重により降下して前記汚泥収集部８に落下し、該汚泥収集部８を滑り落ちて前記汚泥沈殿部７に落下して沈殿する。これによって、該ろ過層１０は洗浄され、ろ過能力を回復する。
【００５６】
又、前記水位センサー２２或いは前記タイマーによって前記切替バルブ１５，１６が切替えられ、前記排水管１２からの排水が停止し、前記吸水管１１が吸水を開始すると前述と同様に、前記流入口９，９，９，９から汚水が前記浄化槽２内に流入し、該汚水は前記ろ過層１０の下方から上方に通過して該浄化槽３の上部に達し、該浄化槽３の上部で前記吸水管１１に吸水されて前記排水管１４から前記貯水槽３に排水される。
【００５７】
尚、前記オゾン発生装置５は、常時、又は、適宜、稼動されて前記ろ過層１０近傍にオゾンを供給し、該ろ過層１０に付着し、又は、ろ過層１０近傍に浮遊する生物、及び、浄化槽２内に浮遊する生物を殺菌する。
【００５８】
又、前記汚泥沈殿部７に所定量の汚泥が沈殿した時は、該汚泥沈殿部７を取り外して清掃する。
【００５９】
斯くして、前記自動水質浄化装置１は、汚水を前記ろ過層１０の下方から上方に通過させてろ過することにより、該ろ過層１０によってろ過される汚泥を下方に落下させることができ、従って、該ろ過層１０への汚泥の付着を少なくすることができる。
【００６０】
又、前記自動水質浄化装置１は、ろ過済みの汚水を前記ろ過層１０の上方から下方に通過させることにより、該ろ過層１０の洗浄を行い、該ろ過層１０に付着した汚泥を下方に落下させることができる。
【００６１】
そして、前記ろ過層１０の洗浄は前記水位センサー２２又はタイマーを用いて自動的に行うことができるため、該ろ過層１０は最適な間隔で洗浄が行われ、高いろ過能力を維持することができる。従って、前記自動水質浄化装置１は水質浄化装置のろ過能力の持続性を高め、且つ、ろ過層の汚泥除去を容易にして、メンテナンス期間を長くすることができる。
【００６２】
図２は前記自動水質浄化装置１の効果を確かめるために行った自動水質浄化実験装置２３を示し、上向流単層ろ過法が用いられている。該自動水質浄化装置２３は貯水タンク２４と、ポンプ２５と、攪拌装置２６と、ろ材２７が所定位置に所定厚さ介装されたろ過槽２８とからなる。そして、該ろ過槽２８はアクリルパイプで形成され、該ろ過槽２８の下部に汚水流入口２８ａ，２８ａ…が形成され、更に、該ろ過槽２８の下端にポリ容器からなる回収容器２９が設けられる。又、前記貯水タンク２４には汚水として水道水に赤土の一種である国頭マージを投入した懸濁水が貯水され、該汚水は前記攪拌装置２６で常に攪拌され、懸濁粒子の沈降が規制されている。
【００６３】
而して、前記ポンプ２５が駆動すると、該ポンプ２５によって前記ろ過槽２８内の前記ろ材２７上方の汚水が吸水されて前記貯水タンク２４に排出され、これに伴い、該貯水タンク２４から汚水が前記汚水流入口２８ａ，２８ａ…を介して前記ろ過槽２８の前記ろ材７下方に流入し、該ろ材７を通過して該ろ材７の上方に流入し、該汚水はろ過される。そして、該ろ材７によってろ過された汚水中の汚泥は該ろ材７に付着するか、又は、下降して前記回収容器２９に蓄積される。
【００６４】
図３にその実験概要を示す。即ち、小型実験装置のろ過層の直径は９．７ｃｍ、ろ材の粒径０．４２５〜０．８５ｍｍ、ろ材の厚さ１０ｃｍ、ろ材の粒子密度２．７４ｇ／ｃｍ３、ろ材の間隙比１．２、ろ材の初期透水係数４．９５ｃｍ／ｓ、初期懸濁度２２６．４ｐｐｍである。尚、前記透水係数は下記の式により求めた。
ｋ＝（Ｑ／Ａｔ）×（Ｌ／ｈ）・・・・・（式１）
ここで、ｋは透水係数（ｃｍ／ｓ）、Ｑはｔ時間に断面積Ａなる供試体中を流れる水量（ｃｍ３）、Ａは供試体の断面積（ｃｍ２）、Ｌは供試体の長さ（ｃｍ）、ｈは水位差（ｃｍ）とする。
【００６５】
図４は経過日数と前記式１より求めた透水係数との関係を示している。これによると、初期の透水係数は４．９５ｃｍ／ｓであったが、経過日数が増すにつれ透水係数が次第に低下し、５日目の透水係数は２．３６ｃｍ／ｓとなり、初期の透水係数と比較して約１／２にまで減少している。
【００６６】
尚、実験開始から３及び６日目は貯水タンクの水位が低下し、ポンプで懸濁水を吸い上げることができない状態になったため、貯水タンク内の懸濁水と同濃度の懸濁水を用いて補水を行った。
【００６７】
又、６日目は補水を行った後、ろ材槽からろ材を一度取り出し、ろ材の洗浄を行った。ろ材洗浄後の透水係数は実験開始時の透水係数よりも増加している。
【００６８】
本実験は、１５日間連続ろ過を行い、途中でろ材の洗浄を１回行った。本ろ過槽の１５日間の平均透水係数は５．００ｃｍ／ｓ、平均動水勾配は０．３８、１日当たりの平均ろ過流量は約１２ｍ３／日であった。
【００６９】
図５は経過日数とＳＳ濃度（浮遊物質または懸濁物質濃度）との関係を示しており、ろ過前のＳＳ濃度は２２６．４ｐｐｍであったが、４時間後にはろ過後のＳＳ濃度が１３４．８ｐｐｍ、貯水タンクのＳＳ濃度が１３６．４ｐｐｍとなり、急激に低下していることがわかる。その後も経過日数が増すにつれ、ＳＳ濃度は減少するのがわかる。実験開始から３日目に於て、ろ過後及び貯水タンクのＳＳ濃度は両者とも２２．２ｐｐｍであり、ろ過前のＳＳ濃度に比べると１／１０にまで減少している。
【００７０】
尚、４日目で一度ＳＳ濃度が増加しているが、これは貯水タンクの水位を上げるための補水を行ったための影響と思われる。７日目も同様に補水による影響と思われる。又、ろ材の洗浄を行った後の８日目から１０日目にかけＳＳ濃度が急激に減少している。このことから、ろ材の洗浄を行うことで、ろ過層の透水性及び浄化能力は回復することがわかる。１５日後のろ過後のＳＳ濃度は１．５ｐｐｍであり、貯水タンクのＳＳ濃度は０．９ｐｐｍであり、非常に高い浄化効果を示すことがわかる。このように１５日間の連続ろ過により、ろ過後のＳＳ濃度はほぼ１ｐｐｍにまで除去することが可能になる。また、本ろ過層の１５日間の平均除去率は、約９０％と非常に高い除去能力を有していることがわかった。
【００７１】
斯くして、前記自動水質浄化実験装置２３は、汚水をろ材２７の下方から上方に通過させてろ過することにより、該ろ材２７によってろ過される汚泥を下方に落下させることができ、該ろ材２７への汚泥の付着を少なくすることができる。従って、ろ材２７のろ過能力の持続性を高め、且つ、メンテナンス期間を長くすることができる。又、汚水が赤土の一種である国頭マージを投入した懸濁水に於て、前述の効果が見られ、赤土を有効にろ過することが判明した。
【００７２】
更に、前記自動水質浄化実験装置２３は、前記ろ過層２７を洗浄することによりろ過能力が大幅に回復する。
【００７３】
そして、前記自動水質浄化実験装置２３の実験結果から、前記自動水質浄化装置１に於ても、汚水をろ過層１０の下方から上方に通過させてろ過することにより、該ろ過層１０によってろ過される汚泥を下方に落下させる構成であることから、該ろ過層１０への汚泥の付着を少なくすることができることがわかる。従って、ろ過層２７の持続性を高め、且つ、メンテナンス期間を長くすることができる。又、汚水が赤土の一種である国頭マージを投入した汚水である場合に於ても同様の効果が期待できる。
【００７４】
更に、自動水質浄化装置１は、循環ポンプ４によって、前記貯水タンク３の汚水が前記ろ過層１０を上方から下方に通過して該浄化槽２の下部に流入することで、該ろ過層１０を洗浄することにより、前記自動水質浄化実験装置２３に於ける洗浄時と同様、ろ過能力を大幅に回復することができ、更に、ろ過層２７の持続性を高め、且つ、メンテナンス期間を長くすることができる。
【００７５】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態を示し、自動水質浄化装置の正面縦断面図
【図２】本発明の自動水質浄化実験装置を説明する正面縦断面図
【図３】本発明の自動水質浄化実験装置の実験概要の説明図
【図４】本発明の自動水質浄化実験装置の経過日数と透水係数との関係を示すグラフ
【図５】本発明の自動水質浄化実験装置の経過日数とＳＳ濃度との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００７７】
１    自動水質浄化装置
２    浄化槽
３    貯水槽
４    循環ポンプ
７    汚泥沈殿部
９    流入口
１０    ろ過層
１１ａ  吸水口
１２ａ  排水口
２１    太陽電池
２２    水位センサー
【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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