(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
池、噴水、プール等の水使用施設における水循環路中に設けられた、前記水使用施設から送られる水に含まれる沈殿物を沈殿させる沈殿槽と、前記沈殿物が除去された水を殺菌する少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体を有する光触媒ユニットと、前記光触媒ユニットから排出される水を前記水使用施設に送るためのポンプとを備え、
前記光触媒ユニットは、前記沈殿層から排水される水を導入する導水口と、前記ポンプへと前記導水口から導入される水を排出する排出口と、前記導水口から導入される水を整流する整流体と、前記整流体から前記排出口に向かう水の流れに沿って複数並列に配置された少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着した板状体と、を備えていることを特徴とする水使用施設の水処理装置。
【請求項２】
前記水循環路中に前記水使用施設からの水を貯留する処理池を備え、前記沈殿槽及び前記光触媒ユニットが前記処理池内に設けられ、前記沈殿槽を介し前記光触媒ユニットによって殺菌された水を前記処理池に戻すための水路を備え、殺菌された水の一部を前記ポンプによって前記水使用施設を通さずに前記水路を介して前記処理池に戻すことを特徴とする請求項１記載の水使用施設の水処理装置。
【請求項３】
前記ポンプを構成するプロペラとして、少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体を付着させたプロペラが用いられている請求項１、又は請求項２に記載の水使用施設の水処理装置。
【請求項４】
池、噴水、プール等の水使用施設における水循環路中に、前記水使用施設から送られる水に含まれる沈殿物を沈殿させる沈殿槽と、前記沈殿物が除去された水を殺菌する少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体を有する光触媒ユニットと、前記光触媒ユニットから排出される水を前記水使用施設に送るためのポンプと、を設け、
前記光触媒ユニットは、前記沈殿層から排水される水を導入する導水口と、前記ポンプへと前記導水口から導入される水を排出する排出口と、前記導水口から導入される水を整流する整流体と、前記整流体から前記排出口に向かう水の流れに沿って複数並列に配置された少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着した板状体と、を備え、
前記ポンプによって前記沈殿槽を介し前記光触媒ユニットによって殺菌された水を前記水使用施設に送り水を循環することを特徴とする水使用施設の水処理方法。
【請求項５】
前記水循環路中に前記水使用施設からの水を貯留する処理池を設け、前記沈殿槽及び前記光触媒ユニットを前記処理池内に設け、前記沈殿槽を介し前記光触媒ユニットによって殺菌された水を前記処理池に戻すための水路を設け、殺菌された水の一部を前記ポンプによって前記水使用施設を通さずに前記水路を介して前記沈殿槽及び前記光触媒ユニットに戻すことを特徴とする請求項４に記載の水使用施設の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、池、噴水、プール等の水使用施設の水を殺菌し苔の付着や汚染等を防止する水処理装置及び水処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公園や庭等に設けられた池、噴水、プール等の水処理施設には、苔の付着や汚染等の問題があり、水を殺菌するための水処理装置が必要である。
【０００３】
特開平９−１３１５８７号公報には、修景池や親水公園の人工池、水路等に好適な水処理装置が開示されている（以下、「先行技術」という）。
【０００４】
先行技術は、高低差を有する水路と、低部の排水口から排出された水を水路の高部の水供給口へ送り、水を循環させるポンプ等によって水を循環させる装置を備え、表面に光触媒機能を有する酸化チタンを担持させた礫を水路の底部に配置することにより、水の処理を行う装置である。酸化チタンに集光板及びブラックライトにより太陽光及び紫外線を照射するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術は、光触媒機能体を礫の形で水路に配して水処理を行う技術である。
【０００６】
この発明の目的は、より簡便な装置構成で、効率良く殺菌をし、池、噴水、プール等の水使用施設における苔の付着や汚染を防止することができる水処理装置及び水処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の水使用施設の水処理装置は、池、噴水、プール等の水使用施設における水循環路中に設けられた、前記水使用施設から送られる水に含まれる沈殿物を沈殿させる沈殿槽と、前記沈殿物が除去された水を殺菌する少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体を有する光触媒ユニットと、前記光触媒ユニットから排出される水を前記水使用施設に送るためのポンプとを備え、前記光触媒ユニットは、前記沈殿層から排水される水を導入する導水口と、前記ポンプへと前記導水口から導入される水を排出する排出口と、前記導水口から導入される水を整流する整流体と、前記整流体から前記排出口に向かう水の流れに沿って複数並列に配置された少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着した板状体と、を備えていることに特徴を有するものである。
【０００９】
請求項２に記載の水使用施設の水処理装置は、請求項１に記載の水使用施設の水処理装置において、前記水循環路中に前記水使用施設からの水を貯留する処理池を備え、前記沈殿槽及び前記光触媒ユニットが前記処理池内に設けられ、前記沈殿槽を介し前記光触媒ユニットによって殺菌された水を前記処理池に戻すための水路を備え、殺菌された水の一部を前記ポンプによって前記水使用施設を通さずに前記水路を介して前記処理池に戻すことに特徴を有するものである。
【００１０】
請求項３に記載の水使用施設の水処理装置は、請求項１、又は請求項２に記載の水使用施設の水処理装置において、前記ポンプを構成するプロペラとして、少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体を付着させたプロペラが用いられていることに特徴を有するものである。
【００１１】
請求項４に記載の水使用施設の水処理方法は、池、噴水、プール等の水使用施設における水循環路中に、前記水使用施設から送られる水に含まれる沈殿物を沈殿させる沈殿槽と、前記沈殿物が除去された水を殺菌する少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体を有する光触媒ユニットと、前記光触媒ユニットから排出される水を前記水使用施設に送るためのポンプと、を設け、前記光触媒ユニットは、前記沈殿層から排水される水を導入する導水口と、前記ポンプへと前記導水口から導入される水を排出する排出口と、前記導水口から導入される水を整流する整流体と、前記整流体から前記排出口に向かう水の流れに沿って複数並列に配置された少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着した板状体と、を備え、前記ポンプによって前記沈殿槽を介し前記光触媒ユニットによって殺菌された水を前記水使用施設に送り水を循環することに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項５に記載の水使用施設の水処理方法は、請求項４に記載の水使用施設の水処理方法において、前記水循環路中に前記水使用施設からの水を貯留する処理池を設け、前記沈殿槽を介し前記光触媒ユニットを前記処理池内に設け、前記沈殿槽及び前記光触媒ユニットによって殺菌された水を前記処理池に戻すための水路を設け、殺菌された水の一部を前記ポンプによって前記水使用施設を通さずに前記水路を介して前記沈殿槽及び前記光触媒ユニットに戻すことに特徴を有するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態に係る水処理装置の全体構成を示す平面図、図２は、断面図、図３は、沈殿槽、光触媒ユニットが設けられた処理池の一部を示す平面図、図４は、断面図、図５は、光触媒ユニットを示す平面図、図６は、側面図、図７は、図６のＣ−Ｃ線断面図、図８、９は、整流体を示す正面図、図１０は、ポンプ及びプロペラを示す側面図である。
【００１７】
この発明の水処理装置は、池１よりも低い位置に設けられた処理池３と、池１から処理池３まで設けられた、池１の水を処理池３まで運ぶ水路４と、処理池３内に設けられた沈殿槽８及び光触媒ユニット９と、処理池３の水を池１まで搬送するポンプ１０及び導管１５を備えており、水は、池１と処理池３との間において循環するようになっている。
【００１８】
水路４は、高低差を有する階段状に設けられ、高さの変わる部分は水位調整堰７によって区画されている。水路４において、水位調整堰７をオーバーフローした水が低所に移動し、池１の水が処理池３まで運ばれる。
【００１９】
処理池３は、その一方側（図１における右側）３ａに向けてやや傾斜しており、水が一方側３ａの方に流れるようになっている。該一方側３ａには、沈殿槽８、減菌槽１２及びポンプ槽１７が隣接して設けられている。沈殿槽８、減菌槽１２及びポンプ槽１７は、カバー１８によって上方を覆われている。
【００２０】
池１から水路４を介して処理池３に送られた水は、沈殿槽８に導入され、ここで砂等の沈殿物が沈殿する。
【００２１】
減菌槽１２内には、光触媒ユニット９が設けられている。沈殿槽８において沈殿処理された水は、減菌槽１２に導入される。５は、沈殿槽８に設けられた排水口、６は、減菌槽１２に設けられた導水口である。導水口６には、整流体１３が接続されている。図８に示すように、整流体１３は、複数の孔１３ａが整列して穿孔された厚みの薄い箱状体からなり、減菌槽１２の１箇所の壁の全面に配置されている。沈殿槽８から排水された水は整流体１３内に導入され、孔１３ａから排出して均一な水の流れが得られる。また、整流体として、図９に示すように、複数の孔１９ａが整列して穿孔された１本のパイプ１９を直線部と曲線部とによって構成し配置してもよい。
【００２２】
図５〜７に示すように、光触媒ユニット９は、少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着した複数枚の板状体１１を、鉛直の状態で、互いに平行に並列することによって構成されている。板状体１１は、整流体１３から排出される水の流れと平行となるように配置され、整流体１３から排出される水の流れと直交して水平に設けられた固定バー１４によって減菌槽１２内に不動に固定されている。整流体１３の各孔１３ａから排出された水は、光触媒ユニット９の各板状体１１と接触しながら該板状体１１に沿って通過し水が殺菌される。次いで、水はポンプ槽１７に導入される。矢印２０は水の流れである。
【００２３】
ポンプ槽１７内にはポンプ１０が設けられている。ポンプ１０には、池１まで設けられた導管１５が接続されている。減菌槽１２からポンプ槽１７に導入された水は、ポンプ１０によって導管１５を介して池１に搬送される。池１においては、水は、例えば、噴水２によって排出される。このように、水が循環している間に、沈殿槽８及び光触媒ユニット９によって水が殺菌される。
【００２４】
図１０に示すようにポンプ１０を構成するプロペラ２１の表面には、少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着している。プロペラ２１に付着した光触媒機能体の作用により更に水が殺菌される。
【００２５】
ポンプ１０には、更に、処理池３の他方側（図１における左側）３ｂまで設けられた第２導管１６が接続されている。光触媒ユニット９によって殺菌された水の一部は、第２導管１６を介して処理池３の他方側３ｂの水中に戻される。第２導管１６から排出する水の流れ２０によって水が一方側３ａの方に送られる。かくして、処理池３内において水が循環する。このように、処理池３内において水を循環させることにより、殺菌効率が向上する。
【００２６】
次に、光触媒ユニットについて説明する。
【００２７】
光触媒ユニットは、少なくとも光半導体粉末からなる光触媒機能体が付着した板状体によって構成されている。光触媒機能体は、光半導体粉末と、電極として働く微粒子及び吸着材料とからなる。電極及び吸着材料は、必ずしも必要なものではない。
【００２８】
光半導体粉末としては、ＴｉＯ2の他、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＷＯ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＳｒＴｉＯ3、ＫＮｂＯ3等が挙げられる。
【００２９】
電極としての微粒子は、通常金属微粒子を使用する。そして、電極を形成する金属微粒子としては、銀の他、金、白金、銅等を用いる。金属でなくケイ素微粒子を使用することもできる。
【００３０】
吸着材料として、アパタイト（リン灰石）、ゼオライト又はセピオライト等のセラミック粉末、活性炭及び絹繊維含有物によりなる群から選ばれる１以上を挙げることができる。
【００３１】
光触媒機能体を基材上に付着するには、溶射により、不織布、木材、セラミック板、金属板、プラスチック板等の基材上にバインダーなしで付着させる方法や、バインダーを含有させた塗料として基材上に付着させる方法等が用いられる。
【００３２】
溶射による場合は、例えば、木材、セラミック板、金属板、プラスチック板等の基材上に、融点が２０００℃以下である酸化チタン（ＴｉＯ2）の微粒子（５〜５０μｍ）と、金属の微粒子１〜１０μｍとを酸素、アセチレン等を使用したガス溶射法により約２９００〜３０００℃で溶融したセラミックスを溶射する方法等が用いられる。
【００３３】
塗料による場合は、例えば、光半導体粉末、金属粉末及び吸着材料に加えて、少なくともバインダーとしての塗膜形成成分及び分散剤を含有し、必要に応じてその他の成分を含有する塗料を、刷毛塗り、エアスプレー塗装等の塗装方法により基材上に塗装することにより付着させる方法等が用いられる。
【００３４】
また、上記方法により光触媒機能体を付着させた不織布を、所定の板状体に貼り付けたものを用いることもできる。
【００３５】
上記の光触媒ユニットを処理池中に設けることにより、光触媒機能体の有機物分解作用により、水中に生じる細菌が分解される。光触媒機能体が、有機物を分解し水を浄化するためには、水と光触媒機能体とが直接接触することが必要であり、光触媒機能体が付着した板状体を減菌槽内の整流体から排出される水の通路に設けることにより、殺菌を効率よく行うことができる。
【００３６】
また、ポンプを構成するプロペラに光触媒機能体を付着させる場合も、上記に述べた、溶射や塗料を塗装する方法を用いる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、下記に示す有用な効果がもたらされる。
▲１▼  水循環路中に設けた沈殿槽及び光触媒ユニットによる殺菌効果によって、水使用施設の苔の付着や汚染を防止することができる。
▲２▼  また、プロペラに光触媒機能体を付着させたポンプを用いることによって、同様に、苔の付着や汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る水処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る沈殿槽及び光触媒ユニットが設けられた処理池の一部を示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る光触媒ユニットを示す平面図である。
【図６】この発明の実施の形態に係る光触媒ユニットを示す側面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る整流体を示す正面図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る整流体の他の例を示す正面図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係るポンプ及びプロペラを示す側面図である。
【符号の説明】
１  池
２  噴水
３  処理池
４  水路
５  排水口
６  導水口
７  水位調整堰
８  沈殿槽
９  光触媒ユニット
１０  ポンプ
１１  板状体
１２  減菌槽
１３  整流体
１３ａ  孔
１４  固定バー
１５  導管
１６  第２導管
１７  ポンプ槽
１８  カバー
１９  パイプ
１９ａ  孔
２０  水の流れ
２１  プロペラ
【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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【図８】
0004554791.tif 000009
【図９】
0004554791.tif 000010
【図１０】
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