【手続補正書】
【提出日】平成19年3月27日(2007.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
堰堤の下部に開閉自在の弁または水門を設備し、  堰堤上流側の土砂礫の空間に貯留されている川の水を、  弁の開閉で水位を上昇・下降させたり、越流させたりして、  土砂礫の表面に酸素を供給し、好気性微生物を付着生育させて、  その土砂礫を川の水が通過する水質浄化材として利用する、  流れている川の水の浄化方法。
【請求項２】
親水公園・貯水池・湖沼などで、ポンプ揚水して砂礫を充填した水槽に満たしながら、  水槽の下部に設備した弁の開閉で  水位を上昇・下降させたり、越流させたりして、  土砂礫の表面に酸素を供給し、好気性微生物を付着生育させて、  その土砂礫を水が通過する水質浄化材として利用して、  浄化した川の水を再びポンプに返す  水の循環浄化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】流れている川の水の浄化方法。
【技術分野】
【０００１】  流れている川の水を浄化するために、堰堤に設備した弁の開閉で、堰堤の上流側に堆積した土砂礫を、浄化の主役である好気性微生物が付着成育する水質浄化材に変えて利用する  流れている川の水の浄化方法。
【背景技術】
【０００２】  流れている川の水を浄化することは、小さな川でも非常に難しい。それは    川は平時も洪水時流量も安全に流下させなければならない、    水の流下に対して浄化設備が障害になってはならない、    汚染度（ＢＯＤ濃度）は低いが、大量の流れている川の水を浄化しなければならない    、    晴天・渇水時の流量と、降雨時・洪水時の流量との変動が極めて大きいので、その両    者に対応できる浄化法法でなければならない、    建設費・維持管理が容易で、安価、故障がないことが必要、    川は官が管轄している。だからである。  川の自浄作用を利用した試みはある。景観に配慮しながら、コンクリート護岸・河床を土に変えたり、水路を曲げたり、水辺が草に覆われるようにするなど、これらはいずれも好気性微生物を増加させようとするものであるが、小規模なものである。  現状は、川は洪水時の流量を安全に排水することが主たる任務で、晴天・渇水時に流れる川の水を浄化することは、その川の自然の浄化作用に任せるしかない、のようである。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  一般に、有機排水の処理方法としては、活性汚泥法・回転円盤法・接触酸化法などなど多数の方法がある。これらの従来の方法は、一定の土地を確保し、上屋を建築し、排水の発生場所から処理場への集水管、浄化処理設備、処理水の消毒、川への排水管、汚泥処理設備、など多大な建設費のうえに、高額な電力費・人件費・修理費などの維持管理費が必要である。例えば、都市の公共下水道、工場や団地の汚水処理場であり、各家庭の浄化槽である。これらの設備の目的は、水槽などに大量に好気性微生物を培養し、それに有機性排水を接触させて有機物を好気性微生物の餌とて消化し、排水を浄化しようとするものである。有機性排水は、これらの設備で訳９０％程度は除去されるが約１０％は除去できないまま下水処理水として川に放流される。これが普通に行われている有機排水の浄化方法で、これ以上の高度処理は、建設費・維持管理費ともに多大で実施例はまだ多くはない。  放流された川の汚染度は、処理水の濃度・流量と、放流される川の水量の大小で、大いに変わる。  流れている川の水に溶存している有機物（ＢＯＤ）は、流下しながらすこしずつ浄化される。その浄化する主役は、河床の土砂礫などの表面に付着した好気性微生物である。水中の溶存酸素を利用できる場所では好気性微生物が、酸素が無い場所では嫌気性微生物、又その中間に適する微生物など、その場所の条件に応じた微生物が共同して有機物を吸着分解して水が浄化される。その水にまた排水してまた浄化利用する。こんなことが出来るのは、河床の上に生息している好気性微生物が有機性排水を無害にしてくれるからある。これが河川の自浄作用である。  本発明は、この微生物を飛躍的に増やして、自浄作用を増強させようとするものである。  浄化の主役である好気性微生物は、川水中に含まれる溶存酸素が必要であるから、水底の砂礫などの表面にしか付着できない。したがって微生物は薄く河床の表面を覆っているだけである。河床の下には溶存酸素を含んだ水の流通が無く酸素不足で好気性微生物は生存できない。  浄化能力を増強するということは、より多量の微生物に接触させるということである。  その川の、河床に生息する好気性微生物の単位面積あたりの微生物量は、溶存酸素量、土砂礫の大小や凹凸など場所によって増減はするが、巨視的にはほぼ一定であると考えられるから、多量の微生物に接触させるということは、微生物が生育する河床の面積を現状よりも大にするか、微生物量を増加させなければならない。  河床の面積を、現状よりも大にするということは、川を長くするか、幅を広くするしかない。しかし川を長くすることも幅を広くすることもできないから、好気性微生物量を増加させるしかない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明は、河床安定工などで砂防堰堤（以下総称して堰堤）を建設したときに、堰堤の上流に土砂礫が自然に堆積して川の水が流れるが、その上面の平面的な河床にできる微生物だけではなく、堆積した大量の土砂礫の内部にも好気性微生物を生育させて、面積だけではなく立方体として利用し、微生物量を飛躍的に増加させて、流れている川の水を浄化しようとするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】  図によって説明すると  図１は、普通の流れている川の断面図で、浄化の主役である好気性微生物が付着しているのは河床１の表面だけである。  図２は、川中に建設した堰堤などの構造物２、堆積した土砂３の断面図  図３は、図１と図２で示した川を俯瞰したもので、川の水は、堤防４などで両側を、堰堤２で下流側を、河床１で底面を形成した、いわば大きな水槽に貯水される。この水槽内に上流から流れて自然に堆積した土砂が土砂礫３である。  この堰堤の建設によって堆積した大量の土砂礫３を、微生物が生息できる立体的な環境に作りかえることができれば、堆積した土砂礫３の下になった河床１の面積に比較して、微生物量は飛躍的に増加して、河川の浄化に役立つことになる。  図４−Ａは、堰堤２を建設し、土砂礫３が堆積したときの断面を図示したもので，川水の流れ５は、上流の河床１から、堆積した土砂礫３の上面を流れ、堰堤２を越えて、下流の河床１へ落下する。堆積した土砂礫３の上面の河床１には好気性微生物が生育するが、内部には好気性微生物は生育できない。水で飽和されてはいるが、溶存酸素を含んだ川の水が流れていないからである。  図４−Ｂは、図４−Ａの堰堤２の下方に適当な面積の開口部（水抜穴）６を設けたものである。図３のような、水を満たした水槽の下部に穴を開ければ、川水５は、土砂礫３の中を流れ落ちて、開口部６を通過して河床１に、必ず、落下する。  図４−Ｃは、図４−Ｂの開口部６に、流出する川の水を止めたり流したりする電動弁７を設けたものである。弁７を閉めれば、川の水５は図４−Ａのように水槽図３から溢れて土砂礫３の上面を流れる。また弁７を開ければ、土砂礫３の空間を満たしていた川の水５は図４−Ｂのように必ず流出する。そしてその流出した体積の分だけ、空気や、溶存酸素を含んだ川の水５が、土砂礫３の空間に入る。  弁７の開閉を繰り返すことによって土砂礫３の内部には酸素が供給されて、やがてその場所の生育条件に適した好気性微生物や嫌気性微生物が土砂礫３全体に付着し増殖する。堆積した土砂礫３は大小さまざまな粒径の粒が堆積したもである。この堆積した土砂礫は水が浸透し易いが、弁の開閉の回数が無数に多くなるにつれて、土・粘土などの微細粒子は流失して、堆積した土砂礫の内部は隙間が多くなり、ますます川水が浸透し易くなる。例えば、渚で打ち寄せる波に何度も何度も洗われた砂は、極微粒子が流出して内部の空間が多くなり、かぶさった波をすぐに吸い込んでは浸透させてしまうようにである。  このようにして、この大量の土砂礫３は、好気性微生物が付着する薄い河床を無数に折り畳んで重ねて立方体にしたようなものになり、土砂礫が小粒になるほど表面積は増大し、その表面に付着する好気性微生物量は飛躍的に増大する。  弁７の径と数は、その川の平均的な低流量に合わせればよい。また、弁の位置は最下方だけでなく、例えば上方ならば河床の位置が上にあがり利用できる土砂礫の体積が小になり小流量に対応できる。水平方向に複数の弁を設置してもよい。要は、流量の大小に応じて土砂礫内の水位を上下させ、または左右させて、土砂礫に酸素を供給することである。  更に  図５は  湖沼水、親水公園などの水を再循環させて浄化に利用した平面図である��  図で、１８は親水公園・貯水池・湖沼などで、流末にポンプ１９を設備する。  弁１７を設備した図３の水槽をつくり、これにポンプ１９から揚水する。浄化された水１８は再び水路１１を経由して１８にもどる。  水槽は周囲の地形・勾配に応じて変形なものでもよい、水槽は複数個でもよい、  砂礫は適当な粒径に調整する、  ポンプ揚水で水量は一定であるから洪水も無く、水槽の建設場所は通路の下、芝生の下でも良い  ポンプ揚水は一回だけ、酸素の供給は弁の開閉だけ、騒音も無く、省エネ，安心安全です。
【発明の効果】
【０００６】  本発明は、前述した従来の浄化方法とは大いに異なるが、それでも比較すれば堰堤の建設は−−官の堰堤工事を流用するから堰堤自体の工事費は不要。建物・諸設備は−従来の大規模な処理場設備は不要。                弁や水門、操作盤、配線、動力費は必要。水槽は−−−−−両側の堤防と堰堤と川底に囲まれた空間は水槽であり、この中に上流か                ら流れたきた土砂礫が自然に堆積する。流下水量は−−−河床や水路に障害物を設置しないから、平時でも洪水時でも流下水量に                影響はない。                また突起物は堰堤の下流側側面に設備した数個の電動弁だけであるから                、平時でも洪水時でも、流下水量は阻害されない。                弁の上部には川を流下する石材流木などの落下物に対して、庇のような                保護工を設ける。堆積土砂礫は−−この土砂礫３の内部に無数に形成された連続した空間は、接触酸化法の                ハニカム（蜂の巣）材に相当するともおもわれるような立体構造である                。                河床と同じ砂礫で、好気性微生物が付着し易く、しかも無料で上流から                流下して堆積し、さらに腐敗せず、壊れもしない。電動弁の操作−−平水時には弁の開閉で、川水の水位を上昇下降させ、また堰堤上部を越                流させることもできる。                洪水時では、川水は土砂礫内部も弁も通過するし、それ以上の水量は堰                堤上部を流れる。                集中降雨などで流下水量が激変しても、弁の開閉は必要がなく平水時の                流量になるまで待てばいい。                平水時でも洪水時でも弁の開閉に気を使うこともないから、管理が容易                である。電動弁の管理−−集水管と堆積した土砂礫がフィルターになり、弁の詰まりはない。                流量の大小や水質検査によって、上段下段や複数の弁などをタイマーで                操作する。好気性微生物は−堆積した土砂礫内の空間は、弁の開閉で水位が上下する度に、空気や溶                存酸素を含んだ川水に満たされ、土砂礫の表面に、その場所の条件にか                なった微生物が付着生育する。                既設の浄化設備では必要なばっき設備などの酸素を供給する大規模な機                能が、数個の弁の開閉だけでできる。汚泥は−−−−−付着した微生物は食物連鎖で減少し、更に水流で剥離し下流へ流れる。工事は−−−−−堰堤新設のときは、堰堤の開口部、集水管、弁の設置ともに工事は容易                。既設堰堤では、低流量時に堰堤の下流側から円形の開口を切削したい                。集水管も極力設置したい。設備費は−−−−数個の水中電動弁・操作盤・配線設備だけで低額。電力費は−−−−数個の電動弁を開閉する電力だけで低額。修理費は−−−−電動弁だけで故障は少ない。管理費は−−−−タイマーで操作できるから人件費低廉。  急流河川が多い日本では、堰堤を建設して土砂礫を堆積させて河川の勾配を緩やかにする河床安定工事は、山間地だけでなく、内陸の市街地を流れる勾配のある小水量の河川にも必要で、その数は無数にあり、益々必要な工事である。  堰堤は堅牢で、自然に堆積した土砂礫は壊れない腐敗しない。この浄化方法を適した場所に、堰堤の建設と同時に設備すれば半永久的です。���記のように設備費・工事費が低額、維持管理も容易で低額です。洪水時でも安心です。  従来のように河床の表面の微生物で川を浄化することも、また本発明のように、堰堤に自然に堆積する土砂礫を立体的に利用して微生物を増強して水をもっと浄化することも、自然の理にかなっていて、安全で安心です。
【図面の簡単な説明】
【図１】河床の断面図
【図２】堰堤と堆積土砂礫の断面図
【図３】堆積した土砂礫の俯瞰図
【図４−Ａ】従来の川水の流れ
【図４−Ｂ】開口したときの川水の流れ
【図４−Ｃ】弁を設備したときの川水の流れ
【図５】水を再循環させる平面図
【符号の説明】
１  河床  ２  堰堤  ３  堆積した土砂礫  ４  土砂礫を貯める堤防  ５  川水の流れ  ６  堰堤の開口部（水抜穴）  ７  水中電動弁１１  水路１２  弁を設備する壁１３  粒径を調整した砂礫１４  水槽図３を形成する壁・床１５  浄化前の川の水１７  電動弁１８  浄化された川の水
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007090317.tif 000001
【図２】
2007090317.tif 000002
【図３】
2007090317.tif 000003
【図４−Ａ】
2007090317.tif 000004
【図４−Ｂ】
2007090317.tif 000005
【図４−Ｃ】
2007090317.tif 000006
【図５】
2007090317.tif 000007