(57)【要約】【課題】  浄水場や下水処理場などの比較的低落差に設置された軸流水車において発生するキャビテーションにより水処理を行うようにした水処理装置及び方法を得ること。【解決手段】  水処理設備における被処理水を流通させる流水路に積極的にキャビテーションを発生する軸流水車を配設し、そのキャビテーションの作用により水処理を行うようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理設備における被処理水である原水を流通させる流水路に積極的にキャビテーションを発生する軸流水車を配設し、そのキャビテーションの作用により水処理を行うようにしたことを特徴とする、軸流水車による水処理装置。
【請求項２】
上記軸流水車は、ランナの各翼の反作用面に、翼面に対して局部的な突部或いは凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の軸流水車による水処理装置。
【請求項３】
上記軸流水車は、ランナの出口部直後における、上記ランナを取り囲むケーシングの内周面或いはランナボスの外周面の少なくとも一方に、突起物或いは凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の軸流水車による水処理装置。
【請求項４】
上記軸流水車の上流側から採取された原水を加圧する高圧ポンプと、加圧した原水中に空気を吸引するベンチュリ管と、上記ベンチュリ管で空気が吸引された高圧の原水を再びランナの上流に位置する案内羽根の翼面から流路内へ噴射する噴射装置とを有することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軸流水車による水処理装置。
【請求項５】
複数の軸流水車を縦列に接続し、上流側の軸流水車からの放流水を下流側の軸流水車へ導水するようにしたことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸流水車による水処理装置。
【請求項６】
上記軸流水車の下流に放流水を一旦集合させる貯水タンクを設けるとともに、該貯水タンクの水の一部を前記軸流水車の上流側管路へ戻す還流路を設けたことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸流水車による水処理装置。
【請求項７】
上記軸流水車の下流に、流出した水を一旦集合させる貯水タンクと該貯水タンクの水位を調整するバルブが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸流水車による水処理装置。
【請求項８】
水処理設備における被処理水である原水を流通させる流水路に積極的にキャビテーションを発生する軸流水車を配設し、そのキャビテーションの作用により水処理を行うようにしたことを特徴とする、軸流水車による水処理方法。
【請求項９】
上記軸流水車の上流側から原水を採取し、採取された原水を高圧ポンプに導入して加圧し、加圧した原水をベンチュリ管へ導き空気を吸引させ、空気を含有する高圧の原水を再びランナの上流に位置する案内羽根の翼面から流路内へ噴射することを特徴とする、請求項８記載の軸流水車による水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に溶解している有機化合物、病原性大腸菌や耐酸素系の病原性微生物等をキャビテーション効果により除去する水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の水中には、汚泥や浮上物質等の不純物、地下水の汚染物質であるトリクロロエチレンのような水中に溶解している有機化合物、病原性大腸菌や耐塩素系の病原性微生物等、様々なものが含まれている。従来、これらの不純物を除去する方法として、水を静置させて含まれる不純物を沈殿させる方法、砂層・イオン交換樹脂などのフィルタを透過させて不純物を捕捉除去する濾過方法、及び生物の代謝機能を利用して水中の有機物などを沈殿しやすい固形物に交換させる生物処理の方法等が知られている。一方、上水道などで通常行なわれる塩素消毒では、クリプトスポリジウムのような不活性化されにくい病原性原虫などの存在により、これらを確実に不活性化させる水処理方法が望まれている。このような課題に対応する水処理技術として、キャビテーション効果によって水中の微生物を殺菌、不活性化することが考案されている。一般に、キャビテーションは液体が減圧されることにより液体中に溶解している気体が急激に膨張し、気泡が発生する現象である。
【０００３】
このキャビテーション効果による殺菌作用は、薬剤の注入を行なわずに殺菌することができるため、発ガン性も指摘されている塩素系の薬剤の使用量低減、無薬剤の殺菌手法として、いくつかの技術が提案されている。
【０００４】
すなわち、特開２０００−１６７５４３号公報（特許文献１）には、有害有機化合物を含む原水を採取して、その採取した原水を高圧ポンプに送給して加圧し、加圧された原水を水中に噴射して、その噴流のキャビテーション作用で有害有機化合物を分解して無害化する技術が開示されており、また、特開平１１−２６２７５４号公報（特許文献２）には、不純物を含む原水を空洞気泡発生器に供給して空洞気泡を発生させ、空洞気泡発生器から排出される空洞気泡を含む原水を気液分離層に供給して、空洞気泡の作用により分離される不純物を除去する技術が開示されている。さらに、特開２００１−９４４８号公報（特許文献３）記載のように、例えば流体で隔たれた隙間をもつように設置された一組の対抗する二面において、その一方の面を超音波振動させることによってキャビテーションを発生させるように構成された、超音波を用いたキャビテーション発生による水処理技術が提案されており、また、米国特許第４９６１８６０号明細書（特許文献４）記載のように、微生物を含む原水が貯められるタンクの入口と出口に超音波プローブを配置し、その超音波プローブから超音波を原水に照射し、原水がタンク内を流れる間に超音波に伴うキャビテーション作用で原水中に含まれる微生物を殺菌する技術も提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１６７５４３号公報
【特許文献２】特開平１１−２６２７５４号公報
【特許文献３】特開２００１−９４４８号公報
【特許文献４】米国特許４９６１８６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では水中に溶解している有機化合物を沈殿しやすい固形物に変換するのに生物による代謝機能を用いるが、これでは処理時間が長く非効率的であること、塩素系消毒では不活性化され難い病原性原虫が殺菌困難であることあるいは汚泥や不純物を除去するのに沈殿法を用いると沈殿させるのに長時間を有してしまうことなどの欠点があった。また、上記特許文献３記載のものは、空洞気泡発生器として、邪魔板や羽根車を用いているが、この場合、管路対して直角に羽根車を配置するので流れが阻害され水流の渋滞が生じる可能性があり、さらに、上記従来のキャビテーション効果を用いる方法では、キャビテーションを発生させるために、新たに大掛かりな装置を浄水場、下水処理場に設置しなくてはならいという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑み、従来技術が有する問題点を解消し、浄水場や下水処理場などの水処理設備に設置される比較的低落差の軸流水車において、そのキャビテーションにより水処理を行うようにした水処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、水処理装置において、水処理設備における被処理水である原水を流通させる流水路に積極的にキャビテーションを発生する軸流水車を配設し、そのキャビテーションの作用により水処理を行うようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る発明において、上記軸流水車の上流側から採取された原水を加圧する高圧ポンプと、加圧した原水中に空気を吸引するベンチュリ管と、上記ベンチュリ管で空気が吸引された高圧の原水を再びランナの上流に位置する案内羽根の翼面から流路内へ噴射する噴射装置とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る発明において、上記軸流水車の下流に放流水を一旦集合させる貯水タンクを設けるとともに、該貯水タンクの水の一部を前記軸流水車の上流側管路へ戻す還流路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る発明において、上記軸流水車の下流に、流出した水を一旦集合させる貯水タンクと該貯水タンクの水位を調整するバルブが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項８に係る発明は、水処理方法において、水処理設備における被処理水である原水を流通させる流水路に積極的にキャビテーションを発生する軸流水車を配設し、そのキャビテーションの作用により水処理を行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、浄水場・下水処理場・灌漑用水設備で適用されている軸流水車のランナにおいて発生されたキャビテーションを水処理に利用することにより、キャビテーションの発生を積極的に且つ容易に発生させることができ、このキャビテーションの衝撃圧作用、熱分解作用及び酸化作用を利用して原水・下水の水処理を行うことができる。また、これに伴い従来大量に使用している消毒薬品の注入量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る軸流水車による水処理装置及び方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
浄水場や下水処理場、或いは灌漑用水設備等の水処理設備に設置されている軸流水車は、近年これまで未利用だった原水・下水を使って発電するために設置されることが多くなってきている。また、ダムの維持放流でも軸流水車が適用され発電所の所内電源として利用されるケースも見受けられる。
【００１５】
図１０は、一般的な軸流水車の構成を示す図であり、流水路を構成する円筒状のケーシング１内にバルブ状の内筒２が上記ケーシング１と同心状にステー３により支持されている。上記内筒３の外周部には上記ステー３の下流側に複数のガイドベーン４が設けられ、さらに上記内筒３の下流側には、ランナボス５ａの外周に多数の翼５ｂを放射状に取り付けたランナ５が配設されており、そのランナ５に固着された回転軸６が上記内筒３内に設けられた発電機７に連結されている。また、上記ケーシング１にはランナ５より下流側に拡大管８が連接されている。しかして、上記ケーシング１に通水することによりランナ５が回転され、そのランナ５の回転により回転軸６を介して発電機７が回転駆動され発電される。また、図１１は発電機７をケーシング１の外部に設けた軸流水車の例を示すものであり、回転軸６の回転がチェーン９を介してケーシング１の外部に設けられた発電機７に伝動され回転駆動されるようになっている。
【００１６】
この様な軸流水車は、現状、上記のように発電のみに専ら利用されるが、本発明は上記軸流水車に発電機能と水処理機能を併せ持たせたものである。すなわち、前記キャビテーションは、上述のような水車やポンプ等の回転流体機械においては良く知られた流動現象ではあるが、気泡が膨張して圧壊する際に非常に強い衝撃圧を発生して翼が壊食されてしまうことから、性能上好ましくない現象とされ、通常はこのキャビテーションが発生し難い翼形状を採用しているが、本発明は逆にこのキャビテーションを積極的に発生させ、このキャビテーション効果を利用して気泡が圧壊する際の衝撃圧と熱を利用し殺菌するものである。
【００１７】
図１は、本発明の水処理装置の第１の実施の形態を示す図であり、前記軸流水車のランナ５の翼５ｂの反作用面となる翼面上に複数の突起物１０が取り付けられ、この突起物１０の下流側の翼面には耐キャビテーション金属材料がコーティングされている。
【００１８】
図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、突起物１０は隣り合う翼間の流路幅が水の入口から出口にかけて暫時縮小して最小となる位置よりも下流側の翼の反作用面上に形成されている。
【００１９】
ところで、通常、水力機械における前記キャビテーションはランナの翼面上の圧力が飽和蒸気圧以下に低下した際に、水中に溶解している気体（空気）が急激に膨張して気泡が発生し、圧壊する現象である。気泡が圧壊する際には、高い衝撃圧と熱が発生する。この様なキャビテーションは、水車の場合、回転羽根車の出口側の反作用面で専ら発生する。それは図２に示すようにランナ５へ流入した水流は翼５ｂの入口から出口にかけて暫時増速され、翼間の流路幅が最も狭くなる部位で水流の速度は最も速くなり、逆にその部位では圧力が低下することになるため、その部位の直後で流路幅が急激に拡大する際にキャビテーション１１が発生し易すくなる。また、この様な低圧となる部位に特に突部がある場合には、突部で翼面近傍の流れが剥離してその下流で局所的な低圧部が形成されて、より一層キャビテーションが発生し易くなる。本発明では、上述のように、予め翼出口側の反作用面上に突起物１０が形成されていることから、この部位で容易にキャビテーション１１を発生させることができる。そして上記突起物により故意に発生させられたキャビテーション１１におけるキャビテーション気泡１２の衝撃圧作用、熱分解作用、さらには酸化作用を利用して、原水中に含まれる有害有機化合物、病原性大腸菌や耐塩素系の病原性微生物１３などが分解・滅菌される。なお、本発明では突起物の下流側の翼面に耐キャビテーション金属材料が予めコーティングされているので、機器運転上、キャビテーションによるランナの損傷は特に問題ない。なお、耐キャビテーション材料のコーティングは、例えばＣｏ基合金や、１３Ｃｒ−６Ｎｉ−５Ｍｎを主成分とする１３ＣｒＨｉＮｉ系材料を肉盛等によって形成する。
【００２０】
以上のことから明らかなように、本発明は浄水場・下水処理場・灌漑用水設備等の水処理設備で適用されている軸流水車のランナで容易にキャビテーションを発生させることができ、このキャビテーションの衝撃圧作用、熱分解作用及び酸化作用により原水・下水の水処理が可能となる。また、これに伴い従来大量に使用している消毒薬品の注入量を低減することができる。
【００２１】
図３は本発明の第２の実施の形態を示す図であり、図１におけるＡ−Ａ矢視断面図と同様の断面での形状を示す。
【００２２】
基本的な構成は第１の実施の形態と同様であるが、ランナ５の翼５ｂの反作用面側にはキャビテーション発生源として、突起物ではなく凹部１４が形成されている。本発明の実施の形態では翼面上の凹部１４は断面が半円径状となっているが、この凹形状は矩形でも三角形でもよく、周囲の翼面よりも局部的に凹部を形成することができればよい。さらに、本発明では第１の実施の形態と同様に、この凹部１４の下流側の翼面には耐キャビテーションコーティングが施されている。
【００２３】
翼面に発生するキャビテーションは、翼面上での局部的に低圧となる部位に凹部がある場合にも、その凹部部で翼面近傍の流れが負圧となり、より一層キャビテーション１１が発生し易くなる。なお、キャビテーション１１による原水・下水の水処理方法は第１の実施の形態と同じであるが、本発明によれば第１の実施の形態のような突起物１０を溶接などにより翼面に固着させる必要がなく、翼面に複数の凹部１４を形成するだけでよいので、翼面の加工性が良く、既存の軸流水車のランナに追加工可能である。また、脱落防止などの処置が必要ない。
【００２４】
以上のことから明らかなように、本実施の形態においても、簡単な構造により軸流水車のランナで容易にキャビテーションを発生させることができ、特別な付帯設備も必要がなく、キャビテーションによる原水・下水における有害有機物の分解・耐塩素系の病原性原虫の殺菌が可能である。従来、水力発電用に用いられる水車では、キャビテーション発生を極力抑制することが常識とされていたが、本発明は翼面に発生するこの有害なキャビテーションを機器に損傷を与える事がないように適切な処置を施し、有効利用することができる。
【００２５】
本発明の第３の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、他の実施例と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２６】
本実施の形態における軸流水車では、ランナ５を取り囲むケーシング１及び翼５ｂが設けられたランナボス５ａの両方の壁面であって、該ランナ５の出口直後の前記両壁面に突起物１５、１６が周方向へ配置されている。なお、突起物１５、１６を取り付ける位置は、ランナ５を取り囲む固定のケーシング１側或いは回転するランナボス５ａ側どちらか一方でもよい。また、該突起物１５、１６が形成できない場合には、逆に前記第２の実施の形態と同様に凹部１４を壁面に形成してもよい。
【００２７】
軸流水車へ流入した水流はランナ５の出口側にかけて増速され、ランナ５の直後で最も圧力が下がり易く、その後下流に行くに従って圧力回復していく。この最も圧力下がり易い部位に、キャビテーション１１を発生し易い突起物１５、１６或いは凹部１４を流路壁面に形成することによって、キャビテーション１１を容易に発生させることができる。本出願人は他の種類の水車、例えばフランシス水車やカプラン水車の回転羽根車下流の流れ観察を行なった結果、ランナの直後に突起物（給気管やフィン等）がある場合、その突起物からキャビテーションが発生することを確認している。このことから、本実施の形態の場合においても同様にキャビテーションが発生することとなる。
【００２８】
なお、この場合には上記キャビテーション１１は翼面で発生することがないので、翼面への耐キャビテーションコーティングは特に必要がない。但し、ケーシング１やケーシング１の下流の拡大管８、或いは回転するランナボス５ａの壁面にはコーティングを施す必要がある。コーティングしない場合にはキャビテーション壊食に強いＳＣＳ材（ステルス鋳鋼）を適用する。
【００２９】
以上のことから、本実施の形態は軸流水車の性能に影響を与えることなくランナの下流側で原水・下水の不純物や病原性原虫などを粉砕・分解・殺菌するキャビテーションを発生させることができ、軸流水車の寿命を延長可能である。また、キャビテーション発生の部位は、キャビテーションにより壊食された場合にでも容易に交換することができると共に、壊食されたことによる水力性能への影響がない部位であるため、グラインダー・溶接肉盛り等による補修は水力性能に対して特段の配慮は必要ない。
【００３０】
図５は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、他の実施例と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態の基本的な構成は、第１の実施の形態の軸流水車において、軸流水車の上流側のケーシング１に設けられた取水口１７から原水採取管１８が分岐導出されており、その原水採取管１８に高圧ポンプ１９及びベンチュリ管２０がその順に設けられている。そして上記原水採取管１８の先端部が、ガイドベーン４の内部に形成された複数の細管２１に接続されている。
【００３２】
しかして、原水採取管１８に採取された原水は高圧ポンプ１９で加圧され、加圧された原水はベンチュリ管２０へ導かれ、ベンチュリ管２０の断面積が最小となる部位２０ａにおいて空気２２が吸引され、空気２２を含有する高圧の原水が、再びケーシング１からガイドベーン４の内部に形成された複数の細管２１を通じてガイドベーン４の翼面上に開口された複数の孔２３から流路内へ噴射される。
【００３３】
ところで、ベンチュリ管２０では、一般的に知られているように流路断面積が急激に減少することで流速が増加し圧力が低下するようになる。この部位ではベンチュリ管２０を通る流量を調整することにより自然給気することが可能となることから、本実施の形態ではこの原理を利用して高圧ポンプ１９で加圧された原水中にキャビテーション気泡核を先ずは溶存させる。この多量に気泡核が溶存した原水は、ガイドベーン４を通じてその翼面に形成された複数の孔２３から再び流路内に戻され、ランナ５へと流入していく。浄水場での原水や下水処理場の下水は、空気が多く溶存している方が、酸化作用を高められ、気泡核を増やすことができる。この様に多く気泡核が混入した原水は、ランナ５の出口部の負圧領域で容易にキャビテーション気泡１２を発生させることができる。また、ランナ５の翼５ｂの反作用面側には複数の突起物１０を取り付けることにより、よりキャビテーション発生を促進することが可能である。
【００３４】
以上のことから、原水中に多くの空気を溶存させた原水をキャビテーション発生手段を具備させた軸流水車へと導くため、通常の軸流水車よりも威力の高まったキャビテーションを発生させることができ、原水・下水への薬剤の注入を極力減じて微生物などの殺菌が可能であり、さらに塩素消毒のあまり有効でない病原性原虫の不活性化も可能である。処理量の増大、処理時間の短縮または処理にかかるコストの低減といったメリットが得られる。また、従来法では分解効果が不足して適用できなかった難分解な物質も処理できるようになり、浄水場や下水処理場だけでなくより広い用途に適用することができるようになる。また、水の処理量の増大、処理時間の短縮または処理にかかるコストの低減といった効果がある。
【００３５】
図６は本発明の第５の実施の形態を示す図であり、水処理を行なう軸流水車は、浄水場ではダムや河川から原水が着水井へ導かれる間に設置され、下水処理場の場合には消毒設備の後に設置される。本実施の形態では、水処理機能を有する２台の軸流水車２５、２６が縦列に配設されており、両軸流水車２５、２６の間に貯水タンク２７及び１台のポンプ２８が水処理工程上に設置されている。
【００３６】
しかして、図６に示すように、消毒設備を出た下水は、１台目の水処理機能を有する軸流水車２５にて、先ず滅菌・分解処理され、その後貯水タンク２７に一旦集合された後、再度水処理を行うためにポンプ２８にて２台目の水処理機能を有する軸流水車２６へ導水される。２台目の軸流水車２６でも同様にキャビテーション作用により下水は水処理された後、最終的に河川・海へ放流される。本実施の形態では、前記他の実施の形態と基本的な水処理方法は同様であるが、一度水処理をした下水を再度水処理することにより、一旦処理した下水中に依然として残留する不純物・細菌・有害物質を更に滅菌・分解することができる。図７は軸流水車によるキャビテーション作用での水処理ではなく、従来の一般的な水処理技術と本実施例の水処理による下水中の有害有機物質の濃度を比較したものである。従来技術での有害有機物濃度を基準として示しているが、本実施例による有害有機物の濃度は２度のキャビテーション作用による水処理を実施することにより大幅にその濃度を低減できることがわかる。
【００３７】
以上のことから明らかなように、本実施の実施の形態ではキャビテーション作用による水処理工程を２度実施するので、他の実施の形態よりも確実に水処理能力を向上させることができると共に、より一層きれいな下水を得ることができ環境にも優しいという効果がある。２台以上の軸流水車を設置することにより水処理工程を複数回実施することも可能である。また、本実施の形態における原水・下水の再処理は夜間の余剰電力を利用するために、夜間のみ実施し、昼間は１回のみの水処理を行なうことで、運用効率を向上させることが可能である。下水処理場の場合には消毒設備での薬品使用量を低減することができる。浄水場の場合には、ダムや河川から着水池へ導かれる水路の途中に当該実施例の複数台の軸流水車とポンプが設置されることから、後工程での薬品注入量の低減を達成するという効果がある。
【００３８】
図８は第６の実施の形態を示す図であり、下水処理場に設置された前記軸流水車２５の下流には流出した水を一旦集合させる貯水タンク２７が設置されており、この貯水タンク２７の水の一部が還流路２９を介してポンプ３０により前記軸流水車２５の上流側管路へ戻され、残りの水は河川または海へ放流されるように水処理工程に配されている。
【００３９】
しかして、軸流水車２５へ流入した下水は、前記第２の実施の形態と同様にキャビテーション作用により不純物の分解・滅菌・殺菌されたのち下流に設置された貯水タンク２７へ集合される。この集合された水の一部はポンプ３０により還流路２９を介して軸流水車２５の上流側の管路へ戻され、再度キャビテーション作用により水処理される。軸流水車２５で発生するキャビテーションは出口側の圧力を低下させることにより、通常の運転状態よりも容易にキャビテーションが発生し易くなる。軸流水車出口側の圧力は、下流の貯水タンク２７の水位をポンプ揚水量調整により変化させることで調整することができる。本実施の形態も軸流水車での水処理が繰返し行われることから、第５の実施の形態と同様に従来技術と比較して大幅に下水中の有害有機物質の濃度を低減することができる。
【００４０】
以上のことから明らかなように、本実施例では一旦水処理された水を再処理することができるので下水中の不純物の分解・滅菌・殺菌処理能力が向上する。
【００４１】
図９は本発明の第７の実施の形態を示す図であり、下水処理場に設置された前記軸流水車２５の下流には流出した水を一旦集合させる貯水タンク２７とこの貯水タンク２７の水位を調整するバルブ３１が設置されている。
【００４２】
しかして、軸流水車２５へ流入した下水は、前記実施の形態と同様のキャビテーション作用により不純物の分解・滅菌・殺菌されたのち下流に設置された貯水タンク２７へ集合され、その後河川または海へ放流される。軸流水車２５で発生するキャビテーションは出口側の圧力を低下させることにより、容易にキャビテーションが発生し易くなる。また、キャビテーションの発生量も出口圧力を一層低下させることで増加させることができる。即ち、本実施の形態では出口圧力調整を貯水タンク２７の水位調整で達成するもので、この水位は下流のバルブ３１の開度で変化可能である。本実施の形態では軸流水車での水処理回数は１回であるが、有害物質の分解・滅菌・殺菌に利用されるキャビテーションの発生量が水位調整で多くすることができるので水処理能力としては前記各実施の形態と同等の効果が得られる。
【００４３】
以上のことから明らかなように、本実施の形態は下水処理場に設置された水処理と発電の両方を担う軸流水車での水処理性能を簡単な構成により向上させることがきる。また、下水中の有害物質の濃度に応じて水処理に利用されるキャビテーションの発生量を的確且つ簡単に制御することがきるので、他のキャビテーション作用を利用した水処理システムよりも複雑な制御システムも必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の水処理装置の縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の水処理装置の縦断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態の水処理装置の縦断面図。
【図６】本発明の第５の実施の形態の水処理装置の縦断面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態と従来技術の水処理性能の比較図。
【図８】本発明の第６の実施の形態の水処理装置の縦断面図。
【図９】本発明の第７の実施の形態の水処理装置の縦断面図。
【図１０】従来の軸流水車の縦断面図。
【図１１】従来の軸流水車の縦断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１  ケーシング
２  内筒
３  ステー
４  ガイドベーン
５  ランナ
５ａ  ランナボス
５ｂ  翼
６  回転軸
７  発電機
８  拡大管
１０  突起物
１１  キャビテーション
１２  キャビテーション気泡
１３  病原性微生物
１４  凹部
１５、１６  突起物
１８  原水採取管
２０  ベンチュリ管
２１  細管
２２  空気
２３  孔
２５、２６  軸流水車
２７  貯水タンク
２８、３０  ポンプ
２９  還流路
３１  バルブ
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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