(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に植物を植え、かつ下面に接触材を取り付けた浮力体を水中に係留すると共に、その浮力体の下方の水底または水中部に散気式循環装置を配設し、その散気式循環装置として、圧縮空気導入部の上に吸水部を配し、さらにその上に散気部を設け、圧縮空気導入部には圧縮空気導入管を設け、吸水部は横方向からと下方向から水が導入されるようにし、さらに散気部にはスパイラルガイドを配設した散気装置を設けた湖沼の水質浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として水中のバクテリヤを始めとした水中微小生物を利用して効率良く水質浄化を行なう湖沼の水質浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、湖沼などのごとく閉鎖水域の水質浄化をはかるためには、水中にフロートなどで浮体を係留し、その水中浮体に水中植物を植えたり、紐状や網状等の接触材を取り付けて、これらの植物や紐状等の接触材にバクテリヤを始めとした微小生物を繁殖させることにより、その水域の水中の汚染物や植物性プランクトンを微小生物に供給し、それによりその水質浄化をはかる方法がすでに知られている。
【０００３】
しかしながら、上記のごとき従来の方法においては、植物や紐状等の接触材を取り付けた水中浮体のまわりの限られた水域の水質を浄化するだけであり、その水質浄化効率が悪いという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水中に浮遊状態に係留した植物や紐状等の接触材に対して水底または水中部から散気式循環装置により気泡と共に上昇流を人為的に供給し、また水中溶存酸素を増やして生物の生育環境を広げ、かつ底泥からの栄養塩類の溶出を抑えることができ、水質浄化効率の良い湖沼の水質浄化装置を提供することを解決課題としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の湖沼の水質浄化装置は、上面に植物を植え、かつ下面に接触材を取り付けた浮力体を水中に係留すると共に、その浮力体の下方の水底または水中部に散気式循環装置を配設し、その散気式循環装置として、圧縮空気導入部の上に吸水部を配し、さらにその上に散気部を設け、圧縮空気導入部には圧縮空気導入管を設け、吸水部は横方向からと下方向から水が導入されるようにし、さらに散気部にはスパイラルガイドを配設した散気装置を設けた湖沼の水質浄化装置からなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、まず、図１は、本発明の水質浄化方法に適用される水質浄化装置を湖沼等に配設した全体側面図で、水底Ｂに配置された散気式循環装置１３から複数のワイヤー１４を介して平面形状が環状の浮力体１５が水中に係留されており、これらの浮力体１５の上面には水生植物１６が植えられると共に、その下面には紐や網状等の接触材１７が取り付けられている。
【０００７】
上記水生植物１６としては、コカナダモ、ミズオオバコ、セキショウモ、ヒルムシロ等の富栄養域で生息できるものを植えることが好ましい。
上記の構成からなる水質浄化装置においては、上記の水生植物１６や紐状等の接触材１７にバクテリアを始めとした微小生物が水中で繁殖しやすい状態にした浮力体１５からなる構造物を水中に係留しており、しかも、上記浮力体１５の下方の水底Ｂに散気式循環装置１３を配設して水中に人為的な気泡を含む上昇流Ｆを形成し、水中の汚染物や植物プランクトンをこれら浮力体１５に連続的に供給するので、微小生物の植物１６や接触材１７における繁殖を促進し、微小生物による水質浄化が効率良く行なわれる。
【０００８】
すなわち、気泡を含む上昇流Ｆがない従来例に比べて、微小生物への汚染物質等の供給が連続的になり、浄化効果がより高くなる。
また、水生の植物１６により水中の栄養塩の除去が行なわれると共に、散気式循環装置１３が図１のＨで示す移動範囲に気泡を含む上昇流Ｆが拡散するので、水中の溶存酸素を増やして生物の生育環境を広げ、かつ底泥からの栄養塩類の溶出を抑えることができる。
【０００９】
なお、本実施形態では、散気式循環装置１３を水底Ｂに設置しているが、水深が深い場合には、散気式循環装置１３を水中に係留することもできる。
次に、上記散気式循環装置１３には、従来一般に使用されている装置を採用できるが、図２に示すのは、その散気式循環装置１３として採用できる渦流式散気装置の一部断面の斜視図である。
【００１０】
この渦流式散気装置は、上下方向に３段の部分から構成され、その最下部には圧縮空気導入部１、その上には吸水部２、そして最上部には散気部３からなり、そしてそれらの各部はつぎのごとき構成からなる。
最下部の圧縮空気導入部１には圧縮空気導入管４が設けてあり、その圧縮空気導入管４は装置の中心部に導入され、そこから圧縮空気分配管５が上部の吸水部２に向かって分散配置されている。
【００１１】
次に、圧縮空気導入部１の上方に設けた吸水部２には、多数の整流板６が図２に示すように吸水部２の全周にわたって均等に曲線状に配置されており、それらの各整流板６により形成された各空間内に前述の圧空分配管５の先端部が突出し、それらの先端部は夫々中心方向に向かって曲げられており、先端にはノズル２０が取付けられている。
【００１２】
また、この吸水部２の底部中央には水が上方に吸引され、導入される開口７が穿設されている。
ついで最上部の散気部３には、その外周に複数の部屋に区切られた浮力体８が設置され、その上方にはバルブ９が取付けられて空気の導入、排出を適宜行うようにしている。
【００１３】
また浮力体８の側面には図示されていない連通孔が多数穿設され、水の浮力体８への流入・排出が可能のようにできている。そして浮力体８の内側にはスパイラルガイド１１が中心体１２の側面に多数均等に取付けされ、その先端側は浮力体８の内壁に固定している。中心体１２の下端を逆円錐体とすれば、水の上昇抵抗を減じるのに効果的である。
【００１４】
また浮力体８およびスパイラルガイド１１の上方は外部に開放状態となっている。なお、浮力体８は、この渦流式散気装置の設置や移動をより容易にするためのものであるので、圧縮空気により水を効率よく循環混合させるという機能には直接関係がないので、散気部３に浮力体８を設けずに、単に筒状部材を設けてもよい。
【００１５】
以上が図２の渦流式散気装置の構成であり、次にその作用について説明する。この渦流式散気装置を設置する際には、まず浮力体８にバルブ９を通して空気を入れ、その中の水を浮力体８に設けた連通孔から排出させることにより水上に浮上させて所定位置まで運び、次いで浮力体８内の空気を排出しながら連通孔から水を浮力体８内に導入することにより水中の適当位置まで降下させる。
【００１６】
次いで適当位置に係留するために、水底に位置させた重錘に連結したロープの他端をこの渦流式散気装置に連結し、上方への移動をそれらのロープにより抑止し、一方それらのロープを張設するために渦流式散気装置にバルーン等の浮力発生体を取付けたり、又は浮力体８内への空気量を増加させて積極的に浮力を生じさせること等により渦流式散気装置を上方に常に引張られる状態にして定位置に係留するようにする。
【００１７】
この渦流式散気装置による水の循環混合を行う場合には、先ず圧縮空気を圧縮空気導入管４に導入し、その圧縮空気は圧縮空気分配管５を経由して吸水部２に導出される。
そこで圧縮空気分配管５の先端のノズル２０は中心方向に曲げて向けているから圧縮空気の噴出により、気泡が発生し、気泡は中心部付近で上昇し始めるので、周辺の水は整流板６に沿って周囲から中心方向に向けて導入される。
【００１８】
それと同時に当然ながら開口７を通って下方の水も上方に運ばれることになる。したがって吸水部２では水は横方向からと下方から同時に吸引されて上方に運ばれることになる。
次に、上方、即ち散気部３に上昇した気泡は、スパイラルガイド１１に至り、スパイラルガイド１１に沿って斜め上方に水面方向に向かって渦流状に上昇することになる。この場合スパイラルガイド１１を使用したから気泡がスパイラルガイド１１から斜め上方に噴出し、噴出される気泡の面積が広がり上昇流を発生させる面積を広げることができる。
【００１９】
さらに、スパイラルガイド１１を固設している中心体１２を特に設けたために、一般には中心部分の上方ではどうしても上昇する気泡がオーバーラップして上昇流を発生させる効率が悪かったところ、この中心体１２の存在により渦流式散気装置の上方では上記のごとく上昇する気泡のオーバーラップ現象が殆ど生じず、丁度平行的に万遍なく気泡が上昇して効率よい散気現象を生ずるようにすることができ、そのように中心体１２の直径等を設計することができるのである。また浮力体８の中を複数の部屋に仕切ることにより、浮力の微細変更を可能にすることができる。
【００２０】
以上のごとく図２に示した渦流式換気装置によれば、全体にコンパクトに配列した圧縮空気導入部１、吸水部２及び散気部３によって効率的に上昇流を発生でき、またスパイラルガイド１１によって気泡を水平方向に広く吐出でき、しかも水の上昇流量を大きくすることができ、かつ渦流の発生を可能にし、水を下方から上方に動かす効率がよい。
【００２１】
次に、図１に示した浮力体１５の上面に植えた水生植物１６及び下面に取り付けた接触材１７を網で覆えば水生植物１６及び下面に取り付けた接触材１７に繁殖した微小生物を餌とする魚類等による食害から防止でき、浄化機能をより一層維持できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の湖沼の水質浄化方法およびその装置によれば、バクテリアを始めとした微小生物が水中に係留した植物や接触材に繁殖し、しかも水底または水中部に配設された散気式循環装置によって水中の汚染物や植物プランクトンが微小生物に連続的に供給されて、効率よく微小生物による水質浄化を行なうことができる。
【００２３】
また、水生植物により水中の栄養塩の除去ができると共に、散気式循環装置により水中の溶存酸素を増やして生物の生育環境を広げ、かつ底泥からの栄養塩類の溶出を抑えることができる。
さらに、散気式循環装置に渦流式散気装置を採用すれば、従来一般の装置に比べて効率的に上昇流を発生でき、また気泡を水平方向に広く吐出して水の上昇気流を大きくできるなど、水質浄化の効率を上昇できる。
また、水中に係留した植物や接触材を魚類から保護する網で覆えば浄化機能を維持する上で効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の湖沼の水質浄化装置の一実施形態における配置側面図である。
【図２】図１の散気式循環装置として有効に適用される渦流式散気装置の一部断面の斜視図である。
【符号の説明】
１  圧縮空気導入部              ２  吸水部
３  散水部                      ４  圧縮空気導入管
１１  スパイラルガイド          １３  散気式循環装置
１５  浮力体                    １６  水生植物
１７  接触材                      Ｂ  水底
Ｆ  上昇流
【図１】
0004023853.tif 000002
【図２】
0004023853.tif 000003