(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配置される貯水池の水面のほとんどを被う大きさでかつ所定量の水を貯留することができる上方を開放した浅い深さの遮光性底面を備えた浮き水槽と、前記貯水池の水を吸水ポンプで吸い込みかつ地上の装置にて該吸い込んだ水を水質処理して浄化するとともにこの浄化した水を前記浮き水槽内に放水する浄化手段とを備え、前記浮き水槽の外周に対し該浮き水槽内の水を前記貯水池に流出させる流出口を形成するとともに、水生植物を植えた鉢体を取外し可能に備え、前記浄化された貯水池の水を浮き水槽から貯水池への流水状態を維持しながら該浮き水槽に貯水することを特徴とした貯水池の浄水装置。
【請求項２】
請求項１記載の貯水池の浄水装置であって、貯水池の水に酸素を供給する噴水装置等の酸素供給手段を付設したことを特徴とする貯水池の浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はため池、調整池、湖、沼、ダムなどの閉鎖性水域よりなる貯水池、とくに大規模な貯水池の水を浄化するに適した浄水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば都市近郊にあるため池は排水が流入することが多く、また、農村地域のため池は養豚、牧場などの排水が流入する。このため、これらのため池の水は窒素成分やリン成分に富む水質となっている。この水質が日光を受けると光合成の作用で植物プラントンとくにアオコ（藍藻類ミクロキスティス  Microcystis aeruginosa  ＫＵＴＺＩＮＧ）が繁殖し水面を緑色に変色させ、見ばえの悪いものとする。中には放線菌が発生し臭気を生ずることもある。
そこで、小規模なため池の場合は水面を被うネットや蓋あるいは屋根を設置して遮光し、アオコの発生を防ぐ手段がとられるが、大規模なため池では到底このような手段がとりにくく、かつ景観を害する問題がある。
また、アオコなどの藻類の発生を抑制する手段は種々検討されているが、決め手となる手段がないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者は光を遮断することにより、光合成作用を防止して藻類の発生を抑制する点を利用して本発明を達成したものである。
すなわち、本発明の課題はため池などの貯水池において、アオコなど藻類の発生を防ぎ、清浄な水を維持し得るようにした水の浄水装置を提供することにある。
また、本発明の他の課題は貯水池の景観を良化し得る水の浄水装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１の発明は、配置される貯水池の水面のほとんどを被う大きさでかつ所定量の水を貯留することができる上方を開放した浅い深さの遮光性底面を備えた浮き水槽と、前記貯水池の水を吸水ポンプで吸い込みかつ地上の装置にて該吸い込んだ水を水質処理して浄化するとともにこの浄化した水を前記浮き水槽内に放水する浄化手段とを備え、前記浮き水槽の外周に対し該浮き水槽内の水を前記貯水池に流出させる流出口を形成するとともに、水生植物を植えた鉢体を取外し可能に備え、前記浄化された貯水池の水を浮き水槽から貯水池への流水状態を維持しながら該浮き水槽に貯水することを特徴とする。
そして、上記した課題を解決するための請求項２の発明は、請求項１記載の貯水池の浄水装置であって、貯水池の水に酸素を供給する噴水装置等の酸素供給手段を付設したことを特徴とする。
なお、各請求項における貯水池は調整用あるいは農業用などの、ため池、湖、沼、ダムなど各種の閉鎖性の水域とされる。
【０００５】
【作用】
請求項１の発明において、遮光性の浮き水槽は貯水池の水面のほとんどを遮光する。貯水池の水は浄化手段により浄化されて浮き水槽にその流水状態が維持されながら貯水されるとともに貯水池に戻る。浮き水槽内には浄化されたきれいな水が入っているので貯水池水面の違和感を生じない。
請求項２の発明において、噴水装置等の酸素供給手段は貯水池の水に酸素を供給し、水の酸素不足を解消する。
【０００６】
【実施例】
次に、本発明の実施例を図１〜図６に基づいて説明する。
図１は本例の浄水装置10を設けた貯水池１の平面図であり、図２は図１のII−II線における貯水池１の断面構造を示している。この貯水池１は都市近郊に位置する閉鎖性の大形の池（例えば、短径30ｍ、長径60ｍの楕円形で水深平均約７〜８ｍ）であり、地形的に日当り性は良好でかつ有機性の排水が多少流入する条件にある。なお、図１に示すように、貯水池１の周囲には散策道２が設けられ、植込み及び樹木３も配置されていて、公園風の環境にされている。
【０００７】
図１及び図２に示すように、本例の浄水装置10は貯水池１の水面1Aに浮かせた浮き水槽11と、貯水池１内の水を浄化する浄化手段（浄化装置）21と、貯水池１内の水に酸素を供給する酸素供給手段31とを主体としている。
前記浮き水槽11は貯水池１の水面1A（好ましくは標準水位の水面）のほとんど（約80％以上、本例では約85％）を被う大きさで上方が開放した浅い容器、例えば深さ20cm程度の皿状容器に形成されている。本例の貯水池１では中央位置に酸素供給手段31としての噴水装置31A を設けるため浮き水槽11の中央部は所定径の噴水用孔部とされ、噴水水面1Bが設けられるようになっている。すなわち、浮き水槽11は木材あるいは発泡樹脂などの浮力の大きい材質にて外周部12及び噴水用孔部の周部13を囲み、底面となる所定位置に支持枠14を配設し、遮光性底面15を取付けて構成され、水面1Aに充分に浮く構造にされている。
【０００８】
浮き水槽11の外周部12の適所には、槽内の水を流出させ易くするための流出口12A （図３参照）が切欠かれている。遮光性底面15は着色した樹脂シ−ト、耐水性布地、あるいは発泡樹脂層などの光を通過させない低比重の樹脂板などが用いられる。要するに、浮き水槽11は底面が遮光性でかつ水に浮く構造ならば差し支えない。浮き水槽11は貯水池１の適所にワイヤ−等の適宜な固定手段16により固定される。固定手段16は水位の変動に対応できる手段とすることが望ましい。なお、浮き水槽11は図４に示す浮き水槽11A のように、光を通さない着色した樹脂シ−トにて上辺部を空気室11B とするタライ状に形成し、錘り11C にて固定する浮遊状の固定手段16としてもよい。
【０００９】
図２に示すように、貯水池１の中央位置には水の酸素供給手段31として噴水装置31A が設置されている。噴水装置31A は貯水池１底面1Cの固定台32に設置されていて、その噴出管35は浮き水槽11の噴水水面1Bの中心位置に突出され、水中の吸水ポンプ34の作動により、水中の吸込み口33で吸い込んだ水を噴出管35を介して空中へ噴出し噴水水面に落下させ、水を空気に接触させるためのものである。また、空中へ噴出した水、いわゆる噴水は貯水池１に清涼感を与える。
【００１０】
一方、浮き水槽11の外周部12および噴水用孔部の周部13には水生植物Ｓを植えた鉢体41が所定間隔で多数個取付けられている。各鉢体41は図３に示すように、たとえばフックとリングなどの取外し可能な接続手段42を介して浮き水槽11の外周部12及び周部13に浮遊状に取付けられている。鉢体41は水に浮く、構造にされ、本例では木製の鉢本体41A の底面に発泡樹脂の浮き板43を接合させて、浮力を大きくしてある。水生植物Ｓとしては葦、パピルス、蓮、よし、がまなどが用いられる。なお、水生植物Ｓを植えた鉢体は浮き水槽内に固定あるいは浮遊状態にしてもよい。
【００１１】
前記浄化手段21は図１、図２に示すように、貯水池１内の水を吸水ポンプ23の吸込み口22にて吸い込み、地上の装置の本体部24へ送り、該本体部24にて浮遊物（SS）の除去、ＢＯＤ（またはＣＯＤ）の低減、及びＮ．Ｐの低減など、アオコなど藻類の発生防止のための水質処理がされる。この水質処理した水は処理水として排水管25にて浮き水槽11内へ放水される。
【００１２】
しかして、貯水池１の水は図５に示す矢印のように循環し、清浄な水が維持される。
すなわち、貯水池１の中央における深部の水は噴水装置31A の吸水ポンプ34によって吸込み口33より吸い込まれ、噴出管35より噴出し空気と接触した後、噴水水面1Bに落下し、酸素に富む水とされ、この噴水における酸素接触の処理が続けられ水のＤＯ値（溶存酸素値）を高める。
一方、浄化手段21においては吸水ポンプ23により吸込み口22より吸い込んだ水は本体部24において浮遊物の除去、ＢＯＤ（またはＣＯＤ）の低減及びＮ．Ｐの低減の処理がされた処理水とされ、浮き水槽11に放出され、この処理水の放出が続けられる。
【００１３】
しかして、浮き水槽11内には処理水が貯留され、浮き水槽11には放水が続けられるため、浮き水槽11の水（処理水）は各流出口12A より貯水池１へ流入し、浮き水槽11内には一定の流れが生ずる。なお、処理水の一部は鉢体41を介して貯水池１へ流れるようにされている。浮き水槽11は底面が遮光されているので、浮き水槽11の下方の水には日光が当らない。浮き水槽11の水は日光が当るが、水深が浅く、かつ処理水であり、かつ放水部位より各流出口12A へ流れて滞留しないので、日光に当る状態であってもアオコなどの藻類が発生しない。なお、浮き水槽11の水は同槽内に３〜４日間以内の滞留ならば、アオコの発生が認められないことを考慮して、本例では約２日間で貯水池１に流れ去るようにした。
【００１４】
一方、浮き水槽11の下方の水は日光が当らないが、貯水池１の中央部では噴水手段31A により深部の水が空中へ噴き上げられて日光及び空気と接触され貯水池１に戻されることより深部の水が循環し酸素不足が解消される。また、貯水池１の所定側方部位において貯水池１の水は浄化手段21に吸い込まれアオコ発生防止の水質処理がされて浮き水槽11に処理水として戻され、浮き水槽11の各流出口12A より貯水池１に還流される循環が繰り返えされる。このため、貯水池１全体の水の浄化、循環がされることとなり、貯水池１全体の水のアオコなど藻類の発生を防ぐことができる。すなわち、貯水池１は清浄な水が維持される。
【００１５】
また、浮き水槽11の周りには水生植物Ｓを植えた鉢体41を取付けたため、水生植物Ｓによって貯水池１を美しくなし得る。
【００１６】
前記した実施例の貯水池１は浄化手段21を経た処理水を浮き水槽11に戻し、浮き水槽11内を経た処理水を貯水池１に戻す水の循環をさせたが、水の循環形式はこれに限定するものではなく、たとえば図６に示す浄水装置50としてもよい。また、前記した実施例における浄化手段21は通常の排水処理装置などの他の水処理用の装置（図６参照）を用いることができる。
【００１７】
すなわち、図６の浄水装置50において、51は分離した二つの浮き水槽、52は両浮き水槽51を結ぶ接続管、53は両浮き水槽51間に設けた噴水水面である。
浄化手段55は、浮き水槽51の水を導入管56にて貯水室57に導入し、導入した水を吸水ポンプ58にて濾過室59に送り、接触濾過室60を経て処理水室61へ送り処理水室61の処理水を送水ポンプ62及び送水管63により貯水池１に戻す構造にされている。このため、図６の浄化手段55を設けた貯水池１の水は各浮き水槽51に入り、浮き水槽51の水は導入管56より浄化手段55に送られて処理水とされ、該処理水は貯水池１に戻される水の循環がされる。なお、図６の貯水池１において噴水装置31A は前記した実施例と同様の作用をなす。図６の各浮き水槽51には水生植物Ｓの鉢体41を取付けてないが、各浮き水槽51内には蓮などの水生植物が配置してあり、貯水池１の美感を良化させてある。この図６の貯水池１の水面1Aは浮き水槽51により遮光されており、水は適度に循環するようにされているので、アオコなどの藻類が発生しない。
【００１８】
なお、本発明における浮き水槽は貯水池１水面1Aに配置されるものであれば、大形のものを１コあるいは分割した所定数を、適宜に配置して用い得る。浮き水槽は水位の変動に対応可能な伸縮構造としてもよい。また、浄化手段21，55及び噴水装置31A の処理能力は貯水池１の水質条件あるいは規模などにより定め得る。前記した酸素供給手段31は噴水装置31A の他、水中に空気を放出する曝気手段（図示せず。）あるいは、水面の水を空気と接触可能な曝気水車装置（図示せず。）などを採用することができる。
【００１９】
前記した浮き水槽11，51の応用例を、次の図７を参照して説明する。
図７における浮き水槽71は、海、湖、沼等、とくに海に浮かべて設置し、槽内に貯留した水を緊急時の飲料用水あるいは防火水（薬液あるいは原材料の場合もある。）などに使用するためのものであり、陸上に設ける場合とは異なり、設置場所の確保がし易く、設備し易い利点がある。
すなわち、この浮き水槽71は円形あるいは方形状に配置した輪状の側板72の下端縁に、ビニルシ−トなどの水不透性材質よりなる底面73を水もれしない様に固着して形成し上部が開放した有底の容器形状をなす。73の仮想線は水を入れない場合の底面を示している。この浮き水槽71は貯水を主としているため底面73は透明あるいは不透明でも差し支えない。浮き水槽71の容量は適度に定められる。大形の浮き水槽71は構造もそれなりに大きなものとなり、浮上ダム様のものとなる。浮き水槽71には予め水を供給して貯水してもよいし、雨水を貯めることにより貯水してもよい。側板72には浮き74を取付けるとともに、浮上させた際の安定化のために側板74の下面には適度な垂り75が取付けられている。なお、浮き水槽71は前記した各種の浮き構造のものを使用することもできる。
【００２０】
開口には水を貯留後に被うための適当な覆いを取付けてもよい。浮き水槽71は水面76の揺れとともに揺れを生じても構わないが、所定位置付近に留まるようにワイヤ等の固定手段（図示せず）を取付けることができる。浮き水槽71には槽内の水を陸上へ送るための開閉バルブ77A の付いた送水口77が設けられ、通常は閉じられている。なお、送水口77には可撓性パイプ等の送水管78が必要時に接続され槽内の水が陸上へ送水され、水道あるいは消火用設備などに接続して使用される。浮き水槽71は水上に浮き状態にあり、美感を損ねるものではない。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、貯水池の水面のほとんどが遮光され、かつ水が浮き水槽と貯水池を浄化されて循環する状態にされるため、貯水池の水、とくに水面付近の水においてアオコなどの藻類の発生を防ぐことができる。水面に配置した浮き水槽は浄化された水が入った状態であるため、貯水池の水面は外観的には浮き水槽内の水面と同じように見え、貯水池全体の水面の外観に違和感はなく、きれいな水面として景観のよいものとなし得る。
請求項２の発明によれば、貯水池の水は噴水装置等の酸素供給手段により酸素に富む良好な水質をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の浄水装置を配置した貯水池の平面図である。
【図２】  図１のII−II線における拡大断面図である。
【図３】  図２のIII −III 線における拡大図である。
【図４】  浮き水槽の別例図である。
【図５】  浄水装置の作用説明図である。
【図６】  浄水装置の別例を示す断面図である。
【図７】  浮き水槽の応用例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  貯水池
1A  水面
10，50  浄水装置
11,11A,51 浮き水槽
15  遮光性底面
21，55  浄化手段
31  酸素供給手段
35  噴出管
41  鉢体
Ｓ  水生植物
【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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