浄水処理方法

【課題】河川や湖沼等において従来よりも安全でかつ目詰まりせずに継続して高い浄水効果が得られる浄水処理方法を提案する。
【解決手段】吸引手段２によって河川や湖沼等の原水域から被処理水を吸引し、吸引された前記被処理水を濾過手段の濾過材３ａに保持された好気性生物により生物処理することで濾過し、所定のタイミングで逆洗手段５が逆洗により前記濾過材３ａから前記好気性生物を剥離させるとともに取り込んだ大気により前記好気性生物に酸素を与えて、排出手段４が剥離され酸素を与えられた前記好気性生物を原水域に排出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川や湖沼等から吸引した被処理水を濾過して濾物を生物処理することにより浄水する浄水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
市街地を流れる河川や湖沼等には、水の流れが停滞している場所がある。そこに市街地からの生活排水が流入することにより富栄養化が進み、アオコ等の藻類やヘドロ等の汚泥物質が蓄積され、更には悪臭が発生し、大きな環境問題となっている。この対策として、バクテリアの投入や水生植物の育成、貝の放流等が行われているが、顕著な効果は得られていない。
かかる状況に鑑み、近年は、河川や湖沼等の水を生物処理して濾過することにより浄水する浄水処理装置が開発されている。例えば、下記特許文献１と２には、水中曝気ポンプにより揚水した揚水中に気泡化させた大気を混合させ、噴出落下させて波立作用を行う閉塞性水域の浄化装置が開示されている。この浄化装置は、いわゆる噴水装置であり噴水の際に大気を取り込むことで、閉塞性水域の溶存酸素量を増加させるものである。また、この浄化装置には、アクリル長繊維の濾過材が備わっている。下記特許文献３には、夾雑物除去漕と嫌気濾床槽と生物濾過槽とを備え、合成樹脂性中空濾過材を用いて、該濾過材の目詰まり防止のために、濾過材を曝気して付着した汚泥や余剰な微生物を取り除く逆洗が行われており、逆洗後の逆洗水には濾過材から剥離した汚泥や微生物が含まれるが、この逆洗水は浄水処理装置内の各槽を循環させることで浄水されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８１４３４９号公報
【特許文献２】特開２００３−３４０４８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、河川や湖沼等の水には有害物質や有害微生物を含んでいる場合があり、上記特許文献１と２記載の浄化装置では、例えばレジオネラ菌等の有害な雑菌が噴水にて、空中飛散されてしまい、付近の住民への健康に悪影響を及ぼすという問題がある。また、アクリル長繊維の濾過材は目詰まりしやすく、浄化装置の濾過材を頻繁に交換するなど浄化装置の品質維持に多大な労力を要する。上記特許文献３の浄化装置は、河川や湖沼等の水を浄水処理装置まで引いて浄水処理するため、設備が大掛かりとなり現実的でない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、河川や湖沼等において従来よりも安全でかつ目詰まりせずに継続して高い浄水効果が得られる浄水処理方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の浄水処理方法は、吸引手段によって河川や湖沼等の原水域から被処理水を吸引し、吸引された前記被処理水を濾過手段の濾過材に保持された好気性生物により生物処理することで濾過し、濾過された前記被処理水を排出手段によって排出する浄水処理方法であって、
所定のタイミングで逆洗手段が逆洗により前記濾過材から前記好気性生物を剥離させるとともに取り込んだ大気により前記好気性生物に酸素を与えて、剥離され酸素を与えられた前記好気性生物を前記排出手段が原水域に排出することを特徴とする。
また、本発明は、前記原水域に排出された前記好気性生物によって前記原水域中に沈殿している汚泥を生物処理して水中に浮遊させ、浮遊させた汚泥を前記吸引手段により吸引し、吸引した汚泥を前記濾過材に保持された好気性生物によって生物処理するという一連のサイクルにより前記原水域を浄水処理することを特徴とする。
本発明の浄水処理方法を適用した浄水処理装置は、河川や湖沼等の原水域に配された浄水槽から被処理水を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引した被処理水を濾過するとともに濾過材に保持された好気性生物により濾物を生物処理する濾過手段と、前記濾過手段により濾過された被処理水を排出する排出手段と、前記濾過材収納空間に配されて大気を取り込んで前記濾過手段の濾過材を逆洗する逆洗手段とを備え、前記濾過手段と排出手段とが円筒形状の浄水槽に収納されており、前記排出手段は、前記濾過手段により濾過された被処理水の流路となる排水管が円筒形状の浄水槽の水平断面において放射線状に配置されており、前記原水域の被処理水が、前記浄水槽の側面に設けられた小孔から流入し、前記濾過手段で濾過された後に、収納容器の孔を通って収納容器内に流入し、収納容器内に設けられた吸引ポンプによって吸引されて、排水管によって原水域の水中に排出される構成とされ、前記逆洗手段による逆洗により前記濾過材から前記好気性生物を剥離させるとともに取り込んだ大気により前記好気性生物に酸素を与えて前記原水域に排出することが好ましい。
【０００７】
この発明によれば、吸引手段により河川や湖沼等の原水域から吸引された被処理水は濾過手段により濾過された後に排出手段により排水され、濾物は濾過材に保持される生物により生物処理される。逆洗時には、濾過材から生物が剥離されて河川や湖沼等の原水域に排出される。これにより、浄水処理装置内では濾過手段による浄水処理が行われ、浄水処理装置外では逆洗により排出された生物による生物処理が行われ、浄水処理装置内外の処理が相俟って高い浄水効果が得られる。更に、原水域中に沈殿している汚泥等は、逆洗により原水域に排出された生物によって生物処理され、粘着力が衰えて水中に浮遊する。浮遊した汚泥等は吸引手段により浄水処理装置に吸引されやすく、浄水効率が高まる。吸引された汚泥等は浄水処理装置内の生物の餌となって増殖を促進させ、その結果、逆洗により排出される生物も増加し、この一連のサイクルにより浄水処理装置内外で非常に高い浄水効果が得られる。ここで、生物は細菌・原生動物・藻類などの微生物（バクテリア）であることが好ましい。
【０００８】
本発明の浄水処理方法を適用した浄水処理装置は、前記濾過手段と排出手段は円筒形状の浄水槽に収納されており、前記排出手段は、前記濾過手段により濾過された被処理水の流路となる排水管が円筒形状の浄水槽の水平断面において放射線状に配置されていることが好ましい。前記排出手段の排水管は円筒形状の浄水槽の水平断面において放射線状に配置されているため、水中において浄水処理装置の姿勢を安定させることができる。被処理水は放射線状に排出されるため、被処理水の排出によってもバランスが崩されることはなく、安定姿勢が維持される。浄水処理装置は、上部に円形状の浮き（フロート部）が取り付けられ、河川や湖沼等の原水域に配置されて浮かばせて使用することが好ましい。河川や湖沼等の原水域では、水底がぬかるんでいるが、当該浄水処理装置を浮かばせて使用することで、水底の状態によらず、当該浄水処理装置を水平に保つことができる。また、当該浄水処理装置を浮かばせることで、目的の場所に移動させやすい。
【０００９】
前記生物は好気性生物であり、前記逆洗手段は大気を取り込んで前記濾過材を逆洗する。大気は通常の空気であれば足りるが、好気性生物の生息や増殖に適するように調整された調整ガスでもよい。この発明によれば、濾過材に保持される生物は好気性生物であり、逆洗手段により大気が排出されるため、逆洗により濾過材の目詰まりを防止すると同時に浄水処理装置内の溶存酸素を増加させて生物の生息環境を整えることができる。浄水処理装置外にも酸素が供給され、原水域中での生物処理も促進される。
【００１０】
前記濾過材は、表面にひだを有する粒状体であることが好ましい。この発明によれば、濾過材が互いに接触しても、ひだの間に保持された生物は濾過手段から剥離することがなく、生物が安定して保持され、ひだの間にて生物の増殖が促進される。逆洗時には逆洗のために排出される空気等がひだに沿って流れるため、増殖した生物を濾過材から効率よく剥離・排出させることができる。排出した後はひだの間にて生物の増殖が促進されて、浄水処理装置内での生物処理能力が早急に回復し、このサイクルにより高い浄水効果を得ることができる。
【００１１】
本発明の浄水処理方法は、河川や湖沼等の原水域から被処理水を浄水処理装置に吸引し、当該浄水処理装置が備える濾過手段により被処理水を濾過するとともに濾過材に保持される生物により濾物を生物処理し、前記濾過手段により濾過された被処理水を浄水処理装置外に排出し、所定のタイミングにて前記濾過材を逆洗する浄水方法であり、前記逆洗に際して生物を濾過材から剥離させるとともに前記原水域に排出する。
【００１２】
この発明によれば、原水域から吸引した被処理水を濾過手段により濾過して排出するとともに、濾過材に保持される生物により濾物を生物処理する一連の処理の間の所定のタイミングで濾過手段を逆洗する。逆洗に際しては、濾過材から生物を剥離させ、原水域に排出する。これにより、浄水処理装置内では濾過手段により浄水処理が行われ、浄水処理装置外では逆洗時に排出された生物によって浄水処理が行われ、高い浄水効果が得られる。さらに、原水域の汚泥等は排出された生物の生物処理により粘着力が衰えて浮遊し、浄水処理装置に吸引されやすくなり、浄水効率が高められる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の浄水処理方法を適用した浄水処理装置によれば、浄水処理装置内で濾過手段による浄水処理が行われ、浄水処理装置外では排出された生物（バクテリア）により汚泥等が生物処理され、浄水処理装置内外の処理が相俟って高い浄水効果が得られる。さらに、排出された生物の生物処理により原水域に付着する汚泥等は粘着力が弱まって浮遊し、浄水処理装置に吸引されやすくなり、高い浄水効率が得られる。吸引した汚泥等により浄水処理装置内の生物が増殖し、増殖した生物は逆洗により原水域に排出されて生物処理に供され、このサイクルにより河川や沼等の原水域において非常に高い浄水効果が得られる。つまり、本発明は、単なる浄水処理方法に留まらず、生物（バクテリア）の培養方法を兼ねており、いわば自然界の貝と同様の働きをすることで、従来よりも安全でかつ目詰まりせずに継続して高い浄水効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の浄水処理方法を適用した浄水処理装置Ｓについて詳細に説明する。図１は、浄水処理装置Ｓの内部構造を示す正面図であり、図２はその上面図であり、図３はその斜視図である。浄水処理装置Ｓは、河川や湖沼等の原水域の水を浄水する浄水処理装置である。この浄水処理装置Ｓは、原水域にて水中に一部又は全体が沈められるように使用されるものであり、浄水処理を行う浄水部Ｃと、浄水部Ｃの上方に配置されて浄水処理装置Ｓに浮力を与えるフロート部Ｆを備える。
【００１５】
浄水部Ｃは、吸引手段２、濾過手段３、排出手段４、逆洗手段５を備え、これらが浄水槽１に収納されている。
【００１６】
浄水槽１は、底部１ａと側部１ｂとを備える円筒形状の容器であり、側部１ｂには複数の小孔１ｃが設けられている。
【００１７】
吸引手段２は、原水域から被処理水を吸引する機能を備える。吸引手段２としては、浄水槽１内に収納して使用する観点から、水中でも稼動可能な水中ポンプＰが好ましい。吸引手段２は、複数の小孔６ａが設けられた円筒形状の収納容器６内に収められて浄水槽１内に配置され、浄水槽１の小孔１ｃと収納容器６の小孔６ａを介して原水域から被処理水を吸引可能となっている。吸引手段２の配置ポジションは任意であるが、浄水槽１の底部１ａの略中央付近として、浄水処理装置Ｓを水中に設置したときにバランスを維持することが好ましい。なお、水中ポンプＰを用いない場合は、水の外にポンプ本体を配置し、ポンプと接続される配管の吸引口を浄水槽１内に設置して、被処理水を吸引するようにすることができる。
【００１８】
濾過手段３は、吸引手段２により吸引した被処理水を濾過材３ａにより濾過するとともに、濾過材に保持された生物により濾物を生物処理する機能を備える。本実施の形態では、濾過手段３は、浄水槽１内部、詳しくは浄水槽１と収納容器６との間隙によって形成される濾過材収納空間７に充填された粒状の複数の濾過材３ａ，，，３ａにより構成されている。濾過材３ａは被処理水を濾過可能な程度の密度で濾過材収納空間７に充填されており、被処理水が濾過材３ａの間隙を通過することにより濾物が濾過されるようになっている。
【００１９】
粒状の濾過材３ａは、生物を保持可能であれば、生物を担持可能な空孔を有する担体であっても良いし、生物を表面に吸着保持する吸着体であっても良い。また、濾過材３ａの材料としては、材料密度が大きくて比表面積を大きくできるものであれば、合成樹脂、木炭、サンゴ砂等の何れでも良く、その形状は、円柱状、円筒状、球状、多孔質形状等の何れの形状でも良い。
【００２０】
図４は、濾過材３ａを示す図である。濾過材３ａの形状として、好ましくは、保持する生物の定着性や剥離性を両立可能な観点から、粒状体の表面に褶曲したひだ３ｂを有する粒状体であることが好ましい。このひだ３ｂは合成樹脂からなる濾過材３ａを螺旋状に形成することで形成されているので、頑丈でありながら比表面積を大きくすることができる。
【００２１】
濾過材３ａは、濾過手段３に吸引された被処理水が接触するように、浄水槽１の小孔１ｃと収納容器６の小孔６ａの間、すなわち吸引された被処理水の流路途中に配される。
【００２２】
濾過材３ａには、原水に対して好適な浄水作用を発揮する生物が保持されている。この生物は、例えば、細菌・酵母・原生動物・菌類・藻類等の微生物であり、あらかじめ、浄水の対象となる原水が採取・分析され、原水に好適な生物処理を行う生物が適宜選択されている。生物は、浄水作用を有するものであればよく、後述する逆洗が通常の空気により行われる場合は好気性であることが好ましい。
【００２３】
排出手段４は、濾過手段３により濾過された被処理水を原水域に排出する機能を備える。排出手段４は、吸引手段２と共用の水中ポンプＰと排水管４ａを備える。排水管４ａは、一端が水中ポンプＰの排出側と接続され、他端が浄水槽１の外部に引き出され、被処理水を浄水処理装置Ｓ外に排出可能としている。排出手段４は、浄水処理装置Ｓが水中でも安定姿勢を保ち、又、被処理水を排水したときにもその姿勢を崩すことがないように配置され、バランス調整の機能も果たしている。その配置は浄水処理装置Ｓの構成に応じて適宜設計すれば良い。例えば、本実施の形態の浄水処理装置Ｓのように他の構成によってほぼ均衡がとれている場合、水中ポンプＰは浄水槽１の底部１ａの略中央付近に配置し、排水管４ａは水中ポンプＰから垂直に引き出し、途中で複数本に分岐させ、分岐先は水平断面において放射線状に配することが好ましい。本実施の形態では、排水管４ａは二つに分岐しており、被処理水は二方向に排出されるようになっているが、分岐先を三本やそれ以上としても良い。
【００２４】
逆洗手段５は、気体や液体を排出することにより濾過材３ａを逆洗する機能を備える。本実施の形態の逆洗手段５は、気体を排出するものであり、エアポンプ５ａと、エアポンプ５ａの吸引側に接続される吸引側配管５ｂと、エアポンプ５ａの排出側に接続される排出側配管５ｃとを備える。吸引側配管５ｂの吸引口は浄水槽１外に引き出され、排出側配管５ｃの排出口は濾過材収納空間７の任意の箇所に配置されている。エアポンプ５ａを駆動すると、吸引側配管５ｂの吸引口から気体が吸引され、排出側配管５ｃの排出口から排出され、濾過材３ａが曝気されて逆洗される。排出された気体は上方に向かうため、排出口は濾過材収納空間７の下方側に配することが好ましい。排出口を複数配置して濾過材３ａを満遍なく逆洗するようにしても良い。
【００２５】
濾過材３ａに保持される生物が好気性である場合は、逆洗手段５から排出される気体は通常の空気であることが好ましい。吸引側配管５ｂの吸引口を大気中に配置して大気を取り込んで用いる。大気は通常の空気であれば足りるが、生物に好適となるように調整された調整ガスを準備し、その調整ガスを入れたガスボンベに吸引口を接続して調整ガスを用いる構成でも良い。これにより、逆洗するとともに好気性生物に酸素を与えることができる。
【００２６】
これらの構成を備える浄水部Ｃの上側にはフロート部Ｆが設けられている。フロート部Ｆは、内側の空間に空気が溜められて浄水処理装置Ｓに浮力を与える機能を果たすとともに、浄水部Ｃのキャップの機能も果たす。このフロート部Ｆは、一方に開口する略半球状の枠体であり、浄水槽１の開口側に嵌合させて取り付けられている。フロート部Ｆは着脱自在であり、取り外すと浄水部Ｃ内部の修理や交換時を容易に行うことができ、取り付けると浄水部Ｃの上方開口を塞ぐとともに内側の空間の大気により浄水処理装置Ｓに浮力を与えることができる。
【００２７】
（使用態様）
この浄水処理装置Ｓは、次のように使用される。図５は、浄水処理装置Ｓの使用態様を説明する説明図である。浄水処理装置Ｓは、河川や湖沼等の原水域において水中に浮かべて使用される。浄水処理装置Ｓを原水域に投入すると、浄水処理装置Ｓは、フロート部Ｆの浮力により、水面Ｗより下に浄水部Ｃが位置する程度の水深で浮かんだ状態となり、水底Ｋより上に浮かぶ。浄水処理装置Ｓ全体が水中に沈むようにしても良く、水底Ｋ近くまで沈めても良く、どの程度の水深に位置させるかは、原水域の状況に応じて調整すれば良い。水面Ｗ付近に浮かべて水深の浅い領域から序々に水深の深い領域へ浄水作用を促して、空気中に臭気を発したり水面Ｗを汚泥で汚したりすることなく穏やかに浄水処理を進めるようにしても良い。また、浄水処理装置Ｓは、水中に浮かべることで、容易に目的の場所に移動させることができ、例えばワイヤー（綱）などにより係留させることができる（図示せず）。
【００２８】
吸引手段２を駆動すると、浄水槽１の小孔１ｃから被処理水が吸引される。吸引手段２として水中で使用可能な水中ポンプＰを用いると、原水域の外にポンプを配置して被処理水を原水域外に汲み上げる場合と比較して、吸引力が小さくて済み、低消費電力化が図られる。原水域から吸引された被処理水は濾過材収納空間７に流入し、濾過材３ａにより濾過され、水中ポンプＰにより排水管４ａに送られ原水域に排水される。水中では、排水の減衰が少ないため、従来の噴水方式に比べて広範囲に排水することができる。排水管４ａは浄水処理装置Ｓの安定姿勢を維持するように放射線状に配置されているため、排水による水圧によっても浄水処理装置Ｓが傾斜したり揺動したりして姿勢を崩すことがなく、濾過材３ａの偏りや、逆洗手段５の吸気管５ｂの配置の乱れが防止される。濾過により濾過材収納空間７に残存した濾物は濾過材３ａに保持される生物により生物処理されて分解される。生物は濾物中の有機物を分解しながら増殖を続ける。
【００２９】
浄水処理装置Ｓは、所定のタイミングで逆洗手段５により逆洗を行う。逆洗のタイミングは、原水域の状況に応じて適宜設定すればよいが、おおよそ１日数回から十数回程度である。本実施の形態では、エアポンプ５ａの稼働により、大気が吸引側配管５ｂの吸引口から吸引されて排出側配管５ｃの排出口から排出される。排出された大気は濾過材３ａを曝気して逆洗する。逆洗により、濾過材３ａから過剰な生物や付着物が剥離され、濾過材３ａの目詰まりが防止されるとともに、剥離された生物が浄水槽１の小孔１ｃから浄水処理装置Ｓの外、すなわち原水域に排出される。
【００３０】
原水域の水中では、逆洗により排出された生物により汚泥等が生物処理される。これにより水中の有機物が分解され、原水域の水中における浄水処理が促進される。浄水処理装置Ｓ内での浄水処理に加え、原水域では浄水処理装置Ｓから排出された生物によって浄水処理がなされ、浄水処理装置Ｓ内外の処理が相俟って高い浄水効果が得られる。また、汚泥等は粘着質であり原水域に付着しているため、このままでは浄水処理装置Ｓに吸引されにくい。浄水処理装置Ｓによれば、排出された生物の生物処理により原水域中に付着する汚泥等の分解が進むと、汚泥等は粘着力が弱まって水中に浮遊し、浄水処理装置Ｓに吸入されやすくなる。このサイクルにより相乗効果が生じ、非常に高い浄水効果が得られる。
【００３１】
生物が好気性の場合、逆洗手段５は、濾過材３ａに保持される生物に酸素を供給するエアレーションの機能も果たす。濾過材３ａに保持される生物は逆洗により排出されて乏しくなるが、同時に酸素が供給されて増殖が促進され、浄水能力の回復が早められる。原水域中では、逆洗により酸素が供給されて生物の生息環境も改善されて、更に浄水効果が高められる。排出される気体は大気に限定するものではなく、生物に適するように調整された酸素含有ガスとしても良い。この場合は、予め調整した酸素含有ガスや酸素含有溶液が入ったボンベを準備し、逆洗手段５の吸気口を接続する。なお、逆洗手段５は、気体を排出するものに限らず、例えば酸素を溶融させた酸素含有液体を排出することにより逆洗するものでも良い。
【００３２】
また、濾過材３ａとして表面にひだ３ｂを有する粒状ものを用いた場合、生物の保持及び剥離の両方の面で有効である。すなわち、逆洗時には逆洗手段５から排出される気体や液体がひだに沿って流れ、繁殖した生物を濾過材３ａから効率良く剥離させることができる。そして、逆洗以外のときは濾過材３ａが互いに接触してもひだの間に保持される生物は濾過材３ａから剥離することがなく、生物が安定して保持される。これにより、逆洗時には生物が効率よく原水域に排出されて、浄水処理装置Ｓ外での浄水処理効果が高められ、排出した後はひだの間にて生物の増殖が促進されて、浄水処理装置Ｓ内での生物処理能力が早急に回復し、このサイクルにより高い浄水効果を得ることができる。このひだ３ｂは合成樹脂からなる濾過材３ａを螺旋状に形成することで形成されているので、頑丈でありながら比表面積を大きくすることができる。
【００３３】
（実施例１）
一昨年夏頃、大阪市内の人工河川Ａ（掘割）に、試験的に本発明の浄水処理方法を適用した浄水処理装置Ｓ１を設置して水質改善の様子を観察した。図６は、浄水処理装置Ｓ１の外観写真である。この浄水処理装置Ｓ１の本体は強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、直径１．４ｍ、高さ０．９ｍである。図７は、浄水処理装置Ｓ１を人工河川（掘割）に浮かべて配置した写真である。この人工河川（掘割）の水深は、平均２．５ｍ、堆積したヘドロの深さは、平均０．３ｍを超えている。
【００３４】
この浄水処理装置Ｓ１では、水中ポンプＰによる吸水と排水は２４時間連続運転を行い、大気を取り込む逆洗は２時間毎に０．５時間運転を行なった。逆洗の頻度と逆洗時間は、原水域の汚れ具合や水源の大きさなどにより適宜設計（設定）するものであるが、今回は、生ゴミ処理装置での経験を参考にして上記設計値とした。この水中ポンプＰによる排水は、約１５ｍ先まで水を運ぶことができるので、浄水処理装置Ｓ１を人工河川（掘割）の片側に設置すれば、反対側の岸まで水を循環させることも可能である。
【００３５】
図８は、浄水処理装置Ｓ１の付近の水質を観察した写真である。図８（ａ）は設置直後の写真であり、アオコにより遮光され河川が深緑色となり水中が全く見えない。図８（ｂ），（ｃ）は、設置から４５日後の写真であり、浄水がすすみ、河川が澄んでいるので、図８（ｂ）では水中にある浄水処理装置Ｓ１の底部が見えており、また、図８（ｃ）では水中を泳ぐ魚の姿がはっきり見える。この状態で堆積したヘドロの深さは、平均０．１ｍ程度となり、１／３以下に改善された。
【００３６】
（実施例２）
一昨年末から昨年初めにかけて、大阪市内の人工河川Ｂ（掘割）に、試験的に本発明の浄水処理装置Ｓ１を３台設置して、水底地形の変化を調査した。便宜上、これら浄水処理装置をＳ１，Ｓ２，Ｓ３として以下に説明する。図９は、浄水処理装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を人工河川Ｂに設置した状態を示す上面図である。人工河川Ｂは、両側に護岸Ｗａ，Ｗｂを備えており、進行方向ｙの方向に（図９では左側から右側に向かって）河川水Ｗが流れている。人工河川Ｂには、高架道路の橋脚ｈ１１〜ｈ３２が並んでおり河川水Ｗの淀みが生じやすい。浄水処理装置Ｓ１とＳ２とＳ３は護岸Ｗａから河川の中央に向かって約１ｍの位置に係留されており、フロート部Ｆにより浄水処理装置の一部が浮かんでいる（図示せず）。浄水処理装置Ｓ１とＳ２，Ｓ２とＳ３の間隔Ｌは、約７ｍである。護岸Ｗａから１ｍ内側に配置された浄水処理装置Ｓ１とＳ２とＳ３を結ぶライン（図９に一点鎖線で示すライン）Ａ１−Ａ１線断面での水底地形を測定して断面観察した（図１０）。また、Ａ１−Ａ１線と平行、かつ、護岸Ｗａから２ｍ内側のＡ２−Ａ２断面での水底地形を測定して断面観察した（図１１）。さらに、Ａ１−Ａ１線と平行、かつ、護岸Ｗａから３ｍ内側のＡ３−Ａ３断面での水底地形を測定して断面観察した（図１１）。図１０は、図９のＡ１−Ａ１線断面での水底地形を測定して断面観察した水底地形断面図であり、図１０（ａ）は装置設置前の水底地形断面図であり、図１０（ｂ）は設置直後の水底地形断面図であり、図１０（ｃ）は設置から１週間後の水底地形断面図であり、図１０（ｄ）は設置から３週間後の水底地形断面図であり、図１０（ｅ）は設置から７週間後の水底地形断面図であり、図１０（ｆ）は装置撤去から３週間後の水底地形断面図である。図１１は、図９のＡ２−Ａ２線断面での水底地形を図１０と同時期に測定して断面観察した水底地形断面図である。図１２は、図９のＡ３−Ａ３線断面での水底地形を図１０と同時期に測定して断面観察した水底地形断面図である。
【００３７】
図１０（ａ）は装置設置前の水底地形断面図である。水底地形断面図の縦軸は水深を表しており、横軸はＡ１−Ａ１線を表している。横軸の上端の目盛は１ｍ間隔に付けている。図中に橋脚ｈ２１を位置の目安として、点線で示している。水底地形断面図は、上から順に、河川水Ｗ、スラリー状の流動性泥（ヘドロ）Ｋ１（濃色で表示）、堆積泥Ｋ２（淡色で表示）の順に表示されている。流動性泥（ヘドロ）Ｋ１は、密度ρが１．２〜１．４（ｇ／ｃｍ３）の泥層であり、堆積泥Ｋ２は、密度ρが１．４以上（ｇ／ｃｍ３）の層である。
【００３８】
水底地形断面図を表すために、ＲＩコーン（Radio Isotope Cone）により水底質密度測定を行い、その測定結果にもとづき作製した探索重錘に付けた糸の繰り出し量にて、堆積泥Ｋ２の位置を測定した。また、周波数２００ｋＨｚの音響測深機により、流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の位置を測定した。
【００３９】
浄水処理装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３設置前の水底地形断面図（図１０（ａ））では、流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の層の厚みは、およそ１ｍあるが、浄水処理装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３設置から１週間後の水底地形断面図（図１０（ｃ））では、流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の層の厚みは、当初の１／２から１／３に減少し、さらに、時間経過とともに流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の層の厚みの減少が見られる（図１０（ｄ），図１０（ｅ））。図１０での流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の層の厚みの減少傾向は、図１１と図１２でも同様である。いっぽう、浄水処理装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３撤去から３週間後の水底地形断面図では、流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の層の厚みが装置撤去前に比べて、若干増加しているように見える（図１０（ｆ）等）。このことから、浄水処理装置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の浄水作用により、広い範囲で流動性泥（ヘドロ）Ｋ１の層の厚みが減少することが確認できた。
【００４０】
本発明は、河川や湖沼等での使用が好適であるが、観賞魚や養殖魚の飼育槽等の人工的環境や、様々な環境の浄水に適用可能である。また、本発明は、バクテリアの培養装置としての応用も可能である。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態の浄水処理装置の内部構造を示す正面図である。
【図２】上記実施の形態の浄水処理装置の内部構造を示す上面図である。
【図３】上記実施の形態の浄水処理装置の内部構造を示す斜視図である。
【図４】表面にひだを有する濾過材の斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態の浄水処理装置の使用態様を説明する説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態の浄水処理装置の外観を示す外観写真である。
【図７】上記実施の形態の浄水処理装置を人工河川Ａに設置した状態を示す外観写真である。
【図８】上記実施の形態の浄水処理装置付近の水質を観察した外観写真であり、図８（ａ）は、設置直後の外観写真であり、図８（ｂ），（ｃ）は、設置から４５日後の外観写真である。
【図９】上記実施の形態の浄水処理装置を人工河川Ｂに設置した状態を示す上面図である。
【図１０】図９のＡ１−Ａ１線断面での水底地形を測定して断面観察した水底地形断面図であり、図１０（ａ）は装置設置前の水底地形断面図であり、図１０（ｂ）は設置直後の水底地形断面図であり、図１０（ｃ）は設置から１週間後の水底地形断面図であり、図１０（ｄ）は設置から３週間後の水底地形断面図であり、図１０（ｅ）は設置から７週間後の水底地形断面図であり、図１０（ｆ）は装置撤去から３週間後の水底地形断面図である。
【図１１】図１１は、図９のＡ２−Ａ２線断面での水底地形を図１０と同時期に測定して断面観察した水底地形断面図である。
【図１２】図１２は、図９のＡ３−Ａ３線断面での水底地形を図１０と同時期に測定して断面観察した水底地形断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
ＳＳ１Ｓ２Ｓ３浄水処理装置、Ｃ浄水部、Ｆフロート部、
１浄水槽、１ａ浄水槽の底部、１ｂ浄水槽の側部、１ｃ浄水槽の孔、
２吸引手段、Ｐ水中ポンプ、
３濾過手段、３ａ濾過材、３ｂ濾過材表面のひだ、
４排出手段、４ａ排水管、
５逆洗手段、５ａエアポンプ、５ｂ吸引側配管、５ｃ排出側配管、
６収納容器、６ａ収納容器の孔、
７濾過材収納空間、
Ｗ河川水、ＷａＷｂ護岸、Ｗ１水面、
Ｋ水底、Ｋ１流動性泥（ヘドロ）、Ｋ２堆積泥

【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引手段によって河川や湖沼等の原水域から被処理水を吸引し、吸引された前記被処理水を濾過手段の濾過材に保持された好気性生物により生物処理することで濾過し、濾過された前記被処理水を排出手段によって排出する浄水処理方法であって、
所定のタイミングで逆洗手段が逆洗により前記濾過材から前記好気性生物を剥離させるとともに取り込んだ大気により前記好気性生物に酸素を与えて、剥離され酸素を与えられた前記好気性生物を前記排出手段が原水域に排出することを特徴とする浄水処理方法。
【請求項２】
前記原水域に排出された前記好気性生物によって前記原水域中に沈殿している汚泥を生物処理して水中に浮遊させ、浮遊させた汚泥を前記吸引手段により吸引し、吸引した汚泥を前記濾過材に保持された好気性生物によって生物処理するという一連のサイクルにより前記原水域を浄水処理することを特徴とする請求項１記載の浄水処理方法。
【請求項３】
前記逆洗手段による逆洗のタイミングが、１日数回から十数回に設定されることを特徴とする請求項１または２記載の浄水処理方法。

【図１】