专利名称：净化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对例如因浮游于例如湖沼、池塘、水坝、储水池和河川等的微胞藻属、藻类和赤潮所形成的浮游生物等的有机性浮游物进行分解、洗净用的净化装置。
背景技术：
在因水的流动少和水长时期滞留的例如湖沼、池塘、水坝、储水池等那种闭锁性水域中，若让其浮游于该水面的微胞藻属和藻类等自然状态放置下去，则密度会越来越高，造成腐烂而污染水质。在这种微胞藻属和藻类的除去作业时，传统的方法是例如从作业小艇上使用网等进行捕捉回收。这种作业因依靠人手方式回收，故作业效率有限，在大面积的湖沼等场合，作业时间相当长。
对此，近年来，采用了一种单体式使用超声波和紫外线等破坏微胞藻属等植物浮游生物细胞的净化装置，能大大提高闭锁性水域净化作业的效率。然而传统的净化装置主要是向水中吹入臭氧或将堆积于水底的污泥状的腐烂物回收进行处理。
这样，特别是对于浮游于水面的微胞藻属和藻类，依然只能依靠作业小艇的回收，不能完全确保闭锁性水域的净化。为此，本发明者在日本专利特愿2000-289005号公报中揭示了一种可高效率分解浮游于水面的微胞藻属和藻类等、只需向水中放出氧气即可提高净化度的河川和湖沼等的净化装置。
这种河川和湖沼等的净化装置是由水中泵吸引水面附近的水，在添加臭氧和具有氧化作用的气体并溶解后向水中放出，可将水面附近的微胞藻属和藻类除去，并且在使用臭氧时能快速地对其进行分解处理。
在该净化装置中，由于是利用水中泵的吸引力将水面附近的微胞藻属等与水一起回收，因此，在想要以更快的速度将微胞藻属等吸引进行水的净化时，则必须使用具有更大吸引力的水中泵。但是，水中泵的吸引力一增高，则水中泵的消费电力也增加。
为此，本发明目的在于，提供一种能以更快的速度将浮游于水面的微胞藻属和藻类等浮游物回收、更有效地使闭锁性水域的水净化的小电力型净化装置。
发明内容
本发明的净化装置包括保持成可由浮体调整水深并吸引水面附近的水的水中泵；将水面侧的水向水中泵的吸水口引导的分隔部；对由水中泵吸引的水进行净化的净化槽；以及与净化槽连接的排出管。
在本发明中，通过由分隔部将水面附近的水分隔为上下，将分隔部下方的水遮断，只将分隔部上方的水由水中泵吸引，因此，可提高由水中泵吸引形成的分隔部上方的水的流速。即，通过以更快的速度吸引分隔部上方的水，能以更快的速度将浮游于净化水域水面的微胞藻属和藻类等浮游物回收、分解并净化，并从排出管返回到净化水域的水中。
其中，分隔部最好是将不锈钢制的薄板和尼龙制的薄片等在离水面5～100cm的位置形成大致与水面平行，将离水面5～100cm的水向水中泵的吸水口引导。
微胞藻属和藻类等的浮游物的大小为数微米左右，其大部分浮游于离水面0～300cm的位置，故可以将分隔部设置在该0～300cm的某一位置，但通过只将离浮游物的浓度最高的水面5～100cm的水向水中泵的吸水口引导，可高效率地回收浮游物。又，若引导离水面5～50cm的水，则不会吸引过分多的水，可更高效地回收浮游物。通过将分隔部设置在离水面5cm以下的位置，即使是大的浮游物，也可不滞留地向水中泵引导。又，通过将分隔部设置在水面下100cm以内的位置，可得到将浮游物与水一起流向水中泵的吸水口的充分大的流速。
又，在本发明中，水中泵的下游最好具有向吸引的水注入臭氧(O3)的喷射器。这样，可将臭氧吸引到由水中泵吸引的水面附近含有微胞藻属和藻类的水中，因此，利用臭氧可将微胞藻属和藻类的细胞破坏和分解，从排出管返回到净化水域的水中。
又，在本发明的净化槽内最好具有紫外线照射管和将水向紫外线照射管的周向吐出的吐出头。这样，通过使由水中泵吸引的水面附近含有微胞藻属和藻类的水绕紫外线照射管周围进行回转，一边搅拌一边快速地进行杀菌和消毒。
特别是在吸引臭氧的状态下，通过使含有微胞藻属和藻类的水绕紫外线照射管周围进行回转，由紫外线使溶解于水的臭氧反应，产生比臭氧更强的氧化力的羟自由基(OH)，由此可增加杀菌力和氧化力，可基本完全地将微胞藻属和藻类分解消灭。又，溶解于水的臭氧基本上全部反应，在氧气(O2)的状态下向水中吐出，因此，不会增加净化水域的臭氧浓度。此时，若将净化槽内面作成镜面，则由镜面将从紫外线照射管照射的紫外线反射，到达净化槽内的角落，进一步加快净化槽内的臭氧反应，可进一步提高净化作用。
又，在紫外线照射管的周围最好是具有与其外周接触并可回转的清洗刷。由于清洗刷利用了从吐出头吐出的并绕紫外线照射管周围流动的水的回转力，与紫外线照射管的外周接触进行回转，因此，不仅能将附于紫外线照射管外周的微胞藻属和藻类的残骸以及无机物除去，而且还可防止附着，可防止由紫外线照射管照射的紫外线量的减少。
又，最好是具有通过使氮气与从排出管排出的水混合来调整该溶存氧气浓度的控制装置。这样，通过紫外线的照射使溶解于水的臭氧反应将氮气与溶存氧气浓度变高的水混合而自动将溶存氧气浓度降下，由此可防止水中的氧气浓度过分地上升。
采用本发明，可获得以下效果。
(1)通过由分隔部将水面附近分隔为上下，只将分隔部上方的水由水中泵吸引，因此，能以更快的速度将浮游于净化水域水面的微胞藻属和藻类等回收、分解并除去。这样，即使使用与以往相同的消费电力，也可获得高效率进行水净化的消费电力小的净化装置。
(2)由于分隔部是对离微胞藻属等浓度最高的水面5～100cm的水进行引导，因此，可高效率地将大小浮游物吸引、分解并除去。
(3)由于在水中泵的下游具有向吸引的水注入臭氧的喷射器，并在净化槽内具有紫外线照射管和将水向紫外线照射管的周向吐出的吐出头，利用向臭氧照射紫外线发生的羟自由基可得到更强的杀菌力和氧化力，因此，可以更加快的速度将微胞藻属和藻类分解处理。又，通过使溶解于水中的臭氧反应，并在氧气的状态下返回水中，故不会增加水中的臭氧浓度。
(4)由于具有与紫外线照射管的外周接触并可回转的清洗刷，不仅能将附于紫外线照射管外周的微胞藻属和藻类的残骸除去，而且还可防止附着，可防止由紫外线照射管照射的紫外线量的减少，因此，即使长时期连续使用也可持续保持净化效果。
附图的简单说明
图1为表示本发明的净化装置全体的概略纵剖面图。
图2为表示图1的净化装置的放大纵剖面图。
图3为表示图1的净化装置的概略平面图。
具体实施例方式
图中，在将内面作为镜面的圆筒状的净化槽1的内部中央组装有紫外线照射管2，在净化槽1的上部载置有水中泵3。水中泵3的排水口与臭氧注入用的喷射器4连接，在喷射器4的前面连接有将吸引至净化槽1内的水吐出的吐出头5。在净化槽1的上部即水中泵3的吸水口3a之下的位置设置有圆盘状分隔部6，该分隔部6用乙烯树脂制的薄片构成有与水面大致平行的面。
净化槽1的上部连接有可调整式保持该净化槽1的水深的3个浮体7a，通过由该浮体7a调整净化槽1的水深，可对水中泵3的吸水口3a离水面的深度进行调整。分隔部6的周缘部也同样与浮体7b连接，可由该浮体7b对分隔部6离水面的深度进行调整。
喷射器4是一种将流路的中途绞合形成喉部4a的喷嘴状结构，喉部4a附近的下游开放的开口4b与臭氧的供给管8连接。供给管8通过电磁阀式的开闭阀9a与设置于地上侧的臭氧供给组件9连接。这样，通过将供给管8与喉部4a的附近下游连接使水流在喉部4a增速，在吸引臭氧的状态下可向喉部4a的下游形成负压的部分供给。来自喷射器4的水从吐出头5向紫外线照射管2的周向吐出。
紫外线照射管2是一种在透明的石英制的壳体2a内装有紫外线灯2b的构件，可从净化槽1的上部将壳体2a内的紫外线灯2b取出进行交换。在紫外线照射管2的周围具有与其外周的壳体2a接触的可回转的清洗刷11。清洗刷11的上下端部可回转地支承在壳体2a的周向，随着由吐出头5吐出的水产生的净化槽1内的水流一起一边与壳体2a的周面接触一边进行回转。
紫外线灯2b、水中泵3和臭氧供给组件9利用地上并面向净化槽1上方设置的太阳能面板10供给的电力来驱动。臭氧供给组件9是一种将大气分解为氮和氧、从提取的氧中生成臭氧的装置。另外，这些装置也可由风力来驱动。
在以上结构中，净化装置利用浮体7a、7b的浮力在水中浮游的状态下进行净化作业。在此场合，使用浮体7a、7b的上下螺母调整至分隔部6的上面离水面的深度约为5～100cm。由此，水面附近的水被分隔部6分隔为上下，只有分隔部6上方的水被引导而吸收，可高效率地将浮游于水面W.L上的大小微胞藻属和藻类送入水中泵3的吸水口3a中。
在水中泵2作动的同时，臭氧供给组件9也作动，开口4b开阀，将臭氧从供给管8送入喷射器4。由于供给管8与喷射器4的喉部4a的附近下游连接，因此，利用由水中泵2压送来的包含微胞藻属和藻类的水的流速增加产生减压效果，将臭氧送入喷射器4。被供给的臭氧一边含入水中一边向净化槽1流去，从吐出头5向净化槽1内吐出。
由于水从吐出头5向净化槽1内的紫外线照射管2的周向吐出，因此，净化槽1内的水在净化槽1内的紫外线照射管2的周围进行回转式流动。此时，净化槽1内是一种利用来自水中泵3的水的压送进行加压的状态，故可促进臭氧向水中的溶解。并且，利用该水中的臭氧破坏微胞藻属等植物浮游生物和藻类的细胞，利用加压还能促进臭氧向细胞浸透，可加快微胞藻属和藻类的分解。又由于水中的BOD、COD、SS和正己烷也被臭氧氧化分解，因此，可使其得到改善。
在净化槽1内，从同时与水中泵3一起作动的紫外线灯2b向绕紫外线照射管2周围回转的水进行紫外线照射，使水中含有的臭氧反应。由于利用紫外线和臭氧的反应发生羟自由基而增加了杀菌力和氧化力，可基本上全部(99％以上)将微胞藻属和藻类分解净化。又，从紫外线灯2b照射的紫外线通过由作为镜面的净化槽1内面进行反射，到达净化槽1内的角落，进一步促使净化槽1内的臭氧反应。可进一步提高其净化作用。在此，被分解的微胞藻属和藻类的残骸的一部分受紫外线照射管2热的影响而附于该壳体2a，但随着紫外线照射管2周围的水流，利用一边与壳体2a周面接触一边回转的清洗刷11可进行洗净和除去。
净化槽1内净化的水从各自与净化槽1的侧面及下面连接的带阀的排出管12a、12b向水中放出。此时，由喷射器4吸引的臭氧受来自紫外线照射管2照射的紫外线作用而绝大部分起了反应，从而从带阀的排出管12a、12b排出的水的臭氧浓度在基准值以下(大致为零)，水中的臭氧浓度不会因净化后的水而变化。
在以往只使用超声波和紫外线的场合，单依靠微胞藻属等的浮游生物的浮游袋溃散或死灭不能分解，但在本实施例的净化装置中，通过向臭氧照射紫外线而发生羟自由基，则可将其完全分解。也就是说，在以往只使用超声波和紫外线的场合，一旦浮游生物死灭后沉入水底，则因该浮游生物的残骸是有机物，故腐烂后形成污泥化，为了分解该污泥化的有机物而使用了水中的氧气，无氧状态从水底扩大，使整个水成为嫌气状态，往往会发生臭气等，但在本实施例的净化装置中，因可将浮游生物完全分解，故即使分解后的物质沉入水底，也不会腐烂，不会发生臭气。
又，由于臭氧通过紫外线的反应而变成了氧气，因此，从带阀的排出管12a、12b排出的水的溶存氧气浓度高。净化槽1内进行了加压，故从排出管12b排出的高溶存氧气浓度的水可到达水底。结果是在水底的污泥层21上形成了通气性嫌气层22，同时形成了好气层23，好气层23为好气性微生物的生息地。该好气层23的好气性微生物可将从上方下沉的一部分的有机物作为饵而分解。
如上所述，通过由分隔部6将水面附近分隔为上下，只将分隔部6上方的水由水中泵3吸引，可以更快的速度将浮游于水面的微胞藻属和藻类等回收、分解并除去。这样，即使使用与以往相同的消费电力，也可获得高效率净化水的消费电力小的净化装置。
本实施例采用了将净化槽1与水中泵3一起漂浮在水中的结构，但也可只将水中泵3和分隔部6由浮体7a、7b等漂浮在水中，而将净化槽1设置在地上。此时，水中泵3与净化槽1通过软管进行连接，由设置于地上的净化槽1净化后的水再通过软管返回水中。
又，本发明的净化槽不限定于本实施例中的说明，例如也可采用如本发明者的日本专利特愿2000-289005中的净化装置。总之，只要是具有将水面侧的水导向由浮体保持的水中泵的吸水口的分隔部、只将分隔部上方的水由水中泵吸引，则可以更快的速度将浮游于水面的微胞藻属和藻类等回收并除去。
又，虽然在本实施例中对净化槽1内部中央组装有1个紫外线照射管2的结构作了说明，但也可将该紫外线照射管2卷装后配置3～4组的多个紫外线照射管。这样，可进一步提高紫外线向净化槽1内照射形成的臭氧的反应效果，可构成更大的净化槽1，用于更大净化水域的净化。
又，在本实施例中也可采用组装有控制装置的结构，该控制装置通过将从臭氧供给组件9取出的氮气与从排出管12a、12b排出的水混合，自动性调整水中的溶存氧气浓度。此时，在从臭氧供给组件9取出的氮气中，因含有喜好微胞藻属和藻类等的碳酸气。故将该碳酸气分离后进行混合。这样，从排出管12a、12b排出的水的溶存氧气浓度与前述一样高，但因在该水中混合有氮而自动使溶存氧气浓度下降，可防止水中的氧气浓度过分地上升。又，由于在混合的氮气中不含有碳酸气，因此，也不会使微胞藻属和藻类等活性化。并且，在此混合的氮气与向净化槽1内供给的臭氧一起通过臭氧供给组件9从相同大气中取出，故可不浪费地利用资源。
下面说明使用上述实施例的净化装置对水池进行净化处理的例子。将本实施例的净化装置的分隔部6的直径调整至1m，将分隔部6的上面离水面的深度调整至100cm进行净化。将净化前(水中泵3的吸水口3a的位置)的水与净化后(带阀的排出管12a、12b的位置)的水的叶绿素浓度作了比较。
比较的结果是，相对于净化前的水的叶绿素浓度190μg/L，净化后的水的叶绿素浓度为0.9μg/L，与净化前比较，净化后的水可将叶绿素浓度降低至0.5％以下。
发明的效果综上所述，本发明的净化装置可应用于对因浮游于湖沼、池塘、水坝、储水池等的闭锁性水域和有流动性的河川等的表面的微胞藻属、藻类和赤潮所形成的浮游生物等的有机性浮游物进行分解和洗净的装置，可减少臭气、色度、BOD、COD、SS和正己烷，又可防止病毒和细菌的增殖。
权利要求
1.一种净化装置，其特征在于，包括保持成可由浮体调整水深并吸引水面附近的水的水中泵；将水面侧的水向水中泵的吸水口引导的分隔部；对由水中泵吸引的水进行净化的净化槽；以及与净化槽连接的排出管。
2.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，所述分隔部对离水面5～100cm的水进行引导。
3.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，在所述水中泵的下游具有向吸引的水注入臭氧的喷射器，并且，在所述净化槽内具有紫外线照射管和将所述吸引的水向所述紫外线照射管的周向吐出的吐出头。
4.如权利要求3所述的净化装置，其特征在于，具有与所述紫外线照射管的外周接触并可回转的清洗刷。
5.如权利要求1所述的净化装置，其特征在于，将所述净化槽内面作为镜面。
6.如权利要求3所述的净化装置，其特征在于，具有通过使氮气与从所述排出管排出的水混合来调整该溶存氧气浓度的控制装置。
全文摘要
一种净化装置，在内部中央组装有紫外线照射管(2)，利用浮体(7a)使上部载置有水中泵(3)的净化槽(1)保持于离水面5～100cm的位置，并设置有将水面附近分隔为上下的分隔部(6)，只将分隔部上方的水由水中泵吸引，在净化槽(1)内进行净化，能以更快的速度将浮游于水面的微胞藻属和藻类等回收、分解并除去。
文档编号C02F7/00GK1479697SQ01820246
公开日2004年3月3日 申请日期2001年3月21日 优先权日2000年12月14日
发明者泽田善行 申请人:泽田善行