在連續水域的部分淨水方法
2023-07-17 22:04:51 1
專利名稱：在連續水域的部分淨水方法
技術領域：
本發明涉及下述在分割區內淨水的連續水域內的淨水方法，在藉助將水底的水向水面揚水產生的擴散循環進行淨水的方法上，被處理水是水庫、河川或港灣等這樣的連續水域，極其大容量，欲要全部處理，預計需要巨額費用的情況下，將其一部分進行分割，在分割區內進行淨水，即在分割區內淨水的連續水域內的淨水方法。
以往，利用揚水筒使水庫、湖、沼澤等的水循環流動，增大溶解氧量，促進微生物的繁殖，以分解有機物，與此作用相結合而進行淨水的淨水裝置(特公昭42-5795號)，已為眾所周知。
前述裝置在其後的20年中已逐步得到改進，達到以比較低費用淨水的目的，所認識到的優點有設備簡易，價格低廉，運轉成本低及不必擔心隨著淨水產生二次公害等。已設置於日本各地，分別達到所預期的目的。
前述揚水裝置要看條件，例如對於100萬噸的水用1座(例如揚水筒直徑為50cm，長度為10m)即可認為能夠充分達到目的。然而，即使具有前述能力，但是水量為1億噸的情況下，就需要100座揚水筒，並且要求改善管理等方面的複雜狀況。因此，申請人提出過特大的大型揚水筒(例如將多個直徑80cm的揚水筒成組使用)的方案，完成了即使是1億噸的水量，用20座以下的揚水筒即可充分達到目的的大型揚水筒。可是在緩慢流動的河川、用於養殖鱗介類的港灣，大容量水庫等連續水域，要處理的水量飛躍增加，要求數億噸以上的淨水能力，設置座數也顯著增多，費用也增加，因此，成為問題的是用現有的揚水筒事實上已是難以解決。
本發明鑑於在連續水域中不需要全部進行淨水情況，就連續水域的一部分，例如將引水側分割，就該分割水域的淨化進行研究的結果查明，能使分割開的一部分水域與獨立的較小容量的水庫等同樣地進行淨水，於是從技術上將其進行歸納，完成了本發明。在最早，也曾有人想用鋼板樁及其他堰堤來進行分割，或只對引入分水池的水進行淨化，但是這樣的工程必須有巨額的工程費，或有時由於水太深(如50m以上)，不可能利用堰堤進行分割等，而不能達到實用化。
本發明採取的方法是，利用流水分割手段將大容量水庫的一部分分割開，將該分割區內的水利用曝氣淨水方法進行淨化處理。
前述流水分割手段是，沿著將被分割的水域，在上下方向噴射水或空氣，以形成垂直流動水層，或在揚水筒的頂端部分設置揚水擴散導板，或利用揚水筒的擴散水流進行流動控制，如此解決了前述的分割問題。
根據本發明，所用的揚水淨化方法上，揚水是沿著水面進行擴散，因此沒有必要深分割，例如水深1m～5m分割即足夠。
前述的垂直流動水層是由上方向下方，或由下方向上方形成水的流動域，揚水擴散導板作為設置在揚水筒上部的揚水導板而構成。
本發明是利用水流將連續水域的一部分進行分割，在前述一部分水域內進行淨水，因此，即使是一億噸以上的大量水，也能與少量水(例如5000萬噸以下)的淨化同樣地進行淨水。
從本發明來看，由於是利用水流來劃分大量水域，因此與少量水域淨化採用同一方法，即能將來自大量水域的放出水充分進行淨化。
因此，本發明所取得的效果是，對於採用現有的方法需要龐大揚水筒群那樣的大量水域或連續水域，採用本發明的方法後，能使用較少座數的揚水筒，合理地達到目的。
第1圖是本發明中所用的垂直流動水層形成裝置的部分主視圖。第2圖是上述裝置的部件截面放大圖。第3圖是本發明的大量水域的例示平面圖。第4圖是本發明的部分剖開的揚水筒放大主視圖。第5圖是本發明的由氣泡形成上升流的方法的實施圖。第6圖是本發明的改變了氣泡承受裝置的另一實施圖。第7圖是本發明的設置揚水擴散導板的揚水筒的部分放大圖。第8圖是上述揚水筒的放大俯視圖。第9圖是上述揚水筒的平面布置圖。第10圖是本發明用以表示利用外側揚水筒完成的控制方法的揚水筒平面布置圖。
實施例1結合第1圖～第3圖來說明本發明的實施例。
靠近第3圖所示的水庫1的引水堰2，設置揚水筒3、3a、3b，在其外側(與引水堰相對的一側)設置垂直流動水層4。為了形成前述垂直流動水層4，對著具有狹縫5的上部水管6的下方，平行地設置具有吸入溝7的下部水管8。例如上部水管6是利用浮子9進行吊掛，與此同時，用連杆10及循環水管11連結下部水管8，並且用纜索12把重錘13吊掛到下部水管8上，藉此，使上部水管6保持在水面15的下方50cm～2m(在水深上沒有限制)，下部水管8保持在水面15的下方5m～10m。圖中14為泵。前述上部水管6及下部水管8的水深是根據從揚水筒3、3a、3b擴散的循環水的水深來確定。
在前述實施例中，泵14-開動(第1圖)，水即如箭頭16所示，通過循環水管11進行流動，到達上部水管6，如箭頭16a所示那樣流動，然後從狹縫5如箭頭17所示那樣噴射到下方，接著由下部水管8的吸入溝7吸入，如箭頭18a所示那樣流動，再經由水管11，如箭頭18所示那樣吸入泵14。因此，在上下部水管6、8之間，形成第2圖所示那樣的垂直流動水層4。這樣一來，第3圖中，從揚水筒3出來的擴散水，如第2圖中箭頭19、20、21所示那樣，沿著垂直流動水層4變換方向，能有效地淨化垂直流動水層4與引水堰2之間的水。
前述各揚水筒3、3a、3b的擴散水，被垂直流動水層4攔截而進行轉向，因此，就會完成垂直流動水層4及引水堰2之間的水域A的淨水。這時，如果從引水堰2放水的話，與放水量相平衡的水量就會通過垂直流動水層4進入水域A，可是放水量(例如1日200萬噸)與水域A的水量(例如5000萬噸)相比，非常小的情況下，流入水就會較為迅速地被淨化，在放水時成為所定的淨水。
下面，結合第4圖來說明前述揚水筒的一例。
在該實例中，是就單個揚水筒來進行說明，但即使是複合揚水筒(將多個單個揚水筒組合起來，使其成為能進行大容量揚水的型式)，當然也能用於本發明的揚水筒。
即在筒體28的下部，鑲裝固定空氣室29。空氣室29是由外筒30、分割筒31及內筒32組成，它們之間保持所定的間隔，安裝成同心圓狀。圖中46是浮子，47是重錘。將加壓空氣如箭頭34所示，從連結在外筒30的上部的送氣軟管33壓入時，空氣室內的水位即根據進氣量，如箭頭35所示那樣下降，水位一達到設置於內筒32的下方筒壁上的連通孔36時，空氣室29內的空氣就經由連通孔37、36、38，如箭頭39、40、41所示，一氣地被壓入筒體28內，並在筒體28內成為空氣泡42，藉助浮力如箭頭43所示那樣上升，隨此，水由筒體28的下方如箭頭44所示那樣被吸上來，從筒體28的上端噴出，能達到揚水的目的。另一方面，空氣室29內的空氣一被擠出，水即從外筒30及分割筒31的下端間隙，如箭頭45所示那樣流入，充滿到空氣室29內，因此，空氣復原到積存前的狀態，隨著加壓空氣的流入，逐步積蓄。於是，空氣在筒體28內，由於前述虹吸作用的結果，以所定的時間間隔被擠出，空氣泡在筒體28內上升。
實施例2下面結合第5圖及第6圖說明利用氣泡發生垂直流動水流的實施例。
在水底或所定水深(例如水深25m的位置)的位置上大致水平地設置送氣管45。該送氣管45使用例如浮子56及纜索57吊掛，同時用纜索48及重錘49使其穩定在水底50。在前述送氣管45的正上方水面附近，設置一個具有垂直導板51的浮子56(與前述送氣管的浮子兼用)。因此，從前述送氣管45的上面噴射出加壓空氣時，氣泡52即如箭頭53所示那樣上升，於是，被該氣泡帶出的水將會形成垂直流動水流。由前述氣泡帶出的水藉助導板51，必然會向箭頭54的方向流動。
第6圖所示為代替前述第5圖的導板51，在浮子56下面傾斜設置導板55。因此，由氣泡帶出的水將如箭頭53所示那樣上升，然後向箭頭54所示的方向移動，以形成垂直流動水流。
實施例3第7圖、第8圖、第9圖所示的實施例是把在前述筒體28的上端設置有半圓形揚水擴散導板22、22a、22b的揚水筒3c、3d、3e排列起來的型式。藉助前述揚水擴散導板22、22a、22b時，筒體28的揚水如箭頭23所示那樣上升，箭頭24所示那樣噴出，向橫方向擴散，因此，如點劃線箭頭25所示那樣從筒體28進行擴散的情形極少。另外，鄰接揚水筒3、3a、3b的揚水即使如第9圖中箭頭26、26a、26b所示那樣擴散，也會被前述箭頭24、24a、24b所示那樣擴散的水攔截，而改變流動方向，因此，大體上停留在第3圖中水域A內，浸入水域B的量非常少，因此，實質上可看成是水域A內的淨水。
實施例4第10圖所示的實施例是將不用揚水擴散導板的揚水筒3f、3g、3h並列設置，以形成最外側揚水筒列。該最外側揚水筒的揚水雖然擴散到廣水域B部分，但其另一面，如箭頭27、27a、27b所示那樣也擴散到狹水域A的內側，因此，與揚水筒3、3a、3b的擴散水即箭頭19、19a、19b所示的擴散水相遇，使揚水筒3、3a、3b的擴散水的流水停留在水域A內，結果實現水域A內及其附近的淨水。
權利要求
1.一種連續水域的部分淨水方法，其特徵在於將大容量水庫的一部分利用流水隔離手段進行分割，將該分割區內的水利用曝氣淨化方法進行淨化處理。
2.權利要求書第1項所述的連續水域的部分淨水方法，其特徵在於流水隔離手段是沿著分割水域形成垂直流動水層，或設置揚水筒的揚水擴散控制板，或利用揚水筒的擴散水流進行流動控制。
3.權利要求書第2項所述的連續水域的部分淨水方法，其特徵在於垂直流動水層是以由上方向下方，或由下方向上方噴出水或噴出空氣作為動力源，以形成水的流動域。
4.權利要求書第2項所述的連續水域的部分淨水方法，其特徵在於由揚水擴散控制板作為設置在揚水筒上部的揚水導板。
全文摘要
本發明涉及下述在連續水域的部分淨水方法，即利用流體將龐大水量的河川、水庫或湖，沼澤等分割成小區間，在該分割區間內實行曝氣淨化。本發明的分割手段具有的特點是，利用空氣或水的流動層來限定淨水區域，分割時，不是修築堰堤，可確保水域的連續性，又能限制水的流動，它與鋼板樁及其他固定壁不同，妨礙航行的可能性較少，在分割上所需要的費用也較少。
文檔編號C02F7/00GK1030738SQ8810367
公開日1989年2月1日 申請日期1988年6月18日 優先權日1987年6月18日
發明者小島貞男 申請人:海洋工業股份有限公司