JPH11253989A - 湖沼等の濾過方法とその濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 湖沼や池のような滞留性水域に巨大な瀑布を
形成して景観を伴った観光事業として収益を計ると共
に、滞留性水域に大流量の流れを造り湖沼等の底部に活
性を与えて自然浄化を助長し濾過手段のコストの低減を
計り、観光事業と水処理とを併合し、初期費用及びラン
ニング費用を捻出・削減すること。 【解決手段】 湖沼等の水域の一部を原水域護岸で仕切
り、さらにその外側に予定水域護岸を付設し、この予定
水域護岸を景観的に良好な所望の形態に仕上げ、この予
定水域護岸の瀑布口護岸より落下した水を貯水し原水槽
とし、この水又は処理された処理水を湖沼等の水域の深
層部へ送水し、さらには貯水部の後方に観覧施設を略原
水域上端のレベルで施設した湖沼等の濾過方法とその濾
過装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湖沼や池のような
滞留性水域の一部を仕切り巨大な瀑布を形成して景観を
伴った観光事業として収益を計ると共に、滞留性水域に
大流量の流れを造成して底部に活性を与えて自然浄化を
助長することで濾過手段のコストの低減を計り、観光事
業と水処理とを併合することにより初期費用及びランニ
ング費用を捻出・削減することができる慮過方法とその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、湖沼や池のような滞留性水域
に種々な曝気手段やエアレータ等で水中を攪拌せんとす
るもの、水性植物群を植栽したり、高低差を利用して小
規模な滝を造ったりしたものはあるが、巨大水域の水質
保全には微々たるものであり、又観光収入に結びつくも
のではなく、落水を再利用せんとするものではなかっ
た、霞ヶ浦等の湖沼のような巨大水域の水質保全に於い
ては多大な負荷に対応した水処理施設を要し、巨額な建
設費と維持費等を必要として困難であった。

【０００３】また、特開平６−２６９７９４号公報のよ
うに、滞留性水域の水質保全システムでは護岸と岸との
間に浅水深ゾーンを形成し、この水域に水性植物群や微
生物による浄化機能や通水性の護岸によるフィルタ効果
による自然浄化機能により水質保全を計らんとするが、
全容量を１年で一循環させたとしても、さらに広大で汚
れの進んだ霞ヶ浦等の湖水では規模が大きくなり、あま
り水の浄化は期待できない。さらに、特開平３−２４５
８８９号公報のように、表層部水を自然流出以上に溢流
出させ水温躍層を固有形成位置の上方向に移動させて貯
留水域における植物プランクトンの増殖を防止せんとす
るものであるが、このものは植物プランクトンの増殖が
防げるだけであり、積極的に水の汚れを減らすものでは
ない。さらには、特開平３−２３８０９４号公報のよう
に、水域の一部に水生植物栽培水域を、水生植物の流出
を防止可能な通水性区画体を介して区画形成し、原水を
汲み上げて水生植物栽培水域に送水したものであるが、
このものも汚れの進んだ湖水に適用したとしても、水生
植物栽培水域を広大に設けなければならず、宅地化の進
んだ現状には適さない。さらにまた、特開平６−２５７
１９１号公報のように、高低差利用による貯水池の水質
活性浄化システムがあるが、このような高低のある地域
においてはよいが、高低を造成するような場所の湖沼等
には適用できない。さらに、特開平６−２０６０９１号
公報、特開平６−５５０１５号公報、特開平７−７５７
７６号公報のように、滝を形成しさらに落水箇所に水平
方向に水を吐出するノズルを設けたもの、濾過槽を改良
したり、浄化処理を湖面に浮かべたりするものである
が、いずれも水の処理能力が局部的で、汚れの進んだ現
実の湖沼に適用せんとするなら、大型化すると云う欠点
がある。

【０００４】本願発明者等は、さきに、濾過網の面積を
拡げて濾過効率を上げるとともに、逆洗時に濾過網に濾
材を摺動接触させて、無理なく濾過網に付着した汚物や
懸濁物等を破壊し除去でき、かつ従来の固定式で逆洗式
濾過装置に比べて略１／１０という少ない洸浄水で濾材
の洗浄が可能な凹転式で逆洗式濾過装置を提案した。ま
た、濾過網をウェジワイヤーであって、洗浄時にドラム
の内部で粒状濾材同志の擦り合わせを発生させ、粒状濾
材を破壊することなく、それでいて捕集された懸濁物を
より無理なく簡単に略完全に除去できる濾過装置（特開
平９−２６２４１２号公報）をも提案した。また、ドラ
ムの内壁と濾過網の裏面とは間隔がなく、濾過網の裏側
まで洗浄するものではないので、長期の使用時にどうし
ても濾過網の裏面に汚物が着いたり、藻類等が付着した
り、黴等の発生の原因ともなっていた。そこで、板状の
濾過網とドラムの内壁間に濾過時も濾過網の裏面の自浄
機能と藻類等の付着防止機能とを有することで、汚れや
藻類等が付着したり、黴等が発生することを防止すると
共に汚れ等が付着してもドラムの回転により自動的に洗
浄してくれる濾過装置（特開平１０−５２６１２号公
報）をさらに提案した。そこで、シンプルで安価な基本
的な水処理技術を利用し、景観を伴った観光事業として
収益を得ると共に、滞留性水域に大流量の流れを造成し
て底部に活性を与えて自然浄化を助長することで濾過手
段のコストの低減を計り、観光事業と水処理とを併合す
ることにより初期費用及びランニング費用を捻出・削減
を行い、さらには、本願発明者等が提案した濾過装置を
も一部に利用せんとするものである。そして、濾過の第
１は水を動かすこと又酸素補給により水、湖沼等底部、
汚泥に活性を与え水処理の原動力とする、第２に処理工
程の沈殿槽において発生した汚泥は連続（自動）的排出
処理し脱水ケーキとして廃棄もしくは利用する、第３に
落水した水又は主処理工程の水を湖沼等底部へ戻し、主
処理工程の１部より取水し逆洗式濾過機により、よりグ
レードの高い水質とし処理工程に反送する。ことであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】第１に、湖沼等水域の
一部を原水域護岸で仕切り、さらにその外側に景観的に
良好な形態の予定水域護岸を形成し、この予定水域護岸
の瀑布口護岸から落水させ大規模な水の流れを造りだし
て、景観を伴った観光事業と水の濾過の促進とを行い建
設費と維持費との費用の捻出・削減をする湖沼等の濾過
方法を提供すること。第２に、第１の課題に加えて、原
水域護岸に湖沼等の中層水を取水し、該開口に着脱自在
な濾過網を付設して、アオコ等の発生しやすい汚れた湖
沼等の水を動かしアオコ等の発生を防止し、落水させる
ことで酸素を混入させより水の濾過の促進を計り、後述
の水の処理施設に負担をかけずトラブルを発生させない
こと。第３に、第１又は第２の課題に加えて、原水域護
岸の水門又は取水口に水位調節手段を付設したことによ
り、台風等の自然現象による増水に対処すると共に、後
述の設備を付設して夜間電力を利用でき、原水域護岸の
メンテナンス等ができること、第４に、第１乃至第３の
いずれかの課題に加えて、中層乃至下層の間から吸水を
可能にしたので中層からの吸水では植物プランクトンを
下層からの吸水では汚泥の放出をと選別し、昼の観光時
の放瀑は中層とし、夜間時は汚泥の放出をしても臭気に
よる公害を最小限すること。第５に、第１乃至第４のい
ずれかの課題に加えて、原水域護岸と予定氷域護岸との
間の底部に汚泥等が溜ることを防止すること。第６に、
第１乃至第５のいずれかの課題に加えて、落水した酸素
の十分混入した水又は種々な濾過手段で濾過された処理
水を湖沼等の深層部へ戻すことで、底の攪拌で自然浄化
を促進させること。第７に、第１乃至第６のいずれかの
課題に加えて、瀑布の落水による岸辺の減水範囲とポン
プアップされる増水範囲とに小石、砂等を敷き占めた渚
とすることで、通水性の渚によるフィルタ効果と水に酸
素補給することによる自然浄化機能で水質保全を計るこ
と。第８に、第１乃至第７のいずれかの課題に加えて、
焼却灰のような厄介なもの又はゼオライトのようなアン
モニア態窒素の吸着材の利用、或いは空気交換材等とし
てのセラミックを使用した人工島を造成して、景観をよ
くすると共に湖沼等に水性植物群や微生物による浄化機
能の促進を計ること。第９に、第１乃至第８のいずれか
の課題に加えて、予定水域護岸よりさらにその外測に仕
切壁を付設し、このスペースに水処理手段としたので見
栄えがよく、かつ非常用貯水部となりより一層の安全対
策を施すこと。第１０に、第１乃至第９のいずれかの課
題に加えて、観覧施設を略原水域上端のレベルとしたの
で、瀑布からの水煙が沸出るような景観をより整えて提
供すること。第１１に、第１乃至第１０のいずれかの課
題に加えて、瀑布と滝とを放水量に応じて変化させると
共に、種々な色のライトアップでより観光効果をあげる
こと。第１２に、第１乃至第１１のいずれかの課題に加
えて、水門又取水口或いはは瀑布口等の下部水路に発電
手段を付設したので湖沼等の水を十分に活用して建設費
と維持費との費用の捻出・削減をすること。第１３に、
原水域護岸と瀑布口護岸等を設けた予定水域護岸と落水
を貯水する仕切壁とよりなるシンプルな経済的に効果の
ある湖沼等の濾過装置を提供すること。第１４に、第１
３の課題に加えて、原水域護岸に湖沼等の中層水を取水
し、該開口に着脱自在な濾過網を付設して、アオコ等の
発生しやすい汚れた湖沼等の水を動かしアオコ等の発生
を防止し、落水させることで酸素を混入させより水の濾
過の促進を計り、かつ濾過網を付設して後述の水の処理
施設に負担をかけずトラブルを発生させないこと。第１
５に、第１３又は第１４の課題に加えて、原水域護岸の
前方又は後方に手動又は自動の水位調節施設を付設した
ことにより、台風等の自然現象による増水に対処すると
共に、後述の設備を付設して夜間電力を利用でき、原水
域護岸のメンテナンス等ができること。第１６に、第１
３乃至第１５のいずれかの課題に加えて、中層乃至下層
の間から吸水を可能にしたので中層からの吸水では植物
プランクトンを下層からの吸水では汚泥の放出をと手動
又は自動操作で選別し、昼の観光時の放瀑は中層とし、
夜間時は汚泥の放出をしても臭気による公害を最小限に
すること。第１７に、第１３乃至第１６のいずれかの課
題に加えて、瀑布の落水による岸辺の減水範囲とポンプ
アップされる増水範囲とに小石、砂等を敷き占めた渚と
することで、湖沼等の水に自然循環をさせより一層の空
気の取り込み、曝気貯留水域である原水槽、又は凝集槽
或いは沈殿槽、もしくは処理槽又は汚泥処理施設或いは
横型回転逆洗式砂濾過機等の水処理装置により処理され
た処理水を湖沼等の深層部へ戻すことで、底の攪拌で自
然浄化を促進させる湖沼等の濾過装置を提供すること。
第１８に、第１３乃至第１７のいずれかの課題に加え
て、瀑布と滝とを放水量に応じて変化させると共に、種
々な色のライトアップを所望位置より投光できて観光効
果をあげる湖沼等の濾過装置を提供すること。第１９
に、第１３乃至第１８のいずれかの課題に加えて、灰を
焼成した造粒砂やブロック、ゼオライト、セラミックス
等又はこれらの混合物で人工島として、景観と水性植物
群や微生物による浄化機能の促進を計ること。第２０
に、第１３乃至第１９のいずれかの課題に加えて、水門
又は取水口或いは瀑布口等の下部水路にクロスフロー翼
車又は水車等の発電施設を付設したので流量発電又は落
水発電を可能としたので湖沼等の水を十分に活用して建
設費と維持費との費用の捻出・削減をすること。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、第１に、湖沼等水域の一部を原水域護岸で
仕切り、さらにその外側に予定水域護岸を付設し、この
予定水域護岸を景観的に良好な所望の形態に仕上げ、こ
の予定水域護岸の瀑布口護岸より落下した水を貯水し、
水処理の原水槽としたことを特徴とする湖沼等の濾過方
法である。第２に、上記原水域護岸に水門又は取水口を
付設し、中層水を取水可能とすると共に、該水門もしく
は取水口に着脱自在な濾過網を付設したことを特徴とす
る請求項１に記載の湖沼等の濾過方法である。第３に、
上記原水域護岸の水門又は取水口に水位調節手段を付設
したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の湖
沼等の濾過方法である。第４に、上記原水域護岸又は瀑
布口護岸に湖沼等の水の中層水乃至下層水を吸水するパ
イプを埋設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれか１項に記載の湖沼等の濾過方法である。第５
に、上記原水域護岸と予定水域護岸と間の底部に、上方
に孔を設けたパイプを付設し、このパイプ一端の開口を
瀑布口護岸の落水面に位置するように付設したことを特
徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の
湖沼等の濾過方法である。第６に、上記予定水域護岸よ
り落水された水又は種々な水処理手段により処理された
処理水をポンプにより湖沼等水域の深層部へ送水したこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載の湖沼等の濾過方法である。第７に、上記原水側の
湖沼等水域の水辺に増減水の範囲で小石、砂等を敷き占
めた渚を形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項
６のいずれか１項に記載の湖沼等の濾過方法である。第
８に、上記原水域護岸より沖に灰を焼成した造粒砂やブ
ロック、又は天然或いは人工のゼオライト、或いはセラ
ミックス等、又はこれらの混合物で人工の島を造成した
二とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項
に記載の湖沼等の濾過方法である。第９に、上記予定水
域護岸よりさらにその外側に仕切壁を付設し、このスペ
ースに水処理手段及び非常用貯水部としたことを特徴と
する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の湖沼
等の濾過方法である。第１０に、上記濾過処理手段及び
非常用貯水部の後方に観覧施設を略原水域上端のレベル
で施設したことを特徴とする請求項１乃至請求項９のい
ずれか１項に記載の湖沼等の濾過方法である。第１１
に、上記予定水域護岸を複数の滝口とそれらを連らねた
瀑布口とし放水量に応じて湿布から滝等のように景観に
変化を与えると共に、瀑布や滝を種々な色でライトアッ
ブしたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいず
れか１項に記載の湖沼等の濾過方法である。第１２に、
上記原水域護岸の水門又は取水口或いは瀑布口等下部水
路に発電手段を付設したことを特徴とする請求項１乃至
請求項１１のいずれか１項に記載の湖沼等の濾過方法で
ある。第１３に、湖沼水域の一部に原水域護岸を付設
し、さらにその外側に瀑布口護岸等を設けた予定水域護
岸を付設し、さらにこの予定水域護岸の瀑布口護岸より
落下した水を貯水する仕切壁を付設したことを特徴とす
る湖沼等の濾過装置である。第１４に、上記原水域護岸
の水門又は取水口を中層水に開口すると共に、該開口に
着脱自在な濾過網を付設したことを特徴とする請求項１
３に記載の湖沼等の濾過装置である。第１５に、上記原
水域護岸の水門又は取水口に水位調節施設を付設し、こ
の水位調節を手動又は自動としたことを特徴とする請求
項１３又は請求項１４に記載の湖沼等の濾過装置であ
る。第１６に、上記原水域護岸又は瀑布口護岸に湖沼水
の中層乃至下層で上下動して吸水する送水パイプを付設
し、該送水パイプに手動又は自動で開閉する弁を付設し
たことを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれ
か１項に記載の湖沼等の濾過装置である。第１７に、上
記原水側の湖沼等水域の水辺に増減水の範囲で小石、砂
等を敷き占めた渚を形成すると共に、原水域護岸と予定
水域護岸と間の底部に、上方に孔を設けたパイプを付設
し、このパイプ一端の開口を湿布口護岸の落水面に位置
するように設けると共に、予定水域護岸より落水された
水又は種々な水処理手段により処理された処理水をポン
プにより湖沼水域の深層部に送水する手段と、上記予定
水域護岸よりさらにその外側に仕切壁を付設し、このス
ペースに水処理施設及び非常用貯水部とし、曝気貯留水
域である原水槽又は凝集槽或いは沈殿槽、もしくは処理
槽又は汚泥処理施設或いは横型回転逆洗式砂濾過機等の
水処理装置により処理された処理水をポンプにより湖沼
水域の深層部又は種々な利用水として送水したことを特
徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項に記
載の湖沼等の濾過装置である。第１８に、上記予定水域
護岸に複数の深さの異なる滝口とそれらを連らねた瀑布
口とを形成し放水量に応じて瀑布から滝等のように景観
に変化を与えると共に、瀑布や滝をライトアップする種
々の色の投光機を瀑布や滝の所望位置で昇降自在に付設
したことを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいず
れか１項に記載の湖沼等の濾過装置である。第１９に、
上記原水域護岸より沖に灰を焼成した造粒砂やブロッ
ク、又は天然或いは人工のゼオライト、或いはセラミッ
クス等、又はこれらの混合物で人工の島を造成したこと
を特徴とする請求項１３乃至請求項１８のいずれか１項
に記載の湖沼等の濾過装置である。第２０に、上記原水
域護岸の水門又は取水口或いは瀑布口等下部水路にクロ
スフロー翼車又は水車等の発電施設を付設したことを特
徴とする請求項１３乃至請求項１９のいずれか１項に記
載の湖沼等の濾過装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の汚水の処理方法と
その処理装置について、図１乃至図５の各実施例に基ず
いて説明する。湖沼等とは、湖、沼、池、溜池、広くは
河川や河川敷をも含み、以下湖沼等という。図１は湖沼
等に本発明の装置を施設したもので、一例として、図
３、図４に示すように霞ヶ浦の麻生町の天王崎から対岸
の和田勝木の間に例えばくの字型に護岸を構築して湖を
仕切り、原水域護岸１を例えば湖水の平均水深の３割増
しの高さに構築する。その前方に水面より所望（例えば
平均水深の１割低く）の高さの予定水域護岸３を付設
し、好ましくは、この原水域護岸の数箇所にゲート式水
門を付設し、そして水門の上げ下げで水面より略中層水
まで（下層水まででもよい）の水を取水できるようにし
てあり、また、この各水門の開閉を手動又は自動で操作
できるようにしてある水位調節手段２を付設する。この
ようにすることで、建設省による各標準処理フローであ
る図７に示すようなシンプルで安価な流量調整槽を付設
したことになる、原水域護岸１には湖沼等の中層水を取
水する取水口１３を開口すると共に、該開口１３の取水
口の前面又は上記水門の前面に着脱自在な濾過網１４を
付設（このことにより建設省による各標準処理フローで
ある図７に示すようなスクリーンの付設となる）してあ
る。また、この水門に代えて取水口１３に手動又は自動
で操作できる弁１５を設けて水位調節手段２としてもよ
い。この予定水域護岸を景観的に良好な所望の形態（凹
凸を形成したり護岸幅を変えたり瀑布の間から岩肌が見
えたり等）（以下、良好な所望の形態という）に仕上
げ、この予定水域護岸３に瀑布口護岸４を形成し、これ
より落下した水を好ましくは５〜６日分の水量を貯水し
得る容量のダムとなるように予定水域護岸３よりの所望
位置に仕切壁５を設ける。このダム（堤）の瀑気貯留水
域である原水槽６からのほとんどの落水を湖沼等の深層
部へ送水され、その一部を水処理の原水槽６とした、原
水槽６の下部水路から濾過手段として好ましくは汚泥自
動除去手段付沈殿槽１６、もしくは凝集槽１７又は処理
槽１８、汚泥処理施設１９、或いは横型回転逆洗式砂濾
過機２０等の一部もしくはその組み合わせた水処理装置
（図６に示す例えば処理フローＡ乃至Ｃに示すような本
発明による汚水（湖水）の処理フローとなる）により処
理された処理水をポンプにより湖沼水域の深層部又は種
々な利用水として送水するようにしてある、この湖沼へ
の送水の際にパイプの吐出し口部位に空気取入れパイプ
を立設するとよい。そして、このようにポンプにより湖
沼等水域の深層部へ送水し、汚泥中の無酸素状態による
兼気状態から好気状態に徐々になるようにし、活性化さ
せ湖沼水の水質の向上に役立つものである。なお、汚泥
処理施設からのケーキは肥料又はセメントへと混合によ
りブロック等にし利用してもよい。または、図４は霞ヶ
浦に本発明の装置を施設したもので、他の例として桜川
村飛地の陸地側の妙岐ノ島から境鳥の陸地に例えば湖水
の平均水深の２割高く原水域護岸１を例えばくの字型に
構築して湖を仕切り、好ましくは、原水域護岸１の内側
に水位調節手段２を付設する。以下、上記の例と同じ水
位調節手段２と、この水位調節手段２の外側に水面より
所望（例えば平均水深の１割低く）の高さの予定水域護
岸３と、この予定水域護岸３に瀑布口護岸４とを形成
し、これより落下した水の適量を貯水し得る容量のダム
となるように予定水域護岸３よりの所望位置に仕切壁５
を設け、このダムを水処理の原水槽６とした、この仕切
壁５は護岸１、３と同じかそれ以上の強度をもたせてい
る。さらに、この仕切壁５より放水量の１０日分程度の
水量を貯水し得る容量のスペース７に水処理施設８及び
非常用貯水部９とし、曝気貯留水域である原水槽６の下
部水路から濾過手段として沈殿槽、もしくは凝集槽又は
処理層、汚泥処理施設、或いは横型回転逆洗式砂濾過機
等の一部もしくはその組み合わせた水処理装置により処
理された処理水をポンプにより湖沼水域の深層部又は種
々な利用水として送水するようにしてある、この湖沼へ
の送水の際に上記例と同じ用に空気取入れパイプを立設
し、汚泥中の無酸素状態による兼気状態から好気状態に
徐々になるし、湖沼水の水質の向上に役立つのである。
この原水槽６から又はその一部を水処理施設からの処理
水をポンプにて送水するに瀑布口護岸（後述の滝口をも
含む）からの落水が原水槽に溜まらない程度の送水が可
能にポンプの能力又は台数を設定するとよい。なお、よ
りグレードの高い処理水を必要とする場合は横型回転逆
洗式砂濾過機等を上記曝気槽と受水槽との間に設け、水
道水、工業用水等に利用してもよい。

【０００８】また、上記各実施例に原水域護岸又は瀑布
口護岸４に湖沼等の水の中層水乃至下層水を吸水するパ
イプ１０を埋設し、そのパイプ１０の一端を原水域護岸
又は瀑布口に開口し他端にはポンプの稼働が遠隔操作で
きる水中ポンプ又は遠隔操作で開閉する弁をを取付け、
このパイプ１０をアコーディオンホースとして、水平方
向及び垂直方向さらにはどの方角にも移動できるように
（例えば対の浮き付案内杆２１の両サイドに上下動自在
にポンプ又は弁匡を取付けどんな場所にもセット）し、
湖沼等のいかなる場所の水でも、かつ中層氷乃至下層水
を吸水して原水域護岸又は瀑布口より落下水に加えるこ
とができるので、植物プランクトンの増殖が発生しそう
な時期には中層水を放水し、夜間等にはヘドロを含んだ
下層水を放水するなどができる。さらに、水処理の沈殿
槽の底部に、上方に濾過網等を付設した汚泥受部を設け
ると共に、該汚泥受部に移動するレーキで汚泥を掻き取
る濾過手段を付設してある。さらには、原水域護岸と予
定水域護岸と間の底部に、上方に孔を設けたパイプを付
設し、このパイプ一端の開口を瀑布口護岸の落水面に位
置するように付設したり又は原水域護岸の略底部位に位
置するように瀑布口護岸に孔２２を穿設して、原水域護
岸と予定水域護岸と間の底部に汚泥や砂等が溜まること
を防止できる。なお、原水槽の底部及び側部から一次濾
過水を集水してもよい。なおまた、一端が瀑布口に開口
されたパイプ１０の負圧が十分なら水中ポンプは不要
で、遠隔操作で開閉する弁とすればよい、このパイプの
開口を原水域護岸に開口させるか、瀑布口に開口さる
か、は湖沼等の水の汚れ具合や、発電施設をどこに（水
門か取水口か瀑布口等の下部水路か、又はこれらの全て
或いはこれらの組み合わせにするのか）付設するのか等
の条件により決めればよい。

【０００９】次ぎに、他の実施例を説明する、図２に示
すように、予定水域護岸３に瀑布口護岸４を形成すると
共に、規模に応じて予定水域護岸の適数の箇所に滝口１
１とそれらを連らねた瀑布口１２とし放水量に応じて瀑
布と滝から複数の滝又は１本の滝等のように景観に変化
を与えると共に、瀑布や滝を種々な色でライトアップし
てある。この種々な色でのライトアップは種々の色の投
光機を瀑布や滝の所望位置（瀑布や滝の裏側や前方、側
方或いはこれらの組合わせ）で昇降自在に付設してあ
る。そして、このものもその他に上述の種々な設備を備
えさせてもよいので説明を省略する。また、原水域護岸
より沖に灰を焼成した造粒砂やブロック、又は天然或い
は人工のゼオライト、或いはセラミックス等、又はこれ
らの混合物で人工の島を造成してもよい。さらには、原
水域護岸の取水口又は瀑布口等下部水路にクロスフロー
翼車又は水車等の発電施設を付設してもよい。さらに、
濾過処理手段及び非常用貯水部の後方に観覧施設を略原
水域上端のレベルで施設してある。湖沼等の沖合に原水
域護岸等を付設した場合は観光客用の橋を造ったり遊覧
船を運行したり、濾過処理手段及び非常用貯水部を強化
された防水ガラス２３で覆い観光通路を造つたりすれば
よい。

【００１０】または、水道水や工業水等に使用するよう
な場合は又はよりグレードの高い処理水を湖沼等の水域
の深層部へ送水したい場合は、横型回転逆洗式砂濾過機
は図５に示すような、本願発明者等が先に提案したもの
（特開平９−２６２４１２号公報）を利用するとよい。
詳細な説明は省略し、符号の説明に止める、１０１は濾
層、１０２は空間部、１０３は横型のドラム、１０４は
第１流水部、１０５は第１流水管、１０６は第２流水
部、１０７は第２流水管、１０８は濾過網（ウェッジワ
イヤー）、１０９は蓋、１１０は部材又はフランジ、１
１１はボルト・ナット、１１６、１２２は軸受け、１１
８はモータ、Ｔ１９は基台、１２０支持枠、１２１、１
２３ｆカムフォロア、１２４は固定管、１２５はバルブ
コントロール、１２６は原水入口、１２７は処理水出
口、１２８は排水口である。湖沼を霞ケ浦とした場合、
霞ヶ浦は総面積が２１９．９Ｋｍ^２、最大水深７ｍ、平
均水深４ｍ、総水量は８．５億トンなので、濾過面積Φ
３ｍ×Ｌ６ｍ−１８ｍ^２、濾過８００ｍ／日で２３時間
運転、濾過能力５００万ｍ／年／台、１ターン／５年＝
３４台、１ターン／８年＝２１台、１ターン／１０年＝
１７台である。また、１ターン／１年として総瀑布口よ
りの総水量は２０トン／１分で平成９年８月２０日の朝
日新聞記事によると、さいたま川の博物館に施設された
荒川の川全体の千分の一に縮小した１７３メートルの模
型から落下する水量は２．５トン／１分なので上記本発
明のその壮大さを理解できると思う。

【００１１】さらに、他の実施例として、湖岸に敷地が
なく又は河川敷の少ない場所に上述と同様な施設を付設
するには、湖沼等を１／２等に分割し（河川敷の場合は
川幅を分割し流れ方向に添って付設）、好ましくは両方
に瀑布が落下するように、例えば湖の中央に二条のに水
位調節手段２、２を付設し、その内側を水抜きし、原水
域護岸１を水面より高く（好ましくは１／２分の水量を
貯水できる程度）構築する。また、この水位調節手段２
…は数箇所に区画したゲート式水門にしてもよく、各水
門の上下動を遠隔操作できるようにしてある。この水位
調節手段２…から外側の所定位置に原水域護岸１と略同
じ高さの予定水域護岸３…を付設し、この予定水域護岸
を景観的に良好な所望の形態に仕上げ、この予定水域護
岸３…に瀑布口護岸４…を形成し、分割した一方の湖沼
等の水を原水域護岸１と他方側に設けた水位調節手段２
…との間にポンプで汲み上げ、この水を予定水域護岸３
…の瀑布口護岸４…から放水するようにしてある。この
ものも予定水域護岸３…に瀑布口と滝口とを設け水位調
節手段２…の調節の放水量に応じて景観を変えるように
するとよい。原水域護岸１で区画された一方へ放水初期
は略水深と同じ高さから瀑布が落水するので湖沼等の水
は攪拌され汚泥中が無酸素状態による兼気状態から好気
状態になり活性化され水質の向上されるのである。な
お、各実施例で説明した「水門又は取水口」とは「水門
と取水口」の併用をも意味し、両者の一方のみを使用す
ることを限定するものではないので、例えば水門で水位
調節をするものであれば、主として水門で水位調節を
し、取水口では水位調節を不要或いは副くとして使用し
てもよい。要するに水門は上層から中層水を取水でき、
取水口のパイプは中層から下層水を取水できるようにし
たことであり、これらの組み合わせて湖沼等の水を汚れ
や時期、時間に合わせて種々と取水できるようにしたこ
とである。、また、上部貯留水域部には濾過手段（例え
ば、炭、小石、砂、天然或いは人口のゼオライト、セラ
ミックス、織布、炭素繊維、植物繊維、浮遊水性植物群
等）を使用（流れやすい炭、砂等は袋に詰めた状態で使
用）してもよい。

【００１２】次ぎに、動作について説明する、遠隔操作
で水位調節手段の例えば水門を上下動することにより所
望の位置（上層から下層まで）と所望の放水量を設定
し、予定水域護岸に景観的に良好な所望の形態に仕上げ
られているので、巨大な瀑布や滝から大流量の湖沼等の
水が落水し、景観をよくし人を集め観光事業を起し、観
光収益を得と共に、放水された水は曝気貯留水域である
原水槽６（瀑布等が曝気槽としての働きをする）の下部
水路からそのままポンプにより湖沼水域（霞ヶ浦）の深
層部又は他の湖沼水域（北浦）の深層部或いは種々な利
用水として送水する、この時水を動かすだけで、好気的
水質環境のもとで酸素を消費し、炭酸ガス・硝酸塩・窒
素などの分解を行い、炭酸ガスは曝気により簡単に除去
でき、タンパク質の分解として排出されたアンモニアは
亜硝酸菌により亜硝酸イオンに酸化され、さらに硝酸菌
の働きにより硝酸イオンになり、この生成された硝酸イ
オンを藻類等の植物が栄養源として吸収される。また上
部貯留水域である流量調整槽からの落水の曝気貯留水域
である原水槽６から、その一部は濾過手段として図６に
示す例えば処理フローＡ乃至Ｃに示すような、シンプル
で安価な（凝集槽１７）沈殿槽１６、処理槽１９、或い
は汚泥処理施設１８或いは横型回転逆洗式砂濾過機２０
とを設けた水処理施設８により処理され、この処理水を
ポンプにより湖沼水域の深層部又は種々な利用水として
送水する、この瀑布や滝への放水時に湖沼水域の中層乃
至下層水を吸水できるので、植物プランクトンの増殖が
発生しそうな時期には中層水を放水し、夜間等にはヘド
ロを含んだ下層水を放水する。また、ポンプにより湖沼
水域の深層部への送水して、底の攪拌で自然浄化を促進
させ、瀑布の落水による岸辺の減水範囲とポンプアップ
される増水範囲とに小石、砂等を敷き占めた渚としてあ
るので、湖沼等の水が自然循環し一層の空気の取り込み
ができ、人工の島を造成し植物を植えたり、さらに、原
水域護岸の水門又は取水口或いは瀑布口等下部水路に発
電施設を付設し送水ポンプの動力としコストを下げたり
し、景観を伴った観光事業として収益を得ると共に、滞
留性水域に大流量の流れを造成して底部に活性を与えて
自然濾過を助長することで濾過手段のコストの低減を計
り、観光事業と水処理とを併合することにより初期費用
及びランニング費用を捻出・削減することができる。

【００１３】

【発明の効果】第１に、湖沼等水域の一部を原水域護岸
で仕切り、さらにその外側に景観的に良好な形態の予定
水域護岸を形成し、この予定水域護岸の瀑布口護岸から
落水させ空気と接触させ、大規模な水の流れを造りだし
て、景観を伴った観光事業と水の濾過の促進とを行い建
設費と維持費との費用の捻出・削減をする湖沼等の濾過
方法である。第２に、第１の効果に加えて、原水域護岸
に湖沼等の中層水を取水し、水門又は取水口に着脱自在
な濾過網を付設してごみ、ワカサギ等の稚魚を取り込む
ことを防止し、アオコ等の発生しやすい汚れた湖沼等の
水を動かしアオコ等の発生を防止し、落水させることで
酸素を混入させより水の濾過の促進を計り、後述の水の
処理施設に負担をかけずトラブルを発生を少なく押さえ
ることができる。第３に、第１又は第２の効果に加え
て、原水域護岸の水門又は取水口に水位調節手段を付設
したことにより、台風等の自然現象による増水に対処す
ると共に、後述の設備を付設して夜間電力を利用でき、
原水域護岸のメンテナンス等ができる。第４に、第１乃
至第３のいずれかの効果に加えて、中層乃至下層の間か
ら吸水を可能にしたので中層からの吸水では植物プラン
クトンを下層からの吸水では汚泥の放出をと選別し、昼
の観光時の放瀑は中層とし、夜間時は汚泥の放出をして
も臭気による公害を最小限にできる。第５に、第１乃至
第４のいずれかの効果に加えて、原水域護岸と予定水域
護岸との間に汚泥等が溜ることを防止できる。第６に、
第１乃至第５のいずれかの効果に加えて、落水した酸素
の十分混入した水又は種々な濾過手段で濾過された処理
水を湖沼等の深層部へ戻すことで、底の攪拌で自然浄化
を促進させること。第７に、第１乃至第６のいずれかの
効果に加えて、湿布の落水による岸辺の減水範囲とポン
プアップされる増水範囲とに小石、砂等を敷き占めた渚
とすることで、通水性の渚によるフィルタ効果と水に酸
素補給することによる自然浄化機能で水質保全を計るこ
とができる。第８に、第１乃至第７のいずれかの効果に
加えて、焼却灰のような厄介なもの又はゼオライトのよ
うなアンモニア態窒素の吸着材の利用、或いは空気交換
材等としてのセラミックを使用した人工島を造成して、
景観をよくすると共に湖沼等に水性植物群や微生物によ
る浄化機能の促進を計ることができる。第９に、第１乃
至第８のいずれかの効果に加えて、予定水域護岸よりさ
らにその外側に仕切壁を付設し、このスペースに水処理
手段としたので見栄えがよく、かつ非常用貯水部となり
より一層の安全対策を施すことができる。第１０に、第
１乃至第９のいずれかの効果に加えて、観覧施設を略原
水域上端のレベルとしたので、瀑布からの水煙が沸出る
ような景観をより整えて提供できる。第１１に、第１乃
至第１０のいずれかの効果に加えて、瀑布と滝とを放水
量に応じて変化させると共に、種々な色のライトアッア
でより観光効果をあげること。第１２に、第１乃至第１
１のいずれかの課題に加えて、水門又は取水口或いは瀑
布口等の下部水路に発電手段を付設したので湖沼等の水
を十分に活用して建設費と維持費との費用の捻出・削減
をすることができる。第１３に、原水域護岸と瀑布口護
岸等を設けた予定水域護岸と落水を貯水する仕切壁とよ
りなるシンプルな経済的に効果のある湖沼等の濾過装置
を提供することができる。第１４に、第１３の効果に加
えて、原水域護岸の水門又は取水口に湖沼等の中層水を
取水し、該開口に着脱自在な濾過網を付設してごみ、ワ
カサギ等の稚魚を取り込むことを防止し、アオコ等の発
生しやすい汚れた湖沼等の水を動かしアオコ等の発生を
防止し、落水させることで酸素を混入させより水の濾過
の促進を計り、かつ濾過網を付設して後述の水の処理施
設に負担をかけずトラブルを発生を押さえることができ
る。第１５に、第１３又は第１４の効果に加えて、原水
域護岸の前方又は後方に手動又は自動の水位調節施設を
付設したことにより、台風等の自然現象による増水に対
処すると共に、後述の設備を付設して夜間電力を利用で
き、原水域護岸のメンテナンス等ができる。第１６に、
第１３乃至第１５のいずれかの効果に加えて、中層乃至
下層の間から吸水を可能にしたので中層からの吸水では
植物プランクトンを下層からの吸水では汚泥の放出をと
手動又は自動操作で選別し、昼の観光時の放瀑は中層と
し、夜間時は汚泥の放出をしても臭気による公害を最小
限にすることができる。第１７に、第１３乃至第１６の
いずれかの効果に加えて、瀑布の落水による岸辺の減水
範囲とポンプアップされる増水範囲とに小石、砂等を敷
き占めた渚とすることで、湖沼等の水に自然循環をさせ
より一層の空気の取り込み、曝気貯留水域である原水槽
又は凝集槽或いは沈殿槽、もしくは処理槽又は汚泥処理
施設或いは横型回転逆洗式砂濾過機等の水処理装置の濾
過手段で濾過された処理水を湖沼等の深層部へ戻すこと
で、底の撹拌で自然浄化を促進させる湖沼等の濾過装置
を提供できる。第１８に、第１３乃至第１７のいずれか
の効果に加えて、瀑布と滝とを放水量に応じて変化させ
ると共に、種々な色のライトアップを所望位置より投光
できて観光効果をあげる湖沼等の濾過装置を提供でき
る。第１９に、第１３乃至第１８のいずれかの効果に加
えて、灰を焼成した造粒砂やブロック、ゼオライト、セ
ラミックス等又はこれらの混合物で人工島として、景観
と水性植物群や微生物による浄化機能の促進を計ること
ができる。第２０に、第１３乃至第１９のいずれかの効
果に加えて、水門又は取水口或いは瀑布口等の下部水路
にクロスフロー翼車又は水車等の発電施設を付設したの
で流量発電又は落水発電を可能としたので湖沼等の水を
十分に活用して建設費と維持費との費用の捻出・削減を
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の施設の平面図である。

【図２】本発明による図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の施設する霞ヶ浦の概略図である。

【図４】本発明の施設を霞ヶ浦の牛堀町に隣接して付設
した概略平面図である。

【図５】本発明の施設に使用した横型凹転逆洗式砂濾過
機の断面図である。

【図６】本発明による汚水の処理フローである。

【図７】建設省による汚水の標準処理フローである。

【符号の説明】

１ 原水域護岸 ２ 水位調節手段 ３ 予定水域護岸 ４ 瀑布口護岸 ５ 仕切壁 ６ 原水槽 ７ スペース ８ 水処理施設 ９ 非常用貯水スペース １０ パイプ １１ 滝口 １２ 瀑布口 １３ 取水口 １４ 濾過網 １５ 弁 １６ 沈殿槽 １７ 凝集槽 １８ 処理槽 １９ 汚泥処理施設 ２０ 横型回転逆洗式砂濾過機 ２１ 浮き付案内杆 ２２ 貫通孔 ２３ 防水ガラス

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湖沼等水域の一部を原水域護岸で仕切り、
   さらにその外側に予定水域護岸を付設し、この予定水域
   護岸を景観的に良好な所望の形態に仕上げ、この予定水
   域護岸の瀑布口護岸より落下した水を貯水し、水処理の
   原水槽としたことを特徴とする湖沼等の濾過方法。
2. 【請求項２】上記原水域護岸に水門又は取水口を付設
   し、中層水を取水可能とすると共に、該水門もしくは取
   水口に着脱自在な濾過網を付設したことを特徴とする請
   求項１に記載の湖沼等の濾過方法。
3. 【請求項３】上記原水域護岸の水門又は取水口に水位調
   節手段を付設したことを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の湖沼等の濾過方法。
4. 【請求項４】上記原水域護岸又は瀑布口護岸に湖沼等の
   水の中層水乃至下層水を吸水するパイプを埋設したこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記
   載の湖沼等の濾過方法。
5. 【請求項５】上記原水域護岸と予定水域護岸と間の底部
   に、上方に孔を設けたパイプを付設し、このパイプ一端
   の開口を瀑布口護岸の落水面に位置するように付設した
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項
   に記載の湖沼等の濾過方法。
6. 【請求項６】上記予定水域護岸より落水された水又は種
   々な水処理手段により処理された処理水をポンプにより
   湖沼等水域の深層部へ送水したことを特徴とする請求項
   １乃至請求項５のいずれか１項に記載の湖沼等の濾過方
   法。
7. 【請求項７】上記原水側の湖沼等水域の水辺に増減水の
   範囲で小石、砂等を敷き占めた渚を形成したことを特徴
   とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の湖
   沼等の濾過方法。
8. 【請求項８】上記原水域護岸より沖に灰を焼成した造粒
   砂やブロック、又は天然或いは人工のゼオライト、或い
   はセラミックス等、又はこれらの混合物で人工の島を造
   成したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれ
   か１項に記載の湖沼等の濾過方法。
9. 【請求項９】上記予定水域護岸よりさらにその外側に仕
   切壁を付設し、このスペースに水処理手段及び非常用貯
   水部としたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のい
   ずれか１項に記載の湖沼等の濾過方法。
10. 【請求項１０】上記濾過処理手段及び非常用貯水部の後
    方に観覧施設を略原水域上端のレベルで施設したことを
    特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載
    の湖沼等の濾過方法。
11. 【請求項１１】上記予定水域護岸を複数の滝口とそれら
    を連らねた瀑布口とし放水量に応じて瀑布から滝等のよ
    うに景観に変化を与えると共に、瀑布や滝を種々な色で
    ライトアップしたことを特徴とする請求項１乃至請求項
    １０のいずれか１項に記載の湖沼等の濾過方法。
12. 【請求項１２】上記原水域護岸の水門又は取水口或いは
    瀑布口等下部水路に発電手段を付設したことを特徴とす
    る請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の湖沼
    等の濾過方法。
13. 【請求項１３】湖沼水域の一部に原水域護岸を付設し、
    さらにその外側に瀑布口護岸等を設けた予定水域護岸を
    付設し、さらにこの予定水域護岸の瀑布口護岸より落下
    した水を貯水する仕切壁を付設したことを特徴とする湖
    沼等の濾過装置。
14. 【請求項１４】上記原水域護岸の水門又は取水口を中層
    水に開口すると共に、該開口に着脱自在な濾過網を付設
    したことを特徴とする請求項１３に記載の湖沼等の濾過
    装置。
15. 【請求項１５】上記原水域護岸の水門又は取水口に水位
    調節施設を付設し、この水位調節を手動又は自動とした
    ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の湖
    沼等の濾過装置。
16. 【請求項１６】上記原水域護岸又は瀑布口護岸に湖沼水
    の中層乃至下層で上下動して吸水する送水パイプを付設
    し、該送水パイプに手動又は自動で開閉する弁を付設し
    たことを特徴とする請求項１３乃至請求項１５のいずれ
    か１項に記載の湖沼等の濾過装置。
17. 【請求項１７】上記原水側の湖沼等水域の水辺に増減水
    の範囲で小石、砂等を敷き占めた渚を形成すると共に、
    原水域護岸と予定水域護岸と間の底部に、上方に孔を設
    けたパイプを付設し、このパイプ一端の開口を瀑布口護
    岸の落水面に位置するように設けると共に、予定水域護
    岸より落水された水又は種々な水処理手段により処理さ
    れた処理水をポンプにより湖沼水域の深層部に送水する
    手段と、上記予定水域護岸よりさらにその外側に仕切壁
    を付設し、このスペースに水処理施設及び非常用貯水部
    とし、曝気貯留水域である原水槽又は凝集槽或いは沈殿
    槽、もしくは処理槽又は汚泥処理施設或いは横型回転逆
    洗式砂濾過機等の水処理装置により処理された処理水を
    ポンプにより湖沼水域の深層部又は種々な利用水として
    送水したことを特徴とする請求項１３乃至請求項１６の
    いずれか１項に記載の湖沼等の濾過装置。
18. 【請求項１８】上記予定水域護岸に複数の深さの異なる
    滝口とそれらを連らねた瀑布口とを形成し放水量に応じ
    て瀑布から滝等のように景観に変化を与えると共に、瀑
    布や滝をライトアップする種々の色の投光機を瀑布や滝
    の所望位置で昇降自在に付設したことを特徴とする請求
    項１３乃至請求項１７のいずれか１項に記載の湖沼等の
    濾過装置。
19. 【請求項１９】上記原水域護岸より沖に灰を焼成した造
    粒砂やブロック、又は天然或いは人工のゼオライト、或
    いはセラミックス等、又はこれらの混合物で人工の島を
    造成したことを特徴とする請求項１３乃至請求項１８の
    いずれか１項に記載の湖沼等の濾過装置。
20. 【請求項２０】上記原水域護岸の水門又は取水口或いは
    瀑布口等下部水路にクロスフロー翼車又は水車等の発電
    施設を付設したことを特徴とする請求項１３乃至請求項
    １９のいずれか１項に記載の湖沼等の濾過装置。