專利名稱：在連續(xù)水域的部分凈水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及下述在分割區(qū)內(nèi)凈水的連續(xù)水域內(nèi)的凈水方法，在借助將水底的水向水面揚(yáng)水產(chǎn)生的擴(kuò)散循環(huán)進(jìn)行凈水的方法上，被處理水是水庫、河川或港灣等這樣的連續(xù)水域，極其大容量，欲要全部處理，預(yù)計需要巨額費(fèi)用的情況下，將其一部分進(jìn)行分割，在分割區(qū)內(nèi)進(jìn)行凈水，即在分割區(qū)內(nèi)凈水的連續(xù)水域內(nèi)的凈水方法。
以往，利用揚(yáng)水筒使水庫、湖、沼澤等的水循環(huán)流動，增大溶解氧量，促進(jìn)微生物的繁殖，以分解有機(jī)物，與此作用相結(jié)合而進(jìn)行凈水的凈水裝置(特公昭42-5795號)，已為眾所周知。
前述裝置在其后的20年中已逐步得到改進(jìn)，達(dá)到以比較低費(fèi)用凈水的目的，所認(rèn)識到的優(yōu)點(diǎn)有設(shè)備簡易，價格低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)成本低及不必?fù)?dān)心隨著凈水產(chǎn)生二次公害等。已設(shè)置于日本各地，分別達(dá)到所預(yù)期的目的。
前述揚(yáng)水裝置要看條件，例如對于100萬噸的水用1座(例如揚(yáng)水筒直徑為50cm，長度為10m)即可認(rèn)為能夠充分達(dá)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(yáng)水筒，并且要求改善管理等方面的復(fù)雜狀況。因此，申請人提出過特大的大型揚(yáng)水筒(例如將多個直徑80cm的揚(yáng)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(yáng)水筒即可充分達(dá)到目的的大型揚(yáng)水筒?？墒窃诰徛鲃拥暮哟?、用于養(yǎng)殖鱗介類的港灣，大容量水庫等連續(xù)水域，要處理的水量飛躍增加，要求數(shù)億噸以上的凈水能力，設(shè)置座數(shù)也顯著增多，費(fèi)用也增加，因此，成為問題的是用現(xiàn)有的揚(yáng)水筒事實(shí)上已是難以解決。
本發(fā)明鑒于在連續(xù)水域中不需要全部進(jìn)行凈水情況，就連續(xù)水域的一部分，例如將引水側(cè)分割，就該分割水域的凈化進(jìn)行研究的結(jié)果查明，能使分割開的一部分水域與獨(dú)立的較小容量的水庫等同樣地進(jìn)行凈水，于是從技術(shù)上將其進(jìn)行歸納，完成了本發(fā)明。在最早，也曾有人想用鋼板樁及其他堰堤來進(jìn)行分割，或只對引入分水池的水進(jìn)行凈化，但是這樣的工程必須有巨額的工程費(fèi)，或有時由于水太深(如50m以上)，不可能利用堰堤進(jìn)行分割等，而不能達(dá)到實(shí)用化。
本發(fā)明采取的方法是，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(qū)內(nèi)的水利用曝氣凈水方法進(jìn)行凈化處理。
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(yáng)水筒的頂端部分設(shè)置揚(yáng)水?dāng)U散導(dǎo)板，或利用揚(yáng)水筒的擴(kuò)散水流進(jìn)行流動控制，如此解決了前述的分割問題。
根據(jù)本發(fā)明，所用的揚(yáng)水凈化方法上，揚(yáng)水是沿著水面進(jìn)行擴(kuò)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(yáng)水?dāng)U散導(dǎo)板作為設(shè)置在揚(yáng)水筒上部的揚(yáng)水導(dǎo)板而構(gòu)成。
本發(fā)明是利用水流將連續(xù)水域的一部分進(jìn)行分割，在前述一部分水域內(nèi)進(jìn)行凈水，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)的凈化同樣地進(jìn)行凈水。
從本發(fā)明來看，由于是利用水流來劃分大量水域，因此與少量水域凈化采用同一方法，即能將來自大量水域的放出水充分進(jìn)行凈化。
因此，本發(fā)明所取得的效果是，對于采用現(xiàn)有的方法需要龐大揚(yáng)水筒群那樣的大量水域或連續(xù)水域，采用本發(fā)明的方法后，能使用較少座數(shù)的揚(yáng)水筒，合理地達(dá)到目的。
第1圖是本發(fā)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(fā)明的大量水域的例示平面圖。第4圖是本發(fā)明的部分剖開的揚(yáng)水筒放大主視圖。第5圖是本發(fā)明的由氣泡形成上升流的方法的實(shí)施圖。第6圖是本發(fā)明的改變了氣泡承受裝置的另一實(shí)施圖。第7圖是本發(fā)明的設(shè)置揚(yáng)水?dāng)U散導(dǎo)板的揚(yáng)水筒的部分放大圖。第8圖是上述揚(yáng)水筒的放大俯視圖。第9圖是上述揚(yáng)水筒的平面布置圖。第10圖是本發(fā)明用以表示利用外側(cè)揚(yáng)水筒完成的控制方法的揚(yáng)水筒平面布置圖。
實(shí)施例1結(jié)合第1圖～第3圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
靠近第3圖所示的水庫1的引水堰2，設(shè)置揚(yáng)水筒3、3a、3b，在其外側(cè)(與引水堰相對的一側(cè))設(shè)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(shè)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(jìn)行吊掛，與此同時，用連桿10及循環(huán)水管11連結(jié)下部水管8，并且用纜索12把重錘13吊掛到下部水管8上，借此，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(jù)從揚(yáng)水筒3、3a、3b擴(kuò)散的循環(huán)水的水深來確定。
在前述實(shí)施例中，泵14-開動(第1圖)，水即如箭頭16所示，通過循環(huán)水管11進(jìn)行流動，到達(dá)上部水管6，如箭頭16a所示那樣流動，然后從狹縫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(jīng)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(yáng)水筒3出來的擴(kuò)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，能有效地凈化垂直流動水層4與引水堰2之間的水。
前述各揚(yáng)水筒3、3a、3b的擴(kuò)散水，被垂直流動水層4攔截而進(jìn)行轉(zhuǎn)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的凈水。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(jìn)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凈化，在放水時成為所定的凈水。
下面，結(jié)合第4圖來說明前述揚(yáng)水筒的一例。
在該實(shí)例中，是就單個揚(yáng)水筒來進(jìn)行說明，但即使是復(fù)合揚(yáng)水筒(將多個單個揚(yáng)水筒組合起來，使其成為能進(jìn)行大容量揚(yáng)水的型式)，當(dāng)然也能用于本發(fā)明的揚(yáng)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(nèi)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(jié)在外筒30的上部的送氣軟管33壓入時，空氣室內(nèi)的水位即根據(jù)進(jìn)氣量，如箭頭35所示那樣下降，水位一達(dá)到設(shè)置于內(nèi)筒32的下方筒壁上的連通孔36時，空氣室29內(nèi)的空氣就經(jīng)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(nèi)，并在筒體28內(nèi)成為空氣泡42，借助浮力如箭頭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(dá)到揚(yáng)水的目的。另一方面，空氣室29內(nèi)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(nèi)，因此，空氣復(fù)原到積存前的狀態(tài)，隨著加壓空氣的流入，逐步積蓄。于是，空氣在筒體28內(nèi)，由于前述虹吸作用的結(jié)果，以所定的時間間隔被擠出，空氣泡在筒體28內(nèi)上升。
實(shí)施例2下面結(jié)合第5圖及第6圖說明利用氣泡發(fā)生垂直流動水流的實(shí)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(shè)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(wěn)定在水底50。在前述送氣管45的正上方水面附近，設(shè)置一個具有垂直導(dǎo)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，于是，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借助導(dǎo)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(dǎo)板51，在浮子56下面傾斜設(shè)置導(dǎo)板55。因此，由氣泡帶出的水將如箭頭53所示那樣上升，然后向箭頭54所示的方向移動，以形成垂直流動水流。
實(shí)施例3第7圖、第8圖、第9圖所示的實(shí)施例是把在前述筒體28的上端設(shè)置有半圓形揚(yáng)水?dāng)U散導(dǎo)板22、22a、22b的揚(yáng)水筒3c、3d、3e排列起來的型式。借助前述揚(yáng)水?dāng)U散導(dǎo)板22、22a、22b時，筒體28的揚(yáng)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(kuò)散，因此，如點(diǎn)劃線箭頭25所示那樣從筒體28進(jìn)行擴(kuò)散的情形極少。另外，鄰接揚(yáng)水筒3、3a、3b的揚(yáng)水即使如第9圖中箭頭26、26a、26b所示那樣擴(kuò)散，也會被前述箭頭24、24a、24b所示那樣擴(kuò)散的水?dāng)r截，而改變流動方向，因此，大體上停留在第3圖中水域A內(nèi)，浸入水域B的量非常少，因此，實(shí)質(zhì)上可看成是水域A內(nèi)的凈水。
實(shí)施例4第10圖所示的實(shí)施例是將不用揚(yáng)水?dāng)U散導(dǎo)板的揚(yáng)水筒3f、3g、3h并列設(shè)置，以形成最外側(cè)揚(yáng)水筒列。該最外側(cè)揚(yáng)水筒的揚(yáng)水雖然擴(kuò)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(kuò)散到狹水域A的內(nèi)側(cè)，因此，與揚(yáng)水筒3、3a、3b的擴(kuò)散水即箭頭19、19a、19b所示的擴(kuò)散水相遇，使揚(yáng)水筒3、3a、3b的擴(kuò)散水的流水停留在水域A內(nèi)，結(jié)果實(shí)現(xiàn)水域A內(nèi)及其附近的凈水。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)水域的部分凈水方法，其特征在于將大容量水庫的一部分利用流水隔離手段進(jìn)行分割，將該分割區(qū)內(nèi)的水利用曝氣凈化方法進(jìn)行凈化處理。
2.權(quán)利要求書第1項(xiàng)所述的連續(xù)水域的部分凈水方法，其特征在于流水隔離手段是沿著分割水域形成垂直流動水層，或設(shè)置揚(yáng)水筒的揚(yáng)水?dāng)U散控制板，或利用揚(yáng)水筒的擴(kuò)散水流進(jìn)行流動控制。
3.權(quán)利要求書第2項(xiàng)所述的連續(xù)水域的部分凈水方法，其特征在于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(quán)利要求書第2項(xiàng)所述的連續(xù)水域的部分凈水方法，其特征在于由揚(yáng)水?dāng)U散控制板作為設(shè)置在揚(yáng)水筒上部的揚(yáng)水導(dǎo)板。
全文摘要
本發(fā)明涉及下述在連續(xù)水域的部分凈水方法，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(qū)間，在該分割區(qū)間內(nèi)實(shí)行曝氣凈化。本發(fā)明的分割手段具有的特點(diǎn)是，利用空氣或水的流動層來限定凈水區(qū)域，分割時，不是修筑堰堤，可確保水域的連續(xù)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(fèi)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(yōu)先權(quán)日1987年6月18日
發(fā)明者小島貞男 申請人:海洋工業(yè)股份有限公司