JP3607693B2

JP3607693B2 - Aeration method and apparatus, and purification apparatus provided with the aeration apparatus

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Publication number: JP3607693B2
Application number: JP2002238397A
Authority: JP
Inventors: 四志男宮坂; 隆三成田
Original assignee: Fuji Kihan Co Ltd
Current assignee: Fuji Kihan Co Ltd
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2022-08-19
Also published as: JP2004074027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曝気方法及びこの方法を実施するための曝気装置並びに前記曝気装置を備えた浄化装置に関し、有機物をはじめとする汚濁物質を含む汚水の処理に用いられ、特に、前記汚濁物質を気化して除去する曝気処理と共に汚濁物質の酸化分解処理を行なう曝気方法及び曝気装置並びに前記曝気装置を備えた浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭廃水、工場廃水、下水等、有機物をはじめとする汚濁物質を含む汚水を処理する方法は従来から多種提案されているが、その一つに、処理対象である汚水に空気を供給することによって水質の浄化を行なう「曝気処理」がある。
【０００３】
この曝気処理には、散水手段にて処理対象である水を大気中に散布する散水法、スクリュその他の攪拌装置にて水を攪拌することにより空気と接触させる機械式攪拌法、水没させた多孔質の散気板あるいは散気管にて圧縮空気を供給する散気法などがあり、このようにして処理対象である水を空気と接触させることにより、この水に含まれる揮発性有機物等を気化させて当該有機物等を水中から除去したり、好気的微生物を利用した生物酸化法等において微生物に酸素を供給し、当該微生物の活動を活性化するのに利用されている。
【０００４】
このような曝気処理を行なう曝気装置は、養魚用池、湖沼、内湾等、動植物の活動によりアンモニアや亜硝酸等の有機物が発生する閉鎖性水域の汚水の浄化に対しても以前から利用されている。
【０００５】
図３に示す曝気装置７０は、一例として鯉等を養殖する養魚用池の水を処理対象として使用するものであり、図３に示す構成例では、曝気装置７０の下方に既知の濾過装置３０が取り付けられ、全体として浄化装置１’を構成している。
【０００６】
前記浄化装置１’の一部を成す従来の曝気装置７０は、底面２７が通水性を有するパンチングメタルや金網等で形成されている略直方体の容器である曝気槽２０の内部に、バクテリア等の微生物７２が付着したセラミック等の多孔質濾材７１が高さ方向の約３分の１程度充填されている。また、前記濾材７１の上方には多数の小孔が形成された散水管を備えた散水手段１１が当該小孔を下向きとするよう配置されており、養魚池から汲み上げられた水はこの散水手段１１により曝気槽２０内に噴射されるよう構成されている。
【０００７】
また、当該曝気槽２０内部に充填された濾材７１には日光の照射により藻等が発生するため、これを防止すべく、曝気槽２０の上面２６は遮光性の蓋にて被蓋されている。
【０００８】
以上説明した構成の従来の曝気装置７０による汚水処理を説明すると、まず、浄化対象水系である養魚用池の水が処理対象として散水手段１１より曝気槽２０内部へ噴射される。噴射された水は、散水手段１１による噴射時の他、曝気槽２０の内壁や、曝気槽２０内部に充填された濾材７１との衝突による飛散の際に空気と接触し、水中に含まれる揮発性有機物を気化させ水中から除去する曝気処理が行なわれる。その後、曝気された水は前記散水手段１１下方に位置する曝気槽２０内の濾材７１間を通過する際に、前記曝気処理によっては除去することのできない餌の食べ残しや魚の糞等の有機物、その他の水中の汚濁物質が前記濾材７１に捕捉されると共に、捕捉された有機物等は濾材７１の表面に付着させたバクテリア等の微生物７２によって酸化分解される。
【０００９】
従って、上記構成を備えた図３に示す曝気装置７０は、散水による前記曝気処理に加え、バクテリア等の微生物７２による生物濾過処理も行なうことができる。本明細書において前記濾材による捕捉及び微生物による酸化分解をあわせて「生物濾過」という。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の曝気装置７０にあっては、バクテリア等の微生物７２を濾材７１に多量に付着させて生物濾過効果を向上させるために、比較的粒径の小さい濾材７１を曝気槽２０内に多数充填して表面積を稼ぐよう構成されている。従って、濾材７１間に形成される間隙は狭くなることから、散水手段１１より噴射された水は、充填された濾材７１の最上層７１’に衝突するとその勢いを失い、その下層に配置されている濾材７１に対しては重力により落下する際にその表面上を流れ落ちるのみとなる。そのため、処理対象である水が濾材７１と衝突し飛散することによる空気との接触という効果は充填された前記濾材７１のうちのごく一部（最上層７１’）でしか得ることができず、曝気効果が十分であるとはいえなかった。
【００１１】
一方、曝気効果を高める方法として、前記散水手段１１の水圧を上げ、濾材７１の最上層７１’との衝突時に生じる水の飛散をより激しくすることも考えられるが、水が高い圧力で濾材７１と衝突することにより当該濾材７１に付着している微生物７２が除去されてしまうため、生物濾過効果が減少してしまう。
【００１２】
以上のように、従来の曝気装置７０においては、曝気効果と生物濾過効果の双方を高効率で発揮させることが困難であった。
【００１３】
また、処理対象である水を曝気処理すると、水中に存在する揮発性の有機物等は気化するので当該水中からは除去されたといえるが、前記気化された有機物等は雨などと接触することによって再び水中へ戻ってしまうことから、これのみでは根本的な除去が行なわれたとはいえない。従って、上記曝気処理によって気化された有機物等についても、これを単に大気中に放出するのみではなく、分解除去を行なうことが望ましい。
【００１４】
しかし、上記従来の曝気装置７０にあっては、曝気処理により気化した有機物は最上層７１’以外の濾材７１には接触しにくいため、濾材７１に付着する微生物７２による生物濾過効果が得にくく、気化したこれらの有機物等は分解されることなく大気中に放出されてしまうという問題があった。
【００１５】
この他にも、前記微生物７２による生物濾過では、有機物を酸化分解する微生物の活動が湿度や水のＰＨ等、種々の条件によって変化してしまうため、安定した生物濾過効果を得ることが困難であるという問題を有していた。
【００１６】
そこで、本発明は、処理対象である水に含まれる揮発性有機物等の汚濁物質を気化させる曝気処理を高効率で行なうことができると共に、前記水に含まれる有機物等の汚濁物質を分解除去可能であり、また、曝気によって気化された汚濁物質についても分解除去が可能な曝気方法及び曝気装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明の曝気方法は、処理対象とする水を散水手段１１により曝気槽２０内に噴射し、前記曝気槽２０内に配置され、ショットピーニングにより形成された酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２を有する多孔板２１と衝突させ飛散させることにより曝気処理を行なうと共に、当該水中に含まれる、又は、前記曝気処理によって水中から気化した汚濁物質を前記多孔板２１の酸化金属被膜２２と接触させることによって酸化分解処理することを特徴とする（請求項１）。
【００１８】
前記曝気方法を実施するための本発明の曝気装置１０は、底部に排水構造を備えた曝気槽２０を設け、この曝気槽内２０にショットピーニングにより酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２が形成された多孔板２１を配置すると共に、処理対象とする水を前記多孔板２１の表面に向かって噴射する散水手段１１を設けたことを特徴とする（請求項２）。
【００１９】
前記曝気槽２０は、その上部を開放し、又は透光性の蓋体にて被蓋されていることが好ましい（請求項３）。
【００２０】
曝気効率向上のため、前記曝気槽２０内には、前記多孔板２１を複数枚、相互に略平行となるよう所定間隔で配置することが好ましい（請求項４）。
【００２１】
また、前記多孔板２１をチタン製の金網とし、これに形成する酸化金属被膜２２をチタニア被膜とすることもできる（請求項５）。
【００２２】
前記多孔板２１に形成された酸化金属被膜２２は、粒径が２００μｍ以下、好ましくは３０μｍ〜１００μｍの、球状又は多角形状の金属粉体を、噴射圧力０．３ＭＰａ、好ましくは０．５ＭＰａ以上で噴射することによって形成することが好ましく（請求項６）、前記酸化金属被膜２２の形成に使用する前記金属粉体は、チタン、亜鉛、タングステン、錫、ジルコニウム、又はこれらの合金から成る粉体を使用することができる（請求項７）。
【００２３】
また、底部に排水構造を備えた曝気槽２０を設け、この曝気槽２０内にショットピーニングにより酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２が形成された多孔板２１を配置すると共に、処理対象とする水を前記多孔板２１の表面に向かって噴射する散水手段１１を設けた本発明の曝気装置１０の下方に、前記曝気槽２０の底部から排出された曝気処理後の水を導入すると共に、この導入された水を濾過する濾過装置３０を配置し、浄化装置１とすることもできる（請求項８）。
【００２４】
前記浄化装置１に使用する濾過装置３０は、微生物７２により生物濾過を行なう濾過装置３０とすることが好ましい（請求項９）。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の曝気装置の実施形態を、以下、図を参照しつつ説明する。本実施形態にあっては、前記従来の曝気装置７０と同様、一例として鯉等を養殖する養魚用池を浄化対象水系とし、この池の水を処理対象として使用する曝気装置１０について説明する。
【００２６】
本発明の曝気装置１０は、底部に排水構造を備えた曝気槽２０を設け、この曝気槽２０内にショットピーニングにより酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜が形成された多孔板２１を配置すると共に、処理対象とする水を前記多孔板２１の表面に向かって噴射する散水手段１１を設けたものである。
【００２７】
図１に示す曝気装置１０にあっては、上面２６を開口しており、底面２７が通水性を有するパンチングメタルや金網等で形成されている略直方体の容器である曝気槽２０の内部に、酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２の形成された３枚の多孔板２１を上下方向に所定間隔で水平に配置すると共に、前記多孔板２１の上方には処理対象となる水を下方に向かって噴射する散水手段１１を設けており、養魚池から汲み上げられた水は、この散水手段１１から曝気槽２０内部へと噴射され、曝気槽２０内部の多孔板２１等を通過した後、底面２７より排出されるよう構成されている。
【００２８】
本実施形態にあっては、曝気槽２０底部の排水構造を、底面２７が通水性を有するよう構成することにより実現しているが、曝気処理後の水を曝気槽２０から排出することができるような構造であれば特に限定されず、例えば、曝気槽２０の底部を略逆角（円）錐状とし、当該底部の先端に接続された排水管から曝気処理後の水を排出するよう構成したり、曝気槽の底面２７又は側面２５下方に直接排水管を設けることとしてもよい。
【００２９】
なお、後述するように既知の濾過装置３０を前記曝気装置１０の下方へ配置して浄化装置１と成し、曝気処理後の水を当該濾過装置３０へと導入するような場合には、本実施形態のように曝気槽２０の底面２７全体から排水可能であるよう構成することが好ましい。
【００３０】
前記散水手段１１は、前記多孔板２１の表面に対し処理対象となる水を噴射し得るものであれば如何なる構成であっても良いが、本実施形態にあっては、曝気槽の側面２５を貫通して曝気槽２０内部の中央に至る給水管１３の先端に、噴射時の水圧により回転する散水器１２を取り付けたものを散水手段１１としている。従って、前記散水手段１１から噴射された水は散水器１２の回転に伴って前記多孔板２１の表面と万遍なく衝突し、好適に飛散する。
【００３１】
また、前記散水手段１１は、噴射する水の圧力を変化させる水圧調整手段を備えており、本装置を使用する状況に応じて水圧を調整可能に構成されていることが好ましい。
【００３２】
従来の曝気装置７０では、散水手段１１より噴射された水が下層に位置する濾材７１と衝突飛散しないため、高い曝気効果を得ることが困難であった。
【００３３】
しかし、本発明では多孔板２１を所定間隔にて曝気槽２０に収容することとしており、当該多孔板２１によれば、処理対象である水は最上段に配置された多孔板２１ａに衝突した後にもその勢いを失わず飛翔を続け、下方に配置された多孔板２１ｂ，２１ｃとも衝突することが可能であり、好適に空気と接触することができるため、高い曝気効果を得ることができる。
【００３４】
なお、前記多孔板２１の収容枚数や曝気槽２０内での配置間隔、また、散水手段１１の構成等は、処理対象である水が多孔板２１の表面と好適に衝突して飛散することにより空気と十分に接触し、高い曝気効果を得ることができるものであれば特に限定されず、例えば、前記多孔板２１の枚数を４枚以上としたり、前記多孔板２１を水平でなく傾斜させて配置してもよい。
【００３５】
また、前記多孔板２１の形状は図１に示すような平板状に限らず、曝気槽２０内部において湾曲させ、または筒状に形成することもできる。
【００３６】
例えば、略円筒状に丸めた多孔板２１を曝気槽２０内部へ挿入すると共に、一端開口を閉塞された金属、塩化ビニル、その他のパイプにその肉厚を貫通する多数の小孔が全周にわたって形成された散水管を散水手段１１として前記多孔板２１の内部中央に配置し、前記散水管から、その周囲に配置されている多孔板２１に向かって処理対象である水を放射線状に噴射するよう構成することもできる。
【００３７】
このような構成とすることにより、散水手段１１が上述した実施形態の散水器１２のように回転する構成を備えていなくても、多孔板２１の表面全体に処理対象である水を噴射することが可能となる。
【００３８】
また、多孔板２１をこのように円筒状に形成した場合でも、径の異なる複数の円筒状の多孔板２１を曝気槽２０内部に同心状に挿入することにより、前述する実施形態のように、処理対象の水を多孔板２１に複数回衝突飛散させ、曝気効率を向上させることが可能である。
【００３９】
前記曝気槽２０に収容される多孔板２１は、前記散水手段１１から噴射された処理対象である水を衝突させて曝気を促進すると共に、当該多孔板２１に形成された酸化金属被膜２２によって、前記水中に含まれる、又は前記曝気処理により気化した有機物等の汚濁物質を酸化分解するためのものである。
【００４０】
従って、この多孔板２１は、処理対象である水と十分な接触面積が確保でき、錆や腐食等、長期間の水との接触による劣化に強く、後述の酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２を形成することが可能な材質から成るものとする。
【００４１】
多孔板２１に要求される前述の条件から、前記多孔板の材質としては、各種金属の他、セラミック等を使用することができる。また、金属製のものを使用する場合には錆や腐食に強いステンレス鋼やチタン製の金網を使用することが好ましい。
【００４２】
特に、チタン製の金網は腐食等が生じ難く長期の使用に馴染むだけでなく、水に溶けにくく、人体や動植物に対して無害であることが知られていることから、本実施形態にあっては前記多孔板２１としてチタン製の金網で、厚みが１．０ｍｍ、開孔の大きさが短幅６．８ｍｍ×長幅１２．７ｍｍの菱形、線径が１．０ｍｍのラス２１を用いることとする。
【００４３】
ここでラスとは、軟鋼薄板に多くの切れ目を一定間隔に入れ、横に引き伸ばして網状にしたメタルラスや、鉄線により成形されたワイヤーラス等が含まれるが、前記金網としては、前述のラスに限定されず既知の各種金網を使用することができる。
【００４４】
なお、本実施形態にあっては前記多孔板２１として金網を使用することとしているが、前述する多孔板の条件を満たすものであれば特に限定されず、パンチングメタルやハニカム状に押出成形されたもの等、多数の開孔を有する各種の多孔板を使用することが可能である。
【００４５】
前記多孔板である金網２１にはショットピーニングにより酸化金属被膜２２が形成されており、当該酸化金属被膜２２が、従来の曝気装置７０において行なわれていた前記微生物７２による生物濾過効果と同様の酸化分解効果を発揮するよう構成されている。
【００４６】
前記金網２１に形成される酸化金属被膜２２は、金属粉体を前記金網に対して高速投射することにより形成される。前記被膜形成に使用する金属としては、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、タングステン（Ｗ）、錫（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びこれらの合金等を挙げることができる。これらの金属粉体を例えば圧縮空気を利用して前記金網２１に高速噴射すると、当該金属粉体は前記金網２１表面に溶融付着すると共に、この溶融付着の際に酸化するため、金網２１にはＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＷＯ_３、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２等の酸化金属被膜２２が形成される。
【００４７】
上記方法により形成された酸化金属被膜２２は、被膜表面からの深さが増すにつれて酸素との結合がわずかづつ欠乏気味となる構造（本明細書において、このような構造を「酸素欠乏傾斜構造」という。）を有している。
【００４８】
上記ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＷＯ_３、ＳｎＯ_２、ＺｒＯ_２等の酸化金属は、紫外線の照射により有機物等の酸化分解を行なう光触媒機能を発揮する。しかし、紫外線は水に対する透過率が低いことから、本発明の曝気装置１０のように水中で有機物等の酸化分解を行なう必要のある分野においては、紫外線に応答して光触媒機能を発揮する既知の光触媒（以下、「紫外線応答型光触媒」という。）を使用することは困難であった。
【００４９】
しかし、本発明に使用する酸化金属被膜２２は、前述する酸素欠乏傾斜構造により、紫外線以外の電磁波（ガンマ線、Ｘ線、可視光線、赤外線、電波等）に対しても応答するという性質を有しており、上記電磁波のうちいずれかのエネルギーがあれば光触媒機能を発揮することができる。従って、酸化金属被膜２２に水が噴射される本曝気装置１０の構成においても好適に有機物等の酸化分解を行なうことができる。
【００５０】
さらに、金属粉体の噴射により形成された本発明の酸化金属被膜２２は安定した酸素欠乏傾斜構造を有するため、長期間にわたって安定した光触媒機能を発揮することができる。
【００５１】
前記酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２の形成に使用する金属粉体の形状は、球状または多角形状が好ましく、粒径は２００μｍ以下、好ましくは３０μｍ〜１００μｍとする。また、噴射圧力は０．３ＭＰａ以上で、噴射粉体の材質等にもよるが、形成された被膜２２を安定させるために、好ましくは０．５ＭＰａ以上とする。
【００５２】
前記被膜２２の形成に使用する金属は、光触媒機能を発揮するものであれば上記例に限定されず、また、上記金属等に白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）等の貴金属粉体を混合して同時に噴射することによりこれらの金属を被膜中に担持させることもできる。
【００５３】
本実施形態にあっては、多孔板である前記チタン製のラス２１表面にチタン（Ｔｉ）粉末をブラストしてチタニア（酸化チタンＴｉＯ_２）被膜を形成し、当該チタニア被膜２２によって前記有機物等の酸化分解処理を行なうこととする。
【００５４】
前記曝気槽２０に金網２１を収容する本発明の構成により、高い曝気効果が得られる点は上述したとおりであるが、この他、当該金網２１表面の酸素欠乏傾斜構造を有する酸化金属被膜２２によって、本発明の曝気装置１０は以下のような効果が得られる。
【００５５】
本発明において有機物等の酸化分解を行なう酸化金属被膜２２は、ショットピーニングにより金網２１上に安定した状態で溶融付着して形成されたものであることから、従来の曝気装置７０において濾材７１に付着させた微生物７２等のように、散水手段１１から噴射される水の圧力を上げても金網２１から流れ落ちることがなく、従って前記水圧の上昇による曝気効率の向上を図ることが可能となる。また、散水手段１１の水圧を上げることは、酸化金属被膜２２が有機物を分解することにより形成された無機物が金網２１表面に付着するのを防止することにもつながる。
【００５６】
さらに、本発明の前記金網２１に形成された酸化金属被膜２２は酸素欠乏傾斜構造を有していることから、水との接触による光触媒機能の低減という紫外線応答型光触媒が有する問題が生じず、高い光触媒効果を得ることができる。
【００５７】
なお、本発明で用いる前記酸化金属被膜２２は、前述した従来の曝気装置７０における微生物７２と同様に各種の汚濁物質を分解することが可能であるが、これに加え、光触媒によって分解されることが知られている物質等についても酸化分解することができる。本発明で用いる前記酸化金属被膜２２が分解可能なものとしては、アンモニア、亜硝酸等の有機物のほか、ダイオキシン等の揮発性有機塩素化合物や有機リン化合物、ホルムアルデヒド、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄化合物（ＳＯｘ）といった有害物質、大腸菌や黄色ブドウ球菌等の細菌類など、種々の汚濁物質等が広く含まれる。
【００５８】
従って、前記酸化金属被膜２２を用いた本発明の曝気装置１０によれば、上記物質や菌の分解により、脱臭、抗菌、防汚等の効果を得ることができる。
【００５９】
さらに、従来の曝気装置７０にあっては、曝気槽２０に充填された濾材７１による生物濾過は、水中に含まれる有機物に対して行なわれ、曝気処理によって気化され水中から除去された有機物については酸化分解されないまま大気に放出されるという問題があった。しかし、本発明の曝気装置１０では、曝気槽２０内に収容された金網２１が多数の開孔を有しており、且つ、各金網２１が所定間隔を介して配置されていることから、散水手段１１より噴射された水のは最上段に配置された金網２１ａの表面のみでなく、下方に配置された金網２１ｂ、２１ｃの表面とも衝突飛散し、曝気がなされる。これらの曝気により気化した有機物等は、前記曝気槽２０内の空間を流動することとなるが、この際、これらの有機物等は前記金網２１ａ，２１ｂ，２１ｃ表面の酸化金属被膜２２と接触することにより酸化分解されることから、曝気により気化した有機物等の汚濁物質をそのまま大気に放出することを防ぐことができる。
【００６０】
本発明の前記曝気装置１０は、曝気槽２０内部に収容する前記金網２１の酸化金属被膜２２に十分な電磁波を与えることにより高効率の光触媒効果を得るものであるため、曝気槽２０内に太陽光線等の電磁波が当たるよう構成されていることが好ましい。
【００６１】
本実施形態にあっては、前記曝気槽２０の上面２６を開口しているが、この他、前記上面２６をガラス等、透光性の高い材質からなる蓋にて被蓋することもできる。また、前記曝気槽２０内に配置する金網２１と同様に酸化金属被膜が形成された金網２１にて曝気槽２０の上面２６を被蓋してもよい。これにより、曝気槽２０内部で気化された有機物等は、前記上面２６を介して曝気槽外に流出する際にも金網２１と接触し酸化分解される。
【００６２】
また、前記曝気槽２０底部の排水構造を本実施形態のように通水性を有する底面２７によって実現する場合には、当該底面２７を曝気槽２０内に配置する金網２１と同様に酸化金属被膜２２が形成された金網２１で形成してもよい。これにより、曝気槽２０の底面２７においても、金網２１の酸化金属被膜２２による酸化分解効果を得ることができる。
【００６３】
以上説明した構成の本発明の曝気装置１０による汚水処理を説明すると、まず、処理対象となる養魚用池の水は、散水手段１１の給水管１３を通じて散水器１２より噴射される。噴射された水は前記散水手段１１による噴射時の他、曝気槽２０の内壁や、曝気槽２０内部に収容された金網２１との衝突による飛散の際に空気と接触し、水中に含まれる揮発性有機物を気化させて水中から除去する前記曝気処理が行なわれる。本発明の曝気装置１０においては、この曝気処理は、前記金網２１のうち最上段に位置する金網２１ａのみならず、その下方に所定間隔で配置された中段、下段の金網２１ｂ，２１ｃにおいても行なわれるため、高い曝気効率を得ることができる。前記曝気処理された水は、その後前記金網２１の開孔を通過するが、その際、前記曝気処理によって除去されなかった餌の食べ残しや魚の糞等の有機物、細菌類、その他の水中の汚濁物質は前記金網２１表面の酸化金属被膜２２と接触することにより酸化分解される。また、前記曝気によって気化した有機物等も、金網２１の酸化金属被膜２２と接触することにより酸化分解が行なわれる。
【００６４】
前記金網２１を通過し、曝気槽２０の底面２７より排出された水は、浄化対象水系であるもとの養魚池へ返送されてもよく、または、後述するように既知の濾過装置３０へと導入されてもよい。
【００６５】
本発明の曝気装置１０は、図１に示すように、既知の濾過装置３０と組み合わせ、浄化装置１として構成することもできる。
【００６６】
以下、図１に示す実施形態における浄化装置１の全体構成について説明すると、前記本発明の曝気装置１０の下方には２つの濾過槽を有する濾過装置３０が配置されており、前記濾過装置３０は、略直方体に形成されたドライ濾過槽３１と、角筒状の胴部４５と略逆角錐状に形成された底部４７から成るウェット濾過槽４１が上下方向に重ねられて成る。
【００６７】
本実施形態にあっては、前記曝気装置１０は、曝気槽底面２７の四隅に所定長さの足２８が設けられており、曝気装置１０の下方に前記濾過装置３０を配置した際、前記濾過装置３０との間に所定の空間が形成されるよう構成されている。
【００６８】
曝気装置１０の下方に配置されるドライ濾過槽３１は、前記曝気槽２０と同様、その底面３７が通水性を有するパンチングメタルや金網等で形成されていると共に、その底面３７の四隅には所定長さの足３８が設けられている。
【００６９】
また、ドライ濾過槽３１の上面３６は開口しており、その上方に重ねられている曝気槽２０を通過した水は当該開口３６からドライ濾過槽内部に導入されるよう構成されているが、前記曝気槽２０とドライ濾過槽３１との間に形成された空間を通過した水が確実に前記ドライ濾過槽３１の開口３６内に導入されるよう、当該上面開口３６の周縁には、外側に向かって斜め上方向に傾斜するつば３９が設けられている。
【００７０】
前記ドライ濾過槽３１の内部には、砂、セラミック濾材、その他の既知の濾材３２が水没しない状態に配置されており、処理対象の水がこのドライ濾過槽３１内を通過すると、その中に含まれる汚濁物質が前記濾材３２に捕捉除去されるよう構成されている。なお、ドライ濾過槽３１内部に配置される濾材３２にも、前記従来の曝気装置７０に用いられている濾材７１と同様、バクテリア等の微生物７２を付着させてもよい。
【００７１】
ドライ濾過槽３１のさらに下方に配置されるウェット濾過槽４１は、その内部に、バクテリア等の微生物の住処となる濾材、例えばロール状に形成されたブラシから成る濾材や、マット状乃至は網状の濾材、網袋等にサンゴ砂、牡蠣殻、その他前述したセラミック濾材等の既知の濾材４２が配置されている。
【００７２】
また、前記ウェット濾過槽４１の上面４６は開口しており、前記ドライ濾過槽３１を通過した水をウェット濾過槽４１の内部に導入するろうと状の捕水管４８がこの開口４６内に挿入されている。
【００７３】
前記捕水管４８は、その先端がウェット濾過槽４１内部の前記濾材４２よりも下方に位置するよう取り付けられていると共に、ウェット濾過槽４１の濾材４２配置位置よりも上方の胴部４５に排水管５０が取り付けられており、従って、処理対象の水は処理対象水中に水没する濾材４２中を下方から上方へと通過し、その後前記排水管５０よりウエット濾過槽４１外に排出されるオーバーフロー型に構成されている。
【００７４】
また、略逆角錐状に形成された底部４７の中央には、メンテナンス時の水抜き等に使用する廃棄管６０が接続されている。前記廃棄管６０には自動廃水が可能となるよう電磁弁６１が設けられていることが好ましい。
【００７５】
上記構成からなる本実施形態の浄化装置１による浄化処理工程を説明すると、まず、浄化対象水系である養魚用池の水が前記曝気装置１０の散水手段１１より曝気槽２０内へと噴射される。噴射された処理対象である水は、その後、曝気槽２０内において曝気処理及び金網２１表面の酸化金属被膜２２による酸化分解処理を経て、曝気槽底面２７より排出される。当該曝気装置１０により処理された水は、前記曝気装置１０の下方に位置する濾過装置３０のうち、ドライ濾過槽３１内部へと導入される。なお、この導入の際、曝気槽底面２７から排出された水は、前記曝気槽２０と前記ドライ濾過槽３１との間に形成された空間においても空気と接触するため、当該空間においても曝気処理がなされる。
【００７６】
前記曝気装置１０からドライ濾過槽３１へと導入された水は、ドライ濾過槽３１内に配置されている濾材３２中を重力に従って通過し、この際、前記曝気装置１０において除去しきれなかった懸濁性物質等の汚濁物質が前記濾材３２によって捕捉される。また、前記濾材３２がバクテリア等の微生物７２を付着している場合には、当該微生物７２によって捕捉された有機物等が生物濾過される。
【００７７】
前記ドライ濾過槽３１を通過した水は、当該ドライ濾過槽３１よりもさらに下方に位置するウェット濾過槽４１へと導入される。処理対象である水が前記ドライ濾過槽３１からウェット濾過槽４１へ導入される際には、ウェット濾過槽４１の上面開口部４６に取り付けられた捕水管４８を通じてウェット濾過槽４１内部へと直接導入される。その後、処理対象である水はウェット濾過槽４１内部を充填しつつ、捕水管４８の先端より上方に配置された濾材４２を下から上へと浸透して通過することにより濾過される。
【００７８】
ウェット濾過槽４１における濾過も、前記ドライ濾過槽３１における処理と同様、濾材４２が汚濁物質を捕捉除去する他、当該濾材４２がバクテリア等の微生物７２を付着させている場合には当該微生物７２による生物濾過が行なわれる。
【００７９】
上記ドライ濾過槽３１、ウェット濾過槽４１からなる濾過装置３０によって濾過処理された水は、ウェット濾過槽胴部４５に設けられた排水管５０を通じて浄化対象水系であるもとの養魚用池へと戻される。
【００８０】
また、掃除などのメンテナンスのため、浄化装置内の水を廃棄する必要がある場合には、前記ウェット濾過槽４１の底部４７に設けられた廃棄管６０を通じて当該浄化装置１中の水が廃棄される。
【００８１】
従って、本実施形態のように本発明の曝気装置１０を既知の濾過装置３０と組み合わせ、浄化装置１として使用することにより、処理対象である水に含まれている汚濁物質の量が前記曝気装置１０における処理能力を超えている、又は前記曝気装置１０によっては除去できない懸濁性物質等の汚濁物質が含まれているために、前記曝気装置１０によって処理された水に未だ汚濁物質が含まれてる場合であっても、これらの濾過装置３０（ドライ濾過槽３１及びウェット濾過槽４１）によって更に汚濁物質の除去を行なうことにより、処理対象である水を好適に浄化することができる。
【００８２】
なお、浄化装置１を構成するにあたって前記本発明の曝気装置１０と組み合わせる濾過装置３０は、前記曝気装置１０による処理後の水をさらに浄化する機能を備えたものであれば、如何なるものであってもよく、例えば、前記濾過装置３０のうち、ドライ濾過槽３１をなくしてウェット濾過槽４１のみからなる濾過装置３０を使用してもよく、また、濾過槽３０に充填、配置する濾材３２，４２も既知の種々の濾材から選択することができ、本実施形態には限定されない。
【００８３】
また、濾過装置３０に使用する濾材３２，４２に微生物７２を付着しないことも可能であるが、前記曝気装置１０における酸化金属被膜２２の酸化分解に加えて生物濾過効果を得ることができるため、濾過装置３０に使用する濾材３２，４２には微生物７２を付着させることが好ましい。なお、本発明の曝気装置１０により処理され、前記曝気槽２０内部に収容されている酸化金属被膜の形成された金網２１を通過した水は、前記濾材に付着させたバクテリア等の微生物７２を活性化することができ、当該微生物７２を用いた生物濾過を続けて行なうのに好適である。
【００８４】
【実施例】
上記実施形態において説明した本発明の曝気装置１０と従来の曝気装置７０の下方にドライ濾過槽３１及びウェット濾過槽４１から成る濾過装置３０を備えた図１及び図３に示す浄化装置１、１’を、それぞれ同条件の養魚用池に設置し、比較試験を行なった。
【００８５】
（実施例１）
２〜４才の鯉が約５０匹飼育されている室内の養魚用池（水量８０ｔ）にて、９ヶ月にわたって浄化装置を使用した。浄化装置による循環水量は１時間あたり約２０ｔとした。
【００８６】
【表１】

【００８７】
本発明の浄化装置１を使用した池においては、従来の浄化装置１’を使用した池において発生する黒色の藻やヘドロが発生することなく、きれいな緑色の藻が生え、また、濾過装置３０の内部についても苔がほとんど発生しないことから、掃除等のメンテナンスを頻繁に行なう必要がなかった。この他、水の状態についても高い透明度を保つと共に臭いの発生を抑えることができ、鯉の状態もよいことから、養魚用池の環境を好適に維持することができたといえる。
【００８８】
上記実施例から、本発明の曝気装置１０が、処理対象である水に含まれる汚濁物質を高効率に分解除去することを確認できた。
【００８９】
（実施例２）
実施例１と同様、図１及び図３に示す浄化装置１、１’を用いて、それぞれ水量３０ｔの室内の養魚用池にて、当才の鯉約１０００匹の飼育を６ヶ月にわたって行なった。尚、池の水は所定温度に加温されており、浄化による循環水量は１時間あたり約１５ｔとした。
【００９０】
【表２】

【００９１】
上記結果からわかるように、本発明の浄化装置１にあっては、汚濁物質の除去をはじめ消臭、抗菌効果等も得られるため、鯉の成長状態もよく、病気による死亡率も低く、体長の大きな鯉の飼育が可能となった。
【００９２】
また、前記実施例１と同様に池や濾過装置３０内の状態も良好に保たれているといえる。
【００９３】
さらに、本実施例においては、使用した養魚用池の水は所定温度に加温されているものであるため、当該池に新たに水を補給する場合には、供給する際に所定温度に加温する必要がある。従来の浄化装置１’の場合、池の水の状態があまりよくないため頻繁に新しい水を補給する必要があり、その水を加温する燃料コストも高くなるという問題があった。しかし、本発明の曝気装置１０を用いれば、水をよい状態に長期間保つことが可能であり、新しい水の補給が少量で済むため、当該補給する水を加温する燃料コストも低減させることが可能となった。
【００９４】
（実施例３）
本発明の曝気装置１０に用いる金網２１を投入した水道水について、時間の経過に伴うＯＲＰ（酸化還元電位）の変化を測定した。ここで、ＯＲＰとは水が他の物質を酸化しやすい状態にあるのか、還元しやすい状態にあるのかを表すもので、この値が高いほど他の物質を酸化する力が強いといえる。
【００９５】
本実施例においては、１００ｃｃのビーカーに水道水１００ｃｃを入れ、このビーカーの内径と略同径の円筒状に丸めた金網を水深と同一長さ水道水中に浸漬し、ＯＲＰの経時変化を測定した。
【００９６】
【表３】

【００９７】
上記結果から、金網２１を浸漬していない未処理の水道水では、時間が経過すると共にＯＲＰが徐々に上昇しているのに対し、本発明で使用する金網２１を浸漬した水道水では、時間の経過と共にＯＲＰの値が著しく低下していることがわかる。
【００９８】
近年、人間を含めた生物組織は酸化によって老化することが知られるようになっている。このことから考えれば、水の酸化力を示すＯＲＰの値が低い方が生物の育成環境には好ましいといえる。
【００９９】
従って、このようなＯＲＰの値を低減することができる前述の金網２１を使用した本発明の曝気装置１０にあっては、養魚池、湖沼、その他生物の育成環境等となっている水系の曝気に使用するに好適なものであることが判る。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の曝気装置によれば、曝気槽に濾材を充填するのでなく、多孔板を収容するため、散水手段によって噴射された水は、前記散水手段から最も近い位置に配置された多孔板だけでなく、それよりも離れた位置に配置された多孔板とも好適に衝突して飛散するため、高い曝気効果を得ることが可能となる。
【０１０１】
また、前記多孔板には酸化金属被膜が形成されており、処理対象である水に含まれる汚濁物質は当該酸化金属被膜により酸化分解されるため、従来の曝気装置における生物濾過効果と同様の効果を発揮することができる他、光触媒によって分解可能な種々の物質をも分解することができ、脱臭、抗菌、防汚等、種々の効果が得られる。
【０１０２】
また、曝気槽内部に配置された前記多孔板は所定間隔を有しており、前記酸化金属被膜による分解は、散水手段から噴射された水中の汚濁物質のみならず、前記曝気処理により気化した汚濁物質に対しても行なうことが可能であるため、大気中にこれらの汚濁物質が放出され２次災害を引き起こすことを防止することができる。
【０１０３】
さらに、前記多孔板表面の酸化金属被膜はショットピーニングにより形成されており、濾材に付着させた微生物のように流れ落ちることがないため、曝気効率向上のために散水手段から噴射する水の圧力を上昇させることが可能である。
【０１０４】
また、前記ショットピーニングにより形成された酸化金属被膜は、酸素欠乏傾斜構造を有しており、当該酸素欠乏傾斜構造により紫外線以外の可視光線、赤外線といった電磁波にも応答する性質を有しているため、水と接触することから紫外線による光触媒効果が得られにくい本発明の構成においても好適に光触媒効果を発揮することができる。
【０１０５】
従来の曝気装置においては、曝気槽に濾材を充填しているため、当該濾材の洗浄、交換等、メンテナンスが煩雑であったが、本発明の曝気装置においては、曝気槽に収容するのは多孔板であり、前記多孔板は構造も簡単であることから、メンテナンスが容易となる。
【０１０６】
本発明の曝気装置を使用すると、浄化対象水系の水をよい状態に長期間保つことが可能となるため、新たな水の補給が少量で済み、コストの低減を図ることができる。
【０１０７】
また、本発明の曝気装置によれば、有機物等の汚濁物質は酸化分解される一方、処理対象である水についてはＯＲＰの値を下げることができ、生物の育成環境に好適であるといえる。
【０１０８】
本発明の曝気装置は既知の濾過装置と組み合わせ、浄化装置として使用することが可能であり、浄化装置として使用することによって、曝気装置によっては除去できない懸濁性物質等の汚濁物質を濾過装置の濾材によって除去することができることから、浄化効率を高めることができる。
【０１０９】
また、前記濾過装置の濾材にバクテリア等の微生物を付着させている場合には、本発明の曝気装置による酸化分解処理に加え、濾過装置において生物濾過処理も行なわれることから、有機物等の汚濁物質を好適に分解除去することが可能となる。
【０１１０】
なお、本発明の曝気装置によって処理された水は、濾材に付着させた前記バクテリア等の微生物を活性化する効果があるため、濾過装置における生物濾過効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の曝気装置を備えた浄化装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】図１に示す曝気装置に使用する金網の一部拡大図。
【図３】従来の曝気装置を備えた浄化装置の概略断面図。
【符号の説明】
１，１’ 浄化装置
１０本願曝気装置
１１散水手段
１２散水器
１３給水管
２０曝気槽
２１多孔板（金網）
２１ａ最上段
２１ｂ中段
２１ｃ最下段
２２酸化金属被膜
２５側面（曝気槽の）
２６上面（曝気槽の）
２７底面（曝気槽の）
２８足（曝気槽の）
３０濾過装置
３１ドライ濾過槽
３２濾材（ドライ濾過槽の）
３６上面（ドライ濾過槽の）
３７底面（ドライ濾過槽の）
３８足（ドライ濾過槽の）
３９つば（ドライ濾過槽の）
４１ウェット濾過槽
４２濾材（ウェット濾過槽の）
４５胴部（ウェット濾過槽の）
４６上面（ウェット濾過槽の）
４７底部（ウェット濾過槽の）
４８捕水管
５０排水管
６０廃棄管
６１電磁弁
７０従来曝気装置
７１濾材（従来曝気装置の）
７１’ 濾材最上層
７２微生物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aeration method, an aeration apparatus for carrying out this method, and a purification apparatus including the aeration apparatus, and is used for treatment of sewage containing organic substances and other pollutants, and in particular, the pollutants The present invention relates to an aeration method, an aeration apparatus, and a purification apparatus including the aeration apparatus that perform an oxidative decomposition process of a pollutant together with an aeration process that is converted and removed.
[0002]
[Prior art]
Various methods for treating sewage containing organic substances and other pollutants such as household sewage, factory sewage, sewage, etc. have been proposed, and one of them is by supplying air to the sewage to be treated. There is “aeration treatment” to purify water quality.
[0003]
This aeration treatment includes a watering method in which water to be treated is sprinkled in the atmosphere by a watering means, a mechanical stirring method in which water is stirred by a screw or other stirring device, and a porous submerged in water. There is a diffuser method that supplies compressed air with a quality diffuser plate or diffuser tube, and by contacting the water to be treated with air in this way, volatile organic substances contained in this water are vaporized. The organic matter is removed from the water, or oxygen is supplied to the microorganism in a biooxidation method using an aerobic microorganism to activate the activity of the microorganism.
[0004]
Aeration devices that perform such aeration treatment have also been used for purification of sewage in closed waters where organic substances such as ammonia and nitrous acid are generated by the activity of animals and plants, such as fish ponds, lakes, and inner bays. Yes.
[0005]
The aeration apparatus 70 shown in FIG. 3 uses, as an example, water in a fish pond for cultivating salmon and the like as a processing target. In the configuration example shown in FIG. 3, a known filtration apparatus 30 is provided below the aeration apparatus 70. Is attached to constitute the purification device 1 'as a whole.
[0006]
A conventional aeration apparatus 70 constituting a part of the purification apparatus 1 ′ has a bottom surface 27 formed of a perforated metal having a water permeability, a substantially rectangular parallelepiped container formed of a metal mesh or the like, and a bacteria or the like inside. A porous filter medium 71 such as ceramic to which microorganisms 72 are attached is filled in about one third of the height direction. In addition, watering means 11 having a watering pipe having a large number of small holes formed thereon is arranged above the filter medium 71 so that the small holes face downward, and the water pumped up from the fish pond is the watering means. 11 is injected into the aeration tank 20.
[0007]
Further, since the filter medium 71 filled in the aeration tank 20 generates algae and the like by irradiation with sunlight, the upper surface 26 of the aeration tank 20 is covered with a light-shielding lid to prevent this. .
[0008]
The sewage treatment by the conventional aeration apparatus 70 having the above-described configuration will be described. First, water in a fish pond that is a purification target water system is jetted from the sprinkling means 11 into the aeration tank 20 as a treatment target. The jetted water comes into contact with the air at the time of jetting by the sprinkling means 11, and when splashed by collision with the inner wall of the aeration tank 20 and the filter medium 71 filled in the aeration tank 20, and volatilized in the water. Aeration treatment is performed to vaporize and remove the organic material from the water. Thereafter, when the aerated water passes between the filter media 71 in the aeration tank 20 located below the sprinkling means 11, organic matter such as leftovers of food and fish excrement that cannot be removed by the aeration process, Other pollutants in the water are captured by the filter medium 71, and the captured organic matter is oxidatively decomposed by microorganisms 72 such as bacteria attached to the surface of the filter medium 71.
[0009]
Therefore, the aeration apparatus 70 shown in FIG. 3 having the above-described configuration can perform a biological filtration process using microorganisms 72 such as bacteria in addition to the aeration process using watering. In this specification, the trapping by the filter medium and the oxidative degradation by microorganisms are collectively referred to as “biological filtration”.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional aeration apparatus 70, in order to improve the biological filtration effect by attaching a large amount of microorganisms 72 such as bacteria to the filter medium 71, the aeration tank 20 is filled with a large number of filter media 71 having a relatively small particle size. And is configured to earn surface area. Accordingly, since the gap formed between the filter media 71 becomes narrow, the water sprayed from the sprinkling means 11 loses its momentum when it collides with the uppermost layer 71 ′ of the filled filter media 71 and is disposed in the lower layer. When the filter medium 71 is dropped due to gravity, it only flows down on the surface thereof. Therefore, the effect of contact with the air due to collision and scattering of the water to be treated with the filter medium 71 can be obtained only in a very small part (the uppermost layer 71 ′) of the filled filter medium 71, The aeration effect was not sufficient.
[0011]
On the other hand, as a method for enhancing the aeration effect, it is conceivable to increase the water pressure of the water spraying means 11 to make the scattering of water generated at the time of collision with the uppermost layer 71 ′ of the filter medium 71 more intense. Since the microorganisms 72 adhering to the filter medium 71 are removed by the collision, the biological filtration effect is reduced.
[0012]
As described above, in the conventional aeration apparatus 70, it is difficult to exhibit both the aeration effect and the biological filtration effect with high efficiency.
[0013]
In addition, when the water to be treated is aerated, it can be said that volatile organic substances and the like existing in the water are vaporized and thus removed from the water. Since it returns to the water, it cannot be said that radical removal has been performed by itself. Therefore, it is desirable to decompose and remove the organic matter vaporized by the aeration process as well as simply releasing it into the atmosphere.
[0014]
However, in the conventional aeration apparatus 70, since the organic matter vaporized by the aeration process is difficult to contact the filter medium 71 other than the uppermost layer 71 ′, it is difficult to obtain the biological filtration effect by the microorganisms 72 attached to the filter medium 71, There has been a problem that these vaporized organic substances and the like are released into the atmosphere without being decomposed.
[0015]
In addition, in the biological filtration by the microorganism 72, the activity of the microorganism that oxidizes and decomposes organic matter varies depending on various conditions such as humidity and pH of water, so that it is difficult to obtain a stable biological filtration effect. Had the problem of being.
[0016]
Therefore, the present invention can perform aeration processing for vaporizing pollutants such as volatile organic substances contained in water to be treated with high efficiency, and can decompose and remove pollutants such as organic substances contained in the water. It is another object of the present invention to provide an aeration method and an aeration apparatus capable of decomposing and removing a pollutant vaporized by aeration.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the aeration method of the present invention is characterized in that the water to be treated is sprayed into the aeration tank 20 by the sprinkling means 11 and is arranged in the aeration tank 20 and formed by shot peening. The aeration treatment is performed by colliding with and scattering the porous plate 21 having the metal oxide film 22 having the structure, and the pollutant contained in the water or vaporized from the water by the aeration treatment is oxidized in the porous plate 21. An oxidative decomposition treatment is performed by contacting the metal coating 22 (claim 1).
[0018]
An aeration apparatus 10 of the present invention for carrying out the aeration method includes an aeration tank 20 having a drainage structure at the bottom, and a metal oxide film 22 having an oxygen-deficient gradient structure is formed in the aeration tank 20 by shot peening. In addition to the arrangement of the perforated plate 21, there is provided water sprinkling means 11 for injecting water to be treated toward the surface of the perforated plate 21 (claim 2).
[0019]
The aeration tank 20 is preferably covered with a light-transmitting lid with its upper part opened (Claim 3).
[0020]
In order to improve the aeration efficiency, it is preferable to arrange a plurality of the perforated plates 21 in the aeration tank 20 at predetermined intervals so as to be substantially parallel to each other.
[0021]
The porous plate 21 may be a titanium wire mesh, and the metal oxide film 22 formed thereon may be a titania film.
[0022]
The metal oxide film 22 formed on the porous plate 21 is a spherical or polygonal metal powder having a particle size of 200 μm or less, preferably 30 μm to 100 μm, and an injection pressure of 0.3 MPa, preferably 0.5 MPa or more. Preferably, the metal powder used for forming the metal oxide film 22 is a powder made of titanium, zinc, tungsten, tin, zirconium, or an alloy thereof. Can be used (claim 7).
[0023]
In addition, an aeration tank 20 having a drainage structure is provided at the bottom, and a porous plate 21 in which a metal oxide film 22 having an oxygen-deficient gradient structure is formed by shot peening is disposed in the aeration tank 20 and is a treatment target. The aerated water discharged from the bottom of the aeration tank 20 is introduced below the aeration apparatus 10 of the present invention provided with watering means 11 for injecting water toward the surface of the perforated plate 21. It is also possible to provide a purification device 1 by arranging a filtration device 30 for filtering the introduced water (claim 8).
[0024]
The filtration device 30 used in the purification device 1 is preferably a filtration device 30 that performs biological filtration with microorganisms 72 (claim 9).
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the aeration apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, as in the conventional aeration apparatus 70, an aeration apparatus 10 that uses, as an example, a fish pond that cultivates salmon or the like as a purification target water system and uses the water in the pond as a processing target will be described.
[0026]
The aeration apparatus 10 of the present invention includes an aeration tank 20 having a drainage structure at the bottom, and a porous plate 21 in which a metal oxide film having an oxygen-deficient gradient structure is formed by shot peening in the aeration tank 20. The watering means 11 for injecting water to be treated toward the surface of the porous plate 21 is provided.
[0027]
In the aeration apparatus 10 shown in FIG. 1, the upper surface 26 is opened, and the bottom surface 27 is formed in an aeration tank 20 that is a substantially rectangular parallelepiped container formed of a punching metal or a wire mesh having water permeability. Three perforated plates 21 on which a metal oxide film 22 having an oxygen-deficient inclined structure is formed are horizontally arranged at a predetermined interval in the vertical direction, and water to be treated is directed downward above the perforated plate 21. The water sprinkling means 11 for spraying is provided, and the water pumped up from the fish pond is jetted from the water sprinkling means 11 into the aeration tank 20, passes through the porous plate 21 in the aeration tank 20, etc. It is configured to be discharged more.
[0028]
In the present embodiment, the drainage structure at the bottom of the aeration tank 20 is realized by configuring the bottom surface 27 to have water permeability, but water after the aeration treatment can be discharged from the aeration tank 20. If it is such a structure, it will not specifically limit, For example, the bottom part of the aeration tank 20 is made into a substantially inverted-angle (circle) cone shape, and it is comprised so that the water after an aeration process may be discharged | emitted from the drain pipe connected to the front-end | tip of the said bottom part. Alternatively, a drain pipe may be provided directly below the bottom surface 27 or the side surface 25 of the aeration tank.
[0029]
As will be described later, when a known filtration device 30 is arranged below the aeration device 10 to form the purification device 1 and water after aeration treatment is introduced into the filtration device 30, As in the embodiment, it is preferable that drainage is possible from the entire bottom surface 27 of the aeration tank 20.
[0030]
The water sprinkling means 11 may have any configuration as long as it can inject water to be treated onto the surface of the porous plate 21, but in this embodiment, the side surface 25 of the aeration tank is A watering means 11 is formed by attaching a sprinkler 12 that rotates by water pressure at the time of injection to the tip of a water supply pipe 13 that penetrates and reaches the center inside the aeration tank 20. Therefore, the water sprayed from the sprinkling means 11 collides with the surface of the perforated plate 21 evenly as the sprinkler 12 rotates, and is suitably scattered.
[0031]
Moreover, it is preferable that the said watering means 11 is provided with the water pressure adjustment means to change the pressure of the water to spray, and is comprised so that a water pressure can be adjusted according to the condition which uses this apparatus.
[0032]
In the conventional aeration apparatus 70, since the water sprayed from the sprinkling means 11 does not collide with the filter medium 71 located in the lower layer, it is difficult to obtain a high aeration effect.
[0033]
However, in the present invention, the porous plate 21 is accommodated in the aeration tank 20 at predetermined intervals. According to the porous plate 21, the water to be treated collides with the porous plate 21a arranged at the uppermost stage. However, the air can continue to fly without losing its momentum, and can collide with the

porous plates

21b and 21c disposed below, and can be suitably brought into contact with air, so that a high aeration effect can be obtained.
[0034]
The number of the porous plates 21 accommodated, the arrangement interval in the aeration tank 20, the configuration of the watering means 11, and the like are such that water to be treated preferably collides with the surface of the porous plate 21 and scatters. It is not particularly limited as long as it can sufficiently contact with air and obtain a high aeration effect. For example, the number of the porous plates 21 is four or more, or the porous plates 21 are inclined not horizontally. You may arrange.
[0035]
Further, the shape of the porous plate 21 is not limited to a flat plate shape as shown in FIG. 1, but may be curved inside the aeration tank 20 or formed into a cylindrical shape.
[0036]
For example, a perforated plate 21 rounded into a substantially cylindrical shape is inserted into the aeration tank 20, and a large number of small holes penetrating the wall thickness of metal, vinyl chloride, or other pipes whose one end opening is closed over the entire circumference. The formed water spray pipe is arranged as the water spray means 11 in the center of the inside of the porous plate 21, and water to be treated is sprayed radially from the water spray pipe toward the porous plate 21 arranged around the water spray pipe. It can also comprise.
[0037]
By setting it as such a structure, even if the sprinkling means 11 is not provided with the structure rotated like the sprinkler 12 of embodiment mentioned above, the water which is a process target is injected to the whole surface of the perforated panel 21. Is possible.
[0038]
Further, even when the porous plate 21 is formed in a cylindrical shape in this way, by inserting a plurality of cylindrical porous plates 21 having different diameters into the aeration tank 20 concentrically, as in the embodiment described above, It is possible to improve the aeration efficiency by causing the water to be treated to collide and scatter on the porous plate 21 a plurality of times.
[0039]
The perforated plate 21 accommodated in the aeration tank 20 promotes aeration by colliding with the water to be treated sprayed from the water sprinkling means 11, and the metal oxide coating 22 formed on the perforated plate 21 It is for oxidizing and decomposing contaminants such as organic substances contained in the water or vaporized by the aeration treatment.
[0040]
Therefore, the porous plate 21 can secure a sufficient contact area with the water to be treated, is resistant to deterioration due to contact with water for a long time such as rust and corrosion, and has a metal oxide film having an oxygen-deficient gradient structure described later. 22 is made of a material capable of forming 22.
[0041]
From the above-mentioned conditions required for the porous plate 21, ceramics can be used as the material of the porous plate in addition to various metals. Moreover, when using a metal thing, it is preferable to use a stainless steel or titanium wire net which is strong against rust and corrosion.
[0042]
In particular, the titanium wire mesh is not easily corroded and is not only adapted to long-term use, but also known to be insoluble in water and harmless to human bodies and animals and plants. Is a metal mesh made of titanium as the perforated plate 21, and a rhombus 21 having a thickness of 1.0 mm, a hole size of short width 6.8 mm × long width 12.7 mm, and a wire diameter of 1.0 mm is used. And
[0043]
Here, the lath includes a metal lath that is made of a thin steel sheet with many cuts at regular intervals and stretched horizontally to form a mesh, a wire lath formed of iron wire, etc. Various known wire meshes can be used without limitation.
[0044]
In the present embodiment, a metal mesh is used as the porous plate 21, but is not particularly limited as long as the above-described porous plate is satisfied, and is extruded into a punching metal or a honeycomb shape. It is possible to use various types of perforated plates having a large number of openings.
[0045]
A metal oxide film 22 is formed by shot peening on the metal mesh 21 which is the perforated plate, and the metal oxide film 22 is oxidized similarly to the biological filtration effect by the microorganisms 72 performed in the conventional aeration apparatus 70. It is comprised so that the decomposition effect may be demonstrated.
[0046]
The metal oxide film 22 formed on the wire mesh 21 is formed by projecting metal powder onto the wire mesh at a high speed. Examples of the metal used for forming the film include titanium (Ti), zinc (Zn), tungsten (W), tin (Sn), zirconium (Zr), and alloys thereof. When these metal powders are jetted onto the metal mesh 21 at high speed using, for example, compressed air, the metal powder melts and adheres to the surface of the metal mesh 21 and is oxidized during the melt adhesion. TiO ₂ , ZnO, WO ₃ , SnO ₂ , ZrO ₂ A metal oxide film 22 is formed.
[0047]
The metal oxide film 22 formed by the above method has a structure in which the bonding with oxygen becomes slightly deficient as the depth from the film surface increases (in this specification, such a structure is referred to as an “oxygen-deficient gradient structure”). I have).
[0048]
TiO above ₂ , ZnO, WO ₃ , SnO ₂ , ZrO ₂ Such metal oxides exhibit a photocatalytic function for oxidative decomposition of organic substances and the like by irradiation with ultraviolet rays. However, since ultraviolet light has a low transmittance with respect to water, it is known that a photocatalytic function is exhibited in response to ultraviolet light in fields where it is necessary to oxidize and decompose organic substances in water like the aeration apparatus 10 of the present invention. It has been difficult to use a photocatalyst (hereinafter referred to as “ultraviolet responsive photocatalyst”).
[0049]
However, the metal oxide film 22 used in the present invention has a property of responding to electromagnetic waves (gamma rays, X-rays, visible rays, infrared rays, radio waves, etc.) other than ultraviolet rays due to the oxygen-deficient gradient structure described above. If any energy of the electromagnetic waves is present, the photocatalytic function can be exhibited. Therefore, even in the configuration of the aeration apparatus 10 in which water is sprayed onto the metal oxide film 22, it is possible to suitably oxidize and decompose organic substances.
[0050]
Furthermore, since the metal oxide film 22 of the present invention formed by injection of metal powder has a stable oxygen-deficient gradient structure, it can exhibit a stable photocatalytic function over a long period of time.
[0051]
The shape of the metal powder used for forming the metal oxide film 22 having the oxygen-deficient gradient structure is preferably spherical or polygonal, and the particle size is 200 μm or less, preferably 30 μm to 100 μm. The spraying pressure is 0.3 MPa or more, and depending on the material of the spraying powder, etc., but preferably 0.5 MPa or more in order to stabilize the formed coating film 22.
[0052]
The metal used for forming the coating film 22 is not limited to the above examples as long as it exhibits a photocatalytic function, and the metal or the like is a noble metal such as platinum (Pt), palladium (Pd), or silver (Ag). These metals can also be supported in the coating by mixing powder and spraying simultaneously.
[0053]
In the present embodiment, titanium (Ti) powder is blasted onto the surface of the titanium lath 21 which is a porous plate, and titania (titanium oxide TiO 2). ₂ ) A film is formed, and oxidative decomposition treatment of the organic matter or the like is performed by the titania film 22.
[0054]
As described above, a high aeration effect can be obtained by the configuration of the present invention in which the metal mesh 21 is accommodated in the aeration tank 20. In addition, the metal oxide film 22 having an oxygen-deficient gradient structure on the surface of the metal mesh 21 is used. The aeration apparatus 10 of the present invention has the following effects.
[0055]
In the present invention, the metal oxide film 22 that oxidizes and decomposes organic substances and the like is formed by being stably melt-adhered on the wire mesh 21 by shot peening, and therefore adheres to the filter medium 71 in the conventional aeration apparatus 70. Like the microorganism 72 and the like, the water sprayed from the sprinkling means 11 does not flow down from the wire mesh 21 even when the pressure of the water sprayed is increased. Therefore, it is possible to improve the aeration efficiency by increasing the water pressure. Further, increasing the water pressure of the water spraying means 11 also leads to preventing the inorganic material formed by the metal oxide film 22 from decomposing the organic material from adhering to the surface of the wire mesh 21.
[0056]
Furthermore, since the metal oxide film 22 formed on the wire mesh 21 of the present invention has an oxygen-deficient gradient structure, the problem of the ultraviolet-responsive photocatalyst of reducing the photocatalytic function due to contact with water does not occur, A high photocatalytic effect can be obtained.
[0057]
In addition, although the said metal oxide film 22 used by this invention can decompose | disassemble various pollutants similarly to the microorganisms 72 in the conventional aeration apparatus 70 mentioned above, in addition to this, it is decomposed | disassembled by a photocatalyst. It is also possible to oxidatively decompose substances that are known. Examples of the decomposable metal oxide film 22 used in the present invention include organic substances such as ammonia and nitrous acid, volatile organic chlorine compounds such as dioxin, organic phosphorus compounds, formaldehyde, nitrogen oxides (NOx), and sulfur. Various pollutants such as harmful substances such as compounds (SOx) and bacteria such as Escherichia coli and Staphylococcus aureus are widely included.
[0058]
Therefore, according to the aeration apparatus 10 of the present invention using the metal oxide coating 22, effects such as deodorization, antibacterial action, and antifouling can be obtained by the decomposition of the above substances and bacteria.
[0059]
Furthermore, in the conventional aeration apparatus 70, the biological filtration by the filter medium 71 filled in the aeration tank 20 is performed on the organic matter contained in the water, and the organic matter evaporated and removed from the water by the aeration treatment is used. There was a problem of being released into the atmosphere without being oxidatively decomposed. However, in the aeration apparatus 10 of the present invention, the wire mesh 21 accommodated in the aeration tank 20 has a large number of openings, and the wire meshes 21 are arranged at predetermined intervals. The water jetted from the means 11 collides and scatters not only on the surface of the wire mesh 21a arranged at the uppermost stage but also on the surfaces of the wire meshes 21b and 21c arranged below. The organic matter vaporized by these aerations flows in the space in the aeration tank 20, and at this time, these organic matters etc. come into contact with the metal oxide film 22 on the surfaces of the metal meshes 21a, 21b, 21c. Therefore, it is possible to prevent pollutants such as organic substances evaporated by aeration from being directly released into the atmosphere.
[0060]
The aeration apparatus 10 according to the present invention obtains a highly efficient photocatalytic effect by applying sufficient electromagnetic waves to the metal oxide film 22 of the wire mesh 21 accommodated in the aeration tank 20. It is preferable to be configured so as to be exposed to electromagnetic waves such as light rays.
[0061]
In the present embodiment, the upper surface 26 of the aeration tank 20 is opened. However, the upper surface 26 can be covered with a lid made of a material having high translucency such as glass. Further, the upper surface 26 of the aeration tank 20 may be covered with a metal mesh 21 on which a metal oxide film is formed in the same manner as the metal mesh 21 arranged in the aeration tank 20. As a result, the organic matter or the like vaporized inside the aeration tank 20 comes into contact with the wire mesh 21 and is oxidatively decomposed even when it flows out of the aeration tank via the upper surface 26.
[0062]
Further, when the drainage structure at the bottom of the aeration tank 20 is realized by the bottom surface 27 having water permeability as in the present embodiment, the metal oxide film 22 is formed in the same manner as the wire mesh 21 disposed in the aeration tank 20. You may form with the metal-mesh 21 in which was formed. Thereby, also in the bottom face 27 of the aeration tank 20, the oxidative decomposition effect by the metal oxide film 22 of the wire mesh 21 can be obtained.
[0063]
The sewage treatment by the aeration apparatus 10 of the present invention having the above-described configuration will be described. First, the water in the fish pond to be treated is sprayed from the water sprinkler 12 through the water supply pipe 13 of the water sprinkling means 11. The jetted water comes into contact with the air when it is sprayed by the sprinkling means 11 or when it collides with the inner wall of the aeration tank 20 or the wire mesh 21 accommodated inside the aeration tank 20 and volatilized in the water. The aeration process is performed to vaporize the organic material and remove it from the water. In the aeration apparatus 10 according to the present invention, this aeration process is performed not only in the uppermost metal mesh 21a of the metal mesh 21, but also in the middle and lower metal meshes 21b and 21c disposed below the metal mesh 21a. Therefore, high aeration efficiency can be obtained. The aerated water then passes through the opening of the wire mesh 21. At that time, food leftovers not removed by the aerated treatment, organic matter such as fish excrement, bacteria, and other water pollution The substance is oxidatively decomposed by coming into contact with the metal oxide film 22 on the surface of the wire mesh 21. Further, the organic matter vaporized by the aeration is also oxidatively decomposed by coming into contact with the metal oxide film 22 of the wire mesh 21.
[0064]
The water passing through the wire mesh 21 and discharged from the bottom surface 27 of the aeration tank 20 may be returned to the original fish pond that is the purification target water system, or to a known filtration device 30 as will be described later. May be introduced.
[0065]
As shown in FIG. 1, the aeration apparatus 10 of the present invention can be configured as a purification apparatus 1 in combination with a known filtration apparatus 30.
[0066]
Hereinafter, the overall configuration of the purification device 1 in the embodiment shown in FIG. 1 will be described. A filtration device 30 having two filtration tanks is disposed below the aeration device 10 of the present invention. A wet filtration tank 41 comprising a dry filtration tank 31 formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, a rectangular tube-shaped body 45 and a bottom 47 formed in a substantially inverted pyramid shape is stacked in the vertical direction.
[0067]
In the present embodiment, the aeration apparatus 10 is provided with legs 28 having a predetermined length at the four corners of the aeration tank bottom surface 27, and the filtration apparatus 30 is disposed when the filtration apparatus 30 is disposed below the aeration apparatus 10. A predetermined space is formed between the device 30 and the apparatus 30.
[0068]
As with the aeration tank 20, the dry filtration tank 31 disposed below the aeration apparatus 10 has a bottom surface 37 formed of water-permeable punching metal, a metal mesh, and the like, and predetermined four corners of the bottom surface 37. A length foot 38 is provided.
[0069]
In addition, the upper surface 36 of the dry filtration tank 31 is open, and the water that has passed through the aeration tank 20 stacked above the dry filtration tank 31 is configured to be introduced into the dry filtration tank through the opening 36. In order to ensure that the water that has passed through the space formed between the aeration tank 20 and the dry filtration tank 31 is introduced into the opening 36 of the dry filtration tank 31, the periphery of the upper surface opening 36 faces outward. And a flange 39 inclined obliquely upward.
[0070]
Inside the dry filtration tank 31, sand, ceramic filter media, and other known filter media 32 are arranged so as not to be submerged, and when water to be treated passes through the dry filter tank 31, it is included therein. The contaminants to be trapped are captured and removed by the filter medium 32. Note that microorganisms 72 such as bacteria may be attached to the filter medium 32 disposed in the dry filtration tank 31 as in the filter medium 71 used in the conventional aeration apparatus 70.
[0071]
The wet filtration tank 41 disposed further below the dry filtration tank 31 includes a filter medium serving as a place for living microorganisms such as bacteria, for example, a filter medium composed of a brush formed in a roll shape, a mat-like or net-like filter medium. Known filter media 42 such as coral sand, oyster shells, and other ceramic filter media described above are arranged on the filter media and net bags.
[0072]
The upper surface 46 of the wet filtration tank 41 is open, and a funnel-shaped water collecting pipe 48 for introducing the water that has passed through the dry filtration tank 31 into the wet filtration tank 41 is inserted into the opening 46. Yes.
[0073]
The water collecting pipe 48 is attached so that the tip thereof is positioned below the filter medium 42 inside the wet filter tank 41, and the drain pipe is connected to the body 45 above the position where the filter medium 42 is disposed in the wet filter tank 41. 50 is attached, so that the water to be treated passes through the filter medium 42 submerged in the water to be treated from below to above and is then discharged into the overflow type from the drain pipe 50 to the outside of the wet filtration tank 41. It is configured.
[0074]
Further, a waste pipe 60 used for draining or the like during maintenance is connected to the center of the bottom 47 formed in a substantially inverted pyramid shape. The waste pipe 60 is preferably provided with a solenoid valve 61 so that automatic waste water can be used.
[0075]
The purification process by the purification apparatus 1 of the present embodiment having the above configuration will be described. First, the water in the fish pond that is the purification target water system is jetted from the watering means 11 of the aeration apparatus 10 into the aeration tank 20. . The injected water to be treated is then discharged from the aeration tank bottom surface 27 through an aeration process in the aeration tank 20 and an oxidative decomposition process with the metal oxide film 22 on the surface of the wire net 21. The water treated by the aeration apparatus 10 is introduced into the dry filtration tank 31 in the filtration apparatus 30 located below the aeration apparatus 10. During this introduction, water discharged from the aeration tank bottom surface 27 comes into contact with air even in the space formed between the aeration tank 20 and the dry filtration tank 31, and thus aeration treatment is performed in the space as well. Is made.
[0076]
The water introduced from the aeration apparatus 10 into the dry filtration tank 31 passes through the filter medium 32 arranged in the dry filtration tank 31 according to gravity, and at this time, the suspension that could not be removed by the aeration apparatus 10. A pollutant such as a turbid substance is captured by the filter medium 32. In addition, when the filter medium 32 has attached microorganisms 72 such as bacteria, organic matter captured by the microorganisms 72 is biologically filtered.
[0077]
The water that has passed through the dry filtration tank 31 is introduced into a wet filtration tank 41 located further below the dry filtration tank 31. When water to be treated is introduced into the wet filtration tank 41 from the dry filtration tank 31, it is directly introduced into the wet filtration tank 41 through a water collecting pipe 48 attached to the upper opening 46 of the wet filtration tank 41. Is done. Thereafter, the water to be treated is filtered by passing through the filter medium 42 disposed above the tip of the water collecting pipe 48 from the bottom to the top while filling the inside of the wet filtration tank 41.
[0078]
In the filtration in the wet filtration tank 41, the filter medium 42 captures and removes the pollutant as well as the treatment in the dry filtration tank 31. In addition, when the filter medium 42 adheres microorganisms 72 such as bacteria, the microorganism 72 Biofiltration is performed.
[0079]
The water filtered by the filtration device 30 comprising the dry filtration tank 31 and the wet filtration tank 41 passes through the drain pipe 50 provided in the wet filtration tank body 45 to the original fish pond that is the purification target water system. Returned.
[0080]
Further, when it is necessary to discard the water in the purification device for maintenance such as cleaning, the water in the purification device 1 is discarded through the disposal pipe 60 provided in the bottom 47 of the wet filtration tank 41. The
[0081]
Therefore, by combining the aeration apparatus 10 of the present invention with the known filtration apparatus 30 as in the present embodiment and using it as the purification apparatus 1, the amount of contaminant contained in the water to be treated is reduced to the aeration apparatus. Since the pollutant such as a suspended substance that cannot be removed by the aeration apparatus 10 is included, the water treated by the aeration apparatus 10 still contains the pollutant. Even if it is a case, it can purify | clean the water which is a process target suitably by further removing a pollutant by these filtration apparatuses 30 (the dry filtration tank 31 and the wet filtration tank 41).
[0082]
The filtration device 30 combined with the aeration device 10 of the present invention in configuring the purification device 1 may be anything as long as it has a function of further purifying the water treated by the aeration device 10. For example, among the filtration devices 30, the filtration device 30 consisting only of the wet filtration tank 41 without the dry filtration tank 31 may be used, and the

filter media

32, 42 filled and arranged in the filtration tank 30 may be used. Can also be selected from various known filter media and is not limited to this embodiment.
[0083]
In addition, although it is possible that the microorganisms 72 do not adhere to the

filter media

32 and 42 used in the filtration device 30, a biofiltration effect can be obtained in addition to the oxidative decomposition of the metal oxide film 22 in the aeration device 10. It is preferable that microorganisms 72 are attached to the

filter media

32 and 42 used in the filtration device 30. The water that has been treated by the aeration apparatus 10 of the present invention and passed through the wire mesh 21 formed with the metal oxide film accommodated in the aeration tank 20 activates microorganisms 72 such as bacteria attached to the filter medium. It is suitable for continuously performing biological filtration using the microorganism 72.
[0084]
【Example】
The

purifiers

1 and 1 shown in FIGS. 1 and 3 are provided with the filtration device 30 comprising the dry filtration tank 31 and the wet filtration tank 41 below the aeration apparatus 10 of the present invention and the conventional aeration apparatus 70 described in the above embodiment. 'Was installed in a fish pond under the same conditions, and a comparative test was conducted.
[0085]
Example 1
The purifier was used for 9 months in an indoor fish pond (water volume: 80 t) where about 50 2 to 4 year old carp were raised. The amount of circulating water by the purification device was about 20 tons per hour.
[0086]
[Table 1]

[0087]
In the pond using the purification device 1 of the present invention, clean green algae grow without generating black algae and sludge generated in the pond using the conventional purification device 1 ′. Since there was almost no moss inside, there was no need for frequent maintenance such as cleaning. In addition, it can be said that the environment of the fish pond can be suitably maintained because the state of water can maintain high transparency and can suppress the generation of odor, and the state of the shark is good.
[0088]
From the said Example, it has confirmed that the aeration apparatus 10 of this invention decomposed | disassembled and removed the pollutant contained in the water which is a process target with high efficiency.
[0089]
(Example 2)
As in Example 1, using the purification apparatuses 1 and 1 'shown in FIGS. 1 and 3, about 1000 young adults were raised for 6 months in an indoor fish pond with a water volume of 30 t. . The water in the pond was heated to a predetermined temperature, and the amount of circulating water by purification was about 15 t per hour.
[0090]
[Table 2]

[0091]
As can be seen from the above results, in the purification device 1 of the present invention, the removal of pollutants, deodorization, antibacterial effects, etc. can be obtained, so the growth state of the cocoon is good, the mortality due to the disease is low, It became possible to raise large pupae.
[0092]
Moreover, it can be said that the state in the pond and the filtration apparatus 30 is also kept favorable similarly to the said Example 1. FIG.
[0093]
Furthermore, in this embodiment, the water used in the fish pond is heated to a predetermined temperature. Therefore, when water is newly supplied to the pond, the water is added to the predetermined temperature at the time of supply. Need to warm up. In the case of the conventional purification device 1 ', the state of the water in the pond is not so good, so it is necessary to replenish new water frequently, and there is a problem that the fuel cost for heating the water becomes high. However, if the aeration apparatus 10 of the present invention is used, it is possible to keep the water in a good condition for a long period of time, and a small amount of new water needs to be supplied. Therefore, the fuel cost for heating the supplied water can be reduced. Became possible.
[0094]
(Example 3)
For tap water charged with the wire mesh 21 used in the aeration apparatus 10 of the present invention, changes in ORP (oxidation-reduction potential) over time were measured. Here, ORP represents whether water is in a state where it is likely to oxidize other substances or is likely to be reduced, and it can be said that the higher this value is, the stronger the ability to oxidize other substances.
[0095]
In this example, 100 cc of tap water was put into a 100 cc beaker, a wire mesh rounded into a cylindrical shape having the same diameter as the inner diameter of the beaker was immersed in tap water having the same length as the water depth, and the change with time of ORP was measured. .
[0096]
[Table 3]

[0097]
From the above results, in the untreated tap water in which the wire mesh 21 is not immersed, the ORP gradually increases with time, whereas in the tap water in which the wire mesh 21 used in the present invention is immersed, the time It can be seen that the ORP value is remarkably lowered as time passes.
[0098]
In recent years, it has been known that biological tissues including humans are aged by oxidation. In view of this, it can be said that a lower ORP value indicating the oxidizing power of water is preferable for an environment for growing organisms.
[0099]
Therefore, in the aeration apparatus 10 of the present invention using the above-described wire mesh 21 that can reduce the ORP value, aquatic aeration such as fish ponds, lakes, and other living organisms. It can be seen that this is suitable for use.
[0100]
【The invention's effect】
According to the aeration apparatus of the present invention, the water sprayed by the watering means is only the porous plate arranged at the closest position to the watering means in order to accommodate the porous board instead of filling the filter medium into the aeration tank. In addition, since the perforated plate disposed at a position farther than that preferably collides and scatters, a high aeration effect can be obtained.
[0101]
In addition, since the metal plate is formed on the porous plate and the pollutant contained in the water to be treated is oxidized and decomposed by the metal plate, the same effect as the biological filtration effect in the conventional aeration apparatus In addition, various substances that can be decomposed by a photocatalyst can be decomposed, and various effects such as deodorization, antibacterial action, and antifouling can be obtained.
[0102]
Further, the perforated plate disposed inside the aeration tank has a predetermined interval, and the decomposition by the metal oxide film is not only the pollutant in water sprayed from the watering means, but also the pollution vaporized by the aeration treatment. Since it can also be performed on substances, it is possible to prevent these pollutants from being released into the atmosphere and causing secondary disasters.
[0103]
In addition, the metal oxide film on the surface of the perforated plate is formed by shot peening and does not flow down like microorganisms attached to the filter medium, so the pressure of water sprayed from the sprinkling means is increased to improve aeration efficiency. It is possible to make it.
[0104]
In addition, the metal oxide film formed by the shot peening has an oxygen-deficient gradient structure, and the oxygen-deficient gradient structure has a property of responding to electromagnetic waves such as visible rays and infrared rays other than ultraviolet rays. The photocatalytic effect can be suitably exhibited even in the configuration of the present invention in which it is difficult to obtain the photocatalytic effect by ultraviolet rays because of contact with water.
[0105]
In the conventional aeration apparatus, since the aeration tank is filled with the filter medium, maintenance such as cleaning and replacement of the filter medium is complicated. However, in the aeration apparatus of the present invention, the aeration tank accommodates the porous medium. Since it is a plate and the perforated plate has a simple structure, maintenance is facilitated.
[0106]
When the aeration apparatus of the present invention is used, it becomes possible to keep the water of the purification target water system in a good state for a long period of time, so that a small amount of new water needs to be replenished, and the cost can be reduced.
[0107]
In addition, according to the aeration apparatus of the present invention, pollutants such as organic substances are oxidatively decomposed, while the water to be treated can be reduced in the ORP value, which is suitable for a living environment.
[0108]
The aeration apparatus of the present invention can be used as a purification apparatus in combination with a known filtration apparatus. By using it as a purification apparatus, contaminants such as suspended substances that cannot be removed by the aeration apparatus can be removed from the filtration apparatus. Since it can be removed by the filter medium, the purification efficiency can be increased.
[0109]
In addition, when microorganisms such as bacteria are attached to the filter medium of the filtration device, in addition to the oxidative decomposition treatment by the aeration device of the present invention, a biological filtration treatment is also performed in the filtration device. Can be suitably decomposed and removed.
[0110]
In addition, since the water processed with the aeration apparatus of this invention has the effect of activating microorganisms, such as the said bacteria adhering to a filter medium, the biological filtration efficiency in a filtration apparatus can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a purification apparatus provided with an aeration apparatus of the present application.
FIG. 2 is a partially enlarged view of a wire mesh used in the aeration apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a purification device provided with a conventional aeration device.
[Explanation of symbols]
1,1 'purification device
10 Application Aeration Device
11 Watering means
12 Sprinkler
13 Water supply pipe
20 Aeration tank
21 Perforated plate (wire mesh)
21a Top row
21b Middle
21c Bottom row
22 Metal oxide coating
25 Side (aeration tank)
26 Top surface (of the aeration tank)
27 Bottom (of the aeration tank)
28 feet (of the aeration tank)
30 Filtration device
31 Dry filtration tank
32 Filter media (for dry filter tank)
36 Top (Dry filter tank)
37 Bottom (Dry filter tank)
38 feet (for dry filtration tank)
39 collar (for dry filtration tank)
41 Wet filtration tank
42 Filter media (for wet filter tank)
45 Torso (wet filter tank)
46 Top (wet filter tank)
47 Bottom (wet filter tank)
48 Water catcher
50 Drain pipe
60 Waste pipe
61 Solenoid valve
70 Conventional aeration equipment
71 Filter media (for conventional aeration equipment)
71 'Filter media top layer
72 Microorganisms

Claims

Water to be treated is sprayed into an aeration tank by a watering means, and aerated by colliding with a perforated plate of a metal oxide film having an oxygen-deficient inclined structure formed by shot peening and disposed in the aeration tank. As well as processing
An aeration method comprising subjecting a pollutant contained in the water or vaporized from water by the aeration treatment to contact with a metal oxide coating on the perforated plate.

An aeration tank having a drainage structure is provided at the bottom, and a porous plate on which a metal oxide film having an oxygen-deficient gradient structure is formed by shot peening is disposed in the aeration tank, and water to be treated is disposed on the porous plate. An aeration apparatus provided with watering means for spraying toward the surface.

The aeration apparatus according to claim 2, wherein the aeration tank is open at an upper portion thereof or is covered with a translucent lid.

The aeration apparatus according to claim 2 or 3, wherein a plurality of the perforated plates are arranged in the aeration tank at a predetermined interval so as to be substantially parallel to each other.

The aeration apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the perforated plate is a titanium wire mesh, and the metal oxide film formed on the perforated plate is a titania film.

The metal oxide film formed on the porous plate injects spherical or polygonal metal powder having a particle size of 200 μm or less, preferably 30 μm to 100 μm, at an injection pressure of 0.3 MPa, preferably 0.5 MPa or more. The aeration apparatus according to claim 2, wherein the aeration apparatus is formed.

The metal powder used for forming the metal oxide film on the porous plate is a powder made of titanium, zinc, tungsten, tin, zirconium, or an alloy thereof. The aeration apparatus according to item 1.

An aeration tank having a drainage structure is provided at the bottom, and a porous plate on which a metal oxide film having an oxygen-deficient gradient structure is formed by shot peening is disposed in the aeration tank, and water to be treated is supplied to the porous plate. An aeration apparatus provided with watering means for spraying toward the surface;
A purification device, comprising a filtration device that is disposed below the aeration device and introduces aerated water discharged from the bottom of the aeration tank and filters the introduced water.

The purification apparatus according to claim 8, wherein the filtration apparatus is a filtration apparatus that performs biological filtration with microorganisms.