JP2007160178A

JP2007160178A - 水域浄化装置、水性汚染生物回収船及び水性汚染生物の処理方法

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Publication number: JP2007160178A
Application number: JP2005357815A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ogawa; 尚樹小川; Hiroshi Kawane; 浩川根; Kazuhisa Takeuchi; 和久竹内; Seishi Tagami; 征志田上
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-12
Also published as: JP4538404B2

Abstract

【課題】処理コストの低減を図った水域浄化装置及び水性汚染生物回収船を提供する。
【解決手段】水域浄化装置１０Ａは、水性汚染生物を含む湖水１１等を流入する流入通路１２と、流入された湖水１１等に対し、微細気泡１３を供給する微細気泡発生装置１４と、発生した微細気泡１３が付着された水性汚染生物群１５からなる濃縮水１６を収集する堰１７を有する浮上槽１８と、堰１７で収集された水性汚染生物群１５を処理する水性汚染生物処理装置であるオリフィス３１とを具備してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばアオコ等の水性汚染生物を浄化する水域浄化装置、水性汚染生物回収船及び水性汚染生物の処理方法に関する。

湖水等を汚染する例えばアオコ等の水性汚染生物は、細胞内にガス胞を持つこと、群体を形成することから水域内で浮上、沈降を繰り返す。そして、浮上したアオコが死滅し腐敗することにより、湖沼の汚濁、悪臭の発生等の公害が発生し、環境保全の観点から問題となっている。

このような環境汚染の要因であるアオコ等の水性汚染生物の処理方法として、殺菌法及びろ過回収法、種々の処理方法が提案されている。

しかしながら、殺菌法は薬品等を用いてアオコを殺す方法であり、大量の薬品が必要であること、また薬品を用いるので環境の安全性等を考慮する必要がある。
また、ろ過回収法はろ布等を用いて物理的にアオコを回収する方法であり、大量のアオコを処理するためには大規模な装置が必要になるという問題がある。
いずれの処理方式も開放型水域の大規模処理には不向きである、という問題がある。

そこで、本出願人は、キャビテーション処理装置を用いて、浮上したアオコを沈降させ、上記公害の発生を抑制する処理方法の一つを提案した（特許文献１）。

特開平１１−４７７８５号公報

しかしながら、キャビテーション処理装置は、アオコの沈降性能は非常に高いが、数気圧程度のポンプ圧力が必要であり、例えば大量のアオコを処理しなければならない場合や、霞ヶ浦や琵琶湖等の大規模処理においては処理コストの増大が課題である。

本発明は、前記問題に鑑み、処理コストの低減を図った水域浄化装置、水性汚染生物回収船及び水性汚染生物の処理方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、水性汚染生物を含む湖水等を流入する流入通路と、流入された湖水等に対し、微細気泡を供給する微細気泡発生装置と、発生した微細気泡が付着された水性汚染生物群からなる濃縮水を収集する堰を有する浮上槽と、前記堰で収集された水性汚染生物群を処理する水性汚染生物処理装置とを具備してなることを特徴とする水域浄化装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記微細気泡が付着された水性汚染生物群からなる濃縮水を収集する堰を有する浮上槽を具備してなることを特徴とする水域浄化装置にあする。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記微細気泡発生装置が、空気を供給してなる散気管、サイクロン式気泡発生装置、加圧式気泡発生装置又はエゼクター式気泡発生装置のいずれか一つであることを特徴とする水域浄化装置にある。

第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記水性汚染生物処理装置が、オリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルを有する浄化装置であることを特徴とする水域浄化装置にある。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記水性汚染生物処理装置が、オリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルを有する浄化装置であり、キャビテーションを発生させると同時に、前記水性汚染生物処理装置に導入する水に空気を混入してなると共に、その排出液を微細気泡として、浮上槽内に供給してなることを特徴とする水域浄化装置にある。

第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記水性汚染生物がアオコであることを特徴とする水域浄化装置にある。

第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの水域浄化装置を船本体に備えてなることを特徴とする水性汚染生物回収船にある。

第８の発明は、第７の発明において、水性汚染生物群を水域から捕集する捕集装置を有することを特徴とする水性汚染生物回収船にある。

第９の発明は、水性汚染生物に微細気泡発生装置から供給された微細気泡を付着させることにより浮上させ、水面域にて該水性汚染生物含有液を回収し、この水性汚染生物が濃縮された含有液を、キャビテーションを生ぜしめるオリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルに供することにより水性汚染生物の増殖能力を失活させることを特徴とする水性汚染生物の処理方法にある。

第１０の発明は、第９の発明において、キャビテーション発生装置であるオリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルの排出液を前記微細気泡とすることを特徴とする水性汚染生物の処理方法にある。

本発明によれば、例えばアオコ等の水性汚染生物を濃縮して処理することができ、大規模な環境汚染対策に有効である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係る水域浄化装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る水域浄化装置を示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る水域浄化装置１０Ａは、水性汚染生物を含む湖水１１等を流入する流入通路１２と、流入された湖水１１等に対し、微細気泡１３を供給する微細気泡発生装置１４と、発生した微細気泡１３が付着された水性汚染生物群１５からなる濃縮水１６を収集する堰１７を有する浮上槽１８と、堰１７で収集された水性汚染生物群１５を処理する水性汚染生物処理装置であるオリフィス３１とを具備してなるものである。

なお、本実施例における図面においては、湖水等１１は、浮上槽１８の上部近傍から浮上槽１８に流入しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば浮上槽１８の下部から流入するようにしてもよい。この浮上槽１８の下部から流入する場合には、微細気泡と接触する時間が稼げるのでより好ましいものとなる。

ここで、本発明で水性汚染生物とは、例えばアオコ等の植物プランクトンを挙げることができる。前記アオコは、水泡を有しており、湖水等の水面又は水面下０〜１ｍ程度を浮遊しており、水の滞留や大量に流入するリンや窒素等が要因となって富栄養化となった場合の異常繁殖で水質の汚濁等の汚染生物であり、例えば藍藻（らんそう）のミクロキスティスやアナベナなどの多くの種類がある。

前記アオコの構成体は植物プランクトンであり、その１個の大きさは１０μｍ程度であるが、これが集合して数１００μｍ程度の群体を形成し、水性汚染生物群１５となり、汚濁等の要因がさらに進むこととなる。
特に、アオコが大量発生した場合には、湖面が緑色となり、腐ると悪臭を放つので環境汚染の問題となる。

本発明では、微細気泡発生装置１４で発生させた微細気泡１３を微細気泡供給管１４ａから浮上槽１８に供給するようにしている。そして、ここで供給された微細気泡１３は、浮上槽１８内を浮上する際に、水性汚染生物群１５に付着して水面近傍に水性汚染生物群１５を積極的に浮上させるようにしている。
本実施例では、浮上層１８の湖水１１の流入口の下端側近傍から微細気泡１３を発生する微細気泡供給管１４ａを設置するようにしている。

そして、微細気泡１３が付着して浮上した水性汚染生物群１５は、湖水１１がポンプＰ₁を介して浮上槽１８内に流入する流れに従って、流れの下流側に設けた堰１７の方に導かれ、濃縮水排出口１８ａを通過して、微細気泡１３が付着して浮上した水性汚染生物群１５や集まった水性汚染生物群１５が濃縮された濃縮水１６となる。そして、この濃縮水１６をポンプＰ₂でオリフィス３１に供給するようにしている。そして、供給された濃縮水１６はオリフィスのキャビテーション作用により、濃縮水１６に含まれる水性汚染生物群１５の増殖能力を効果的に死活化させることとなる。すなわち、オフィス３１を通過する際に、高流速化によって発生する泡キャビテーションの作用により、水性汚染生物群のガス胞が崩壊され、増殖能力が死活化することになる。

前記水性汚染生物処理装置としては、キャビテーションを発生させるオリフィス３１に限定されるものではなく、例えばベンチュリやジェットノズルとしてもよい。またこれらを複数台設置するようにしてもよい。
前記水性汚染生物群１５が死活化された処理水３３は湖沼、池等１０に戻すようにしている。また、浮上槽１８で水性汚染生物群１５を濃縮除去した浄化水３４も同様に湖沼、池等１０に放流するようにしている。

この結果、湖沼、池等１０が浄化され、水質汚濁が軽減されることとなる。
特に、従来においては、大面積の湖沼１０において、単にオリフィス３１のみで水性汚染生物群１５の細胞を崩壊させる場合には、大量の湖水１１をそのまま処理する必要があったが、本発明によれば、湖水１１の約０．５〜２割程度が堰１７を越えてオリフィス３３１に供給することとなり、処理量の軽減を図ることができる。この結果、キャビテーション処理効率が向上し、大規模処理の処理コストの軽減化を図ることができる。

前記微細気泡発生装置１４の一例を図２及び図３−１〜図３−３に示す。

図２に示すような水域浄化装置１０Ｂでは、空気２０を積極的に散気管２１に供給して微細気泡１３を発生させるようにしてもよい。

また、図３−１に示すような空気２０と水２２とを供給して微細気泡１３を発生してなるサイクロン式気泡発生装置２５や、図３−２に示すような空気２０と水２２とを供給して微細気泡１３を発生してなる加圧式気泡発生装置２６又は、図３−３に示すような空気２０を供給して微細気泡１３を発生してなるエゼクター式気泡発生装置２７等を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではなく、微細気泡１３を効率良く発生することができる装置であれば、いずれのものを用いてもよい。

また、図４に示すように、オリフィス３１によるキャビテーション作動で発生した微細気泡１３を含む処理水３３を浮上槽１８の下部近傍から導入するようにしている。
このキャビテーションによりダメージを受けた水性汚染生物群は浮上しにくく、浄化水３４にて放流される。
これにより、図２及び図３−１〜図３−３の微細気泡発生装置を別途設置することがなくなり、装置のコンパクト化を図ることができる。

このような水域浄化装置は装置単独で設置してもよいが、さらには湖沼の一部に仕切り部を設け、水性汚染生物の濃縮を一体化させるようにしてもよい。
また流入する湖水１１の流入流速が小さい場合には、浮上槽１８の堰１７の濃縮水排出口１８ａに向かうような強制的な流れを生じさせるようにしてもよい。

なお、本実施例では堰を設けているが、堰を設けることなく浮上槽１８の水面域或いは水面域近傍にて濃縮水を収集するようにしてもよい。

次に、前記水域浄化装置を備えた水性汚染生物回収船の実施例について図面を参照して説明する。
図５は水性汚染生物回収船の概略図である。
図５に示すように、本実施例に係る水性汚染生物回収船４０は、浮上槽１８とオリフィス３１とからなる水域浄化装置を船本体４１に設置してなるものである。前記水性汚染生物回収船４０は岸からの無線により誘導することができるものであってもよい。

そして、船本体の船尾に設けた水生汚染生物群１５を捕集する捕集装置４２により水性汚染生物群を含む湖水１１を採取し、ポンプＰ₁にて浮上槽１８内に供給している。そして、浮上槽１８に備えた微細気泡発生装置１４から微細気泡を発生させ、前述したように濃縮水１６をポンプＰ₂でオリフィスに供給して細胞を死活化させるようにして大量の湖水を連続的に処理するようにしている。

水性汚染生物回収船４０で処理された処理水３３と浄化水３４は湖沼１０に戻すことで、湖沼の浄化を図ることができる。

以上説明したように、本発明の水域浄化装置を用いることにより、水性汚染生物に微細気泡発生装置から供給された微細気泡を付着させることにより浮上させ、水面域にて該水性汚染生物含有液を回収し、この水性汚染生物が濃縮された含有液を、キャビテーションを生ぜしめるオリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルに供することにより水性汚染生物の増殖能力を失活させることができ、例えばアオコ等の水性汚染生物の処理を効率的に行うことができる。

この際、キャビテーション発生装置であるオリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルの排出液を前記微細気泡とすることで効率的によりするようにしてもよい。

本発明によれば、大量のアオコ等の水性汚染生物を処理しなければならない場合（例えば霞ヶ浦や琵琶湖等の大規模処理）における処理コストの増大を大幅に低減することができることは勿論、小規模な水域における水性汚染生物の処理に用いるようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る水域浄化装置は、湖水等の大量に発生する例えばアオコ等の水性汚染生物を濃縮処理して大規模処理の処理コストを低減させることができ、例えば大面積の閉鎖水域の環境浄化に寄与する。

実施例１に係る水域浄化装置の概略図である。実施例１に係る他の水域浄化装置の概略図である。実施例１に係る水域浄化装置の微細気泡発生装置の概略図である。実施例１に係る水域浄化装置の他の微細気泡発生装置の概略図である。実施例１に係る水域浄化装置の他の微細気泡発生装置の概略図である。実施例１に係る他の水域浄化装置の概略図である。実施例２に係る他の水性汚染生物回収船の概略図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｃ水域浄化装置
１０湖沼、池等
１１湖水
１２流入通路
１３微細気泡
１４微細気泡発生装置
１５水性汚染生物群
１６濃縮水
１７堰
１８浮上槽
３１オリフィス
３３処理水
３４浄化水

Claims

水性汚染生物を含む湖水等を流入する流入通路と、
流入された湖水等に対し、微細気泡を供給する微細気泡発生装置と、
発生した微細気泡が付着された水性汚染生物群からなる濃縮水を水面域にて収集する浮上槽と、
前記収集された水性汚染生物群を処理する水性汚染生物処理装置とを具備してなることを特徴とする水域浄化装置。
請求項１において、
前記微細気泡が付着された水性汚染生物群からなる濃縮水を収集する堰を有する浮上槽を具備してなることを特徴とする水域浄化装置。
請求項１又は２において、
前記微細気泡発生装置が、空気を供給してなる散気管、サイクロン式気泡発生装置、加圧式気泡発生装置又はエゼクター式気泡発生装置のいずれか一つであることを特徴とする水域浄化装置。
請求項１乃至３いずれか一つのにおいて、
前記水性汚染生物処理装置が、オリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルを有する浄化装置であることを特徴とする水域浄化装置。
請求項１乃至４いずれか一つにおいて、
前記水性汚染生物処理装置が、オリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルを有する浄化装置であり、キャビテーションを発生させると同時に、前記水性汚染生物処理装置に導入する水に空気を混入してなると共に、その排出液を微細気泡として、浮上槽内に供給してなることを特徴とする水域浄化装置。
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記水性汚染生物がアオコであることを特徴とする水域浄化装置。
請求項１乃至６のいずれか一つの水域浄化装置を船本体に備えてなることを特徴とする水性汚染生物回収船。
請求項７において、
水性汚染生物群を水域から捕集する捕集装置を有することを特徴とする水性汚染生物回収船。
水性汚染生物に微細気泡発生装置から供給された微細気泡を付着させることにより浮上させ、水面域にて該水性汚染生物含有液を回収し、この水性汚染生物が濃縮された含有液を、キャビテーションを生ぜしめるオリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルに供することにより水性汚染生物の増殖能力を失活させることを特徴とする水性汚染生物の処理方法。
請求項９において、
キャビテーション発生装置であるオリフィス、ベンチュリ又はジェットノズルの排出液を前記微細気泡とすることを特徴とする水性汚染生物の処理方法。