JP2002165549A

JP2002165549A - 群落状生命体の駆除方法

Info

Publication number: JP2002165549A
Application number: JP2001284308A
Authority: JP
Inventors: Yukihiko Karasawa; 幸彦唐澤
Original assignee: Karasawa Fine Ltd
Current assignee: Karasawa Fine Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2002-06-11

Abstract

(57)【要約】【課題】アオコ等の群落状生命体を駆除することがで
き、かつ、処理量を大きくすることができる群落状生命
体の駆除方法を提供する。【解決手段】本発明の群落状生命体の駆除方法は、ア
オコ等の群落状生命体を含有する液体にポンプで圧力を
加え、ノズル２ａ，２ｂから噴出させて圧力を急激に低
下させ、圧力低下により発生するキャビテーションによ
り群落状生命体の結合を破壊する。また、ノズル２ａ，
２ｂを対向配置して噴射流体を衝突させることにより群
落状生命体の結合を破壊する。これによりアオコは粉々
に粉砕され、浮上能力を失い、水底に沈んで光合成がで
きずに死滅する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、池や湖沼に発生す
るアオコ等の有害な群落状生命体を駆除する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アオコ（Cyanobacteria）は、池や湖沼
に生育し、ときどき大繁殖して魚介類を大量に死滅させ
たり、水質を悪化させるなどの被害をもたらすことで知
られている。このアオコは、淡水藻類の１種で、それぞ
れの個体は直径３〜６μｍの球形の単細胞であるが、多
数の単細胞が接近してシースと言われる粘質鞘に包まれ
ており、球形ないしは球形が多少くずれたような形状の
群落状をなす。そして、細胞内にあるガス胞が浮き袋の
役目を果たして水面近くに浮上して浮遊する。アオコに
は、細胞内部に葉緑体が有り、水面近くを浮遊すること
で太陽光線を受けて光合成を行い、生命活動を営み、繁
殖することができる。上述したようにアオコはときに大
繁殖して水質を悪化させ、魚介類を死滅させるので、水
質保全対策等からその駆除方法が、従来から重要な問題
となっている。

【０００３】アオコの駆除対策としては、オゾンを水
中に吹き込んでアオコをオゾンに触れさせて死滅させる
方法、アオコを含む水を透明なガラス板等で挟んだ狭
い通路に通し、ここを通過中の水に紫外線を照射してア
オコを死滅させる方法、水中に気泡を発生させて群落
状のアオコを分断して処理する方法、水中ファンなど
により水を撹拌し、群落状のアオコを分断して処理する
方法、ゼオライトにアオコを吸着させ、プランクトン
により処理する方法、木炭にアオコを吸着させ、プラ
ンクトンにより処理する方法等がある。

【０００４】しかし、上記及びの方法は、確実にア
オコの細胞を破壊することができるが、その反面、オゾ
ンや紫外線の取り扱いに危険が伴い、取り扱いが難し
い。処理できる量が非常に少なく、アオコの発生に追い
つかない。また、他のプランクトンをも死滅させてしま
う。さらに、イニシャルコストとランニングコストの双
方共に高価である。といった問題がある。

【０００５】また、及びの方法は、装置が簡単であ
るという長所があるが、アオコの駆除の確実性に欠け、
逆にアオコの栄養分を水底の土中から掻き出して水中に
撹拌してしまい、アオコの発生を助ける結果となってし
まう。

【０００６】次の及びの方法は、装置が簡単で環境
にやさしい、という長所があるが、処理量が非常に少な
く、アオコの発生に追いつかない。特に、ゼオライトは
水底に沈み、木炭は吸い込み口が水底にあるのに対し、
アオコは水面近くに浮遊しているので、ゼオライトや木
炭があまりアオコを吸い込まない。等の問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事実
から考えられたもので、確実にアオコ等の群落状生命体
を駆除することができ、処理量を大きくすることができ
る群落状生命体の駆除方法を提供することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の群落状生命体の駆除方法は、群落状生命体
を含有する液体に圧力を加え、その圧力を急激に低下さ
せ、圧力低下により発生するキャビテーションにより群
落状生命体の結合を破壊して駆除することを特徴として
いる。

【０００９】また、上記液体に圧力を加える工程が、液
体をポンプにより加圧する工程であり、その圧力を急激
に低下させる工程が、液体を該ポンプに接続されたノズ
ルから噴出させる工程とすることができる。

【００１０】さらに、上記ノズルから噴出させた流体を
物体に衝突させる工程を付加したり、上記液体を物体に
衝突させる工程が、対向するノズルから噴出された流体
同士を衝突させる工程としてもよい。上記群落状生命体
をアオコとして、アオコの駆除に用いることができる。
あるいは、上記ノズルから噴出させた流体同士を摩擦損
失させる工程を付加したり、上記流体を摩擦損失させる
工程が、対向するノズルから噴出された流体間の相互作
用である構成とすることができる。

【００１１】

【作用】アオコ等の群落状生命体を含む液体にポンプ等
で圧力を印加し、ノズルから噴出させることで、その圧
力を急激に取り除くと、液体はキャビテーションを起こ
し、液体に含まれている群落状生命体に大きな破壊力が
加わり、群落状生命体は細かく分断され、生命力を失っ
て死滅に至る。

【００１２】或いは、ノズルから噴出した液体をプレー
ト等の物体に衝突させたり、ノズルを近接対向して配置
し、双方のノズルで噴出した液体同士を衝突させると、
これによっても同様に群落状生命体に物理的な大きな力
が作用し、粉々に粉砕され、生命力を失う。群落状生命
体がアオコの場合、細かく分断される際に、細胞内のガ
ス胞も破壊され、浮上する能力を失い、水底に沈下し、
光合成ができなくなって死滅に至る。衝突させる代わり
に、複数のノズルから噴出させた流体を擦り合わせ、そ
の際の摩擦損失によってアオコに剪断力を加えて細かく
粉砕することもできる。

【００１３】本発明は、ポンプを用いれば連続的に処理
ができ、ポンプの噴出量を増加すれば、処理量を増大す
ることができるので、大量のアオコを容易に駆除するこ
とが可能となる。また、装置の構成も簡単であり、機械
的エネルギー効率が高く、一回の処理で瞬時に駆除でき
るため、非常に高効率である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に図面を用いて本発明の群落
状生命体の駆除方法の実施例を説明する。図１におい
て、一次管路１は、図示しないポンプに接続され、ポン
プは、アオコの発生している池や湖沼の水を汲み上げ
る。汲み上げられた水はポンプで０．３〜５ＭＰａに加
圧され、一次管路１を通過し、一次管路１の先端で管路
１ａと管路１ｂとにほぼ１：１になるように分けられ、
ノズル装置２の両側から内部に入る。

【００１５】ノズル装置２内には、ノズル２ａ及び２ｂ
が４〜４０ｍｍの間隔で対向して配置されており、それ
ぞれのノズル２ａ，２ｂには、孔径１〜４ｍｍの複数の
ノズルが取り付けられている。これら対向するノズル２
ａ，２ｂの双方から噴出された水が中間で激しく衝突す
る。ノズル装置２には、二次管路３が接続され、衝突し
て落下した水がこの二次管路３を通過して元の池や湖沼
に戻される。

【００１６】なお、上記の各数値条件であるが、上記の
範囲内の組み合わせによるテストでは、全て良好な結果
が得られた。一般に、大量処理をするには、圧力はでき
るだけ低くした方が同一のエネルギーでより多量の流量
を得ることができるので好ましく、ノズル間距離は小さ
い（狭い）方が望ましい。

【００１７】池や湖沼の水には、アオコが多数含まれて
いるが、アオコは、一次管路１から二次管路３を経て元
の池や湖沼に戻るまでに、次のような作用を受ける。

【００１８】一次管路１内では、ポンプの吐出圧により
高圧に加圧された状態でノズル２ａ，２ｂに達する。そ
して水がノズル２ａ，２ｂから噴出されると、ポンプで
加えられた吐出圧が急激に低下するので、その際に発生
するキャビテーションによって、粘質鞘が諸処で破断さ
れ、群落が細分化される。また、同時に細胞内のガス胞
が破壊され、浮き袋を失った状態となる。すなわち、二
次管路３を通って元の池や湖沼に戻ったアオコは、水面
近くに浮上することができなくなり、水底に沈む。沈ん
だアオコの殆どは死んでいる。死んでいないアオコも、
光合成ができなくなるので、やがて死滅する。

【００１９】ノズル２ａ又は２ｂから噴出された際に破
壊を免れたアオコの群落は、対向するノズル２ｂ又は２
ａから噴出された水と激しく衝突し、その際の衝撃力で
粘質鞘が破壊され、さらに、細胞内のガス胞が破壊され
る。

【００２０】以上の２段階の衝撃により全てのアオコの
粘質鞘を寸断して細かな群落とし、かつ、細胞内のガス
胞も破壊することができる。したがって、二次管路３を
通過して元の池や湖沼に戻された水に含まれるアオコ
は、全て浮上することができずに水底に沈下してやがて
死滅する。

【００２１】なお、本発明の方法では、アオコは細胞壁
の破壊により死滅するのではない。一般に細胞壁の破壊
には、２００〜３００ＭＰａ程度が必要である。これに
対し、本発明の駆除方法に用いるポンプ圧は、精々５Ｍ
Ｐａ程度であるから細胞壁の破壊はできない。したがっ
て、粘質鞘で群落を形成しない通常のプランクトンは、
細胞壁を破壊されることがなく、影響を受けることはな
い。

【００２２】上記のノズル装置２のノズル２ａ，２ｂは
一例にすぎず、対向配置されるノズルは、１対でもよ
く、また、本願の発明者が発明した特許第２５５３２８
７号（特開平６−４７２６４号）に記載された乳化装置
を用いることもできる。

【００２３】また、上記の実施例においてはノズルを対
向配置して噴出した流体を衝突させたが、上述したよう
に、ノズルから噴出するだけでもキャビテーションによ
ってアオコの駆除は可能である。この場合、駆除の程度
を図１のようにノズルから噴出した流体を対向衝突させ
る場合と同じ程度にするには、ポンプによる加圧を２倍
程度にすればよい。

【００２４】また、別の方法として、ノズルを対向させ
ずに一方のみとし、ノズルから噴出された流体をプレー
ト等の物体に衝突させてもアオコの駆除が可能である。
駆除の程度を図１と同じ程度にするには、ポンプによる
加圧を１．５倍程度にすればよい。

【００２５】図１のようにノズルを対向配置してノズル
同士をわずかな距離を開けて対向配置して、噴射流体同
士を衝突させる方法では、衝突する際の流体の相対速度
が、単一ノズルの場合の２倍となるので、圧力は単一ノ
ズルの場合の５０％で済むことになる。

【００２６】また、プレートを使用する場合は、プレー
トの摩耗が生じるが、ノズルを対向配置させる方法で
は、この摩耗の問題が無い。圧力が５０％で良いという
ことは、流量すなわち処理能力を２倍にできることを意
味し、ノズルの摩耗は圧力の２乗に反比例するので、４
倍長持ちすることになる。

【００２７】図２は、対向するノズルから噴出させた流
体を擦り合わせてアオコを駆除する実施例の図である。
この実施例では、ノズル２ａと２ｂとは、中心が半ピッ
チ程度ずつずれている。すなわち、ノズル２ａ，２ｂか
ら噴出された流体は正面衝突せず、その代わり、２つの
逆向きに噴出された流体は、中間で激しく擦れ合う。そ
して、擦れ合ったときの摩擦損失によって、アオコに剪
断力が加わって、アオコが細かに粉砕されることにな
る。この場合、一方のノズル２ａ又は２ｂから噴出され
た流体は、相手側のノズルに達したときには、その衝撃
力が殆ど消滅して、相手側のノズルを摩耗させる心配が
なくなっているのが望ましい。このようするには、ノズ
ル２ａ，２ｂ間の距離を大きくするとよい。たとえば、
図１に示すノズル２ａ，２ｂ間の距離が４〜４０ｍｍで
あるのに対し、図２の実施例では、ノズル２ａ，２ｂ間
の距離は、１００〜２００ｍｍ程度としている。

【００２８】さらに図示は省略するが、２つのノズル
を、それぞれのノズルから噴出した流体が交叉するよう
に配置してもアオコを粉砕することが可能である。図２
の実施例では、交叉角度が１８０゜ということになる。
そして、噴出させた流体の交叉するところで、速度の異
なる噴流が擦れ合い、摩擦損失を生じてアオコに剪断力
が加わり、粉砕されることになる。当然のことである
が、２つのノズルを、複数のノズルからなる２群のノズ
ルに置き換えても同じ効果を得ることができる。なお、
本発明の処理装置は、アオコの駆除に限定されるもので
はなく、群落状になった多様な生命体に適用可能なもの
である。

【００２９】〔実験例〕処理装置としては、出願人の所
有する小型の処理装置を用いた。最大処理能力は１０リ
ットル／毎分で、上記特許第２５５３２８７号に記載の
乳化装置をノズルとして取り付けたものである。検体
（水）として、埼玉県杉戸町権現堂調節池にてアオコを
含む水約２００リットルを採取した。

【００３０】次に、採取した検体を網で濾し、大きな異
物を取り除いて上記小型の処理装置で、ポンプにより加
圧した。ポンプ圧力は、０．５ＭＰａでノズルは孔径
１．１ｍｍのものを２個づつ対向配置し、対向するノズ
ル間の距離は４ｍｍであった。

【００３１】処理後の検体（水）と、未処理の検体
（水）とを共に無色透明なガラス瓶に別々に入れて並
べ、時間の経過による状況を目視観察し、かつ、両検体
を顕微鏡で観察した。

【００３２】未処理のものは、時間の経過と共にアオコ
がどんどん上昇し、水面に集まった。一方、処理された
ものは、アオコの粒が小さくなり、時間の経過と共に沈
殿を始め、６０分後には、ほとんどのものが沈殿した。
１５時間後には、アオコの沈殿はさらに進み、浮いてい
るものは認められず、水は透明で澄んだ状態となった。

【００３３】顕微鏡で観察すると、未処理のものは、ア
オコの群落が粘質鞘に包まれていたが、処理後のものに
は粘質鞘が認められず、アオコはバラバラになり、ガス
胞も破壊され、死滅していた。さらに顕微鏡で観察する
と、処理したアオコの間を色々なプランクトンが動き回
っていた。このことから、本発明の群落状生命体の駆除
方法は、群落を形成しない通常のプランクトンには殆ど
影響を与えないものであるということが分かった。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
群落状生命体を含有する液体に圧力を加え、その圧力を
急激に低下させ、圧力低下により発生するキャビテーシ
ョンにより群落状生命体の結合を破壊して駆除するの
で、確実にアオコ等の群落状生命体を駆除できる。また
ポンプを用いることで連続的な処理が可能となり、しか
も、処理量を大きくすることができる。

【００３５】ノズルから噴出させた流体を物体に衝突さ
せる工程を付加すれば、低い圧力でも群落状生命体の結
合を破壊することができるので、処理量をさらに大きく
することができる。液体を物体に衝突させるのを、対向
するノズルから噴出された流体同士を衝突させるように
すれば、噴射流体の衝突時の相対速度が速くなるので、
噴出圧をさらに下げることができ、ポンプの流量を増加
して処理量をさらに増大させることができる。ノズルか
ら噴出させた流体を衝突させるのに代えて、流体同士を
摩擦損失させることとしても、アオコなどの群落状生命
体を駆除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の群落状生命体を駆除する方法に用いら
れる装置の要部構成を示す図である。

【図２】対向するノズルから噴出させた流体を擦り合わ
せてアオコを駆除する実施例の図である。

【符号の説明】

１一次管路２ノズル装置２ａ，２ｂノズル３二次管路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】群落状生命体を含有する液体に圧力を加
え、その圧力を急激に低下させ、圧力低下により発生す
るキャビテーションにより群落状生命体の結合を破壊し
て駆除することを特徴とする群落状生命体の駆除方法。
【請求項２】上記液体に圧力を加える工程が、液体を
ポンプにより加圧する工程であり、その圧力を急激に低
下させる工程が、液体を該ポンプに接続されたノズルか
ら噴出させる工程であることを特徴とする請求項１記載
の群落状生命体の駆除方法。
【請求項３】さらに、上記ノズルから噴出させた流体
を物体に衝突させる工程を付加したことを特徴とする請
求項２記載の群落状生命体の駆除方法。
【請求項４】上記液体を物体に衝突させる工程が、対
向するノズルから噴出された流体同士を衝突させる工程
であることを特徴とする請求項３記載の群落状生命体の
駆除方法。
【請求項５】さらに、上記ノズルから噴出させた流体
同士を摩擦損失させる工程を付加したことを特徴とする
請求項２記載の群落状生命体の駆除方法。
【請求項６】上記流体を摩擦損失させる工程が、対向
するノズルから噴出された流体間の相互作用であること
を特徴とする請求項５記載の群落状生命体の駆除方法。