JP2003071494A - アオコの除去装置および除去方法 - Google Patents

アオコの除去装置および除去方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アオコの増殖能力を効果的に抑制する装置及
び方法を提供する。 【解決手段】 所定の深さを有する閉鎖水域に発生する
アオコの除去方法であって、水底付近の水を吸い上げる
吸引ポンプと、吸引した水を加圧状態として酸素を溶解
し、その水を水底付近に排出する排出手段と、水面付近
の水を吸い上げる吸引ポンプと、吸引した水を加圧状態
として炭酸ガスを溶解し、その水を水面付近に排出する
排出手段とを有し、日の出付近から日の入り付近迄の時
刻は水面付近の水を吸い込んで加圧状態で炭酸ガスを溶
解してその水を水面付近に排出し、日の入り付近から日
の出付近迄の時刻は水底の水を吸い込み加圧状態で酸素
ガスを溶解してその水を水底付近に排出する。

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、池等の閉鎖水
域等に発生するアオコの浄化装置及び浄化方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】湖沼、池、河口堰等の閉鎖水域では、水
の滞留や大量に流入するリンや窒素が原因となって富栄
養化が起こり、アオコ等の植物プランクトンが異常繁殖
して水質の汚濁が進行する。
【0003】従来、アオコ等の植物プランクトンが異常
繁殖した湖沼、池等の水は、凝集ろ過手段によって集積
除去したり、硫酸銅や塩素等の殺藻剤を使って植物プラ
ンクトンを死滅させたり、あるいは紫外線照射によって
植物プランクトンの増殖機能を失活させたりする浄化方
法が提案され、実施されている。
【0004】その他の従来技術の例(原理図)を図2に
示す。図2において、20はポンプ船と称され、植物プ
ランクトン及び溶存酸素(DOと略記)の豊富な表層水
をポンプ21で吸込み、送水管22にて無光層(図中B
の領域)まで送り吐出口23から放出させる。
【0005】無光層Bと有光層(図中Aの領域)の境界
は温度躍層28と称され水の密度差が存在する。このた
め、無光層Bへ送り込まれた表層水は無光層Bの密度が
大きい水と混合して、多少無光層Bに留まり、プランク
トン増殖を抑制する作用がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の、凝集ろ過
法によって植物プランクトンを集積除去する方法では、
湖沼、池等の膨大な水域の全域に同時的な浄化を期待す
ることは難しく極めて効率が悪いという問題がある。
【0007】また、殺藻剤を使った浄化方法では、その
毒性による自然生態系の破壊や二次的水質汚濁問題に波
及し、根本的な環境浄化対策とはならない。また、紫外
線照射による方法の場合は、設備費とそれの保守管理に
労力を要し、経済性の面で問題が多い。
【0008】また、図2に示したようにポンプ船を用い
た水質浄化装置の場合、植物プランクトンは有光層の2
〜3m水深の間に生存しているため、固定されたポンプ
取水口16では効率が悪い。また、この水質浄化装置に
よる場合は流れが一方向であり、単に表層水を無光層へ
送り込むのみで効果が少い。
【0009】本発明は上述のような課題を解決するため
になされたもので、アオコ等の植物プランクトンを含む
湖沼、池等の生態環境を破壊することなく、効率的に浄
化できる湖沼、池等の水の浄化方法及び浄化装置を提供
することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、請求項1においては、所
定の深さを有する閉鎖水域に発生するアオコの除去方法
であって、水底付近の水を吸い上げる吸引ポンプと、吸
引した水を加圧状態として酸素を溶解し、その水を水底
付近に排出する排出手段と、水面付近の水を吸い上げる
吸引ポンプと、吸引した水を加圧状態として炭酸ガスを
溶解し、その水を水面付近に排出する排出手段とを有
し、一日の時間帯に応じて前記いずれかの手段を選択す
ることを特徴としている。
【0011】請求項2においては請求項1記載のアオコ
の除去装置において、前記時間帯は日の出、日の入りで
あることを特徴としている。
【0012】請求項3においては、日の出付近から日の
入り付近迄の時刻は水面付近の水を吸い込んで加圧状態
で炭酸ガスを溶解してその水を水面付近に排出し、日の
入り付近から日の出付近迄の時刻は水底の水を吸い込み
加圧状態で酸素ガスを溶解してその水を水底付近に排出
することを特徴としている。
【0013】本発明によれば、アオコを含む水が加圧容
器を通過するときに、細胞が破壊され、また、酸素供給
により好気層をつくりリン・窒素の溶出を抑制する。更
に、炭酸ガスの供給によりpHを低下させてアオコが生
息しにくい生態系とすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】はじめにアオコの発生原因につい
て考察する。アオコは 富栄養化が進行し水中に溶出する全窒素量、全リン
量が大きい。 透明度が低い。 pHが高い。 水温が20℃以上。 等の条件で他の藻類に優先して発生する。
【0015】アオコの性質としては 光が当る環境下(昼間)で水面に浮いてくる。 ガス胞と呼ばれる薄膜状の核があり、この核が浮き
袋の役割を担っている。 このガス胞はおよそ2kgf/cm程度の圧力でつ
ぶれる。 アオコが発生すると炭酸ガスが減少してpHが上昇
する。pH9以上でアオコが優先しpH7〜8の範囲で
は緑藻類が優先する。 リン・窒素の量を減少させるとアオコが発生し難く
なる。 10℃以下の水温では増殖しないが20℃以上で大
量に発生する。
【0016】本発明は上述のアオコの発生原因について
の考察に基づいている。図1は本発明の請求項1乃至3
に関する実施形態の一例を示す概略構成図である。図に
おいて、気体溶解タンク1の上方にはポンプ3を介して
浄化対象の水域から水が吸引される。ここで浄化対象の
水域(ダム,湖沼等)は所定の深さを有し、表面にはア
オコが発生し水底付近は貧酸素状態となっているものと
する。
【0017】気体溶解タンク1には酸素発生装置(酸素
ボンベ)4からバルブ4aを介して酸素ガスが、CO2
ボンベ5からバルブ5aを介して炭酸ガスが供給される
ようになっており、時間帯により何れか一方のガスが供
給される。
【0018】ホース2には少なくとも2箇所に吸引箇所
が設けられ、図では水面付近の浅い領域にバルブ6が設
けられ、底部付近の深い領域にはバルブ7設けられてお
り、これらのバルブの開閉も時間帯により何れか一方の
バルブが開とされる。
【0019】気体溶解タンク1の下方にはバルブ8を介
してホース9が接続されており、このホース9には少な
くとも2箇所に吐出バルブ10,11が設けられてい
る。図では水面付近の浅い領域にバルブ10が設けら
れ、底部付近の深い領域にはバルブ11が設けられてお
り、これらのバルブの開閉も時間帯により何れか一方の
バルブが開とされる。
【0020】気体溶解タンク1に吸引された水は酸素ガ
ス又は炭酸ガスと接触し、ヘンリーの法則に従ってこれ
らのガスを溶解する。なお、図では省略するが気液溶解
タンク1にはタンク内に吸引された水を所定の位置に制
御するための水位制御手段や、供給される酸素ガス又は
炭酸ガスの圧力を制御する手段、一年分の日の出、日の
入りを記憶したメモリ手段、各バルブの開閉を制御する
バルブ開閉制御手段などが取付けられている。
【0021】上記の構成において、アオコは昼間は光を
受けて表面に浮上している。従って制御手段(図示省
略)は日の出から日の入りまではバルブ6および10を
開として水面付近の水を吸い上げる。吸い上げられた水
はタンク1内で2kgf/cm以上の圧力を印加されて
アオコに対して圧力破壊が行なわれる。同時に炭酸ガス
を高濃度に溶解させて水面付近に排出する。
【0022】その結果、排出される水は吸引時より炭酸
ガス濃度が増大しているのでpHが酸性側に変化し、藍
藻類から珪藻類そして緑藻類が優占する環境へ変化す
る。次に、夜間は藻類による光合成が停止し、アオコの
呼吸による酸素消費が進む。従って水中の溶存酸素濃度
が低下する。特に、底層においてその傾向が顕著となる
【0023】従って制御手段は日の入りから日の出まで
はバルブ7および11を開として水底付近の水をアオコ
と共にタンクに吸い込む。そしてタンク内で2kgf/c
以上の圧力をかけてアオコの圧力破壊を行なう。同
時に酸素ガスを高濃度に溶解させて水底付近に排出す
る。
【0024】本発明の以上の説明は、説明および例示を
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えばバ
ルブ6,7,10,11の開閉は夏と冬若しくは天候の
具合により必ずしも日の出日の入りに規制されず実状に
合わせたものとすることができる。
【0025】また、実施例では1本のホースに表面付近
と底面付近の水を吸引(排出)するバルブを設けたが、
ポンプ,ホース,バルブはそれぞれの水域を吸引(排
出)できるように2系列としても良い。特許請求の範囲
の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲
内の変更、変形を包含するものとする。
【0026】
【発明の効果】本発明では、時間帯によりアオコを含む
水を吸入する水位や溶解させるガスの種類を変え、ま
た、アオコのガス胞を破壊する圧力を加えるようにした
のでアオコの増殖能力を効果的に抑制することができ
る。.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の一例を示す図である。
【図2】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 気液溶解タンク 2 ホース 3 ポンプ 4 酸素発生装置 4a,5a,6,7,10,11 バルブ 5 炭酸ガス(CO)ボンベ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/50 550 C02F 1/50 550H

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の深さを有する閉鎖水域に発生するア
    オコの除去方法であって、水底付近の水を吸い上げる吸
    引ポンプと、吸引した水を加圧状態として酸素を溶解
    し、その水を水底付近に排出する排出手段と、水面付近
    の水を吸い上げる吸引ポンプと、吸引した水を加圧状態
    として炭酸ガスを溶解し、その水を水面付近に排出する
    排出手段とを有し、一日の時間帯に応じて前記いずれか
    の手段を選択することを特徴とするアオコの除去装置。
  2. 【請求項2】時間帯は日の出、日の入りであることを特
    徴とする請求項1記載のアオコの除去装置。
  3. 【請求項3】日の出付近から日の入り付近迄の時刻は水
    面付近の水を吸い込んで加圧状態で炭酸ガスを溶解して
    その水を水面付近に排出し、日の入り付近から日の出付
    近迄の時刻は水底の水を吸い込み加圧状態で酸素ガスを
    溶解してその水を水底付近に排出することを特徴とする
    アオコの除去方法。
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