JP2003251365A

JP2003251365A - アオコ含有水処理装置および処理方法

Info

Publication number: JP2003251365A
Application number: JP2002052076A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Sato; 知巳佐藤
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】アオコを効率的に除去する。【解決手段】アオコ含有水をエアレーションタンク１
０で、曝気処理する。曝気処理水に凝集槽１６で凝集剤
を添加混合した後、高速凝集沈殿装置２４に高速凝集沈
殿する。これによって、アオコを効率的に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アオコが繁殖して
いる水源から取水されたアオコ含有水の処理装置および
処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川、湖沼などであって流れの弱い閉鎖
性水域においては、排水が流れ込むなどして富栄養化が
進行すると、夏場などにおいてアオコがしばしば発生す
る。このアオコは、藍藻と呼ばれる仲間の植物プランク
トンが水面に浮き上がり、緑色のペンキを流したような
状態になることをいい、アオコ現象を呈する代表的な植
物性プランクトンとしては、ミクロキスティスエルギ
ノーサ（Microcystis aeruginosa）、ミクロキスティス
ベーゼンベルギー（Microcystis wesenbergii）、アナ
ベナアフィニス（Anabaena affinis）、アナベナマク
ロスポーラ（Anabaena macrospora）、アナベナスピロ
イデス（Anabaena spiroides）、オシラトリアテヌイ
ス（Oscillatoria tenuis）、オシラトリアカワムラエ
（Oscillatoria Kawamurae ）等が挙げられる。そし
て、アオコが発生すると、その腐敗による悪臭の放出、
酸欠による魚類の弊死等を招く。

【０００３】また、これらの水域を水源とする浄水場で
は、アオコ発生に起因して、配水する水道水に異臭味が
発生したり、浄水場において、ろ過装置の閉塞等が引き
起こされるという問題があり、さらにアオコは塩素と反
応して生成されるトリハロメタンなどの有機塩素化合物
の前駆物質になったり、毒性物質を産出する場合もあ
る。

【０００４】また、火力発電所の灰捨地の浸出水貯留池
などにおいても、窒素、リンなどの栄養が十分あるた
め、夏場にはアオコが大量発生するという可能性があ
る。

【０００５】そこで、これら水域や貯水池などの水源
（水域）でのアオコ発生を抑制するために、アオコが発
生している水源において、エアレーションしたり、水域
を遮光したり、アオコを食する生物を水域に生育し、生
態系（食物連鎖）を用いたりして水域におけるアオコの
発生を抑制する方法等が考えられる。

【０００６】また、浄水処理施設などでは、前除濁とし
て凝集沈殿や加圧浮上などの物理化学的処理によって、
アオコの除去が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水域をエアレ
ーションしたり、水域を遮光したり、アオコを食する生
物を水域に生育したりする方法では、ある程度のアオコ
発生の抑制効果は得られるもののその効果を確実にする
ことは難しい。また、凝集沈殿または加圧浮上によって
物理化学的に除去する方法では、アオコが大量に発生し
たときに対処しようとすると、装置規模が大きくなりす
ぎ、装置規模を小さくした場合には大量発生時に対処が
できなくなるという問題があった。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、効率的なアオコ処理が行えるアオコ処理装置およ
びアオコ処理方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る装置は、ア
オコ含有水を酸素含有ガスによって曝気処理する曝気処
理手段と、この曝気処理手段による曝気処理水を物理化
学的処理する物理化学的処理手段と、を有することを特
徴とする。

【００１０】富栄養化の閉鎖性水域や、貯水槽などにお
いて、アオコがしばしば発生する。このアオコが発生す
ると、その腐敗により悪臭が発生したり、毒性物質が産
出される場合もある。

【００１１】本発明によれば、このようなアオコを曝気
処理と物理化学的処理の組合せによって、効率的に除去
することが可能である。すなわち、曝気処理によって、
アオコを減少し、かつ物理化学的処理がやりやすい条件
を生成し、効率的な物理化学的処理を行う。

【００１２】また、前記物理化学的処理手段が、凝集処
理であることが好適である。凝集剤を用いた凝集処理に
よって、曝気処理水について効果的な処理を行うことが
できる。特に、曝気処理を行うことで、単なる凝集によ
る処理に比べて、凝集剤の注入量を大幅に低減すること
が可能となっただけでなく、水の回収率も向上すること
ができる。

【００１３】また、前記凝集処理は、凝集沈殿と粗ろ過
を組み合わせた高速凝集沈殿処理であることが好適であ
る。このような高速凝集沈殿装置を適用することで、設
置面積を小さくでき、小スペース化の実現も可能とな
る。

【００１４】また、前記物理化学的処理手段が、加圧浮
上であることも好適である。

【００１５】また、前記物理化学的処理手段を休止し曝
気処理水を放流することが可能であることが好適であ
る。アオコが発生していない場合に曝気処理だけを行
い、アオコ発生を防止することができる。

【００１６】また、本発明に係る方法は、アオコ含有水
を曝気処理し、この曝気処理した曝気処理水を物理化学
的処理することを特徴とする。

【００１７】また、前記アオコ含有水は、アオコが繁殖
している水源から取水されたものであり、物理化学的処
理の処理水はさらに浄水処理され用水として利用される
ことが好適である。これによって、アオコ含有水を工業
用水や上水の水源として、効果的に利用することが可能
となる。

【００１８】また、前記アオコ含有水は、アオコが繁殖
している水源から取水されたものであり、物理化学的処
理の処理水は前記水源に戻されることが好適である。こ
れによって、水域のアオコを低減又は除去することがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００２０】図１は、アオコ含有水処理装置の構成を示
す図である。アオコが発生する河川、湖沼、貯水池等か
らの原水は、エアレーションタンク１０に導入される。
このエアレーションタンク１０には、ブロア１２からの
空気が供給される散気装置１４が配置されている。従っ
て、この散気装置１４からの気泡によって、エアレーシ
ョンタンク内の原水が曝気処理される。なお、散気装置
１４へ供給するガスは、空気の他、酸素富化ガスを利用
することもできる。

【００２１】このエアレーションタンク１０における曝
気処理によって、その曝気処理水はアオコの発生しにく
い環境になるとともに、原水中に存在していたアオコの
量を減少することができる。

【００２２】エアレーションタンク１０の処理水は、凝
集槽１６に導入される。この凝集槽１６には、無機凝集
剤注入設備１８からの無機凝集剤（例えば、アルミ系の
ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、ｐＨ調整剤注入設備
２２からのｐＨを中性付近に調整するためのｐＨ調整剤
（水酸化ナトリウムなどのアルカリや、塩酸や硫酸など
の酸）および高分子凝集剤注入設備２０からの凝集助剤
としての高分子凝集剤（例えば、アニオン性やノニオン
性のアクリルアミド系高分子凝集剤）が添加される。こ
れによって、凝集槽１６内において、原水中の固形物が
凝集フロック化される。

【００２３】特に、原水中にアオコが含まれていた場合
において、曝気処理を受けているため、曝気処理水中で
は固形物量が減少し、かつ凝集剤によって凝集しやすい
条件になっている。従って、凝集層１６によって効果的
な凝集処理が行える。

【００２４】凝集槽１６において、凝集処理を受けた凝
集水は、高速凝集沈殿装置２４に導入され、ここで固形
物が除去される。

【００２５】ここで、この高速凝集沈殿装置２４は、下
半部に沈殿分離ゾーン３０が形成されており、底部には
沈殿分離汚泥の排出管３２が設けられている。凝集槽２
４からの凝集水は、供給管３４により、沈殿分離ゾーン
３０の中心部に下方に向けて供給される。

【００２６】高速凝集沈殿装置２４の上部には、充填材
充填ゾーン３６が形成されている。この充填材充填ゾー
ン３６は、上部流出防止網３８、下部流出防止網４０
と、これらの間に形成された充填材層４２とからなって
いる。充填材層４２は、浮上ろ材から形成されており、
基本的には上部流出防止網３８側に位置している。そし
て、充填材充填ゾーン３６の上方に越流せき４４が設け
られ、沈殿分離ゾーン３０で沈殿処理を受け、さらに充
填材充填ゾーン３６を通過した水が越流せき４４を越え
て処理水として排出される。また、下部流出防止網４０
の直下には、洗浄用空気噴出部４６が形成されており、
この洗浄用空気噴出部４６から適宜空気を吹き出すこと
によって、充填材層４２を洗浄できるようになってい
る。

【００２７】この高速凝集沈殿装置２４では、粗大化し
た凝集フロックは、沈殿分離ゾーン３０において自重に
より沈殿分離される。そして、沈殿分離ゾーン３０で沈
殿しなかった残余の微フロックは、充填材充填ゾーン３
６において充填材層４２中を上昇する間に微フロック自
体の凝集付着沈積が行われ、ろ過的に除去される。充填
材層４２の充填材は、ラシヒリングのような空隙率の高
いものであり、砂ろ過のような精密なろ過ではなく、粗
ろ過を行う。

【００２８】なお、このような高速凝集沈殿装置は、特
開平６−３０４４１１号等に示されている。

【００２９】このような高速凝集沈殿装置２４によっ
て、効果的な凝集沈殿処理を行うことができる。特に、
アオコ含有水を曝気処理後、凝集処理した原水について
は、この高速凝集沈殿装置２４によって、非常に効果的
な処理が行え、処理水中の濁度成分を非常に低くでき
る。すなわち、アオコをほぼ１００％除去することがで
きる。

【００３０】また、本実施形態では、曝気処理水の濁度
を計測する濁度計５０を有しており、この濁度計５０の
検出値によって、濁度が十分低い場合には曝気処理水を
分岐してそのまま処理水として排出できるようになって
いる。

【００３１】従って、アオコの発生がない場合には、曝
気処理のみを行い、凝集沈殿処理を省略する。これによ
って、不要な処理が行われることを防止することができ
る。なお、濁度計５０の検出値によって、凝集剤等の注
入量を制御することも好適である。そして、曝気処理水
の濁度が十分低い場合には、凝集剤の添加を停止すれ
ば、曝気処理水をそのまま排出するのとほぼ同様の処理
が行える。さらに、曝気処理水の濁度が十分に低い場合
で、ｐＨが放流基準範囲外にあった場合は、凝集剤の添
加のみを停止しｐＨ調整設備のみを稼働させれば、新た
にｐＨ調整手段を設けなくても良い。

【００３２】また、高速凝集沈殿装置２４に代えて、加
圧浮上装置を利用することも好適である。加圧浮上処理
においても、凝集フロックを浮上分離することができ、
曝気処理されたアオコ含有排水からアオコを効果的に除
去することができる。なお、加圧浮上装置としては、公
知の装置をそのまま使用できるため、その説明を省略す
る。

【００３３】また、本実施形態の処理対象のアオコ含有
水としては、河川、湖沼などの閉鎖性水域や、火力発電
所の灰捨地の浸出水貯留池などが挙げられる。そして、
本実施形態の装置における処理水は、さらに浄水処理を
して、上水として配水したり、工業用水として利用する
ことができる。さらに、処理水を取水池に戻すことも好
適である。これによって、取水水源を浄化することがで
きる。なお、処理水を水道の原水にする場合には、高分
子凝集剤の使用を水道のための浄水処理に適合したもの
にする必要がある。

【００３４】

【実施例】以下、アオコ含有水について、行った各種の
実験結果について説明する。

【００３５】（実施例１アオコの除去実験−高速凝集
沈殿−）ここでは、物理化学的処理に高速凝集沈殿装置
（以下、ＨＢＦという）を用いた処理を行った。

【００３６】実験は、対象池にアオコが発生したときに
行った。実験では、まずジャーテストを行い通水実験に
おける初期条件を選定した。使用する無機凝集剤は、Ｐ
ＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）および塩化第２鉄、高分
子凝集剤は、アニオン性高分子凝集剤のオルフロック
（登録商標）ＯＡ−２３とＡＰ−１を用いることとし、
ジャーテストの上澄水濁度が１〜２度となった条件を暫
定的に採用するものとした。

【００３７】ジャーテストで初期条件を決定し、次い
で、以下（１）〜（３）の実験を行った。

【００３８】（１）ＨＢＦによる通水速度実験アオコ含有水を、ＨＢＦに通水速度（ＬＶ）７．５〜１
５ｍ／ｈ間で変化させながら通水した。ここで、処理可
能な最大通水速度を最適通水速度とした。

【００３９】水質測定項目は実験を通して、原水がｐ
Ｈ、水温、濁度、色度、ＳＳ、処理水がｐＨ、濁度、色
度、（ＳＳ）とした。

【００４０】（２）ＨＢＦによる通水継続実験本試験はアオコ含有水を、（１）の通水速度実験で得ら
れた、最適通水速度条件で通水し、連続してどこまで処
理可能かを探るものとした。すなわち、装置の逆洗時間
の間隔を把握した。なお、処理水水質は濁度によって評
価した。

【００４１】（３）ＨＢＦによる凝集剤低減実験本実験は、ジャーテストで選定した薬注条件を初期値と
して、凝集剤注入量がどこまで低減が可能か評価した。

【００４２】試験の結果を以下に説明する。

【００４３】ジャーテストの結果、凝集剤はＰＡＣ：２
５ｍｇ／Ｌ、高分子凝集剤はオルフロックＡＰ−１：１
ｍｇ／Ｌを選定した。

【００４４】（１）通水速度試験および（２）通水継続
試験結果、原水ＳＳ濃度は、対象池水中のアオコを重点
的に採取した。実験中、アオコ由来のＳＳ濃度は３７〜
６２ｍｇ／Ｌであった。

【００４５】通水速度試験および通水継続試験はＬＶ：
７．５、１０、１２．５、１５ｍ／ｈにて行った。ＬＶ
が７．５、１０ｍ／ｈでは、３時間程度安定した通水が
可能であった。またＬＶ：１２．５ｍ／ｈでは２時間、
ＬＶ：１５ｍ／ｈでは０．５時間の安定通水が可能で
あった。これらの結果、ＬＶ：１０ｍ／ｈを最適通水速
度とした。

【００４６】なお、安定した通水とは、処理水濁度が、
１度（ＳＳ≒２ｍｇ／Ｌ）以下で得られたことをあらわ
す。また、ＳＳと濁度の関係は、試験の結果ＳＳ＝濁度
×２．０なる相関関係が得られた。

【００４７】（３）凝集剤低減試験結果通水試験において、凝集剤がどこまで低減可能かについ
ての試験を行った。

【００４８】凝集剤低減試験では、まずＡＰ−１を一定
量（１ｍｇ／Ｌ）注入し、ＰＡＣ注入率を低減させた。
図２は、ＰＡＣを１０ｍｇ／Ｌまで減少させて通水した
ときの結果である。この結果、通水継続時間が１３時間
得られた。なお、１３時間の間、処理水は４度（ＳＳ≒
８ｍｇ／Ｌ）以下で安定していた。そのときの結果を図
２に示した。さらに、凝集剤低減試験を行なった結果を
表１に示した。これらの結果、以下のことが確認され
た。

【表１】

【００４９】・Ｒｕｎ３、６より、凝集剤の添加は必要
であることが分かる。・Ｒｕｎ１、２より、凝集剤ＰＡＣの注入率は１０ｍｇ
／Ｌ以上が推奨されることがわかった。・Ｒｕｎ１、５より、高分子凝集剤の添加は、継続時間
を伸ばす効果があった。

【００５０】ジャーテストではＰＡＣ２５ｍｇ／Ｌ以上
の注入で濁度１度以下となったが、通水試験ではＰＡＣ
１０ｍｇ／Ｌが最適であった。これは、ＨＢＦの充填材
の中での再凝集効果と考えられる。

【００５１】（実施例２アオコの除去実験−加圧浮上
−）物理化学的処理として、加圧浮上処理の実験を行っ
た。この加圧浮上の実験には、浮上分離装置（フローテ
ーションテスター）を用いた。また、浮上速度は通水Ｌ
Ｖ：６ｍ／ｈとして行った。

【００５２】被処理水に凝集剤（ＰＡＣ、ＡＰ−１）添
加後、フローテーションテスターに注入し、加圧水を供
給し、固液分離した。処理水水質はＳＳ、濁度、色度と
した。

【００５３】試験の結果、加圧浮上法でも十分に処理可
能であった。結果を表２に示す。

【表２】

【００５４】（実施例３アオコの除去実験−エアレー
ション−）水槽に処理対象水約４０Ｌを供給し、エアス
トーンによって空気を供給する。エアの供給は、昼間の
み（８時間／日）行うこととし、供給空気流量は、１０
０ＮＬ／ｈとした。また、試験は以下ａ、ｂの状態を模
擬した。

【００５５】ａ）アオコ発生前の対象池水にエアレーシ
ョンを行ない、未然防止の効果を探る。ｂ）アオコ発生後の対象池水にエアレーションを行な
い、アオコの低減効果を探る。

【００５６】なお、ａ、ｂのケースともに、水質測定項
目はｐＨ、濁度、色度、ＳＳとした。

【００５７】試験結果について、表３に示す。本試験の
結果、以下のことが確認された。

【表３】

【００５８】・Ｒｕｎ１１では、徐々にアオコが発生す
る傾向が確認されたが、Ｒｕｎ１２では発生は見られな
かった。・Ｒｕｎ１４の試験では、エアレーション曝気後約２５
時間でアオコが低減することが確認され、その後エアレ
ーション曝気を行っている間はアオコの増殖は見られな
かった。

【００５９】これらの結果、エアレーションはアオコの
低減だけでなく発生の抑制にも効果があることが示唆さ
れた。

【００６０】しかし、アオコは５８から６．４ｍｇ／Ｌ
に低減できるだけで、完全に除去することは難しい。そ
こで、完全除去するためには凝集沈澱処理等（アオコ２
ｍｇ／Ｌ以下となる）の処理が必要である。

【００６１】（実施例４アオコの除去実験−エアレー
ション＋高速凝集沈殿−）本試験は、まずエアレーショ
ンで被処理水中のアオコを低減した後、次に高速凝集沈
殿で高度除去することを目的として行った。

【００６２】エアレーションで除去した後に凝集沈殿に
供することで、装置の通水継続時間が２から３倍になっ
た。その結果、水回収率が向上できる。さらに、ＳＳ負
荷を大幅に低減させることによって、凝集剤ＰＡＣの注
入率が５ｍｇ／Ｌとなり、薬剤の低減効果にもつながっ
た。なお、エアレーションの処理は、上述と同様であ
り、高速凝集沈殿の処理水は上述の場合と同様の水質で
ある。

【００６３】（実施例５アオコの除去実験 −エアレ
ーション＋加圧浮上−）本試験は、まずエアレーション
で被処理水中のアオコを低減した後、次に加圧浮上で高
度除去することを目的として行った。

【００６４】エアレーションで除去した後に凝集沈殿に
供することで、凝集剤ＰＡＣの注入率が５ｍｇ／Ｌでも
処理水ＳＳが３ｍｇ／Ｌ以下となり、薬剤の低減効果が
期待できる。

【００６５】実施例４および５での物理化学的処理方法
の比較では、高速凝集沈殿法のほうが、通水速度を高速
でとることが可能であり、また、加圧浮上法では、加圧
水を発生させる設備等を必要とすることから、設備が複
雑となることから、凝集沈殿法（ここではＨＢＦ）がよ
り効率がよいと判断される。

【００６６】

【発明による効果】本発明により、富栄養化の閉鎖性水
域でしばしば発生し、腐敗による悪臭を放出したり、毒
性物質を産出するといわれるアオコを、効率的よく完全
に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の装置の全体構成を示す図である。

【図２】通水試験結果を示す図である。

【符号の説明】

１０エアレーションタンク、１６凝集槽、２４高
速凝集沈殿装置。

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/74 Ｃ０２Ｆ 1/74 ＺＦターム(参考） 4D015 BA19 BA29 BB12 CA20 DA02 DA12 DB02 EA14 EA32 EA33 FA25 4D037 AA05 AB18 BA02 BB05 BB07 CA08 4D050 AA02 AB06 BB01 BD06 CA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アオコ含有水を酸素含有ガスによって曝
気処理する曝気処理手段と、この曝気処理手段による曝気処理水を物理化学的処理す
る物理化学的処理手段と、を有することを特徴とするア
オコ含有水処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、前記物理化学的処理手段が、凝集処理であることを特徴
とするアオコ含有水処理装置。
【請求項３】請求項２に記載の装置において、前記凝集処理は、凝集沈殿と粗ろ過を組み合わせた高速
凝集沈殿処理であるアオコ含有水処理装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の装
置において、前記物理化学的処理手段が、加圧浮上であることを特徴
とするアオコ含有水処理装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の装
置において、前記物理化学的処理手段を休止し曝気処理水を放流する
ことが可能であることを特徴とするアオコ含有水処理装
置。
【請求項６】アオコ含有水を曝気処理し、この曝気処理した曝気処理水を物理化学的処理すること
を特徴とするアオコ含有水処理方法。
【請求項７】請求項６に記載の方法において、前記アオコ含有水は、アオコが繁殖している水源から取
水されたものであり、物理化学的処理の処理水はさらに
浄水処理され用水として利用されることを特徴とするア
オコ含有水処理方法。
【請求項８】請求項６に記載の方法において、前記アオコ含有水は、アオコが繁殖している水源から取
水されたものであり、物理化学的処理の処理水は前記水
源に戻されることを特徴とするアオコ含有水処理方法。