JP2005052751A - 浮遊物回収装置及びその回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な装置構成として、広い水域で浮遊物を回収できるようにする。
【解決手段】水池に浮遊しポンプに連通する取水部１の周囲に浮環２を設け、その浮環２の配管７から気体を噴出して浮遊物を取水部１へ向かって移動させるとともに、取水部１からポンプで吸引された浮遊物を含む水は処理装置へと移送される。浮環２の全周には、その下面から前記水池の底面Ｇに至るカーテンウォール４を設け、浮環２の水中部分に開口２ａを形成する。取水部１から水を吸引することにより浮環２内の水量が減少し、開口２ａを介して外側の浮遊物及び水が流入する。このため、浮環２外の浮遊物を取り込むことができ広い水域での浮遊物回収が可能となる。また、カーテンーウォール４下部に散気管６を設け、気体を噴出して気泡がカーテンウォール４外側に上昇するようにすれば、水中の浮遊物を前記開口２ａ付近まで浮上させて、浮環２外側の浮遊物をより多く内側に取り込むことができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、溜め池や湖沼等の水池の水面に浮遊するアオコ等の浮遊物を、水面から回収除去する浮遊物回収装置、及びその回収方法に関するものである。

富栄養化した水池では、アオコ等の藻類が繁殖し易い環境にあると言われている。これらは、水面を緑色に染めて景観を悪くするだけでなく、強烈な悪臭を放ち、大きな環境問題となっている。

このアオコ等浮遊物を回収するための装置として、例えば、図８に示すものがある。この回収装置は、浮遊物を含む水を吸引する吸水口１ａを有するポンプ１を、フロート１０により、浮遊物が多く分布する水面近くに浮かばせ、そのポンプ１を取り囲んで水面近くに浮かぶ環状のフロート（浮環２）を設けて、その浮環２にカーテンウォール４を吊るす。その浮環２の水面付近内周に沿って配管７を配設し、その配管７の適宜の位置に設けた噴出口からポンプ１へ向かって水を噴出するようにする。一般的にアオコ等の浮遊物は、水中全体に分布しているが、比較的水面付近に位置する量が多いため、前記浮環２及びカーテンウォール４を水面近くに設けることにより、浮環２内側の浮遊物が浮環２外側へ流出しないようにしている。また、この噴出水によって、水面付近に水流が生じて、浮環２内側に位置する浮遊物がポンプ１に向かって移動する。このため、ポンプ１は、その近傍のみならず浮環２内側全体に亘って効率よく浮遊物を含んだ水を回収できるようになっている。

このポンプ１により吸引された浮遊物を含んだ水は、接続されたホース１１を通じて台船Ｓ等に設けた処理装置に送られて、浮遊物を分離するなどの処理が施される（特許文献１参照）。

また、他の回収装置として、例えば、浮遊物を含む水を吸引するポンプを水面近くに浮かばせ、そのポンプには、放射状に突出する支持部材を水面上に回転可能に設け、その支持部材を介して装置本体を囲む複数の翼部を備えた回転翼を設けたものがある。その回転翼には、ポンプに連通された吸水口が取り付けられ、支持部材、及び回転翼をポンプを中心に水面上を回転させながらそのポンプを作動させる。前記吸水口が水面上を移動しながら、浮遊物を含む水を吸引することにより、設定された水域内の水面近くにおいて、前記ポンプ１へ向かう渦流を広い範囲に発生させる。この渦流により浮遊物を流動させるので、広い水域に亘って大量の浮遊物を回収することができるようになっている（特許文献２参照）。
特開平７−２７４６６１号公報 特開２０００−３０３４３８号公報

特許文献１に記載のアオコ回収装置では、ポンプ１を囲むように浮環２、及びカーテンウォール４を水面近くに設けて、浮環２内側の浮遊物が外側へ逃げないようにしているので、その浮環２、及びカーテンウォール４を挟んで内外間には、水面付近において水流が発生しなくなる。このため、浮環２外側の水面付近の浮遊物は、ポンプ１により吸引、回収することができない。そこで、前記浮環２で囲む範囲を越えて、さらに広い水域に亘って浮遊物を回収する場合には、この回収装置全体を、クレーン等で吊り上げながら目標となる場所へきめ細かく移動して作業を進める必要がある。

また、特許文献２に記載の回収装置は、より広い水域の浮遊物を回収できる利点をもつが、翼部を複数設けてそれらを回転させる機構を必要とするため、回流を発生させるための装置の構成が複雑である。

そこで、この発明は、装置の構成が簡単で、アオコ等浮遊物の回収を広い水域で確実に行うことができる浮遊物回収装置とすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、水池に浮遊し、ポンプに連通する取水部の周囲を囲むように浮環を設け、浮環内の浮遊物を含む水を前記ポンプにより吸引して処理装置へ移送する浮遊物回収装置において、前記浮環の全周にその下面から前記水池の底面に至るカーテンウォールを設け、そのカーテンウォールの上部、又は前記浮環の水中に位置する部分に開口を形成したのである。

ポンプを駆動することにより浮遊物及び水を吸引すると、この浮環内側の水域は、水面から水底に至るまでカーテンウォールで仕切られているので、その水の吸引に伴い浮環内側の水位が低下する。このとき、その水量低下を補うように、前記カーテンウォール又は浮環の開口を介して、浮環外側の浮遊物及び水が浮環内側へ流入する。その水の流入とともに、水面付近に多く分布する浮遊物が、浮環外側から浮環内側へ取り込まれるので、回収装置を移動させることなく、広い水域での浮遊物回収が可能となる。

また、前記カーテンウォールに散気管を設け、その散気管から気体を噴出して、水面に向かって気泡を上昇させるようにすれば、水中の浮遊物が気泡に取り込まれて、その気泡とともに浮遊物が水面近くにまで上昇する。この上昇により、水中に分布する浮遊物が、前記ポンプに導かれやすくなるので、より水深の深い部分の浮遊物を回収しやすくなる。

このとき、前記散気管をカーテンウォール下部に設け、そのカーテンウォールの外側に向かって気体を噴出するようにすれば、その噴出により発生した気泡が、浮環外側のより広い範囲で水中深くに位置する浮遊物を水面付近に導き、前記開口を介して浮環内側に流入する水流に乗せて、浮環内側に取り込ませることができるので、より広範囲の浮遊物回収が可能となる。

その浮環に、取水部へ向かう水流を発生させる水流発生手段を設け、その水流発生手段を、前記浮環に沿って周回りに配設すれば、浮環から取水部へ向かう水流が強くなって、より効率的に浮遊物を回収し得る。

さらに、所定の水域内において、前記回収装置により浮遊物を含む水を回収後、浮遊物を取り除いた処理水を、浮遊物回収装置に向けて放流するようにする浮遊物回収方法によれば、水域内の浮遊物を装置本体へ向かって寄せることができるので、より広域な水域での浮遊物回収が可能となる。

本発明は、以上のようにしたので、回収装置の構成が簡単で、アオコ等浮遊物の回収を広い水域で確実に行うことができる。

一実施形態を図１乃至図４に示し、この実施形態の浮遊物回収装置は、吸水口１ａを有し、溜め池や湖沼等の水池の水面に浮かびポンプに連通する取水部１と、その周囲を取り囲むように水面に浮かぶ浮環２とを有し、その浮環２から取水部１に向かって水を噴出することにより浮遊物を取水部１に向かって移動させやすくするとともに、ポンプの駆動により浮遊物を水とともに吸引して、処理装置へ移送する浮遊物回収装置である。

図１に示すように、吸水口１ａを水面近傍に有する取水部１が、フロート１０の浮力により水面に浮かんでいる。その取水部１の吸水口１ａの縁と、周囲を取り囲む浮環２とが、適宜の位置でロープ３により連結されているので、取水部１は、浮環２に対して上下動自在に支持されて、常に浮環２に対してほぼ中央部に動かないよう維持されるようになっている。

その取水部１は、図１に示すように、モータ１ｃで駆動する攪拌羽根１ｂを内部に設けたものであり、その取水部１と岸辺、又は回収船に設置した処理装置１３へ、ポンプを介してホース１１により連通する。ポンプによる吸引に際し、この攪拌羽根１ｂが回転することにより、水面に位置する浮遊物が攪拌されて水中に取り込まれやすくなるので、取水部１からの浮遊物の回収がスムースになる。但し、前記ポンプは、前記取水部１と一体的に設けてもよい。

浮環２には、水流発生手段として、岸辺、又は回収船Ｓからコンプレッサ等により供給された気体が流れる配管７を、その浮環２に沿って周回りに配設しており、その適宜の位置から浮環２内側の取水部１の方向へ向かって噴出口７ａが設けられている。この噴出口７ａから気体が噴出することにより、浮環２内にポンプ１に向かう水流が発生するので、浮環２内側に存在する浮遊物がポンプ１に向かって移動しやすくなる。このため、ポンプは、その取水部１近傍のみならず、取水部１から離れた場所にある浮遊物も吸引して回収し得る。

このとき、浮環２中央部の取水部１に浮遊物が効率的に集まるようにするため、噴出口７ａの取り付け位置は、取水部１を挟んで対称とし、それぞれの噴出力を均等にして、水流が取水部１を挟んで平衡になるようにすることが望ましい。また、その噴出口７ａは、図１に示すように、水平方向よりもやや下向きに配設して、噴出された気体が水面にあたるようにすることが望ましい。

この配管７及び噴出口７ａは、浮遊物回収装置の浮環２が小型でその囲まれる水域が小さい場合には、ポンプの吸引力が浮環２内全体に及びやすいので省略することもできる。また、浮環２が大型でその囲まれる水域が大きい場合は、浮環２内の浮遊物を取水部１へ向かって効率的に集めるため、配管７を設けることが望ましい。

浮環２は、その材質を発泡スチロール製などそれ自体が水に浮く材質のものとし、その浮環２の水中に沈んだ部分において、浮環２内側と外側とを貫通する開口２ａを設けている。

また、その浮環２には、その全周に亘って、浮環２の下面から水池の底面Ｇに至るカーテンウォール４を、その浮環２下面とカーテンウォール４の上端とを密着させて吊し、そのカーテンウォール４の下端部に、重り５を取り付けて、カーテンウォール４の下端部が、全周に亘って底面Ｇに接するようにしている。

図３（ａ）は，図２のＡ−Ａ断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視図であり、浮環２に、カーテンウォール４が吊り下げられている状況を示す。配管７等は、図示を省略している。カーテンウォール４は、ビニールのように遮水性と伸縮性を兼ね備え、図３（ａ）の鎖線から実線に示すように撓んでも底面Ｇへの接地が維持されるものが最良である。

そのカーテンウォール４下端部には、散気管６を配設しており、その散気管６には、岸辺、又は回収船Ｓから空気が供給されている。図１及び図３、図４に示す重り５は、前記散気管６を兼ねたものであり、その重り５の内部に中空の管部（図示せず）を配設して、その管部の所定の箇所で、岸辺、又は回収船Ｓに設けたコンプレッサ等の供給手段に連通している。その供給手段から供給された空気がその散気管６を流れ、前記カーテンウォール４下端部において、その周回りの適宜の位置に設けた散気口６ａから噴出されるようになっている。

この浮遊物回収装置を使用する際には、装置を水面に浮かべた後、ポンプを作動し、動力線１２を介してモータ１ｃを駆動して、攪拌羽根１ｂを回転させる。ポンプの動作とともに、浮環２内部の水は、吸水口１ａから浮遊物とともに吸引される。ホース１１は、取水部１と前記処理装置１３とを連結しているので、吸引された浮遊物及び水は、ホース１１を介して処理装置１３に移送され、その後、処理装置１３において、浮遊物が分離、処理される。

このとき、カーテンウォール４は、その下端部が、図３に示すように、重り５により底面Ｇに接しており、水面近傍に設けた前記開口２ａを除いて浮環２内外を遮断している。このため、吸水口１ａから水等を吸引して処理装置１３に移送することにより、浮環２内の水量が減少するので、前記開口２ａを介して浮環２外側の水が浮環２内側へ向かって流入する。この流入箇所が水面付近の開口２ａに限られるため、ある程度の流速を有する水流が発生する。このため、浮環２外側の浮遊物を付近に滞留させることなく、浮環２内側へ効率よく取り込むことができる。

また、前記カーテンウォール４下端部の散気口６ａから気体が噴出しているので、図１に示す矢印のように、気泡が前記浮環２の外周部へ、底面Ｇ付近から水面へ向かって上昇する。この気泡の通過により、浮環２外側において、水面から離れた水中に漂う浮遊物が、その気泡に取り込まれながら、その気泡とともに上昇し、水面付近で浮環２内側に向かう水流に乗せられる。このため、浮環２外周部の前記開口２ａ付近に、水中から移動してきた浮遊物が集まるので、効果的に浮環２内側へ浮遊物を流入させることができる。

浮環２外側から内側へ向かって、継続して浮遊物を含んだ水が流入するので、この回収装置によれば、装置を移動させることなく、連続運転で多量の水を吸引して、充分に広い水域の浮遊物回収が可能である。

なお、前記開口２ａの大きさ、数、間隔は、その開口２ａを介して行き来する水流の容量に合わせて自由に設定可能である。

また、前記開口２ａの態様として、図４（ａ）に示すように、多数の浮材２ｂを芯材２ｃを介して順に接続して環状に連結し、浮環２を構成したものであって、その隣接する浮材２ｂと浮材２ｂとの隙間をもって前記開口２ａとした構成も採用し得る。この構成においては、図４（ｂ）に示すように、カーテンウォール４を浮環２に吊す際に、隣接する浮材２ｂと浮材２ｂとの間に隙間があるため、この部分に開口２ａが形成される。なお、図４（ｂ）では、配管７等の図示を省略している。そのほか、図５に示すように、カーテンウォール４を浮環２に紐４ａを介して吊すことにより、カーテンウォール４上端部の、水面付近に位置する部分に開口２ａを設けるようにした構成を採用してもよい。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、一定の閉鎖水域において、本実施形態の浮遊物回収装置を用いた、浮遊物回収方法の実施例を示している。処理装置１３により浮遊物と分離された処理水は、処理水管８から矢印の方向、即ち、回収装置の方向へ放流される。ポンプの吸引作用と合わせて、より広い水域の浮遊物を吸水口１ａに送り込めるので、特許文献２に記載のように、浮遊物の回収水域の範囲に合わせて装置の大きさ、及び吸引力を選定する必要が無い。また、浮遊物の滞留し易い箇所に前記処理水管８を設置することにより、回収装置から比較的離れた場所の浮遊物であっても、効果的に回収が可能である。

更に、回収装置一組では回収の容量、能力が及ばないような、さらに広い水域を対象とする場合には、図７に示すように、水域を、仕切り線９に示される一台で回収が可能なスペースに分割し、回収装置を各々のスペースに移動させながら、同じ処理をしていくことが望ましい。この移動に際し、浮遊物は、前記開口２ａを通じて常に浮環２内に流入するため、特許文献１に記載のように、浮遊物回収装置全体を吊り上げて移動させる必要はなく、水面に浮かべた状態のまま牽引して移動すればよい。このため、広い水域を対象とする回収作業においても、効率的に作業を進めることができる。

なお、この実施形態では、配管７へは気体を流入させて、噴出口７ａから取水部１に向かってその気体を噴出させたが、この実施形態には限定されず、配管７に水などの液体を流入させてもよい。また、他の水流発生手段として、前記浮環２に沿って、プロペラのような回転翼を、水面近傍の水中や水面上又はその両者に跨がって配設し、その回転翼を電気等により駆動させて回転させることにより、浮環２中央の取水部１に向かう水流を発生させるようにしてもよい。

また、この実施形態では、散気管６は、重り５内部に設けられて、散気管６の機能と重り５の機能を兼ね備えたものであったが、散気管６は、この重り５とは別に設けるようにしてもよい。例えば、カーテンウォール４下端部にチェーン等の固定手段を用いて、散気管６を取り付けるようにしてもよい。また、前記重り５は必ずしもカーテンウォール４全周に設ける必要はなく、カーテンウォール４下端が、水池の底面Ｇにできる限り接する状態にある限りにおいて、その重量、数量、連続・不連続の別、間隔は自由である。

なお、カーテンウォール４は、その下端が、水池の底面Ｇにその全周に亘って接して、そのカーテンウォール４内外の水域を完全に遮断するものであれば、前記開口２ａへの水流が増えるので浮遊物の回収効率の観点から望ましいが、必ずしも、完全に遮断するものでなくてもよく、カーテンウォール４下端と底面Ｇとの間に幾分隙間を有するものであっても、開口２ａの効果は維持され得る。

さらに、前記散気口６ａからの気体の噴出は、カーテンウォール４の外側にむかって噴出させたが、浮環２内側において、前記気泡により浮遊物を水面付近に集積する効果を望む場合には、カーテンウォール４の内側に向かって噴出させるようにしてもよい。

なお、前記配管７への気体等の供給、及び前記散気管６への気体の供給は、この実施形態のように、岸辺や回収船Ｓから供給を受けるようにしてもよいが、浮環２にコンプレッサ等を配置して、そのコンプレッサ等と連通させて供給するようにしてもよい。

一実施形態の装置の構成を示す断面図 図１の平面図 同実施形態の装置の構成を示す詳細図で、（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２のＢ方向からの矢視図 他の実施形態の詳細図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向からの矢視図 他の実施形態の詳細図 浮遊物回収装置を用いた回収方法の実施例を示す平面図 浮遊物回収装置を用いた回収方法の実施例を示す平面図 従来例の断面図

符号の説明

１ 取水部（ポンプ）
２ 浮環
２ａ 開口
３ ロープ
４ カーテンウォール
５ 重り
６ 散気管
６ａ 散気口
７ 配管
７ａ 噴出口
８ 処理水管
９ 仕切り線
１０ フロート
１１ ホース
１２ 動力線
１３ 処理装置

Claims (5)

1. 水池に浮遊し、ポンプに連通する取水部１の周囲を囲むように浮環２を設け、浮環２内の浮遊物を含む水を前記ポンプ１により吸引して処理装置へ移送する浮遊物回収装置において、
   前記浮環２の全周にその下面から前記水池の底面Ｇに至るカーテンウォール４を設け、そのカーテンウォール４の上部、又は、浮環２の水中に位置する部分に開口４ａを形成したことを特徴とする浮遊物回収装置。
2. 前記カーテンウォール４に散気管６を設け、その散気管６から気体を噴出して、水面に向かって気泡を上昇させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の浮遊物回収装置。
3. 前記散気管６は、カーテンウォール４下部に設けられ、そのカーテンウォール４の外側に向かって気体を噴出するものとしたことを特徴とする請求項２に記載の浮遊物回収装置。
4. 前記浮環２に、取水部１へ向かう水流を発生させる水流発生手段を設け、その水流発生手段は、前記浮環２に沿って周回りに配設されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の浮遊物回収装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の浮遊物回収装置を使用する浮遊物の回収方法であって、前記回収装置により回収後、浮遊物を取り除いた処理水を、前記浮遊物回収装置へ向かって放流して、水域の浮遊物を浮遊物回収装置へ寄せることを特徴とする浮遊物回収方法。

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