JP2006205059A

JP2006205059A - 海水浄化方法及び海水浄化装置

Info

Publication number: JP2006205059A
Application number: JP2005020593A
Authority: JP
Inventors: Shigeyasu Kawaguchi; 繁保川口
Original assignee: HAKATAWAN KANKYO SEIBI KK
Current assignee: HAKATAWAN KANKYO SEIBI KK
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-28
Also published as: JP4558525B2

Abstract

【課題】海水の浄化に要する労力やコストを低減すること。
【解決手段】本発明では、海底の底泥層に砂礫層中の地下水を海底まで汲み上げる海水浄化装置を設置して、この海水浄化装置によって砂礫層中の地下水を海水中に混入させることによって海水を浄化することにした。特に、前記海水浄化装置は、潮流の作用で地下水を海底まで汲み上げることにした。具体的には、海水浄化装置は、海底の底泥層を貫通して砂礫層に通じる連通パイプの上端部に潮流の作用によって負圧を発生させる負圧発生部を形成し、この負圧発生部で発生した負圧を利用して砂礫層中の地下水を連通パイプを介して海底まで汲み上げるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、海水を浄化するための海水浄化方法及びそれに用いる海水浄化装置に関するものである。

海岸線近傍の海域では、陸域からの栄養分の流入によって過栄養化が進み、プランクトンの異常増殖に伴って赤潮が多発している。

この赤潮の発生を未然に防止する対策としては、陸域からの栄養分の流入を阻止する方法が考えられてはいるが、既に陸域から流入した栄養分が海域に大量に蓄積されているために、短期間では効果が期待できないものであった。

そのため、海域に海水を浄化させる海水浄化装置を設置する方法も考えられてきている。

たとえば、特許文献１に開示されている従来の海水浄化装置では、海域に海水を汲み上げる揚水装置と、この揚水装置で汲み上げた海水から藻類を回収する藻類回収装置とから構成しており、この海水浄化装置を用いて過栄養化の進んだ海水を汲み上げ、海水中の藻類を除去することによって海水を浄化するものであった。
特開平９−１０６号公報

ところが、上記従来の海水浄化装置では、藻類を含んだ海水を海域から一旦汲み上げなければならず、しかも、汲み上げた海水から藻類を除去する必要があったために、必然的に海水浄化装置が大掛かりなものとなっていた。

そのため、従来の海水浄化装置を用いて海水を浄化するとなると、海水浄化装置の製造に多大な費用と労力と時間を要するばかりではなく、その海水浄化装置を海域に設置するのにも多大な費用と労力と時間を要するおそれがあり、発想としては海水を浄化できるものであっても、実現性の低いものであった。

そこで、請求項１に係る本発明では、海底の底泥層に砂礫層中の地下水を海底まで汲み上げる海水浄化装置を設置して、この海水浄化装置によって砂礫層中の地下水を海水中に混入させることによって海水を浄化することにした。

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記海水浄化装置は、潮流の作用で地下水を海底まで汲み上げることにした。

また、請求項３に係る本発明では、海底の底泥層を貫通して砂礫層に通じる連通パイプの上端部に潮流の作用によって負圧を発生させる負圧発生部を形成し、この負圧発生部で発生した負圧を利用して砂礫層中の地下水を連通パイプを介して海底まで汲み上げるように海水浄化装置を構成することにした。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、請求項１に係る本発明では、海底の底泥層に砂礫層中の地下水を海底まで汲み上げる海水浄化装置を設置して、この海水浄化装置によって砂礫層中の地下水を海水中に混入させることによって海水を浄化することにしているために、自然に存在する砂礫層中の地下水を有効に利用して海水の浄化を行うことができるので、海水浄化に要する労力やコストを低減することができる。

また、請求項２に係る本発明では、潮流の作用で地下水を海底まで汲み上げることにしているために、海水浄化装置に駆動のためのエネルギーを別途供給する必要がなく、海水浄化に要するランニングコストを低減することができる。

また、請求項３に係る本発明では、海底の底泥層を貫通して砂礫層に通じる連通パイプの上端部に潮流の作用によって負圧を発生させる負圧発生部を形成し、この負圧発生部で発生した負圧を利用して砂礫層中の地下水を連通パイプを介して海底まで汲み上げるように海水浄化装置を構成することにしているため、自然に存在する砂礫層中の地下水を有効に利用して海水の浄化を行うことができるとともに、海水浄化装置の構造を簡素化することができるので、海水浄化に要する労力やコストを低減することができる。

本発明に係る海水浄化方法は、海底の砂礫層中に存在する地下水を海底まで汲み上げて、海水中に地下水を混入することによって海水を浄化するものである。

海底の砂礫層には、豊富な地下水が含まれており、ある程度の圧力を有する場所では自然に海底まで湧き出ていることが知られている。しかしながら、近年の海岸線近傍の海域では、陸域から流入した汚泥によって海底に底泥層が形成されてしまっており、この底泥層が砂礫層の表面を被覆して砂礫層から海底に地下水が湧き出るのを阻止している。そのため、砂礫層の地下水が海底に自然に湧き出てくることが期待できなくなっている。

そこで、本発明では、海底の砂礫層中の地下水を海底まで強制的に汲み上げることにしたものである。

この砂礫層中の地下水は、岩盤内部の地下水とは異なり、底泥層の深さ程度の比較的浅い位置に存在しており、しかも、地下水自体にある程度の内圧がかかっていることから、大掛かりな揚水装置を必要とせず、非常に簡単な装置で海底まで汲み上げることができる。

また、砂礫層中の地下水は、自然に存在する資源でもある。

そのため、本発明では、自然に存在する砂礫層中の地下水を有効に利用して海水の浄化を行うことができるとともに、海水浄化装置の構造を簡素化することができるので、海水浄化に要する労力やコストを低減することができる。

以下に、本発明に係る海水浄化方法及びそれに用いる海水浄化装置の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

本発明に係る海水浄化方法は、図１及び図２に模式的に示すように、海岸線近傍の海域１の海底２の底泥層３に砂礫層４の内部に存在する地下水５を海底２まで強制的に汲み上げる海水浄化装置６を設置して、この海水浄化装置６によって砂礫層４の内部に存在する地下水５を海水７の内部に混入させ、汚染水の希釈や過栄養化の抑制を行うことによって海水７を浄化するものである。

この海水浄化装置６は、小型の揚水ポンプを用いることもできるが、後述する簡単な構造のものでも十分に砂礫層４から海底２まで地下水を汲み上げることができる。

特に、海水浄化装置６として、海域１の潮流の作用によって負圧を発生させ、その負圧を利用して地下水５を海底２まで汲み上げる構造とした場合には、海水７を汲み上げるために要するエネルギーを海水浄化装置６に別途供給する必要がなくなるため、海水浄化に要するランニングコストを低減することができる。

図１及び図２に示した海水浄化装置６では、海底２の底泥層３を貫通して砂礫層４に通じる円筒状の連通パイプ８の上端部に、潮流の作用によって負圧を発生させる中空円錐状の負圧発生部９を形成している。

この負圧発生部９では、潮流の作用によって海水７が上端開口部10から上流側内壁11に沿って流入した後に下流側内壁12に沿って流出する際に、上端開口部10において渦流が発生して負圧状態となるようにしている。

そして、海水浄化装置６では、負圧発生部９で発生した負圧の作用で連通パイプ８の内部に下端開口部13から上端開口部10に向けた圧力がかかり、その圧力によって砂礫層４の内部に存在する地下水５が連通パイプ８の下端開口部13から流入し、その後、連通パイプ８を介して上端開口部10から海水７に流れ込むようになっている。

このように、海水浄化装置６では、連通パイプ８の上端部の負圧発生部９で発生した負圧を利用して砂礫層４の地下水５を連通パイプ８を介して海底２まで汲み上げるように構成している。

この負圧発生部９は、円形の上端開口部10で潮流を利用して負圧を発生させているために、潮流の向きにかかわらず、すなわち、いずれの向きの潮流であっても常に負圧を発生させることができ、効率よく地下水５を汲み上げることができるようになっている。

しかも、この負圧発生部９は、円筒状の連通パイプ８の上端部に中空円錐状に形成しているために、海水浄化装置６を容易に製造することができるようになっており、海水浄化装置６の製造に要するコストや労力や時間を低減することができる。

また、図３に示す海水浄化装置14は、上記海水浄化装置６と同様に、海底２の底泥層３を貫通して砂礫層４に通じる円筒状の連通パイプ15の上端部に、潮流の作用によって負圧を発生させる負圧発生部16を形成している。

この負圧発生部16は、連通パイプ15の上端開口部17に可撓性を有する平板状の抵抗体18を水平に取付けている。

この負圧発生部16では、潮流の作用によって抵抗体18が撓み、海水７が上端開口部17から抵抗体18に沿って流れる際に、上端開口部17において渦流が発生して負圧状態となるようにしている。

そして、海水浄化装置14では、上記海水浄化装置６と同様に、負圧発生部16で発生した負圧の作用で連通パイプ15の内部に下端開口部19から上端開口部17に向けた圧力がかかり、その圧力によって砂礫層４の内部に存在する地下水５が連通パイプ15の下端開口部19から流入し、その後、連通パイプ15を介して上端開口部17から海水７に流れ込むようになっている。

この海水浄化装置14も、連通パイプ15の上端に可撓板を取付けただけの簡単な構造となっているために、海水浄化装置６の製造に要するコストや労力や時間を低減することができる。

また、図４に示す海水浄化装置20は、上記海水浄化装置6,14とは異なり、地下水５の水圧と毛細管現象とを利用して地下水５を海底２まで汲み上げるようにしている。

すなわち、海水浄化装置20は、海底２の底泥層３を貫通して砂礫層４に通じる小径円筒状の連通パイプ21からなり、地下水５が下端開口部22から流入すると、毛細管現象によって地下水５が上端開口部23まで流動するような内径としている。

そして、この海水浄化装置20では、地下水５の水圧によって下端開口部22から地下水５が流入し、その後、毛細管現象によって地下水５が下端開口部22から上端開口部23に向けて流れ、さらに、上端開口部23から海水７に地下水５が流れ込むようになっている。

このように、海水浄化装置20では、地下水５が有する水圧と毛細管現象とを利用して地下水５を海水７の水圧に抗して海底２まで汲み上げるようにしており、底泥層３が薄い領域や海水７の水圧が低い領域では十分に地下水５を海底２まで汲み上げることができる。

そのため、海水浄化装置20は、微細管で形成することができるために、海水浄化装置20の製造に要するコストや労力や時間を低減することができる。

なお、海水浄化装置6,14,20は、下端開口部13,19,22に砂礫層４の砂が詰まらないようにするために下端開口部13,19,22にフィルターを取付けてもよい。

本発明に係る海水浄化方法を示す模式図。第１の海水浄化装置を示す側面断面図。第２の海水浄化装置を示す側面断面図。第３の海水浄化装置を示す側面断面図。

符号の説明

１海域２海底
３底泥層４砂礫層
５地下水 6,14,20 海水浄化装置
７海水 8,15,21 連通パイプ
9,16 負圧発生部 10,17,23 上端開口部
11 上流側内壁 12 下流側内壁
13,19,22 下端開口部 18 抵抗体

Claims

海底の底泥層に砂礫層中の地下水を海底まで汲み上げる海水浄化装置を設置して、この海水浄化装置によって砂礫層中の地下水を海水中に混入させることによって海水を浄化することを特徴とする海水浄化方法。
前記海水浄化装置は、潮流の作用で地下水を海底まで汲み上げることを特徴とする請求項１に記載の海水浄化方法。
海底の底泥層を貫通して砂礫層に通じる連通パイプの上端部に潮流の作用によって負圧を発生させる負圧発生部を形成し、この負圧発生部で発生した負圧を利用して砂礫層中の地下水を連通パイプを介して海底まで汲み上げるように構成したことを特徴とする海水浄化装置。