JP2006238703A - アオコ処理方法とその処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、群落状のアオコを細かく分断するとともに、そのガス胞を破壊する処理を効率的にできる装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 筒体Ｔの両端から群落状のアオコを含んだ水を対向噴射させて筒体Ｔ内で水を衝突させるとともに、その衝突面に互いに向きを異にした水の噴射層を形成する一方、上記噴射流に含まれたアオコを、対向する反対側の噴射層に衝突させて群落状のアオコを分断するとともに、そのガス胞を破壊する方法である。また、この発明の装置は、筒体Ｔと、この筒体の対向面側に形成した一対の開口１１，１２と、これら一対の開口に群落状のアオコを含んだ水を導く導入案内路１５，１６と、群落状のアオコを含んだ水を吸い上げるとともに、この水に所定の圧力を作用させて上記導入案内路に送るポンプＰと、上記筒体内で衝突した水を排出する導出案内路１９とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、群落状になっているアオコを分断するとともに、そのガス胞を破壊するためのアオコ処理方法とその処理装置に関する。

本出願人は特許文献１に記載されたアオコ処理装置をすでに特許出願しているが、この装置を示したのが図６である。この図６からも明らかなように、導入路１は、その下流側で一対の分岐路１ａ，１ｂに分岐されるとともに、これら分岐路１ａ，１ｂには多数の噴出ノズル２、３をパラレルに設けている。そして、これら各分岐路１ａ，１ｂに設けた噴出ノズル２と３とは互いに対向させている。なお、図中符号４は導出路である。

そして、図示していないポンプから、群落状のアオコを含んだ水が吐出されると、この水は、対向する噴出ノズル２，３から噴出するとともに、それら噴出ノズル２，３間で衝突する。そして、ノズル２，３間における衝突時の衝撃で群落状のアオコが細かく分断されが、このように細かく分だされることによって、アオコは生命力を失って死滅する。このようにして分断処理されたアオコは、導出路４から排出されることになる。

上記のようにして導出路４から排出されたアオコを水中に戻すと、それはガス胞が破壊されているので、水中に沈んでいく。水中深く沈めば沈むほど、アオコは光合成機能が阻止されるので、それ以上増殖しなくなる。また、寿命がつきれば自然消滅することになる。さらに、このアオコは細かく分断されているので、水中におけるバクテリアの餌になりやすくなる。したがって、水中に沈んだアオコは、バクテリアによって処理されることになる。
特開２００２−１６５５４９号公報

上記のようにした従来のアオコ処理装置では、複数の噴出ノズル２，３を対向させて、それら対向部間でアオコを含んだ水を衝突させるようにしているが、噴出ノズル２，３の対向面積を小さくせざるを得ない。なぜなら、噴出ノズル２，３の対向面積を大きくすれば、それにともなって水を噴出する勢いがなくなり、その分、衝突時の衝撃が弱くなるからである。このように水の衝突時の衝撃力が弱まれば、群落状のアオコに対して、それを分断する力も弱くなり、結局、処理能力も小さくなるという問題があった。

この発明の目的は、群落状のアオコを細かく分断するとともに、そのガス胞を破壊する処理能力を向上させたアオコ処理方法とその処理装置を提供することである。

第１の発明は、筒体の両端から群落状のアオコを含んだ水を対向噴射させて筒体内で水を衝突させるとともに、その衝突面に互いに向きを異にした水の噴射層を形成する一方、上記噴射流に含まれたアオコを、対向する反対側の噴射層に衝突させて群落状のアオコを分断するとともに、そのガス胞を破壊する点に特徴を有する。

第２の発明は、筒体と、この筒体の対向面側に形成した一対の開口と、これら一対の開口に群落状のアオコを含んだ水を導く導入案内路と、群落状のアオコを含んだ水を吸い上げるとともに、この水に所定の圧力を作用させて上記導入案内路に送るポンプと、上記筒体内で衝突した水を排出する導出案内路とを備えた点に特徴を有する。

第３の発明は、上記筒体の両側開口部分に、多数の噴出孔を備えたノズル板を設けた点に特徴を有する。

第４の発明は、流入口と流出口とを設けたチャンバーと、このチャンバー内に設けた筒体と、この筒体の両端を上記流入口に連通する導入案内路と、筒体内に設けた流出孔と、この流出孔を流出口に導く導出案内路とを備えた点に特徴を有する。

第１の発明によれば、筒体内に互いに向きを異にした水の噴射層を形成する一方、噴射流に含まれたアオコを、対向する反対側の噴射層に衝突させるようにしたので、上記噴射層は筒体内の断面積分の大きさを保つことができる。したがって、筒体の断面積に応じて処理能力を大きくすることができ、それだけ処理効率を向上させることができる。

第２の発明によれば、筒体内にアオコを含んだ水を導くという簡単な装置で互いに対向する噴射層を形成できるとともに、その噴射層は、上記筒体の断面積分に相当するので、大きな噴射層を形成できる。したがって、簡単な装置で効率的な処理ができる装置が得られる。

第３の発明によれば、筒体の開口に多数の噴出孔を備えたノズル板を設けたので、このノズル板の各噴出孔から水が均等に噴出される。したがって、ノズル板の面積分に相当する大きな噴出層が確実に形成されることになる。このように大きな噴出層が確実に形成されれば、その分、処理効率も上がることになる。

第４の発明によれば、一つのチャンバー内に、筒体、導入案内路、導出案内路等を組み込めるので、当該装置を小型化することができる。

図１は、この発明の原理図を示したもので、まず、この原理図を基にして、この発明を簡単に説明し、その後に、実施形態の装置の詳細を説明する。

図１に示すように、筒体Ｔを設けるとともに、この筒体Ｔの対向面側に形成した一対の開口１１，１２には、多数の噴出孔１３，１４を形成したノズル板Ｎ１，Ｎ２を設けている。そして、このノズル板Ｎ１，Ｎ２の上流側に位置する上記開口１１，１２は第１，２導入案内路１５，１６を介してポンプＰの吐出側に接続している。また、このポンプＰは、その吸い込み側から、群落状のアオコを含んだ水を吸い込み、それを吐出側に吐出するが、この吐出された上記水は、第１，２導入案内路１５，１６を経由して筒体Ｔの開口１１，１２に導かれる。

今、ポンプＰによって、群落状のアオコを含んだ水を吸い込み、それを第１，２案内導入路１５，１６に導くと、上記水はノズル板Ｎ１，Ｎ２の噴出孔１３、１４を経由して筒体Ｔ内に導かれるが、この水がノズル板Ｎ１，Ｎ２を経由するときに大きな圧力損失が生じる。このように圧力損失が発生するので、ノズル板Ｎ１，Ｎ２の上流側において水が十分に行き渡る。したがって、ノズル板Ｎ１，Ｎ２のすべての噴出孔１３，１４から水が均等に噴出することになる。

ノズル板Ｎ１，Ｎ２の各噴出孔１３，１４から水が均等に噴出するということは、そのノズル板Ｎ１，Ｎ２の面積に相当する断面積を持った水の噴出流が形成されることになる。したがって、このノズル板Ｎ１，Ｎ２を筒体Ｔの断面積にほぼ等しくしておけば、ノズル板Ｎ１，Ｎ２から噴出される水の噴出流の断面積が筒体Ｔの断面積にほぼ等しくなる。

上記のようにしてノズル板Ｎ１，Ｎ２から噴出された噴出流は、筒体Ｔの中央部分で衝突するが、この衝突部分である図１の鎖線１７部分で、噴出方向を異にした噴出層が形成されることになる。そして、水に含まれた群落状のアオコは、噴出方向を異にした反対側の噴出層に衝突し、そのときの衝撃力で群落状のアオコが細かく分断されるとともに、そのガス胞が破壊される。このように細かく分断され、かつ、ガス胞が破壊されたアオコは、筒体Ｔに形成した流出孔１８および導出案内路１９を経由して排出される。

上記の原理を実現するために具体化した装置の実施形態が、図２〜図５である。この実施形態の装置は、チャンバーＣの一方の側に流入口２０を形成し、他方の側に流出口２１形成するとともに、上記流入口２０はポンプＰに接続し、流出口２１は排出側に接続している。

上記チャンバーＣ内には分離板２２を設けているが、この分離板２２は、図４からも明らかなように、一対の分離部２２ａ，２２ｂと、これら分離部２２ａ，２２ｂとの間に設けた半円筒状の受け部２２ｃとからなる。そして、この分離板２２は、上記流入口２０側における端部を第１隔離板２３で支持されるとともに、流出口２０側における端部は第２隔離板２４で支持されている。

そして、上記分離板２２、第１隔離板２３および第２隔離板２４によって、チャンバーＣ内を、軸線方向に平行な一対の空間ａ１およびａ２に分離するとともに、上記受け部２２ｃには、その中央部分に流出孔１８を形成し、この流出孔１８を介して上記空間ａ１，ａ２が連通する構成にしている。なお、上記第１隔離板２３は、流入口２０側における上記受け部２２ｃの端部を解放し、第２隔離板２４は、流出口２１側における上記受け部２２ｃの端部をふさぐようにしている。

上記のようにした分離板２２の受け部２２ｃには、中央部分に流出孔１７と一致する孔を形成した筒体Ｔを設置するが、この筒体Ｔは、その直径を、チャンバーＣの直径よりも十分に小さくし、筒体Ｔが設置されても上記空間ａ１が確保されるようにしている。そして、上記のようにして筒体Ｔが受け部２２ｃに設置されることによって、チャンバーＣ内には、第１導入案内路１５と第２導入案内路１６とが確保される。

さらに、上記筒体Ｔには、その両端開口１１，１２のそれぞれに円盤状のノズル板Ｎ１，Ｎ２を固定しているが、このノズル板Ｎ１，Ｎ２には多数の小孔からなる噴出孔１３，１４を形成している。なお、これら両ノズル板Ｎ１，Ｎ２における噴出孔１３と１４との合計開口面積は等しくしている。
また、分離板２２で区画された上記空間ａ２は、流出口２１につながる導出案内路１９として確保される。

したがって、今、流入口２１から群落状のアオコを含んだ水が流入すると、その水は、第１導入案内路１５および一方の開口１１を通って筒体Ｔ内に流入するものと、第２導入案内路１６および他方の開口１２を通って筒体Ｔ内に流入するものとに分かれる。このとき、筒体Ｔに流入する水は、ノズル板Ｎ１，Ｎ２の噴出孔１３，１４を通過するので、そのときに圧力損失が発生する。この圧力損失によって、流入口２０から流入した水は、第１，２導入案内路１５，１６内に、ある程度の圧力を保ちながら行き渡ることになる。したがって、筒体Ｔの開口１１，１２には、等量の水が流入することになる。しかも、その水は、各噴出孔１３，１４からも等量噴出されることになる。なぜなら、噴出孔１３と１４との合計開口面積を等しくしているからである。

また、上記のように水が、ノズル板Ｎ１，Ｎ２の噴出孔１３，１４から等量噴出されるということは、その噴出流の直径が筒体Ｔの直径とほぼ同様となり、噴出方向を異にした噴流の衝突によって形成される前記噴出層の直径も十分な大きさに保つことができる。しかも、その噴流は、噴出孔１３，１４を通過することによって、十分な流速も確保できるので、水の衝突時の衝撃も大きくすることができる。

上記のように筒体Ｔ内に噴出される噴流の直径が大きく、しかも、その衝突時の衝撃が大きければ大きいほど、群落状のアオコを細かく分断することができ、しかも、ガス胞も確実に破壊できるので、その処理効率が飛躍的に向上することになる。そして、上記のようにして細かく分断され、しかも、ガス胞が破壊されたアオコは、流出孔１８から導出案内路１９を通って、流出口２１から排出される。

なお、図中符号２５，２６は、一方の開口１１側のノズル板Ｎ１を挟持する挟持板、２７，２８は、他方の開口１２側のノズル板Ｎ２を挟持する挟持板である。

上記のようにしたこの実施形態によれば、互いに反対向きの直径の大きな噴流を衝突させることができるので、群落状のアオコは、反対向きの噴流壁に勢いよくぶつけられることになる。このように群落状のアオコが噴流壁に勢いよくぶつけられることによって、それが細かく分断されるとともに、ガス胞も破壊される。

上記のようにして細かく分断され、しかもガス胞が破壊されたアオコを水中に戻せば、そのアオコは前記したように水中に沈んでいくとともに、その光合成機能が阻止され、それ以上の増殖も阻止される。さらに、このアオコは細かく分断されているので、水中におけるバクテリアの餌になりやすくなる。したがって、水中に沈んだアオコは、バクテリアによって処理されることになる。

原理を示す概念図である。 装置の断面図である。 簡略化した装置の断面図である。 ノズル板、分離板および第１，２隔離板との相対関係を示した組み付け図である。 従来の装置の説明図である。

符号の説明

Ｔ 筒体
１３，１４ 噴出孔
Ｎ１，Ｎ２ ノズル板
Ｐ ポンプ
１５，１６ 第１，２導入案内路
１８ 流出孔
１９ 導出案内路
Ｃ チャンバー
２０ 流入口
２１ 流出口

Claims (4)

1. 筒体の両端から群落状のアオコを含んだ水を対向噴射させて筒体内で水を衝突させるとともに、その衝突面に互いに向きを異にした水の噴射層を形成する一方、上記噴射流に含まれたアオコを、対向する反対側の噴射層に衝突させて群落状のアオコを分断するとともに、そのガス胞を破壊するアオコ処理方法。
2. 筒体と、この筒体の対向面側に形成した一対の開口と、これら一対の開口に群落状のアオコを含んだ水を導く導入案内路と、群落状のアオコを含んだ水を吸い上げるとともに、この水に所定の圧力を作用させて上記導入案内路に送るポンプと、上記筒体内で衝突した水を排出する導出案内路とを備えたアオコ処理装置。
3. 上記筒体の両側開口部分には、多数の噴出孔を備えたノズル板を設けてなる請求項１記載のアオコ処理装置。
4. 流入口と流出口とを設けたチャンバーと、このチャンバー内に設けた筒体と、この筒体の両端を上記流入口に連通する導入案内路と、筒体内に設けた流出孔と、この流出孔を流出口に導く導出案内路とを備えた請求項２または３記載のアオコ処理装置。

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