JP2007136385A - 懸濁物質採取用浮体およびこの懸濁物質採取用浮体を使用する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域に浮かべた状態で移動せしめられ、上記懸濁物質を水と共に吸引採取する吸入口を有する懸濁物質採取用浮体による懸濁物質採取効率を高めること。
【解決手段】採取用浮体１が、吸入口２１ａを備えた吸入口形成部材２０を支持している架台１０と、前記架台に保持され、該架台に対して前記吸入口形成部材２０を上下に調整移動させ、前記吸入口２１ａの水面からの位置を調節する作動装置３０とを有するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、池、湖沼、貯水池、ダムの入り江、掘、あるいは海域等で植物プランクトン等を含む懸濁物質が滞留している閉鎖性水域あるいは微流動水域、例えばアオコ、赤潮発生水域から上記懸濁物質を採取し、これら水域を浄化する技術に関するものであり、特に上記水域から懸濁物質を水と共に吸引する吸入口を有する懸濁物質採取用浮体およびこの懸濁物質採取用浮体を使用する方法に関する。

従来、水域を浮遊する懸濁物質の採取は、吸入口を水域の水面に配置し、吸引ポンプにより上記吸入口から懸濁物質を水と共に吸引して行なうことが一般的である（特許文献１参照）。この場合、上記吸入口は固定的に設けてあり、吸入口配置位置での懸濁物質の分布状態が濃厚であるか希薄であるかにかかわらず吸入作業が行われるため、希薄である場合には水の吸入量が大幅に増え、懸濁物質の採取効率が低下するという問題がある。

懸濁物質の分布状態に関しては、例えば主としてアオコを含有している懸濁物質の場合、水中でアオコが高濃度で分布する水面からの位置または深さは、懸濁物質の性質や時間帯や水温などの条件や状況で様々に変動することが知られている。

このような分布状態の変動の問題に対処するために、水面から下方へ一定幅の範囲にあるアオコ等プランクトンの活躍層の下部付近でマイクロバブルを発生させ、浮上するマイクロバブルにプランクトン等懸濁物質を帯同させて水面方向へ移送し、上記の固定的吸入口へ向けて寄せ集めるように構成した採取装置が提案されている（特許文献２参照）。

特開２００２−１３７１号公報 特開２００４−８９４８号公報

上記特許文献２に記載の採取装置は、一方において、上記活躍層に拡散して分布する懸濁物質を効率的に収集し、採取することを可能にするが、他方においてマイクロバブル発生器、吸込口へ向けて懸濁物質帯同のバブルを移動させるための水流発生手段、これらマイクロバブル発生器や水流発生手段を水中または水上の所定位置に係留しておく係留装置が必要であり、そのため採取装置全体が大掛かりなものとなると共に、この採取装置の設置作業、設置経費も大掛かりなものとなる。

そこで、本発明は、上記のような吸入口へ向けての懸濁物質の寄せ集め移動を行なうことなく、懸濁物質濃度の高い分布層において効率よく吸引採取を行なうことができると共に、設置作業が容易で、相応して設置経費も少なくて済む懸濁物質採取用浮体、並びにこの懸濁物質採取用浮体の効果的な使用方法の提供を目的とするものである。

上記目的を達成する請求項１に記載の発明は、植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域に浮かべた状態で移動せしめられ、上記懸濁物質を水と共に吸引採取する吸入口を有する懸濁物質採取用浮体において、上記吸入口を備えた吸入口形成部材を支持している架台と、上記架台に保持され、該架台に対して上記吸入口形成部材を上下に調整移動させ、上記吸入口の水面下位置を調節する作動装置とを有することを特徴とする。

このように構成すると、懸濁物質濃度が最も高い水中の分布層に位置するよう、上記吸入口を上記架台に対して上下に調整移動することができるので、懸濁物質の採取効率を常に高く維持することができる。採取用浮体の設置は、懸濁物質を除去すべき調整水域の水上にこの採取用浮体を浮かべる作業だけで済むので、準備作業が極めて簡単であり、水域内での採取用浮体の移動はウインチなどの牽引装置により容易に行なうことができる。

請求項２に記載のように、上記作動装置が、下端部に上記吸入口形成部材が結合され該吸入口形成部材から上方へ略垂直に延びる吸入口形成部材保持ロッドを、その軸線に沿う方向に上下動させる、保持ロッド昇降駆動装置を有しているようにすれば、保持ロッド昇降駆動装置を手動的にまたは動力を用いて操作することにより吸入口の調整移動を簡単に行なうことができる。

請求項３に記載のように、上記保持ロッド昇降駆動装置が、上記保持ロッドの周面に形成された雄ネジ部と、該雄ネジ部に螺合し上記架台に定置保持された雌ネジ部材とを有しているようにすれば、保持ロッド昇降駆動装置を汎用的な部品を用いて簡単に構成することができる。

請求項４に記載のように、上記雌ネジ部材が、この雌ネジ部材を回転させるハンドルに固定されているようにすれば、懸濁物質の状況を目視確認しながら、あるいは深さを変えて吸引採取した数種のサンプリング水を濁度計等で計測し、得られた計測値に基づいてハンドルを手動で回すことにより、上記吸入口を最適な深さ位置に置くようにすることができる。

請求項５に記載のように、上記作動装置が上記保持ロッド昇降用の電動モータを有し、上記保持ロッド昇降駆動装置が、上記雌ネジ部材と、上記電動モータの回転を該雌ネジ部材へ伝動し、この雌ネジ部材を回転させるための伝動機構とを有しているようにすれば、上記吸入口の昇降移動が上記電動モータにより容易に行なえると共に、この昇降移動の遠隔操作も簡単に行なえる。

請求項６に記載のように、上記作動装置が、上記電動モータの回転量および回転方向を制御する制御装置を有しているようにすれば、上記濁度計等で計測された計測値を上記制御装置に与えることにより、制御装置は電動モータの回転量および回転方向を計測値に基づいて制御し、従って上記吸入口の水面下位置が懸濁物質の水面下の分布状況に応じて自動的に調整される。この場合の電動モータはステッパーモータであることが好ましい。

請求項７に記載のように、上記吸入口形成部材が、上部に上記吸入口が形成され下部にサクションホースとの連結部を有し、略垂直方向へ延びる軸線を有している筒状吸入部材と、この筒状吸入部材の上端部に水平に取り付けられ、上記保持ロッドの下端に固定され、上記筒状吸入部材の外周から側方へ延び出している板状蓋体とを有しているようにすれば、上記板状蓋体によって吸入口周辺の高濃度層の懸濁物質を吸入口へ向けて水平に移動させる案内水流が発生すると共に、板状蓋体上側範囲にある懸濁物質の希薄な水が吸入口へ流入するのを回避できるので、効率のよい懸濁物質採取が達成される。

請求項８に記載のように、上記架台が平面視矩形状を呈しており、この架台の４つの隅部に架台浮上用浮き部材が取り付けられているようにすれば、上記架台が上記浮き部材により水平の状態で安定的に保持され、従って、吸入口の深さ位置を、このような基準的位置に置かれた架台に対して正確に調整することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載の浮遊懸濁物質採取用浮体を使用する方法であって、上記吸入口から吸入された懸濁物質含有水の濁度を測定し、濁度の計測値に基づいて上記吸入口の水面下位置を調整することを特徴としている。

懸濁物質採取用浮体の吸入口からポンプにより水と共に吸入された懸濁物質はサクションホースを介して水域近辺の地上や採取用浮体上に設置された回収装置へ給送され、そこで水から分離され回収されるが、請求項９に記載のように、吸入口から吸入された懸濁物質を含む水の濁度を、例えば上記回収装置への経路内の適所、例えば上記サクションホースの途中に濁度計を設けて測定し得るようにすれば、得られた測定値を吸入口の水面下位置を調節するためにフィードバックして使用することができ、状況に即応した位置調整を直ちに行なうことができるので、懸濁物質採取が効率よく行なえる。

請求項１０に記載の発明は、請求項６〜８の何れか１項に記載の懸濁物質採取用浮体を使用する方法であって、上記吸入口から吸入された懸濁物質含有水の濁度を測定し、濁度の計測値を上記電動モータの回転量および回転方向を制御する制御装置へフィードバックし、上記電動モータの回転方向および回転量を上記計測値に基づいて調節し、上記吸入口の水面下位置を調整することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、制御装置はフィードバックされた計測値に基づいて電動モータを制御し、吸入口の水面下位置を調節するので、効率の良い懸濁物質採取が自動的に達成される。

本発明によれば、様々な条件や状況で水面下の深さ方向に変化する懸濁物質高濃度帯域に吸入口が常に配置された状態におかれ、そのような配置が比較的簡単な構成によってもたらされるので、懸濁物質を採取して行なう水域の浄化が効果的且つ経済的に達成されるものである。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明による懸濁物質採取用浮体の第１実施形態を、図２中のＩ−Ｉ線に沿う断面にて示す側面図、図２は図１に示す懸濁物質採取用浮体の平面図であり、図３は流木等の大き目の浮遊物に対応できるようにした場合の、図１の懸濁物質採取用浮体の側面図である。

懸濁物質採取用浮体１は、平面的に見て正方形状の上部枠部材１１ａおよび下部枠部材１１ｂを有する外側枠体１１と、外側枠体１１の内側に取り付けられた平面的に見て四角形の内側枠体１２と、外側枠体１１の各コーナー部に設けられた浮き部材１３とを備えた架台１０を有している。外側枠体１１の寸法は、例えば、縦横がそれぞれ１８０ｃｍ、高さが１００ｃｍであるが、この寸法は様々に変更可能である。

上記架台１０には吸水口形成部材２０が支持されており、更に、この吸水口形成部材２０を架台１０に対して上下動させるための作動装置３０が装備されている。

採取用浮体１を浮揚させるための上記浮き部材１３は、プラスチック製の円筒形中空体、或いは発泡プラスチック成形体であり、その軸線に沿って貫通孔を有している。

上記浮き部材１３は、外側枠体１１の４つのコーナー部において、上部枠部材１１ａと下部枠部材１１ｂとの間に挟み込んだ状態で配置され、このように配置した浮き部材１３を上下の枠部材１１ａ，１１ｂに固定して一体化するために、ネジ棒１３ａが用いられている。すなわち、上下の枠部材１ａ，１１ｂへの浮き部材１３の固定は、浮き部材１３を中心部に貫通孔を形成したパッド材１３ｃを介して上下の枠部材１１ａ，１１ｂ間に挟み込み、上部枠部材１１ａのコーナー部に設けた貫通孔と浮き部材１３およびパッド材１３ｃの貫通孔とを一線上に整列させ、整列させた貫通孔に上部枠部材１１ａ側からネジ棒１３ａを挿通し、このネジ棒の下端は下部枠部材１１ｂにネジにより固定し、上端は上部枠部材１１ａから突出させ、その突出部にナット１３ｂを螺合し、締め込むことによって行なわれる。

内側枠体１２は、図２に示すように、平面的に見て長方形状を呈しており、その長辺は、外側枠体１１の対向する辺部の間の距離よりも若干小さい寸法になされている。

内側枠体１２を外側枠体１１に固定するために、図２に示すように、内側枠体１２の短辺に対向する外側枠体１１の辺部には、上下の枠部材１１ａ，１１ｂ間に差し渡され、接触箇所で各枠部材に固定されている担持用柱体１４ａ〜１４ｄが取り付けてある。外側枠体１１の各辺部における担持用柱体の配置間隔は、内側枠体１２の短辺の幅に略相当している。

各担持用柱体１４ａ〜１４ｄには、内側枠体１２をこれら担持用柱体に連結するための結合孔１４ａ₁，１４ｂ₁が設けてあり、これら結合孔は、外側枠体１１に対する内側枠体１２の高さ位置を変更し得るよう上下に複数個整列して設けてある。

担持用柱体１４ａ〜１４ｄに対する内側枠体１２の結合は、外側枠体１１に対して内側枠体１２を所望の高さ位置に配置し、その際、内側枠体１２に固着してあるブラケット１２ｂに形成した結合孔と担持用柱体１４ａ，１４ｂに形成した結合孔とを整合させ、整合させた両結合孔にボルトを挿通し、ボルトに螺合させたナットを締める事によって行なわれる。

内側枠体１２には、吸水口形成部材２０を支持するための十字形の支持板１２ａが、その端部を内側枠体１２の対応辺部に固着することにより取り付けられている。

支持板１２ａの中央部に支持されている吸水口形成部材２０は、図１に示すように、筒状吸入部材２１と、この筒状吸入部材の上部に取り付けられ、筒状吸入部材２１から側方へ突出した状態の円板状蓋体２２を有している。

筒状吸入部材２１は、その下部のサクションホースＳとの連結用屈曲部２１ｂを除き、軸線が略垂直方向へ延伸するように配置される。筒状吸入部材２１の上部には、円板状蓋体２２に近接して吸入口２１ａが形成されている。

上記作動装置３０は保持ロッド３１を有しており、この保持ロッドは、下端が上記円板状蓋体２２に同心的に結合されており、この蓋体から上方へ垂直に延伸し、上記支持板１２ａを貫通し、支持板１２ａの上方へ延び出している。

更に上記作動装置３０は、保持ロッド３１をその軸線に沿う方向に上下動させる保持ロッド昇降駆動装置３２を有しており、このロッド昇降駆動装置３２は上記保持ロッド３１の少なくとも上半部外周に形成された雄ネジ部３１ａと、この雄ネジ部に螺合する雌ネジ部材３３を有しており、この雌ネジ部材はこれを回転させるためのハンドル３４に結合されている。

雌ネジ部材３３付きのハンドル３４を支持板１２ａの上方の所定位置に保持するために、作動装置３０は支持板１２ａの上にスリーブ３５を有しており、このスリーブ３５は上下からナット３５ａ，３５ｂによって締め付けられ、支持板１２ａに固定されている。ナット３５ａ，３５ｂが螺合する締め付け用の雄ネジ部は、上記保持ロッド３１に緩く嵌合し上記スリーブ３５に嵌装されスリーブ３５より長く形成された管状部材（図示せず）の両端部の周面に設けてある。従って、雌ネジ部材３３をハンドル３４によりナット３５ａ上で回転させると、回転しないように支持されている保持ロッド３１はハンドル３４の回転方向に従って軸線方向に上昇または下降し、それに伴って吸水口形成部材２０が上昇または下降せしめられる。

従って、吸水口形成部材２０は、作動装置３０を操作することにより、水面Ｌからの懸濁物質濃度の高い分布層に吸水口２１ａが位置せしめられるよう位置調整される。

図２中、符号４０は足場パネルであり、作業者はハンドル３４を操作する際にこの足場パネル４０に乗って作業を行なう。

図３において、符号５０は、流木などの大きな浮遊物が吸入口２１ａ付近に流れ寄るのを防止するための網体であって、この網体５０は、外側枠体１１の各辺部の上部枠部材１１ａと下部枠部材１１ｂの間に張り渡され、横方向では浮き部材１３に接するところまで延設され、上下の枠部材１１ａ，１１ｂに固定されている。

上記懸濁物質採取用浮体１は、城の堀Ａに設定された調整水域からアオコを採取する例を示している図５に示すように、懸濁物質を採取すべき調整水域に浮かべられ、ウインチ等を利用して調整水域内を移動せしめられ、懸濁物質を水と共に吸引採取する。図５中、Ｂ，Ｃは岸辺、Ｄは作業ヤード、Ｄ₁〜Ｄ₃は作業ヤードＤ内に配置されたウインチ、Ｅ₁〜Ｅ₃はウインチと採取用浮体１とを連結するロープ、Ｆ₁〜Ｆ₃は滑車、Ｐは作業ヤードＤ内に配置されたポンプ、Ｇは回収装置、Ｈは回収装置Ｇで分離され処理された水の返還パイプ、Ｉ₁，Ｉ₂は汚濁防止幕である。

上記サクションホースＳは、水から懸濁物質を分離し且つ分離した水を処理する上記回収装置Ｇに接続されているが、この回収装置Ｇの手前においてサクションホースＳに濁度計Ｊが設けてあり、上記吸水口２１ａから吸引された懸濁物質含有水の濃度が測定できるようになされている。

上記濁度計Ｊにより、深さを変えて吸引口２１ａから吸引した数種のサンプリング懸濁物質含有水の濁度を計測し、得られた計測値に基づいて上記ハンドル３４を手動で回すことにより、上記吸入口２１ａを、水面Ｌからの最適な深さ位置、即ち懸濁物高濃度分布層に置くようにすることができる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明による懸濁物質採取用浮体の第２実施形態を示す概略側面図である。

この第２実施形態は、上記第１実施形態で説明した支持板１２ａに取り付けられた保持ロッド３１を昇降させる作動装置３０が、保持ロッド昇降駆動装置３２を駆動する電動モータ３６と、このモータの回転方向および回転量を制御する制御装置３７を有している。

この第２実施形態の場合、保持ロッド昇降駆動装置３２は、第１実施形態で説明した上記雌ネジ部材３３と共に、電動モータ３６の回転を雌ネジ部材へ伝動し、この雌ネジ部材を回転させるための伝動機構３２ａを有している。

上記制御装置３７には上記濁度計Ｊの計測値が送信され、この計測値に基づいて制御装置３７は電動モータ３６の回転方向および回転量を制御し、従って上記吸入口２１ａの水面下位置が、懸濁物質の高濃度分布層に移動するよう自動的に調整される。即ち、懸濁物質採取用浮体１の作動の自動化を行なうことができる。この場合の電動モータ３６はステッパーモータであることが好ましい。

本発明による懸濁物質採取用浮体の１実施形態を図２中のＩ−Ｉ線に沿って矢印方向へ見た断面図である。 図１の平面図である。 図１に示す懸濁物質採取用浮体に網体を装着した状態の正面図である。 本発明による懸濁物質採取用浮体の他の実施形態を示す概略図である。 本発明による懸濁物質採取用浮体の使用態様を示す概略図である。

符号の説明

１ 懸濁物質採取用浮体
１０ 架台
１１ 外側枠体
１２ 内側枠体
１２ａ 支持板
１３ 浮き部材
２０ 吸水口形成部材
２１ 筒状吸入部材
２１ａ 吸入口
３０ 作動装置
３１ 保持ロッド
３２ 保持ロッド昇降駆動装置
３３ 雌ネジ部材
３４ ハンドル
３６ 電動モータ
３７ 制御装置
４０ 足場パネル
５０ 網体
Ｓ サクションホース

Claims (10)

1. 植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域に浮かべて移動せしめられ、前記懸濁物質を水と共に吸引採取する吸入口を有する懸濁物質採取用浮体において、
   前記吸入口を備えた吸入口形成部材を支持している架台と、
   前記架台に保持され、該架台に対して前記吸入口形成部材を上下に調整移動させ、前記吸入口の水面下位置を調節する作動装置と
   を有することを特徴とする懸濁物質採取用浮体。
2. 前記作動装置が、
   下端部に前記吸入口形成部材が結合され該吸入口形成部材から上方へ略垂直に延びる吸入口形成部材保持ロッドを、その軸線に沿う方向に上下動させる、保持ロッド昇降駆動装置を有していることを特徴とする請求項１に記載の懸濁物質採取用浮体。
3. 前記保持ロッド昇降駆動装置が、
   前記保持ロッドの周面に形成された雄ネジ部と、
   該雄ネジ部に螺合し前記架台に定置保持された雌ネジ部材と
   を有していることを特徴とする請求項２に記載の懸濁物質採取用浮体。
4. 前記雌ネジ部材が、この雌ネジ部材を回転させるハンドルに固定されていることを特徴とする請求項３に記載の懸濁物質採取用浮体。
5. 前記作動装置が前記保持ロッド昇降用の電動モータを有し、
   前記保持ロッド昇降駆動装置が、前記雌ネジ部材と、前記電動モータの回転を該雌ネジ部材へ伝動し、この雌ネジ部材を回転させるための伝動機構とを有していることを特徴とする請求項２または３に記載の懸濁物質採取用浮体。
6. 前記作動装置が、前記電動モータの回転量および回転方向を制御する制御装置を有していることを特徴とする請求項５に記載の懸濁物質採取用浮体。
7. 前記吸入口形成部材が、
   上部に前記吸入口が形成され下部にサクションホースとの連結部を有し、略垂直方向へ延びる軸線を有している筒状吸入部材と、
   この筒状吸入部材の上端部に水平に取り付けられ、前記保持ロッドの下端に固定され、前記筒状吸入部材の外周から側方へ延び出している円板状蓋体と
   を有していることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の懸濁物質採取用浮体。
8. 前記架台が平面視矩形状を呈しており、この架台の４つの隅部に架台浮上用浮き部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の懸濁物質採取用浮体。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載の懸濁物質採取用浮体を使用する方法であって、
   前記吸入口から吸入された懸濁物質含有水の濁度を測定し、濁度の計測値に基づいて前記吸入口の水面下位置を調整することを特徴とする方法。
10. 請求項６〜８の何れか１項に記載の懸濁物質採取用浮体を使用する方法であって、
    前記吸入口から吸入された懸濁物質含有水の濁度を測定し、
    濁度の計測値を前記電動モータの回転方向および回転量を制御する制御装置へフィードバックし、前記電動モータの回転量および回転方向を前記計測値に基づいて調節し、前記吸入口の水面下位置を調整することを特徴とする方法。

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