JP2008142666A - 海水浄化システム及び海水浄化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】海岸近傍の海水に含まれる大腸菌等の細菌類の含有量を、人々が遊泳等できるレベルまで低減可能な海水浄化システム及び海水浄化方法を提供する。
【解決手段】海岸近傍の海水を浄化する海水浄化システムであって、海岸近傍の沖合と海岸線との間に設けられて、海岸近傍に外水域４から区画された内水域５を形成する、礫間接触酸化機能を有する第１海水浄化設備２と、内水域５の陸側に設けられる、浸透濾過機能を有する第２海水浄化設備１０とを有する浄化施設を備え、海岸近傍の海水を第１海水浄化設備２に作用させて、第１海水浄化設備２の礫間接触酸化機能により、該海水の細菌類の含有量を低減させ、この後に、該海水を、第２海水浄化設備１０に循環させることにより、該海水の細菌の含有量を更に低減させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、海水浄化システム及び海水浄化方法に関し、特に、海岸近傍の海水を浄化するのに好適な海水浄化システム及び海水浄化方法に関する。

この種の海水浄化システム及び海水浄化方法の一例として、特許文献１には、海岸近傍の沖合に礫や砕石等を積み上げて浄化提を形成し、この浄化提の両端を海岸線まで延出させることにより、浄化提の内側の内水域と外側の外水域とを区画し、潮の干満の際に浄化提を介して内水域と外水域との間で海水を移動させることにより、海水中に含まれるプランクトン等の汚濁成分を礫や砕石等の表面に付着させて捕捉し、内水域の海水を浄化するように構成した海水浄化方法が開示されている。

また、特許文献２には、入り江、湾、海浜等の半閉鎖性海域の外方（陸方）に周辺海域と半閉鎖性海域とを区画する外郭施設を設け、陸地に修景池を設け、外郭施設により区画された半閉鎖性海域の海底地盤上に砂層を形成し、砂層の底部と修景地との間、及び修景池の底部と周辺海域との間をそれぞれ排出管で接続し、排出管の修景池に露出する端部及び周辺海域に露出する端部にそれぞれ逆止機構を設けて海水浄化構造物を構成し、この海水浄化構造物を利用することにより、半閉鎖性海域に作用する海水を浄化させるように構成した海水浄化方法が開示されている。
特開２０００−４５２４４号公報 実公平７−１３７６６号公報

ところで、上記のような構成の海水浄化方法のうち、特許文献１に開示されている海水浄化方法は、浄化提により海水中に含まれるプランクトン等の汚濁成分や大腸菌等の細菌類をある程度は捕捉して除去することはできるが、人々が遊泳等できるまでのレベルまで細菌類を除去することができない。

また、特許文献２に開示されている海水浄化方法は、海水を半閉鎖性海域に設けた砂層で濾過することにより浄化しているので、特許文献１に記載のものよりも細菌類を多く除去できるが、それでも人々が遊泳等ができるようになるレベルまで細菌類を除去することは困難である。また、施設の建設に手間と時間がかかり、建設費が高くついてしまう。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、細菌類の含有量を十分に低減させることができるとともに、施設の建設が容易で建設に要する手間と時間を削減することができ、建設費を安く抑えることができる海水浄化システム及び海水浄化方法提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、海岸近傍の海水を浄化する海水浄化システムであって、海岸近傍の沖合と海岸線との間に設けられて、海岸近傍に外水域から区画された内水域を形成する、礫間接触酸化機能を有する第１海水浄化設備と、前記内水域の陸側に設けられる、浸透濾過機能を有する第２海水浄化設備とを有する浄化施設を備え、海岸近傍の海水を前記第１海水浄化設備に作用させて、前記第１海水浄化設備の礫間接触酸化機能により、該海水の細菌類の含有量を低減させ、この後に、該海水を、前記第２海水浄化設備に循環させることにより、該海水の細菌の含有量を更に低減させることを特徴とする。

本発明による海水浄化システムによれば、海岸近傍の海水は、第１海水浄化設備の礫間接触酸化機能によって細菌類の含有量が低減されるとともに、第２海水浄化設備の浸透濾過機能によって細菌類の含有量が更に低減されることになる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の海水浄化システムであって、前記第１海水浄化設備は、礫や砕石等を積み上げて構成した浄化提からなり、前記第２海水浄化設備は、前記浄化提の内側に所定の間隔をおいて設けられる保持体と、該保持体の内側の海底地盤上に濾過材を堆積させることによって形成された所定の厚さの濾過層と、該濾過層の下部と陸地との間に設けられ、該濾過層で浸透濾過された海水を該濾過層の上部に戻す集水手段とを備えていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の海水浄化システムであって、前記集水手段は、前記濾過層の下部に埋設されるとともに、前記濾過層で浸透濾過された海水を集水する集水管と、該集水管で集水した海水を一旦貯留して前記濾過層の上部に自然放流する貯留槽とを備えていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の海水浄化システムであって、前記貯留槽には、前記貯留槽内に貯留された海水を排出するためのポンプが設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、海岸近傍の海水を浄化する海水浄化方法であって、海岸近傍の沖合と海岸線との間に設けられて、海岸近傍に外水域から区画された内水域を形成する、礫間接触酸化機能を有する第１海水浄化設備と、前記内水域の陸側に設けられる、浸透濾過機能を有する第２海水浄化設備とを備えた浄化施設を用い、海岸近傍の海水を前記第１海水浄化設備に作用させて、前記第１海水浄化設備の礫間接触酸化機能により、該海水の細菌類の含有量を低減させ、この後に、該海水を、前記第２海水浄化設備に循環させることにより、該海水の細菌類の含有量を更に低減させることを特徴とする。

以上、説明したように、本発明の海水浄化システム及び海水浄化方法によれば、海岸近傍の海水は、第１海水浄化設備の礫間接触酸化機能によって細菌類の含有量が低減されるとともに、第２海水浄化設備の浸透濾過機能によって細菌類の含有量が更に低減されることになる。従って、海岸近傍の海水の細菌類の含有量を、人々が遊泳等をすることができるレベルまで低減させることが可能となるので、海岸近傍に親水公園や遊泳場等を建設することが可能となる。
また、海岸近傍に浄化提を設け、浄化提の内側に保持体を設け、保持体の内側に濾過材を堆積させて濾過層を形成し、濾過層の下部と陸地との間に集水手段を設ければよいので、親水公園や遊泳場等の建設に要する手間と時間を削減することができ、建設費用を安く抑えることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３には、本発明による海水浄化システム及び海水浄化方法の一実施の形態が示されていて、図１は海水浄化施設の全体を示す概略平面図、図２は図１の海水浄化施設の鉛直断面図、図３は図１の第２海水浄化設備の部分平面図である。

すなわち、本実施の形態の海水浄化システム及び海水浄化方法は、海岸近傍の海水を浄化するのに有効なシステム及び方法であって、第１海水浄化設備２と第２海水浄化設備１０とからなる海水浄化施設１を用いて海水の浄化を行うように構成したものである。

第１海水浄化設備２は、海岸近傍の沖合と海岸線との間に設けられ、この第１海水浄化設備２によって海岸近傍に外水域４から区画された内水域５が形成され、この内水域５の陸側の部分に第２海水浄化設備１０が設けられる。

第１海水浄化設備２は、海岸近傍の沖合と海岸線との間の海底地盤６上に、礫や砕石等を台形状等に所定の高さに積み上げて両端を海岸線まで延出させ、海岸近傍の沖合と海岸線との間に平面視で円弧形状、コ形状等に形成した浄化提３により構成され、潮の干満に関わらずに上端が海面から上方に所定の長さ突出するように、浄化提３の高さが設定されている。

第１海水浄化設備２を構成する浄化提３には、礫や砕石等によって礫間接触酸化機能が付与され、この礫間接触酸化機能によって外水域４からの海水が浄化提３を透過して内水域５に移動する際に、その海水に含まれる大腸菌等の細菌類が礫や砕石等の表面に付着して捕捉され、大腸菌等の細菌類の含有量が低減された海水が内水域５に移動し、この海水が第２海水浄化設備１０に作用する。なお、浄化提３は、礫や砕石に限らず、礫間接触酸化機能を付与できるものであればよい。また、浄化提３を複数本設置して、第１海水浄化設備２を構成してもよい。

第２海水浄化設備１０は、浄化提３と海岸との間に設けられる保持体１１と、保持体１１の内側（陸側）の海底地盤６上に設けられる濾過層１３と、濾過層１３の下部と陸地２５との間に設けられる集水手段１５とを備えている。

保持体１１は、浄化提３の内側（陸側）の海底地盤６上に礫や砕石等を略台形状に積み上げ、図１に示すように、両端を海岸線まで延出させることにより平面視で円弧形状、コ形状等（図１ではコ形状）に形成したものであって、この保持体１１によって内水域５の陸側の部分に円弧形状、コ形状等に区画された浄化区域１２が形成され、この浄化区域１２の海底地盤６上に濾過層１３が形成される。

なお、保持体１１は、内水域５の陸側の部分に浄化区域１２を周囲から区画した状態で形成し、かつ、浄化区域１２に濾過層１３を保持できるものであれば特に制限はなく、コンクリートブロック等を積み上げて形成してもよいし、コンクリートを打設することによって一体に形成してもよい。

保持体１１は、潮の干満に関わらずに濾過層１３の上面が常に海面下に位置するように、所定の高さに設定されている。このような高さに保持体１１を設定することにより、濾過層１３の上面に潮の干満による流れあるいは波浪による流れを十分に作用させて濾過層１３の表層を攪拌することができるので、濾過層１３の主に表層の濾過物による目詰まりを防止でき、濾過層１３の初期の浸透濾過性能を長期的に維持することができる。

濾過層１３は、保持体１１の内側の浄化区域１２の海底地盤６上に、保持体１１の上面と面一となるように、濾過材１４を所定の厚さで堆積させて形成した所定の厚さを有するものであって、この濾過層１３によって保持体１１を越えて浄化区域１２に流れ込む第１海水浄化設備２からの海水が浸透濾過され、海水に含まれる大腸菌等の細菌類の含有量が更に低減される。

なお、本実施の形態においては、濾過層１３の厚さを１ｍ程度に設定している。但し、これに限定することなく、海底地盤６の地形等に応じて厚さを任意の値に設定することができる。

本実施の形態においては、濾過材１４として所定の粒度の砂を使用し、保持体１１の内側の浄化区域１２の海底地盤６上に砂を所定の厚さで堆積させることにより所定の厚さの濾過層１３を形成している。濾過層１３で海水を浸透濾過させることにより、海水に含まれる大腸菌等の細菌類が濾過材１４の表面に付着して捕捉され、細菌類の含有量が低減された海水が集水手段１５によって集水される。濾過材１４の表面に付着して捕捉された細菌類は、濾過材１４の表面に付着している微生物によって分解される。

なお、濾過材１４は、海水を浸透濾過させて、海水に含まれる大腸菌等の細菌類を捕捉できるものであれば特に制限はなく、他の周知の濾過材を堆積させて濾過層１３を形成してもよい。
また、濾過材１４として砂を使用して濾過層１３を形成した場合に、潮の流れあるいは波浪による流れによって濾過層１３が浸食される虞がある場合には、保持体１１の背後の濾過層１３の表面に濾過材１４の流出防止用のネットを設けてもよい。
さらに、保持体１１及び濾過層１３を設ける海底地盤６上に、細粒分の多い底質が存在する場合には、海底地盤６上に予め遮水シートを敷設して底質を覆い、その後に遮水シートの上部に保持体１１及び濾過層１３を設けるようにしてもよい。

集水手段１５は、濾過層１３で浸透濾過された海水を集水する集水管１６と、集水管１６で集水した海水を一旦貯留させる貯留槽２１と、貯留槽２１に貯留させた海水を汲み上げるポンプ２０とを備え、ポンプ２０の作動により、貯留槽２１に貯留させた海水が地上に汲み上げられ、地上から浄化区域１２の濾過層１３の上部に自然放流される。

集水管１６は、濾過層１３の下部に保持体１１に沿って所定の間隔ごとに並列に埋設される多孔管からなる複数の集水枝管１７と、複数の集水枝管１７の保持体１１側の一端間を接続する集合管１８と、濾過層１３の下部と陸地２５との間に埋設されるとともに、一端が集合管１８に接続され、他端が貯留槽２１の底部に接続される集水親管１９とを備え、各集水枝管１７で集水された海水が集合管１８及び集水親管１９を介して貯留槽２１の底部に導かれ、貯留槽２１に一旦貯留される。

各集水枝管１７の周囲には、各集水枝管１７を包囲するように礫２３が敷き詰められ、この礫２３によって各集水枝管１７の各孔が濾過材１４によって閉塞されるのを防止するとともに、各孔を介して各集水枝管１７の内部に海水と一緒に濾過材１４が流入するのを防止している。

貯留槽２１の底部にはポンプ２０が設けられ、このポンプ２０によって貯留槽２１に一旦貯留された海水が地上まで汲み上げられ、地上に設けられている放流部２２を介して浄化区域１２の濾過層１３の上部に自然放流される。

なお、図示はしないが、放流部２２を地中に設け、地中の放流部から濾過層１３の上部に海水を自然放流するように構成してもよい。
さらに、放流部２２に紫外線により細菌類を低減させる処理設備を隣接し、この処理施設で紫外線処理した後に海水を浄化区域１２に放流するようにしてもよい。この場合、第１海水浄化設備２の浄化提３及び第２海水浄化設備１０の濾過層１３で処理した海水を紫外線処理することになるので、紫外線処理設備の効率を高めることができ、紫外線処理設備の低コスト化を図ることができる。

そして、上記のように構成した海水浄化施設１に沖から陸側に向かう潮の流れあるいは波浪による流れが作用すると、外水域４の海水が第１海水浄化設備２の浄化提３を透過することにより、その海水に含まれる大腸菌等の細菌類が浄化堤３の礫や砕石等の表面に付着して捕捉され、細菌類の含有量が低減された海水が内水域５に移動する。

そして、内水域５に移動した海水は、第２海水浄化設備１０の保持体１１を越えて浄化区域１２に流れ込むことにより、浄化区域１２の濾過層１３で浸透濾過され、この際に、海水に含まれる大腸菌等の細菌類が濾過材１４の表面に付着して捕捉され、細菌類の含有量が更に減少された海水が集水手段１５の集水枝管１７に集水され、集合管１８及び集水親管１９を介して貯留槽２１に導かれ、貯留槽２１に一旦貯留される。貯留槽２１に貯留された海水は、ポンプ２０の作動により地上に汲み上げられ、地上の放流部２２から浄化区域１２の濾過層１３の上部に自然放流される。

なお、濾過層１３の表面には、沖から陸方向又は陸から沖方向に向かう潮の流れあるいは波浪による流れが常時作用しているので、その流れによって濾過層１３の表層が攪拌されることになるので、濾過層１３の表層が濾過物による目詰まりを起こして浸透濾過性能が低下するようなことはなく、初期の浸透濾過性能を長期的に維持することができる。

そして、このようなことが海水浄化施設１において繰り返し行われることにより、海岸近傍の海水に含まれる大腸菌等の細菌類が次第に低減され、海岸近傍の海水の細菌類の含有量を人々が遊泳等することができるレベルまで低減させることができる。

以上、説明したように、本実施の形態による海水浄化システム及び海水浄化方法にあっては、第１海水浄化設備２と第２海水浄化設備１０とからなる海水浄化施設１を用い、海岸近傍の海水を、第１海水浄化設備２の浄化提３を透過させることにより大腸菌等の細菌類の含有量を低減させ、この細菌類の含有量を低減させた海水を第２海水浄化設備１０の濾過層１３で浸透濾過させることにより更に細菌類の含有量を減させ、さらに、この海水を第２海水浄化設備１０の濾過層１３を循環させることにより、更に細菌類の含有量を低減させるように構成したので、海水近傍の海水の細菌類の含有量を人々が遊泳等することができるレベルまで低減させることが可能となり、海岸近傍に親水公園や遊泳場等を建設することが可能となる。

また、海岸近傍に、浄化提３からなる第１海水浄化設備２と、保持体１１と濾過層１３と集水手段１５とからなる第２海水浄化設備１０とからなる海水浄化施設１を建設すればよいので、親水公園や遊泳場等の建設に要する時間と手間を削減することができ、建設費用を安く抑えることができる。

さらに、第１海水浄化設備２の浄化提３で細菌類の含有量を低減させた海水を第２海水浄化設備１０の濾過層１３で浸透濾過させているので、濾過層１３の負荷を軽減させることができ、濾過層１３の目詰まりによる機能低下を抑制できる。

なお、本実施の形態においては、外水域４の海水のふん便性大腸菌群数は数万個／１００ｍｌであったが、第１海水浄化設備２の浄化提３を通すことにより、内水域５の海水のふん便性大腸菌群数を数千個／１００ｍｌに低減させることができた。また、第２海水浄化設備１０の濾過層１３を通すことにより、内水域５の海水のふん便性大腸菌の群数を数百個／１００ｍｌまで低減させることができた。

なお、前記の説明においては、本発明による海水浄化システム及び海水浄化方法を海底地盤６が傾斜している部分に適用したが、これに限定することなく、護岸が設置されている平らな海底地盤等のように、各種の海底地盤に適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏するのは勿論のことである。

本発明による海水浄化システム及び海水浄化方法に用いる海水浄化施設の全体を示した概略平面図である。 図１の海水浄化施設の鉛直断面図である。 図１の海水浄化施設の第２海水浄化設備の部分平面図である。

符号の説明

１ 海水浄化施設
２ 第１海水浄化設備
３ 浄化提
４ 外水域
５ 内水域
６ 海底地盤
１０ 第２海水浄化設備
１１ 保持体
１２ 浄化区域
１３ 濾過層
１４ 濾過材
１５ 集水手段
１６ 集水管
１７ 集水枝管
１８ 集合管
１９ 集水親管
２０ ポンプ
２１ 貯留槽
２２ 放流部
２３ 礫
２５ 陸地

Claims (5)

1. 海岸近傍の海水を浄化する海水浄化システムであって、
   海岸近傍の沖合と海岸線との間に設けられて、海岸近傍に外水域から区画された内水域を形成する、礫間接触酸化機能を有する第１海水浄化設備と、前記内水域の陸側に設けられる、浸透濾過機能を有する第２海水浄化設備とを有する浄化施設を備え、
   海岸近傍の海水を前記第１海水浄化設備に作用させて、前記第１海水浄化設備の礫間接触酸化機能により、該海水の細菌類の含有量を低減させ、この後に、該海水を、前記第２海水浄化設備に循環させることにより、該海水の細菌の含有量を更に低減させることを特徴とする海水浄化システム。
2. 前記第１海水浄化設備は、礫や砕石等を積み上げて構成した浄化提からなり、前記第２海水浄化設備は、前記浄化提の内側に所定の間隔をおいて設けられる保持体と、該保持体の内側の海底地盤上に濾過材を堆積させることによって形成された所定の厚さの濾過層と、該濾過層の下部と陸地との間に設けられ、該濾過層で浸透濾過された海水を該濾過層の上部に戻す集水手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の海水浄化システム。
3. 前記集水手段は、前記濾過層の下部に埋設されるとともに、前記濾過層で浸透濾過された海水を集水する集水管と、該集水管で集水した海水を一旦貯留して前記濾過層の上部に自然放流する貯留槽とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の海水浄化システム。
4. 前記貯留槽には、前記貯留槽内に貯留された海水を排出するためのポンプが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の海水浄化システム。
5. 海岸近傍の海水を浄化する海水浄化方法であって、
   海岸近傍の沖合と海岸線との間に設けられて、海岸近傍に外水域から区画された内水域を形成する、礫間接触酸化機能を有する第１海水浄化設備と、前記内水域の陸側に設けられる、浸透濾過機能を有する第２海水浄化設備とを備えた浄化施設を用い、
   海岸近傍の海水を前記第１海水浄化設備に作用させて、前記第１海水浄化設備の礫間接触酸化機能により、該海水の細菌類の含有量を低減させ、この後に、該海水を、前記第２海水浄化設備に循環させることにより、該海水の細菌類の含有量を更に低減させることを特徴とする海水浄化方法。

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