JP2022131716A - 水浄化処理装置及び水浄化処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】大規模な範囲で水の浄化処理を効率的に行うことができる水浄化処理装置及び水浄化処理方法を提供する。【解決手段】薬剤散布器Ａと、凝集物収集器Ｂと、凝集物回収部Ｃとが、２捜の船舶に搭載された水浄化処理装置であって、上端側に薬剤タンクに連通させるとともに水中内へ浸漬させる部分の管壁に複数個の吸水孔を穿設した給水管と、給水管の下端部が後部内方へ連通され、前方部を開放して噴射口とした筒状噴射ケースと、筒状噴射ケース内の給水管が連通する一より前方に開店自在に軸支したインペラと、当該インペラを回転させる回転駆動装置とから構成される薬剤散布器と、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器と、後方の船舶Ｄ２のデッキに設置され、凝集物を収集した凝集物収集部が、後方の船舶のデッキに引き上げられ、ロール状に巻かれた状態で保管される凝集物回収部とからなる、水浄化処理装置１００。【選択図】図１
Description
本発明は、水浄化処理装置及び水浄化処理方法に関する。
現在、世界中において、環境汚染の防止及び汚染された地球環境の回復が人類社会の重要な課題となっている。２０１５年に結ばれた持続的な開発目標（ＳＤＧｓ）でもこの問題が取り上げられ２０３０年までに改善、解決を目指したターゲットが掲げられている。その中でも特に優先的に解決されるべき問題として、海洋汚染の防止等の水環境の回復又は改善が挙げられる。
海洋汚染の主な原因は、工場排水、生活排水等からの化学物質の排出、石油タンカーの座礁事故による石油流出、海洋プラスチックごみ等と言われており、近年、特にマイクロプラスチックによる海洋汚染が問題になっている。
そこで、水環境を改善するために、様々な汚水浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１等）。
特許文献１には、凝集剤散布手段及び汚濁物採集手段を具備すると共に、推進駆動手段を装備してなる淡水汚濁物浄化装置が記載されている。ここで使用されている汚濁物最終器具の濾過部の截頭円錐体の側長は約１～５ｍ、採集管部の口径は約２～２０ｃｍ、高さは約１３～４０ｃｍであり、特許文献１に記載の淡水汚濁物浄化装置では水の浄化処理を小規模な範囲でしか行うことができなかった。
海洋汚染の主な原因は、工場排水、生活排水等からの化学物質の排出、石油タンカーの座礁事故による石油流出、海洋プラスチックごみ等と言われており、近年、特にマイクロプラスチックによる海洋汚染が問題になっている。
そこで、水環境を改善するために、様々な汚水浄化システムが提案されている（例えば、特許文献１等）。
特許文献１には、凝集剤散布手段及び汚濁物採集手段を具備すると共に、推進駆動手段を装備してなる淡水汚濁物浄化装置が記載されている。ここで使用されている汚濁物最終器具の濾過部の截頭円錐体の側長は約１～５ｍ、採集管部の口径は約２～２０ｃｍ、高さは約１３～４０ｃｍであり、特許文献１に記載の淡水汚濁物浄化装置では水の浄化処理を小規模な範囲でしか行うことができなかった。
本発明は、港湾、河川、湖沼等を対象とした大規模な範囲で水の浄化処理を効率的に行うことができる水浄化処理装置及び水浄化処理方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、２捜の船舶に、薬剤散布器と、凝集物収集器と、凝集物回収部とを搭載することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
項１．
薬剤散布器と、凝集物収集器と、凝集物回収部とが、２捜の船舶に搭載された水浄化処理装置であって、
前記薬剤散布器は、上端側に薬剤タンクに連通させるとともに水中内へ浸漬させる部分の管壁に複数個の吸水孔を穿設した給水管と、給水管の下端部が後部内方へ連通され、前方部を開放して噴射口とした筒状噴射ケースと、筒状噴射ケース内の給水管が連通する一より前方に開店自在に軸支したインペラと、当該インペラを回転させる回転駆動装置とから構成され、前記インペラの回転により薬剤タンク内の薬剤を水中へ拡散させ、水と混合させ、
前記凝集物収集器は、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなり、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置され、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させ、
前記凝集物回収部は、後方の船舶のデッキに設置され、凝集物を収集した凝集物収集部が、後方の船舶のデッキに引き上げられ、ロール状に巻かれた状態で保管される、
水浄化処理装置。
項２．
前記凝集物収集器の合成樹脂シートが、シートの縦方向に１つ又は複数の切れ目を有する、項１に記載の水浄化処理装置。
項３．
薬剤の散布工程、凝集物の収集工程、及び凝集物の回収工程を含む水浄化処理方法であって、
前記薬剤の散布工程は、前方の船舶のスクリュー上方の船体側に後方に向けて薬剤噴射ノズルを設け、当該薬剤噴射ノズルへ船舶上から圧縮気体内へ所望量の薬剤を混入した混合流体を供給し、航行する前方の船舶から薬剤を水中に拡散させ、水と混合する工程であり、
前記凝集物の収集工程は、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器を、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置し、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させる工程、及び
前記凝集物の回収工程は、凝集物を収集した凝集物収集部を後方の船舶の上に引き上げ、ロール状に巻いて保管する工程である、
水浄化処理方法。
項４．
前記凝集物の収集工程において、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器であって、前記合成樹脂シートが、シートの縦方向に１つ又は複数の切れ目を有するものを使用する、項３に記載の水浄化処理方法。
項１．
薬剤散布器と、凝集物収集器と、凝集物回収部とが、２捜の船舶に搭載された水浄化処理装置であって、
前記薬剤散布器は、上端側に薬剤タンクに連通させるとともに水中内へ浸漬させる部分の管壁に複数個の吸水孔を穿設した給水管と、給水管の下端部が後部内方へ連通され、前方部を開放して噴射口とした筒状噴射ケースと、筒状噴射ケース内の給水管が連通する一より前方に開店自在に軸支したインペラと、当該インペラを回転させる回転駆動装置とから構成され、前記インペラの回転により薬剤タンク内の薬剤を水中へ拡散させ、水と混合させ、
前記凝集物収集器は、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなり、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置され、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させ、
前記凝集物回収部は、後方の船舶のデッキに設置され、凝集物を収集した凝集物収集部が、後方の船舶のデッキに引き上げられ、ロール状に巻かれた状態で保管される、
水浄化処理装置。
項２．
前記凝集物収集器の合成樹脂シートが、シートの縦方向に１つ又は複数の切れ目を有する、項１に記載の水浄化処理装置。
項３．
薬剤の散布工程、凝集物の収集工程、及び凝集物の回収工程を含む水浄化処理方法であって、
前記薬剤の散布工程は、前方の船舶のスクリュー上方の船体側に後方に向けて薬剤噴射ノズルを設け、当該薬剤噴射ノズルへ船舶上から圧縮気体内へ所望量の薬剤を混入した混合流体を供給し、航行する前方の船舶から薬剤を水中に拡散させ、水と混合する工程であり、
前記凝集物の収集工程は、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器を、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置し、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させる工程、及び
前記凝集物の回収工程は、凝集物を収集した凝集物収集部を後方の船舶の上に引き上げ、ロール状に巻いて保管する工程である、
水浄化処理方法。
項４．
前記凝集物の収集工程において、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器であって、前記合成樹脂シートが、シートの縦方向に１つ又は複数の切れ目を有するものを使用する、項３に記載の水浄化処理方法。
本発明によれば、港湾、河川、湖沼等を対象とした大規模な範囲で水の浄化処理を効率的に行うことができる水浄化処理装置及び水浄化処理方法を提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明の水浄化処理装置の一実施形態を説明する。
１．水浄化処理装置
本発明の水浄化処理装置を模式的に説明する斜視図を図１に示す。本発明の水浄化処理装置１００は、図１に示すように、薬剤散布器Ａと、凝集物収集器Ｂと、凝集物回収部Ｃとを備える。
本発明の水浄化処理装置を模式的に説明する斜視図を図１に示す。本発明の水浄化処理装置１００は、図１に示すように、薬剤散布器Ａと、凝集物収集器Ｂと、凝集物回収部Ｃとを備える。
本発明の水浄化処理装置１００は、２捜の船舶に搭載されている。詳細には、前方に位置する船舶（前方の船舶）Ｄ１と後方に位置する船舶（後方の船舶）Ｄ２とを、互いの船尾が向かい合うように側面同士を連結部材１で連結する。前方の船舶Ｄ１に薬剤散布器Ａを搭載し、後方の船舶Ｄ２に凝集物回収部Ｃを搭載する。凝集物収集器Ｂは、２捜の船舶Ｄ１、Ｄ２の間の連結部材１に固定されて、水中に配置される。
ここで、連結部材としては、船舶の連結に通常用いられるワイヤーロープ等を使用することができる。前記連結部材は、２捜の船舶Ｄ１、Ｄ２に搭載されたウインチ（図示せず）等によって、２捜の船舶Ｄ１、Ｄ２の間を移動させることができる。
ここで、連結部材としては、船舶の連結に通常用いられるワイヤーロープ等を使用することができる。前記連結部材は、２捜の船舶Ｄ１、Ｄ２に搭載されたウインチ（図示せず）等によって、２捜の船舶Ｄ１、Ｄ２の間を移動させることができる。
薬剤散布器
薬剤散布器Ａは、被処理水中に、薬剤（凝集剤）を拡散させ、被処理水と薬剤とを混合させることができるものであればよい。薬剤散布器Ａで被処理水中に薬剤（凝集剤）を散布することにより、被処理水中の汚濁物質が凝集して凝集物（フロック）が形成される。
図２は、薬剤散布器Ａの一例を説明する模式断面図であり、図３は、図２の薬剤散布器Ａの構成系統図である。
薬剤散布器Ａは、被処理水中に、薬剤（凝集剤）を拡散させ、被処理水と薬剤とを混合させることができるものであればよい。薬剤散布器Ａで被処理水中に薬剤（凝集剤）を散布することにより、被処理水中の汚濁物質が凝集して凝集物（フロック）が形成される。
図２は、薬剤散布器Ａの一例を説明する模式断面図であり、図３は、図２の薬剤散布器Ａの構成系統図である。
前記薬剤散布装置Ａは、薬剤噴出ノズル５を除く、薬剤タンク２、薬剤定量フィーダー３、及びコンプレッサー４が、前方の船舶Ｄ１のデッキ上に配設されている。
前記薬剤タンク２は、通常の鋼板製貯蔵タンクであり、開閉自在な上部蓋（図示省略）が設けられていて、薬剤２ａの補給が適宜行われる。また、図示されてはいないが、薬剤タンク２内へは圧縮空気が供給される構成となっており、薬剤タンク２内を適宜加圧することにより、薬剤２ａの供給性能を高めることができる。また、このような構成をとることで、薬剤タンク２内の清掃を容易に行うことができる。
前記薬剤タンク２は、通常の鋼板製貯蔵タンクであり、開閉自在な上部蓋（図示省略）が設けられていて、薬剤２ａの補給が適宜行われる。また、図示されてはいないが、薬剤タンク２内へは圧縮空気が供給される構成となっており、薬剤タンク２内を適宜加圧することにより、薬剤２ａの供給性能を高めることができる。また、このような構成をとることで、薬剤タンク２内の清掃を容易に行うことができる。
前記薬剤定量フィーダー３は、いわゆるエジェクターを主体として形成されており、コンプレッサー４から供給する圧縮空気の圧力又は流量、及び制御バルブ８（８ａ、８ｂ等）の開度を調整することにより、所定量の薬剤２ａが配管路６内へ吸入される。
なお、図３に記載の薬剤散布器Ａは、エジェクター型式の薬剤定量フィーダー３を使用しているが、これに代えて、制御バルブ８ａのタンク２側にスクリューフィーダー型式等の薬剤定量フィーダー３を用いるようにしてもよい。
前記薬剤噴射ノズル５は、パイプ状のカバー体５ａとノズル本体５ｂとから形成されており、例えば、水深０．５～１．５ｍで且つ船舶Ｄ１のスクリュー９の上方の船体側（船舶の進行方向）位置に支持固定されることができる。
前記薬剤タンク２内には薬剤２ａとして、粉体状の凝集剤が所定量充填されている。
凝集剤として、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）等の無機凝集剤；ポリグルタミン酸又はポリグルタミン酸架橋物等の有機凝集剤が挙げられる。少量で効率よく凝集活性を示すことから、ポリグルタミン酸又はポリグルタミン酸架橋物が好ましい。
凝集剤として、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩ）等の無機凝集剤；ポリグルタミン酸又はポリグルタミン酸架橋物等の有機凝集剤が挙げられる。少量で効率よく凝集活性を示すことから、ポリグルタミン酸又はポリグルタミン酸架橋物が好ましい。
粉体状の凝集剤として、日本ポリグル株式会社製の商品名ＰＧα２１Ｃａが特に好ましい。前記凝集剤（商品名ＰＧα２１Ｃａ）は、下記の成分（ｗｔ％）を有している。
成分構成（ｗｔ％）
Ｃ＝０．５％、Ｏ＝４５％、Ｎａ＝８％、Ａｌ＝０．５％、Ｓｉ＝１２％、Ｃｌ＝０．４％、Ｃａ＝１５％、Ｋ＝０．１％、Ｆｅ＝１５％。
成分構成（ｗｔ％）
Ｃ＝０．５％、Ｏ＝４５％、Ｎａ＝８％、Ａｌ＝０．５％、Ｓｉ＝１２％、Ｃｌ＝０．４％、Ｃａ＝１５％、Ｋ＝０．１％、Ｆｅ＝１５％。
なお、前記凝集剤（商品名ＰＧα２１Ｃａ）は、生分解性を有するγ－ポリグルタミン酸、又はγ－ポリグルタミン酸架橋物を主体とする自然分解性の物質であり、γ－ポリグルタミン酸架橋物は、下記の構造式で表される。
この凝集剤に含まれるＯ、Ｃａ、Ｎａ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｓｉ等は、通常２ＣａＳＯ４・Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＣＯ３・Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４・６Ｈ２Ｏ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、Ａｌ２（ＳＯ４）３・１６Ｈ２Ｏ、Ａｌ２（ＳＯ４）３・１８Ｈ２Ｏ等の化合物として存在する。
また、使用する薬剤２ａの形状は、粉体状に限られるものではなく、粒状であってもよい。また、薬剤２ａには、凝集剤以外の薬剤、例えば殺菌剤等を含んでもよい。
さらに、図２及び図３に記載した薬剤散布器Ａは、コンプレッサーを圧縮流体源として利用しているが、圧縮流体源はこれに限られるものではなく、窒素貯留タンクに貯留したＮ2等を圧縮流体源として利用することも可能である。
河川、港湾等の水の浄化処理に際しては、例えば、船舶Ｄ１、Ｄ２を所定の速度（例えば５～２０ｋｍ／時）で航行させながら、コンプレッサー４を起動して薬剤定量フィーダー３へ圧縮空気１０を供給する。当該圧縮空気１０の供給により、薬剤定量フィーダー３の制御バルブ８ａ側部分に真空状態が発生し、タンク２内の薬剤Ｂが自動的にフィーダー３の本体内へ吸入されることになり、圧縮空気１０とともに配管路６内へ供給される。
配管路６内へ吸入された薬剤２ａは、薬剤噴出ノズル５から水中へ噴出され、高速回転するスクリュー９により形成されている旋回水流内へ巻き込まれることにより、薬剤２ａが水中に拡散し、水と混合されていく。
大阪湾近傍において、１捜の船舶を１０ｋｍ／時で巡行させ、スクリュー９の回転数２００～６００ｒｐｍ、圧縮空気１０の圧力５～６ｋｇ／ｃｍ２、薬剤噴出ノズル５の水深１．０～１．５ｍ、薬剤噴出量１０～３０ｋｇ／分に設定して、海水内の汚濁物質の前記凝集剤による沈澱分離処理を行ったところ、船舶の後方の深さ約２～３ｍ、横幅約３～４ｍの領域内に、薬剤２ａがほぼ均等に拡散混合されることが判明した。
また、薬剤２ａを拡散させた領域内の水中の汚濁物質は、約６０～９０分後にはほぼ完全に凝集沈澱することが判明した。すなわち、水浄化処理前の海水のＣＯＤ値が約２．０ｐｐｍであったものが、水浄化処理後には約０．２ｐｐｍまで減少していることが判明した。
薬剤散布器Ａとして使用可能な別の一例を図４に示す。図４は、薬剤散布器Ａの別の一例を示す模式断面図である。
船舶Ｄ１に薬剤２ａを貯留した薬剤タンク１６を積載するとともに、船体の後方に吸水管１１を介して筒状噴射ケース１２を取り付ける。
前記吸水管１１は、船舶に設けた薬剤タンク１６と水中に位置する筒状噴射ケース１２の後部空間とを連通するものであり、筒状噴射ケース１２の支持体の役目を兼ねている。
前記吸水管１１は、船舶に設けた薬剤タンク１６と水中に位置する筒状噴射ケース１２の後部空間とを連通するものであり、筒状噴射ケース１２の支持体の役目を兼ねている。
また、当該吸水管１１の下方部の壁面には、水を吸入するための吸水孔１５が複数穿設されている。回転駆動装置１４によってインペラ１３を高速回転させることにより、当該吸水孔１５から水を吸入する。
なお、吸水管１１の上端部は、薬剤タンク１６内へ連通されており、インペラ１３の回転により吸水孔１５から水が吸引されることにより、制御弁１７の下方空間に若干負圧が発生する。それとともに、薬剤Ｂの自重降下も加わることにより、制御弁１７を通して適宜量の薬剤Ｂが吸水管１１内へ供給される。
前記筒状噴射ケース１２は、船舶Ｄ１の進行方向に対して後方側（即ち、筒状噴射ケースの前方側）が開放された筒体を呈しており、ステンレス鋼板により直径３００～５００ｍｍ程度の円筒形に形成されている。
また、筒状噴射ケース１２の内部には、インペラ（回転羽根）１３が回動自在に支持されており、水中モータ等の回転駆動装置１４により３００～１０００ｒｐｍで高速回転される。そして、吸水管１１内へ吸引された薬剤２ａは、噴射口１２ａから被処理水中に噴出される。
なお、この薬剤散布器Ａ’では、インペラ１３として３～４枚羽根型のものが使用されており、且つ筒状噴射ケース１２の内径は４００ｍｍ、長さは１２００ｍｍ、インペラ回転数６００ｒｐｍにそれぞれ設定されている。
なお、この薬剤散布器Ａ’では、インペラ１３として３～４枚羽根型のものが使用されており、且つ筒状噴射ケース１２の内径は４００ｍｍ、長さは１２００ｍｍ、インペラ回転数６００ｒｐｍにそれぞれ設定されている。
当該筒状噴射ケース１２及び吸水管１１等からなる薬剤散布器Ａ’は、ボート、漁船、運搬船等の船舶に適宜固定され、その噴射口１２ａを船舶の進行方向に対して後方に向けた状態で水深約８００～１５００ｍｍの位置に保持される。
なお、薬剤タンク１６は船上に設置されており、また、船上に別途に設けた発電機から回転駆動装置１４へ必要な電力が供給される。
なお、薬剤タンク１６は船上に設置されており、また、船上に別途に設けた発電機から回転駆動装置１４へ必要な電力が供給される。
当該薬剤散布器Ａ’の使用に際しては、前記薬剤散布器Ａの場合と同様に、小型船舶（小型漁船）の側弦等へ薬剤散布器Ａ’を支持固定し（筒状噴射ケース１２の軸芯は水深約１０００ｍｍの位置が最適である）船上の薬剤タンク１６から前記薬剤散布器Ａの場合と同様に、粉体状凝集剤を吸水管１１内へ供給することが好ましい。
なお、当該薬剤散布器Ａ’を用いて大阪湾近傍（陸地より約３００ｍ）で、航行速度１０ｋｍ／時、薬剤投入量２０ｋｇ／分、インペラ回転数６００ｒｐｍ、筒状噴射ケース１２の内径３００ｍｍ、長さ１０００ｍｍ、吸水管１１の内径７５ｍｍ、吸入孔１５（内径１５ｍｍ）を８個として水の浄化試験を行ったところ、船舶の後方の深さ１．５～２．０ｍｍの領域内へ、薬剤２ａがほぼ均等に拡散混合されることが判明した。
また、薬剤２ａが拡散及び混合された領域内の水中に存在する汚濁物質は、６０～３００分後にはほぼ完全に凝集して沈澱することが判明した。
海水の汚濁度は、凝集剤の混入前のＣＯＤ値が２．０ｐｐｍであったものが、処理後（凝集剤混入後約６０分）にはＣＯＤ値が約０．２ｐｐｍとなった。
海水の汚濁度は、凝集剤の混入前のＣＯＤ値が２．０ｐｐｍであったものが、処理後（凝集剤混入後約６０分）にはＣＯＤ値が約０．２ｐｐｍとなった。
これらの結果から、上述の薬剤散布器Ａ、Ａ’を用いることで、相当に広い水面域であっても効率よく汚濁物質の沈澱分離を行うことができ、上層水の浄化処理が可能となる。特に、この薬剤散布器は、深さ３～４ｍ程度の上層水の浄化処理、即ち、水深５～１０ｍ程度の河川、湖沼、港湾等の浄化処理に適している。
凝集物収集器
凝集物収集器Ｂは、前記薬剤散布器Ａにより被処理水中に薬剤（凝集剤）が散布され、被処理水中の汚濁物質が凝集して形成された凝集物（フロック）を収集する。
凝集物収集器Ｂは、前記薬剤散布器Ａにより被処理水中に薬剤（凝集剤）が散布され、被処理水中の汚濁物質が凝集して形成された凝集物（フロック）を収集する。
凝集物収集器Ｂの一例を説明する平面図を図５に示す。図５（ａ）に示すように、凝集物収集器Ｂは、支持体１８とフロート１９とが取り付けられた合成樹脂シート２０からなる。この支持体１８とフロート１９とが取り付けられた合成樹脂シート２０を、以下、単に「シート体」という場合もある。
合成樹脂シート２０を構成する合成樹脂として、例えば、ポリエステル、ポリエチレン、塩化ビニル等が挙げられる。合成樹脂シートは、矩形状をしており、メッシュ状であることが好ましい。合成樹脂シートに形成されたメッシュ（網目）の穴（孔）の形状は特に限定されず、例えば、円形の孔（丸孔）、正方形の孔（角孔）、長方形の孔（長角孔）等が挙げられる。丸孔の場合、円の直径は１～２ｍｍ程度が好ましく、角孔の場合、直径が１．２～３ｍｍ程度が好ましい。
合成樹脂シート２０は、厚みが１～１．５ｍｍ程度で、横幅が２５ｍ程度、高さ（深さ）が１０ｍ程度であることが好ましい。また、合成樹脂シート２０には、シートの縦方向に切れ目２１を入れることが好ましい。切れ目２１の数は、１つ以上であればよく、複数（２つ以上）が好ましい。切れ目２１の間隔は、合成樹脂シート２０の横幅、被処理水中の汚濁物質の量等により、適宜設定することができる。図５（ｂ）に、合成樹脂シート２０の縦方向に切れ目を有する形態の凝集物収集器の一例Ｂ’を示す。なお、図５（ｂ）には、合成樹脂シート２０の各支持体１８の間に５箇所の切れ目を有する例を記載したが、切れ目２１の数、形状等はこれに限定されない。
支持体１８は、海中で合成樹脂シート２０が水流と垂直となり、かつ、矩形状を保持するために用いられる棒状体である。支持体１８は、重錘の役目を果たすものであり、金属製、例えば鉄製であることが好ましい。支持体１８は、少なくとも１個使用し、２個以上使用することが好ましい。支持体を２個使用する場合、合成樹脂シート２０の上部及び下部に取り付けられることが好ましい。支持体の数は、３個がより好ましく、この場合は、合成樹脂シートの上部、下部、及び中間部に取り付けられることができる。なお、図５に示しているのは、支持体を３個有する凝集物収集器の例である。
フロート（浮き）１９は、合成樹脂シート２０の上部に取り付けられる。フロート１９の数及び形状は特に限定されず、長尺状のフロートを１個使用してもよいし、円筒状のフロートを１つ又は複数個使用してもよい。合成樹脂シート２０の上部に支持体１８が取り付けられている場合には、支持体１８の上にフロート１９を取り付けることが好ましい。
凝集物収集器Ｂ（シート体）は、水中に配置されるまでは、ロール状に巻かれた状態で、前方の船舶Ｄ１のデッキに置かれている。このシート体の上部（フロートが取り付けれた側）の両端を２捜の船舶間の連結部材（ワイヤーロープ）１に固定し、その状態で、ウインチ等（図示せず）を作動させて前記連結部材１を後方に動かすことによりシート体を海中に落とす。これにより、シート体が、海中で水流と垂直となり、かつ、その形状が矩形状に保持される。シート体を複数使用する場合には、先に海中に沈めたシート体との間隔を適宜あけて、次のシート体を海中に落とす。複数のシート体の間隔は、被処理水中の汚濁物質の量、船舶の航行速度等によって適宜調整することができる。
このように、凝集物収集部Ｂは、前方の船舶Ｄ１と後方の船舶Ｄ２との間の水中に、１又は複数のシート体が、シート体の矩形状の面が水流と垂直になるように配置され、この状態で、船舶Ｄ１、Ｄ２を前方に航行させることにより、凝集物（フロック）が合成樹脂シート２０の表面に付着する。
凝集物回収部
凝集物回収部Ｃは、後方の船舶Ｄ２のデッキに設置される。凝集物（フロック）を収集した凝集物収集部（シート体）Ｂは、ウインチ等（図示せず）を作動させることにより後方の船舶Ｄ２のデッキに引き上げられ、ロール状に巻かれた状態で、凝集物回収部Ｃに保管される。
後方の船舶Ｄ２に凝集物回収部Ｃを設けることにより、凝集物が付着したシート体をコンパクトにまとめて大量に保管しておくことができるので、広範囲の水域において長期間にわたって連続的に水浄化処理を行うことが可能になる。
凝集物回収部Ｃは、後方の船舶Ｄ２のデッキに設置される。凝集物（フロック）を収集した凝集物収集部（シート体）Ｂは、ウインチ等（図示せず）を作動させることにより後方の船舶Ｄ２のデッキに引き上げられ、ロール状に巻かれた状態で、凝集物回収部Ｃに保管される。
後方の船舶Ｄ２に凝集物回収部Ｃを設けることにより、凝集物が付着したシート体をコンパクトにまとめて大量に保管しておくことができるので、広範囲の水域において長期間にわたって連続的に水浄化処理を行うことが可能になる。
上述した水浄化処理装置は、水浄化処理を行う範囲、汚染物質の量等により、単独で使用してもよいし、複数使用することも可能である。複数使用する場合には、例えば、２～５の水浄化処理装置の前方の船舶の船首を揃えるように、所定の間隔をあけて並列させ、その状態を維持したまま同程度の航行速度で走行させればよい。
上述した水浄化処理装置により除去することができる汚濁物質として、例えば、工場排水、生活排水等に含まれる化学物質、石油、海洋プラスチックごみ等が挙げられる。
２．水浄化処理方法
本発明は、薬剤の散布工程、凝集物の収集工程、及び凝集物の回収工程を含む水浄化処理方法を包含する。
本発明は、薬剤の散布工程、凝集物の収集工程、及び凝集物の回収工程を含む水浄化処理方法を包含する。
第１工程
第１工程は、薬剤を散布する工程である。詳細には、第１工程は、前方の船舶のスクリュー上方の船体側に後方に向けて薬剤噴射ノズルを設け、当該薬剤噴射ノズルへ船舶上から圧縮気体内へ所望量の薬剤を混入した混合流体を供給し、航行する前方の船舶から薬剤を水中に拡散させ、水と混合する工程である。この工程により、被処理水中の汚濁物質と薬剤とが混合されることで、汚濁物質が凝集して凝集物（フロック）が形成される。
第１工程は、薬剤を散布する工程である。詳細には、第１工程は、前方の船舶のスクリュー上方の船体側に後方に向けて薬剤噴射ノズルを設け、当該薬剤噴射ノズルへ船舶上から圧縮気体内へ所望量の薬剤を混入した混合流体を供給し、航行する前方の船舶から薬剤を水中に拡散させ、水と混合する工程である。この工程により、被処理水中の汚濁物質と薬剤とが混合されることで、汚濁物質が凝集して凝集物（フロック）が形成される。
第２工程
第２工程は、凝集物を収集する工程である。詳細には、第２工程は、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器を、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置し、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させる工程である。この工程で、被処理物中の汚濁物質を凝集物収集器に付着又は吸着させて取り除くことができる。
第２工程は、凝集物を収集する工程である。詳細には、第２工程は、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器を、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置し、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させる工程である。この工程で、被処理物中の汚濁物質を凝集物収集器に付着又は吸着させて取り除くことができる。
第３工程
第３工程は、凝集物の回収工程である。詳細には、第３工程は、凝集物を収集した凝集物収集部を後方の船舶の上に引き上げ、ロール状に巻いて保管する工程である。この工程によれば、回収した凝集物をコンパクトにまとめて大量に保管しておくことができるので、上述した水浄化処理を長期間にわたって連続して行うことが可能となる。
第３工程は、凝集物の回収工程である。詳細には、第３工程は、凝集物を収集した凝集物収集部を後方の船舶の上に引き上げ、ロール状に巻いて保管する工程である。この工程によれば、回収した凝集物をコンパクトにまとめて大量に保管しておくことができるので、上述した水浄化処理を長期間にわたって連続して行うことが可能となる。
本発明は、河川、湖沼、港湾等の広い水域面積の水浄化処理を長期間にわたって行うことができる。
１００ 水浄化処理装置
Ａ、Ａ’ 薬剤散布器
Ｂ、Ｂ’ 凝集物収集器
Ｃ 凝集物回収部
Ｄ１ 前方の船舶
Ｄ２ 後方の船舶
１ 連結部材
２ 薬剤タンク
２ａ 薬剤
３ 薬剤定量フィーダー
４ コンプレッサー
５ 薬剤噴出ノズル
６ 配管路
７ 空気吸入口
８ 制御バルブ
９ スクリュー
１０ 圧縮空気
１１ 吸水管
１２ 筒状噴射ケース
１２ａ 噴射口
１３ インペラ
１４ 回転駆動装置
１５ 吸水孔
１６ 薬剤タンク
１７ 制御弁
１８ 支持体
１９ フロート
２０ 合成樹脂シート
２１ 切れ目
Ａ、Ａ’ 薬剤散布器
Ｂ、Ｂ’ 凝集物収集器
Ｃ 凝集物回収部
Ｄ１ 前方の船舶
Ｄ２ 後方の船舶
１ 連結部材
２ 薬剤タンク
２ａ 薬剤
３ 薬剤定量フィーダー
４ コンプレッサー
５ 薬剤噴出ノズル
６ 配管路
７ 空気吸入口
８ 制御バルブ
９ スクリュー
１０ 圧縮空気
１１ 吸水管
１２ 筒状噴射ケース
１２ａ 噴射口
１３ インペラ
１４ 回転駆動装置
１５ 吸水孔
１６ 薬剤タンク
１７ 制御弁
１８ 支持体
１９ フロート
２０ 合成樹脂シート
２１ 切れ目
Claims (4)
- 薬剤散布器と、凝集物収集器と、凝集物回収部とが、２捜の船舶に搭載された水浄化処理装置であって、
前記薬剤散布器は、上端側に薬剤タンクに連通させるとともに水中内へ浸漬させる部分の管壁に複数個の吸水孔を穿設した給水管と、給水管の下端部が後部内方へ連通され、前方部を開放して噴射口とした筒状噴射ケースと、筒状噴射ケース内の給水管が連通する一より前方に開店自在に軸支したインペラと、当該インペラを回転させる回転駆動装置とから構成され、前記インペラの回転により薬剤タンク内の薬剤を水中へ拡散させ、水と混合させ、
前記凝集物収集器は、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなり、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置され、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させ、
前記凝集物回収部は、後方の船舶のデッキに設置され、凝集物を収集した凝集物収集部が、後方の船舶のデッキに引き上げられ、ロール状に巻かれた状態で保管される、
水浄化処理装置。 - 前記凝集物収集器の合成樹脂シートが、シートの縦方向に１つ又は複数の切れ目を有する、請求項１に記載の水浄化処理装置。
- 薬剤の散布工程、凝集物の収集工程、及び凝集物の回収工程を含む水浄化処理方法であって、
前記薬剤の散布工程は、前方の船舶のスクリュー上方の船体側に後方に向けて薬剤噴射ノズルを設け、当該薬剤噴射ノズルへ船舶上から圧縮気体内へ所望量の薬剤を混入した混合流体を供給し、航行する前方の船舶から薬剤を水中に拡散させ、水と混合する工程であり、
前記凝集物の収集工程は、前方の船舶と後方の船舶との間の水中に、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器を、１又は複数の凝集物収集器の合成樹脂シートの矩形状の面が水流と垂直になるように配置し、この状態で、船舶を前方に航行させることにより、凝集物を合成樹脂シートの表面に付着させる工程、及び
前記凝集物の回収工程は、凝集物を収集した凝集物収集部を後方の船舶の上に引き上げ、ロール状に巻いて保管する工程である、
水浄化処理方法。 - 前記凝集物の収集工程において、支持体とフロートとが取り付けられた合成樹脂シートからなる凝集物収集器であって、前記合成樹脂シートが、シートの縦方向に１つ又は複数の切れ目を有するものを使用する、請求項３に記載の水浄化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021030809A JP2022131716A (ja) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 水浄化処理装置及び水浄化処理方法 |
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| JP2021030809A JP2022131716A (ja) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | 水浄化処理装置及び水浄化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022131716A true JP2022131716A (ja) | 2022-09-07 |
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ID=83152817
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|---|---|
| JP (1) | JP2022131716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116289832A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 广东省科学院广州地理研究所 | 一种水环境生态安全防护装置及其防护方法 |
-
2021
- 2021-02-26 JP JP2021030809A patent/JP2022131716A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116289832A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-06-23 | 广东省科学院广州地理研究所 | 一种水环境生态安全防护装置及其防护方法 |
| CN116289832B (zh) * | 2023-03-17 | 2024-01-19 | 广东省科学院广州地理研究所 | 一种水环境生态安全防护装置及其防护方法 |
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