JP2836805B2

JP2836805B2 - アオコ等分離装置

Info

Publication number: JP2836805B2
Application number: JP30862493A
Authority: JP
Inventors: 教由小阪; 智治神長; 文俊門脇
Original assignee: Tokyu Sharyo Seizo KK
Current assignee: Tokyu Sharyo Seizo KK
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JPH07136636A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、富栄養化した溜池や
湖沼等に発生したアオコ等を連続的に分離せしめるアオ
コ等分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各地の湖沼等において、水質の富
栄養化によって単細胞の藻類や植物性プランクトン等が
異常増殖し水面をドロドロの緑にするいわゆるアオコ現
象が問題となっている。

【０００３】このような汚染された湖水等からアオコ等
を除去するために、従来は、湖水等を汲み上げて凝集剤
を添加し、その後、砂や濾過フィルターを用いて前記湖
水等に含まれるアオコ等を分離せしめ、アオコ等が除去
された清水をＰＨ調整した後、再び湖沼等へ戻すことが
行われてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の方
法では、濾過砂や濾過フィルターがすぐ目詰まりするほ
か、一定量の分離をバッチ処理で行っていたため処理効
率が悪い欠点があった。

【０００５】また、従来の方法は、汚染された湖水等を
濾過することにより物理的にアオコ等を除去するだけで
あるため、濾過処理後に湖沼等へ戻される清水中にはな
おプランクトン等が生存しており、これらの残留プラン
クトン等が再度増殖を始め、短期間でアオコが再発生す
る問題があった。

【０００６】この発明は前記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、省エネルギーで大量にアオコ等を連続的に
分離処理するとともに、アオコ等の再発生を遅らせるこ
とができるアオコ等分離装置を提供しようとするもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１に係るアオコ等分離装置は、湖沼等からア
オコ等を含んだ被処理水を吸い上げるとともにその吸い
込み側でオゾン発生器と連結されるメインポンプと、こ
のメインポンプの吐出側に接続され、その内部が常圧よ
り高圧とされた加圧接触分解槽と、この加圧接触分解槽
と連結され、その内部下方側で前記加圧接触分解槽から
の被処理水が放出されるアオコ等分離槽と、前記湖沼等
から被処理水を吸い上げ、前記アオコ等分離槽内におけ
る前記加圧接触分解槽からの被処理水の放出位置より上
方で前記被処理水を放出するサブポンプと、前記アオコ
等分離槽内下部の前記アオコ等が分離された後の清水を
湖沼等へ戻す戻し管とから構成したものである。

【０００８】また、請求項２に係るアオコ等分離装置
は、湖沼等からアオコ等を含んだ被処理水を吸い上げる
とともにその吸い込み側でオゾン発生器と連結されるメ
インポンプと、このメインポンプの吐出側に接続され、
その内部が常圧より高圧とされた加圧接触分解槽と、前
記湖沼等から被処理水を吸い上げ、前記メインポンプの
吐出側に設けられたエジェクターに前記被処理水を吐出
するサブポンプと、前記加圧接触分解槽と連結され、そ
の内部下方側で前記加圧接触分解槽からの被処理水が放
出されるアオコ等分離槽と、前記アオコ等分離槽内下部
の前記アオコ等が分離された後の清水を湖沼等へ戻す戻
し管とを備えてなる構成としたものである。

【０００９】

【作用】請求項１及び請求項２に係る発明に共通の作用
について説明すると、まず、アオコ等の処理物を含んだ
被処理水が前記メインポンプによって湖沼等から吸い上
げられる。該メインポンプの吸い込み側には、オゾン発
生器が連結されており、該メインポンプの吸い込み力に
よって前記被処理水とともにオゾンもまた吸引される。
そして、前記メインポンプのキャビテーション作用によ
って前記オゾンが微細化せしめられ前記被処理水内に溶
かし込まれる。これがオゾン溶存処理水である。

【００１０】前記オゾン溶存処理水は、前記メインポン
プによって、常圧より高圧の加圧接触処理槽に送られ
る。この加圧接触処理槽では、ヘンリーの法則により前
記オゾンの溶け込みがさらに助長され、溶け込んだオゾ
ンはその酸化作用によって、被処理水に含まれているア
オコ等の処理物を分解し凝集せしめる。

【００１１】前記加圧接触分解槽内のオゾン溶存処理水
は、続いて常圧のアオコ等分離槽へ送られ、このアオコ
等分離槽の内部下方側で受け取られる。すると、このオ
ゾン溶存処理水中のオゾン及び酸素が微細な気泡となっ
て上昇流をつくり、この上昇流に乗せられて、前記アオ
コ等が水面に押し上げられる。前記アオコ等分離槽内で
は、微細な気泡の上昇流が連続的に発生しているため、
水面に押し上げられたアオコ等は常に水面近くに集めら
れており、アオコ等分離槽内の下部に沈下することはな
い。

【００１２】前記のようにしてアオコ等が分解され分離
された後の清水は、例えばアオコ等分離槽内の仕切板の
下方から次槽に送られた後、戻し管を通じて湖沼等に戻
される。

【００１３】本発明装置により前記のような過程が連続
的に繰り返され、湖沼等のアオコ等が大部分除去され
る。前記処理過程においてオゾンの酸化作用により処理
水中のアオコ等が分解され死滅せしめられているため、
前記戻し管を通じて湖沼等に戻された清水にはアオコ等
は短期間では再発生しない。

【００１４】さらに、請求項１に係る発明によれば、前
記サブポンプを前記メインポンプとともに作動させる
と、サブポンプによって吸い上げられた被処理水が、前
記アオコ等分離槽内における前記加圧接触分解槽からの
被処理水の放出位置より上方で放出される。その結果、
前記加圧接触分解槽から送られてきたオゾン溶存処理水
中のオゾン及び酸素の微細気泡の上昇流が、前記サブポ
ンプによって送られてきた被処理水中に含まれるアオコ
等を上方へ押し上げる。そして、この過程において、前
記オゾン溶存処理水中のオゾンが前記サブポンプで送ら
れてきた被処理水中のアオコ等と混和され、該アオコ等
が前記オゾンによって分解され凝集せしめられる。

【００１５】ここで、前記メインポンプは常圧より高圧
の前記加圧接触分解槽に被処理水を送り込むものであ
る。よって、該ポンプも、また、該ポンプを作動せしめ
るモータも、その容量が大きくなければならない。これ
に対し、前記サブポンプは常圧の前記アオコ等分離槽に
被処理水を送り込むものである。したがって、小容量の
ポンプで足りる。

【００１６】以上のように、前記サブポンプを設けるこ
とにより、アオコ等分離装置全体としての単位時間当り
のアオコ等の処理可能量が増大する。この場合、前記サ
ブポンプを設けずに前記メインポンプをさらに大容量の
ものとしてアオコ等の単位時間当りの処理可能量を増大
せしめる場合に比べて、全体としてのエネルギー効率が
よい。前記サブポンプが小容量のもので済むからであ
る。

【００１７】しかも、サブポンプで吸い込まれて前記ア
オコ等分離槽内に放出される被処理水は、前記アオコ等
分離槽内で微細気泡となって上昇するオゾンと混和する
ため、アオコ等分離装置全体としてのアオコ等の分解処
理の質が低下することはない。

【００１８】次に、請求項２に係る発明によれば、サブ
ポンプによって吸い込まれた被処理水は、前記エジェク
ターに向けて吐出される。

【００１９】ここで、該エジェクターは前記メインポン
プの吐出側に設けられているので、前記メインポンプの
吐出圧によって内部が負圧化されている。このため、前
記エジェクターは、前記サブポンプから吐出されてくる
前記被処理水を吸い込み、前記サブポンプの吐出作用を
補助する。このことは、前記サブポンプが小容量のもの
であってもその容量を超える比較的大量の非処理水が前
記メインポンプの吐出側に送り出されることを意味して
いる。よって、前記メインポンプと前記サブポンプとに
より、それらの容量の単純合計を超える量の非処理水が
前記加圧接触分解槽に送り込まれる。すなわち、アオコ
等分離処理におけるエネルギー効率がよい。

【００２０】

【実施例】図１及び図２は、それぞれ、請求項１及び請
求項２に係るアオコ等分離装置の一実施例を示す流体回
路図である。

【００２１】図１と図２とにそれぞれ示されたアオコ等
分離装置は、その基本的構成を同じくしているので、ま
ず、それらに共通な構成についてまとめて説明する。両
図において、互いに同一の構成要素については、同一の
符号を付している。

【００２２】アオコ等で汚染された湖沼等１の湖岸近辺
にメインポンプ２が設置される。そしてこのメインポン
プ２によって、湖沼等１内からアオコ等の処理物の除去
処理が必要とされる汚染された湖水等（以下、「被処理
水」という）が吸い上げられる。図中３は吸水パイプで
あり、先端に、湖沼等１内に存在する枯れ枝等の吸い上
げを排除するストレーナ４が取り付けられている。

【００２３】前記メインポンプ２の吸い込み側、すなわ
ち、前記吸水パイプ３の途中には、テフロンチューブか
らなるオゾン供給パイプ５を介してオゾン発生器６が連
結されている。このオゾン発生器６は、酸素を通して無
声放電させることによってオゾンを生ぜしめる周知の構
成のものである。

【００２４】前記オゾン発生器６で生成されるオゾン
は、前記オゾン供給パイプ５の途中に設けられた逆止め
弁７によって、前記メインポンプ２の吸水作動に伴って
該メインポンプ２方向にのみ流れ、前記オゾン発生器６
の方向へは逆流しないようになっている。そして、前記
メインポンプ２の吸水作動に伴ってメインポンプ２方向
に吸い込まれた前記オゾンはメインポンプ２のキャビテ
ーション作用によって微細化され、メインポンプ２によ
って吸い上げられた処理水内に溶け込む（このようにし
てオゾンが溶け込んだ処理水を、以下、「オゾン溶存処
理水」という）。

【００２５】前記メインポンプ２の吐出側には、内部が
大気圧以上に制御され加圧状態に保たれた加圧接触分解
槽８が連結され、前記オゾン溶存処理水はこの加圧接触
分解槽８内に送られる。一般に加圧状態においては、常
圧下より気体の液体に対する溶け込み効率が良いため、
前記オゾンはさらに十分に前記処理水中に溶け込む。そ
して、処理水中に溶け込んだ多量のオゾンの酸化作用に
よって処理水中に含まれるアオコ等が分解され死滅させ
られる。

【００２６】前記加圧接触分解槽８は、途中にバルブ９
が設けられた移送管１０を介してアオコ等分離槽１１に
接続されており、前記移送管１０を通じて前記加圧接触
分解槽８内のオゾン溶存処理水が前記アオコ等分離槽１
１内へと送られる。

【００２７】前記移送管１０は前記アオコ等分離槽１１
の下部側に導入され、該アオコ等分離槽１１内下部に横
たわって延在している。前記移送管１０の先端は閉じら
れている。前記アオコ等分離槽１１内における前記移送
管１０の筒身には、その軸方向に並べて多数の孔が穿設
されている。これらの孔は前記加圧接触分解槽８から送
られて来る前記オゾン溶存処理水をアオコ等分離槽１１
内に放出するためのオゾン溶存処理水放出孔１２であ
る。

【００２８】ここで、前記アオコ等分離槽１１内の内圧
は大気圧と等しい常圧状態とされている。したがって、
前記オゾン溶存処理水放出孔１２から前記アオコ等分離
槽１１内に前記オゾン溶存処理水が放出されると、前記
加圧接触分解槽８内の加圧環境下で該処理水中に溶け込
んでいたオゾンと酸素が析出し、微細な気泡となって処
理水中を上昇し始める。これらのオゾン等の気泡の上昇
流は前記加圧接触分解槽８からのオゾン溶存処理水の連
続的な供給に伴って連続的に生じており、この上昇流に
よって前記処理水中に存在しオゾンの酸化作用によって
分解され死滅せしめられたアオコ等の処理物が水面方向
に押し上げられる。押し上げられたアオコ等は前記オゾ
ン等の気泡の上昇流が連続しているため常に水面付近に
存在し、アオコ等分離槽１１内下部にはほとんど沈下し
ない。したがって、アオコ等分離槽１１内下部にはアオ
コ等を含まない清水のみが存在する。

【００２９】前記アオコ等分離槽１１内上部には、前記
のようにして水面に押し上げられて水面付近に溜ったア
オコ等を掻き取るためのアオコ等掻き寄せ装置１３が設
けられている。

【００３０】このアオコ等掻き寄せ装置１３は、図面実
施例では、前記アオコ等分離槽１１内に溜る水の水面を
前後に往復移動するアオコ等掻き寄せ板１４と、このア
オコ等掻き寄せ板１４に付設され該アオコ等掻き寄せ板
１４を前後に往復動させるための操作棒１５とから構成
される。そして、この操作棒１５を所定時間おきに手動
で操作してアオコ等を掻き寄せるか、あるいは、前記操
作棒１５を図示しないモーターに連係してタイマーによ
って適宜作動せしめる等によって掻き寄せられる。

【００３１】前記アオコ等掻き寄せ装置１３によって掻
き寄せられた水面付近のアオコ等は、アオコ等分離槽１
１の縁から落下して、アオコ等分離槽１１に隣接して設
けられたアオコ等排出部１６から取り出される。

【００３２】なお、前記のようなアオコ等掻き寄せ装置
１３によらず、前記アオコ等分離槽１１の上方からアオ
コ等を手作業で掬い取ることもできるが、この場合に
は、掬い取り作業を行う数十分前に前記オゾン発生器６
の作動を停止させ、酸素の微細気泡の上昇流のみでアオ
コ等が水面に押し上げられるようにしておけば、掬い取
り作業を行う作業者がオゾンによって悪影響を受ける心
配がない。

【００３３】前記アオコ等分離槽１１内には、該アオコ
等分離槽１１を左右に仕切る仕切板１７が設けられ、こ
の仕切板１７によって前記アオコ等分離槽１１が仕切ら
れて清水溜め１１ａが形成される。前記仕切板１７は、
下端部１７ａが前記アオコ等分離槽１１の底面まで届い
ておらず、その結果、前記アオコ等分離槽１１と前記清
水溜め１１ａとは、下部側に形成された連通部１９を介
して互いに連通している。

【００３４】前記の通り、アオコ等が分離せしめられて
なる清水は、前記アオコ等分離槽１１の下部側に溜って
いるため、前記連通部１９を通して前記清水溜め１１ａ
内に流れ込む。この清水溜め１１ａの側方には、清水取
出槽２０が隣接して設けられている。この清水取出槽２
０には、満水状態となった前記清水溜め１１ａから清水
が溢れ出て流入する。

【００３５】なお、アオコ等分離槽１１及び清水取出槽
２０は、いずれも共通の蓋体２１によって覆われ、大気
と遮断されている。これは、オゾンが前記アオコ等分離
槽１１等から長期間に渡って大量に漏れ出すと、環境破
壊につながるからである。そして、前記アオコ等分離槽
１１等の内部は、前記蓋体２１を貫通して設けられた適
宜の分解触媒装置２２を介して外気と連通され、この分
解触媒装置２２によってオゾンを酸素分解した後に大気
中へ放出するようになっている。

【００３６】前記清水取出槽２０の下部には、該清水取
出槽２０内の清水を湖沼等１に戻すための戻し管２３が
連結されている。この戻し管２３の途中には活性炭槽２
４が設けられている。これは、前記清水にオゾン分が残
存している場合を考慮したものであり、前記清水を活性
炭槽２４を通して酸素分解した後に湖沼等１に戻すこと
によって、安全性を高めようとするものである。

【００３７】なお、微量のオゾン分を湖沼等１に戻した
い場合には、前記活性炭槽２４を迂回するように設けら
れたバイパス管のバイパス弁２６を少しだけ開いておけ
ばよい。このようにすれば、オゾン分をわずかに含んだ
清水が湖沼等に戻されるため、このオゾンの酸化作用に
よって、湖沼等における大腸菌，一般細菌等の滅菌効果
も得られ、湖沼等内に成育する魚類の病気予防にも貢献
できる。

【００３８】次に、図１に示したアオコ等分離装置に特
有な構成について述べると、前記湖沼等１の湖岸付近に
サブポンプ２７が設けられる。このサブポンプ２７は、
前記メインポンプ２より小容量のものである。

【００３９】そして、前記サブポンプ２７によって、前
記メインポンプ２とは別経路で、前記湖沼等１内から被
処理水が吸い上げられる。図中２８は吸水パイプであ
り、先端に、湖沼等１内に存在する枯れ枝等の吸い上げ
を防止するストレーナ２９が取り付けられている。

【００４０】前記サブポンプ２７の吐出側には吐出管３
０が接続されている。この吐出管３０は、前記アオコ等
分離槽１１内に導入され、槽１１内に水平に延在してい
る。前記吐出管３０の先端は閉じられている。

【００４１】前記吐出管３０は、前記アオコ等分離槽１
１内において、前記移送管１０より若干上方に位置せし
められ、前記移送管１０と平行に延びている。そして、
前記アオコ等分離槽１１内における前記吐出管３０の筒
身には多数の孔３１がその軸方向に並べて穿設されてい
る。これらの孔３１は、前記サブポンプ２７によって圧
送されてくる被処理水の放出孔である。

【００４２】前記のような構成において、前記サブポン
プ２７を前記メインポンプ２と同時に作動させると、前
記吐出管３０を通して前記被処理水放出孔３１から前記
アオコ等分離槽１１内に被処理水が放出される。放出さ
れた被処理水はアオコ等を含んでいる。

【００４３】ここで、前記移送管１０の前記オゾン溶存
処理水放出孔１２からは、前記加圧接触分解槽８から送
られてきたオゾン溶存処理水が放出されている。そし
て、このオゾン溶存処理水には、オゾン及び酸素の微細
気泡が含まれている。このため、これらの微細気泡の上
昇流が、前記サブポンプ２７によって送られてきた被処
理水中に含まれるアオコ等を上方へ押し上げる。同時
に、前記オゾン溶存処理水中のオゾンが前記サブポンプ
２７で送られてきた被処理水中のアオコ等と混和され、
該アオコ等が前記オゾンによって分解され凝集せしめら
れる。

【００４４】前記メインポンプ２は、常圧より高圧の前
記加圧接触分解槽に被処理水を圧送するものである。よ
って、該メインポンプ２も、また、該ポンプ２を作動せ
しめるモータ（図示せず）も、その容量が大きくなけれ
ばならない。これに対し、前記サブポンプ２７は常圧の
前記アオコ等分離槽１１に被処理水を送り込むものであ
る。したがって、小容量のもので足りる。

【００４５】以上のように、図１に示した如く前記サブ
ポンプ２７を設けることにより、前記メインポンプ２だ
けの場合と比べて、アオコ等分離装置全体としての単位
時間当りのアオコ等の処理可能量が増大する。この場
合、前記サブポンプ２７を設けずに前記メインポンプ２
をさらに大容量のものとしてアオコ等の単位時間当りの
処理可能量を増大せしめる場合に比べて、全体としての
エネルギー効率がよい。前記サブポンプ２７が小容量の
もので済むからである。

【００４６】ちなみに、メインポンプ２として３．７Ｋ
Ｗのポンプを使用しているアオコ等分離装置の取水量を
２倍に増やそうとした場合、サブポンプ２７を設けず、
メインポンプ２の大型化のみで対処しようとすれば、２
倍の容量のメインポンプに取り替える必要がある。これ
に対し、図１のようにしてサブポンプ２７を利用すれ
ば、３．７ＫＷのメインポンプ２に、０．４ＫＷの容量
のサブポンプ２７を追加採用するだけで、前記と同様の
取水量倍増化が実現できた。

【００４７】しかも、サブポンプ２７で吸い込まれて前
記アオコ等分離槽１１内に放出される被処理水は、前記
アオコ等分離槽１１内で微細気泡となって上昇するオゾ
ンと混和するため、アオコ等分離装置全体としてのアオ
コ等の分解処理の質が低下することはない。

【００４８】続いて、図２に示したアオコ等分離装置に
特有な構成について述べる。

【００４９】前記湖沼等１の湖岸付近には、サブポンプ
３５が設けられる。このサブポンプ３５は、前記メイン
ポンプ２より小容量のものである。

【００５０】そして、前記サブポンプ３５によって、前
記メインポンプ２とは別経路で、前記湖沼等１内から被
処理水が吸い上げられる。図中３６は吸水パイプであ
り、先端に、湖沼等１内に存在する枯れ枝等の吸い上げ
を防止するストレーナ３７が取り付けられている。

【００５１】前記サブポンプ３５の吐出側には吐出管３
８が接続されている。この吐出管３８は、エジェクター
３９に接続されている。このエジェクター３９は、前記
メインポンプ２の吐出口と前記加圧接触分解槽８とを連
絡するパイプの配管途中に設けられている。

【００５２】前記エジェクター３９は、前記メインポン
プ２による吐出作用によって、その内部が負圧化され
る。そして、その内部の負圧化によって、前記エジェク
ター３９は、前記サブポンプ３５によって吸い上げられ
そして吐出される被処理水を吸い込むように作用する。
このため、前記サブポンプ３５は、前記エジェクター３
９によってその吸い込み及び吐出作用を補助され、自ら
の有する能力を超える量の仕事をすることができる。よ
って、前記メインポンプ２と前記サブポンプ３５とによ
り、それらの容量の単純合計を超える量の非処理水が前
記加圧接触分解槽８に送り込まれる。すなわち、図１に
示したものと同様、アオコ等分離処理におけるエネルギ
ー効率が良い。

【００５３】

【発明の効果】本考案によれば、湖沼等のアオコ等を連
続的に除去することができるため、従来のバッチ処理に
よる方法と異なり、効率的にアオコ等の分離処理ができ
る。しかも、オゾンの酸化作用により、処理後に湖沼等
に戻される清水中にアオコ等が生存していることはない
ため、湖沼等におけるアオコの再発生を遅らせることが
できる。

【００５４】さらに、エネルギー効率が良い等の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る発明の一実施例を示す流体回路
図である。

【図２】請求項２に係る発明の一実施例を示す流体回路
図である。

【符号の説明】

１湖沼等２メインポンプ６オゾン発生器８加圧接触分解槽１１アオコ等分離槽２３戻し管３７，３５サブポンプ３９エジェクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 1/24 ZAB C02F 1/00 ZAB C02F 1/78 ZAB

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】湖沼等（１）からアオコ等を含んだ被処
理水を吸い上げるとともにその吸い込み側でオゾン発生
器（６）と連結されるメインポンプ（２）と、このメイ
ンポンプ（２）の吐出側に接続され、その内部が常圧よ
り高圧とされた加圧接触分解槽（８）と、この加圧接触
分解槽（８）と連結され、その内部下方側で前記加圧接
触分解槽（８）からの被処理水が放出されるアオコ等分
離槽（１１）と、前記湖沼等（１）から被処理水を吸い
上げ、前記アオコ等分離槽（１１）内における前記加圧
接触分解槽（８）からの被処理水の放出位置より上方で
前記被処理水を放出するサブポンプ（２７）と、前記ア
オコ等分離槽（１１）内下部の前記アオコ等が分離され
た後の清水を湖沼等へ戻す戻し管（２３）とを備えてな
ることを特徴とするアオコ等分離装置。
【請求項２】湖沼等（１）からアオコ等を含んだ被処
理水を吸い上げるとともにその吸い込み側でオゾン発生
器（６）と連結されるメインポンプ（２）と、このメイ
ンポンプ（２）の吐出側に接続され、その内部が常圧よ
り高圧とされた加圧接触分解槽（８）と、前記湖沼等
（１）から被処理水を吸い上げ、前記メインポンプ
（２）の吐出側に設けられたエジェクター（３９）に前
記被処理水を吐出するサブポンプ（３５）と、前記加圧
接触分解槽（８）と連結され、その内部下方側で前記加
圧接触分解槽（８）からの被処理水が放出されるアオコ
等分離槽（１１）と、前記アオコ等分離槽（１１）内下
部の前記アオコ等が分離された後の清水を湖沼等へ戻す
戻し管（２３）とを備えてなることを特徴とするアオコ
等分離装置。