JP2967529B2 - 閉鎖性水域の水質改善方法 - Google Patents

閉鎖性水域の水質改善方法

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JP2967529B2 JP40992190A JP40992190A JP2967529B2 JP 2967529 B2 JP2967529 B2 JP 2967529B2 JP 40992190 A JP40992190 A JP 40992190A JP 40992190 A JP40992190 A JP 40992190A JP 2967529 B2 JP2967529 B2 JP 2967529B2
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外海域に面した半閉鎖
性水域ないし閉鎖性水域の水を浄化する閉鎖性水域の水
質改善方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば海域に人工的に設けた比較
的狭小な半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域(以下、「閉鎖
性水域」と総称する)内の海水の浄化は、外海域から清
浄な海水をポンプにより導水し、閉鎖性水域内の汚染さ
れた海水と交換する浄化方法が採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、大都市
近辺の港湾は埋立が進み、水辺は人工的な直立護岸で囲
われ、産業優先、機能優先の海辺作りがなされてきた。
例えば、東京湾等は直立護岸が占める海岸線が全体の6
5%に達し、自然の干潟は僅か1,2箇所をとどめるに
過ぎない。一方、こうした背景下で、自然を取り戻そ
う、あるいは水と親しめる空間,アメニティーゾーンを
造成し、生活に潤いを取り戻そうといった社会ニーズが
日増しに高まりつつある。また、こうしたニーズは、多
くの人工をかかえる大都市圏程強い。ところが、大都市
圏では人口密度が高いため汚濁付加が高く、湾全体が汚
染されているのが現状である。
【0004】しかしながら、上記従来の閉鎖性水域の海
水浄化方法にあっては、電気動力を使用してポンプによ
り海水の交換を行なうものであるため、経済的問題か
ら、極めて狭小な閉鎖性水域にしか対応できないといっ
た問題がある。
【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、比較的広域なる閉鎖性水域の浄化を効果的にかつ経
済的に実現できる、閉鎖性水域の水質改善方法を提供す
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
発明は、外海域に面した半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域
の水を浄化する閉鎖性水域の水質改善方法であって、前
記外海域の潮流又は潮汐力により該外海域に設置した第
1の回転翼体を回転せしめ、該第1の回転翼体の回転
を、前記半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域内に設置した第
2の回転翼体に伝達して該第2の回転翼体を回転せしめ
ることにより前記半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域の水を
曝気または流動させ、これにより前記半閉鎖性水域ない
し閉鎖性水域の水を浄化することを特徴とするものであ
る。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の閉
鎖性水域の水質改善方法において、前記半閉鎖性水域な
いし閉鎖性水域の少なくとも一部に、微生物の付着でき
る又は微生物の付着した微生物担持体を設けたことを特
徴とするものである。
【0008】請求項3記載の発明は、請求項2記載の閉
鎖性水域の水質改善方法において、前記閉鎖性水域を流
路に形成し、該流路の長手方向に沿って水流を生ぜしめ
ることを特徴とするものである。
【0009】また、請求項4記載の発明は、外海域に面
した半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域の水を浄化する閉鎖
性水域の水質改善方法であって、前記外海域の潮流又は
潮汐力により該外海域に設置した回転翼体を回転せし
め、該回転翼体の回転を、前記半閉鎖性水域ないし閉鎖
性水域内に設置され表面または内部に微生物を担持した
微生物担持体に伝達して該微生物担持体を回転せしめ、
これにより前記半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域の水を浄
化することを特徴とするものである。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明は、外海域に面した閉鎖性
水域の水を浄化するにあたり、前記外海域および閉鎖性
水域のそれぞれに例えば水車,プロペラ等の回転翼体を
設置し、外海域に設置した第1の回転翼体をこの外海域
の海流あるいは潮汐力により回転させることにより閉鎖
性水域に設置した第2の回転翼体を回転させるものであ
る。閉鎖性水域の第2の回転翼体が回転することで、閉
鎖性水域内の水は曝気され、あるいはさらに流動を生じ
る。このように、閉鎖性水域の水は、曝気されることに
よりその溶存酸素濃度が高まり、該閉鎖性水域における
水中の微生物の活性化を図れ、該閉鎖性水域の水の浄化
が図れる。第2の回転翼体は外海の自然力により駆動さ
せるものであるから、ランニングコストがかかることは
ほとんどない。請求項2記載の発明では、請求項1記載
の発明を実施するにあたり閉鎖性水域内の微生物量が増
加するから、水質改善の効果向上が望める。請求項3記
載の発明ではさらに、閉鎖性水域内の水が前記微生物と
接触する頻度と接触速度が増加するため、さらなる水質
浄化効果を望める。また、請求項4記載の発明では、上
記請求項3記載の発明と同様に微生物と閉鎖性水域内の
水との接触頻度と接触速度が増すため該水の浄化を図る
ことができる。この発明においても、微生物担持体は自
然力により回転されるものであるからランニングコスト
がかかることがない。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の一実施例を示すものである。
【0012】図中符号1で示すものは、外海域2に築造
した閉鎖性水域である。この閉鎖性水域1は、その一部
を陸地の海岸3、その他の部分を人工的に構築した堤防
4により囲繞して構成したものである。また、この場
合、これら海岸3および堤防4により囲繞された部分の
略中央に浮き島5を人工的に構築することにより、前記
閉鎖性水域1は、閉環した一種の水路状に形成されたも
のとなっている。さらに、この閉鎖性水域1の一部に
は、微生物の付着した微生物担持体6が設置してある。
この微生物担持体6としては、例えば、表面に微生物を
付着させた膜状のもの、あるいは、寒天状の粒状体の表
面あるいは内部に微生物を付着又は混入させたもの、あ
るいはまた、砕石、プラスチック成形体、波状板張り合
わせ成形体、種々の粒状物などである。また、この場
合、前記微生物としては好気性のものとしている。
【0013】前記外海域2には図中矢印で示す方向に流
れる恒流7が存在している。この外海域2の所定箇所に
おける海上近傍には、前記恒流7の流れ方向に対して直
交する水平方向に設けられた回転軸8を持つ第1の水車
(第1の回転翼体)9が、その一部を水中に没するよう
に設置してある。該第1の水車9の前記回転軸8は、ギ
ヤボックス10の入力軸(図示せず)に連結されてい
る。ギヤボックス10は、本実施例のものでは、前記堤
防4に設置してある。一方、前記閉鎖性水域1には、水
路状に形成された前記閉鎖性水域1の所定部位おいて該
閉鎖性水域1の形成方向に対して直交した水平方向に設
けられた回転軸15を持つ第2の水車(第2の回転翼
体)16が、その一部が水没するように設置してある。
この第2の水車16の前記回転軸15は、前記ギヤボッ
クス10の出力軸(図示せず)に連結されている。な
お、ここで予め断っておくと、前記第1・第2の水車
9,16および前記ギヤボックス10は、実際のものよ
り極めて誇張して図示してある。
【0014】上記構成においては下記の作用がある。前
記外海域2の恒流7のエネルギーにより、前記第1の水
車9が回転する。この第1の水車9の回転は、前記回転
軸8,前記ギヤボックス10を介して前記第2の水車1
6の回転軸15に伝達され、第2の水車16が回転す
る。この第2の水車16の回転により、前記閉鎖性水域
1には水流が生じる。したがって、閉鎖性水域1内の水
は、その全てが、ある周期で強制的に前記微生物担持体
6に接触されるものとなり、この微生物担持体6に担持
された微生物による浄化作用により浄化される。さら
に、前記第2の水車16の回転により、該水車16の近
傍の水はこの水車16の回転により曝気される。この曝
気により、閉鎖性水域1内の水は溶存酸素濃度が高めら
れ、微生物担持体6に付着等された微生物の繁殖を促進
し、該微生物による水質浄化作用を高めることができ
る。
【0015】上記方法によれば、外海域2の恒流7のエ
ネルギーにより閉鎖性水域1内に設置した第2の水車1
6を回転させ、これにより、閉鎖性水域1内の水を曝
気、あるいは水流を生ぜしめることができる。そして、
この曝気作用および水流発生作用により、微生物担持体
6の繁殖を促進し、かつ閉鎖性水域1内の水の微生物担
持体6との接触率を高めて、閉鎖性水域1内の水の浄化
が図れる。このように、上記方法によれば、一切の動力
源を用いることなく閉鎖性水域1内の水の浄化を効果的
に行なうことができる。また、第1の水車9の回転力
は、機械的伝達により直接第2の水車16に伝達するも
のであるから、エネルギー変換手段が不要で、かつエネ
ルギー変換効率が高く、その分、第1の水車9の小型化
が図れる等、コスト低減化を実現できる。そして、閉鎖
性水域1が広大なものである場合には、前記第1の水車
9および第2の水車16を大型のものとすること、およ
びそれらを複数設置して閉鎖性水域1の浄化能力を高め
ることで対処することが可能である。そしてその場合で
も、イニシャルコストの増加を見るのみで、ランニング
コストが増加することはない。
【0016】なお、上記実施例の構成において、前記ギ
ヤボックス10を減速用とするかあるいは増速用とする
かは、恒流7の流れ,閉鎖水域1の大きさ,第1の水車
9および第2の水車16の大きさ等により決定される。
無論、双方の機能を備えたものとしてもよいし、増減速
率可変のものとしてもよい。また、上記実施例において
は、閉鎖性水域1を、海岸3および堤防4により完全に
囲繞された完全閉鎖性水域としたが、例えば前記堤防4
の一部が欠損され、閉鎖性水域1と外海域2とが連通し
た如き半閉鎖性水域にも同様に適用することができ、か
つ上記同様の効果を奏することができる。また、上記実
施例のものでは、閉鎖性水域1の少なくとも一部に微生
物担持体6を設けた構成としたが、仮に該微生物担持体
6を設けなくとも、第2の水車16による曝気作用によ
り閉鎖性水域1の溶存酸素濃度は高められ、それにより
閉鎖性水域1内に予め存在する微生物の活性化を図れる
から、閉鎖性水域1の浄化効果を得ることができる。同
じ理由により、閉鎖性水域1を水路状に構成しなくと
も、上記実施例のものに比してその効果は劣りはする
が、水質改善効果は得られる。ただし、何れの場合にせ
よ、外海域2の恒流7のエネルギーを利用することによ
り、動力を一切用いることなく閉鎖性水域1の水質改善
を実現できる。
【0017】図2は、潮汐力により第1の水車(第1の
回転翼体)9を回転せしめ、これにより、閉鎖性水域1
に設置した第2の水車(第2の回転翼体)16,16を
回転させ、もって閉鎖性水域1内の水を曝気、および流
動さるようにしたものである。図中、図1と同一符号を
付したものは第1のものと同じ構成要素を示している。
この場合、閉鎖性水域1は、堤防4により周囲を囲繞す
ることにより構成しているが、その一部が外海域2側に
開口しており、厳密な意味では半閉鎖性のものとなって
いる。この堤防4の開口部4aに、潮の干満により生ず
る流れ方向と直交する水平方向に設けられた回転軸8を
有する第1の水車9が、その一部が水没(最大水位、最
低水位何れの場合にも)する如く設置されている。一
方、閉鎖性水域1内には、水平なる回転軸15を有する
第2の水車16,16が、やはりその一部が水没(同
上)する如く設置されている。そして、前記第1の水車
9の回転軸8と、前記第2の水車16の回転軸15とは
ギヤボックス10を介して連結されている。
【0018】上記構成においては、外海域2の潮汐によ
り堤防4の開口部4aに潮流が生じ、これにより第1の
水車9が回転する。この第1の水車9の回転が回転軸
8,ギヤボックス9,9を介して回転軸15,15に伝
達され、第2の水車16,16がそれぞれ回転される。
これら第2の水車16,16が回転することにより得ら
れる作用は上記述べた通りである。
【0019】なお、例えば図3に示すように、外海域2
における閉鎖性水域1とは離れた位置に、潮の干満によ
って速い流れを生ずる縮小開口部11を設け、この縮小
開口部11に第1の水車9を設けるようにしてもよい。
【0020】図4は、上記図1および図2に示した各実
施例において用いる前記第1の水車(第1の回転翼体)
9、および第2の水車(第2の回転翼体)16の一実施
例を示した斜視図である。ただし、これら水車の構成は
本図に示されるものに限定されない。
【0021】図5ないし図7はそれぞれ、本発明に係る
回転翼体の他の構成を示したもので、図5および図6の
ものは、図4に示した如き水車に替えてプロペラ18と
したものである。これらプロペラ18を回転翼体として
使用するに当たっては、水流方向等に鑑みてその設置方
向を定めるのは言うまでもない。例えば、図1における
前記第1の水車9の代わりにプロペラ18を用いる場合
には、その回転軸が前記恒流7の流れ方向と直交する垂
直方向に向くように設置する。また、図7に示したもの
は、上下のスプロケット30,31間にチェーン32を
掛けわたし、そのチェーン32に複数の容器(ベッセ
ル)33,33,…を取り付けたものである。この回転
翼体は、本発明に係る第2の回転翼体として閉鎖性水域
1内に設置する。その場合、前記下方のスプロケット3
1が水没し、前記上方のスプロケット30が水面上に出
るように設置し、かつ、第1の回転翼体からの回転力は
前記下方のスプロケット31に伝達する構成とする。第
2の回転翼体として、この図7に示したものを使用した
場合には、閉鎖性水域1の水が前記容器33により一端
水面上に引き上げられた後水面に落とされるため、その
攪拌効果等により、上記同様に閉鎖性水域1の溶存酸素
濃度を高めることができる。
【0022】図8および図9に示すものは共に、本発明
の請求項4に係る微生物担持体を示すものである。図8
に示す微生物担持体20は、回転軸21を有した回転体
22の表面に付設されたものである。また、図9に示す
微生物担持体23は、上記同様に回転軸21を有した回
転体22に設けたものであるが、回転体22を篭状に構
成し、その回転体22の内部に充填されたものである。
【0023】上記微生物担持体20,23を用いる場合
には、例えば、先に図1または図2に示した構成におけ
る前記第2の水車16に替えて、上記の回転体22を設
ければよい。この場合、これら微生物担持体20,23
は完全に水没させて設置する。外海域2の恒流6または
潮汐力により第一の水車9(16)が回転し、これによ
り閉鎖性水域に設置されたそれら微生物担持体20,2
3が回転する。微生物担持体20,23が回転すること
により、閉鎖性水域1内の水とこれら微生物担持体2
0,23との接触速度(接触頻度)が増し、これによ
り、閉鎖性水域の浄化を図ることができる。
【0024】さらに、例えば、図2に示した構成におい
て、一方の第2の水車16のみを上記の如き微生物担持
体20(23)に替える如く、閉鎖性水域1内において
回転翼体と微生物担持体体とを組み合わせても無論良
い。
【0025】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の請求項1
記載の発明によれば、何ら動力を用いることなく、閉鎖
性水域内の曝気・流動させることができるから、低コス
トにて広範囲な閉鎖性水域の水質改善を行なうことがで
きる。
【0026】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明を実施するにあたり閉鎖性水域内の微生物量を
増加せしめて水質改善の効果向上が望める。
【0027】請求項3記載の発明によれは、さらに、閉
鎖性水域内の水の前記微生物と接触する頻度が増加し、
より一層の水質浄化効果を望める。
【0028】請求項4記載の発明によれば、上記請求項
3記載の発明と同様に微生物と閉鎖性水域内の水との接
触頻度が増すため該水の浄化を図ることができる。しか
もその際、微生物担持体を自然力により回転せしめるも
のであるからランニングコストを不要とすることができ
る、等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る方法の一実施例を示す平面図であ
る。
【図2】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す平面図である。
【図4】本発明に係る回転翼体の一構成例を示す斜視図
である。
【図5】本発明に係る回転翼体の他の構成例を示す正面
図である。
【図6】本発明に係る回転翼体の他の構成例を示す正面
図である。
【図7】本発明に係る回転翼体の他の構成例を示す正面
図である。
【図8】本発明に係る微生物担持体を回転体と共に示す
斜視図である。
【図9】本発明に係る微生物担持体を回転体と共に示す
斜視図である。
【符号の説明】
1 閉鎖性水域 2 外海域 6 微生物担持体 8 回転軸 9 第1の水車(第1の回転翼体) 15 回転軸 16 第2の水車(第2の回転翼体) 18 プロペラ(回転翼体) 20,23 微生物担持体

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外海域に面した半閉鎖性水域ないし閉鎖
    性水域の水を浄化する閉鎖性水域の水質改善方法であっ
    て、 前記外海域の潮流又は潮汐力により該外海域に設置した
    第1の回転翼体を回転せしめ、該第1の回転翼体の回転
    を、前記半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域内に設置した第
    2の回転翼体に伝達して該第2の回転翼体を回転せしめ
    ることにより前記半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域の水を
    曝気または流動させ、これにより前記半閉鎖性水域ない
    し閉鎖性水域の水を浄化することを特徴とする閉鎖性水
    域の水質改善方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の閉鎖性水域の水質改善方
    法において、前記半閉鎖性水域ないし閉鎖性水域の少な
    くとも一部に、微生物の付着できる又は微生物の付着し
    た微生物担持体を設けたことを特徴とする閉鎖性水域の
    水質改善方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の閉鎖性水域の水質改善方
    法において、前記閉鎖性水域を流路に形成し、該流路の
    長手方向に沿って水流を生ぜしめることを特徴とする閉
    鎖性水域の水質改善方法。
  4. 【請求項4】 外海域に面した半閉鎖性水域ないし閉鎖
    性水域の水を浄化する閉鎖性水域の水質改善方法であっ
    て、 前記外海域の潮流又は潮汐力により該外海域に設置した
    回転翼体を回転せしめ、該回転翼体の回転を、前記半閉
    鎖性水域ないし閉鎖性水域内に設置され表面または内部
    に微生物を担持した微生物担持体に伝達して該微生物担
    持体を回転せしめ、これにより前記半閉鎖性水域ないし
    閉鎖性水域の水を浄化することを特徴とする閉鎖性水域
    の水質改善方法。
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