JP3535819B2 - 水質保全装置および方法 - Google Patents
水質保全装置および方法Info
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Description
とにより水質を保全する水質保全技術に関する。
する藻類が水質を低下させる原因となっていることが確
認されており、これらの藻類を減少させ水質を浄化する
ための技術の1つとして、特開平08−057478号
公報には、プランクトンを含む液体を浄化する浄化方法
が開示されている。
ンを含む水が0.5MPa程度に加圧されて20m/s
の噴流が形成され、この噴流が所定の固体面に当てら
れ、これらによると、噴流中のプランクトンの細胞は固
体面への衝撃により破壊されることとなる。
ような浄化方法によると、細胞は破壊されるものの、破
壊された細胞は貯水池一面に拡散され、貯水池全体の水
質を長期的に保全できるものとはいえず、また、上述の
ような浄化方法は、貯水池の一箇所に設置される装置に
よるものであり、貯水池一面に浮遊する藻類を効果的に
破壊するものとはいえない。
であり、その第1の目的は、被保全水域全体の水質を長
期的に保全することのできる水質保全装置および方法を
提供することであり、その第2の目的は、水面近傍の藻
類をより効率的に集めて破壊しつつ水質の浄化を促進す
ることのできる水質保全装置および方法を提供すること
である。
めの本発明に係る第1の水質保全装置は、被保全水域内
の表層水中に含まれる藻類を分解することにより水質を
保全する水質保全装置である。本第1の水質保全装置に
は、表層水中の藻類を破壊する破壊手段と、被保全水域
内の表層水を破壊手段に誘導する誘導手段と、破壊され
た藻類を分解する動物性プランクトンを生息させるため
の、水中部材を保持する保持手段とが設けられ、特に、
この保持手段を浮島とすることができる。
域内にて浮島を係留する係留手段と、表層水および動物
性プランクトンを水平方向に通過させつつ、浮島を浮遊
させる浮遊水域の側面を覆う第1シートと、表層水を鉛
直方向に隔絶しつつ、浮遊水域の底面を覆う第2シート
とがさらに設けられるものとすることができ、加えて、
第2シート上部の堆積物を含む水を破壊手段に誘導する
第2誘導手段を有するものとすることができる。
被保全水域は、両岸と、両岸にまたがり、風による水平
方向への表層水の流れを遮蔽する2つのフェンスとによ
り区画され、前記誘導手段は、被保全水域内の表層水を
取水する取水口と、一定の向きに流れる表層水を取水口
に導くよう、水平断面がハの字状に形成される導流フェ
ンスと、取水された表層水を破壊手段に導く水路とを有
するものとすることができ、さらに、前記破壊手段は、
所定の吸入領域内の表層水を吸入して水面上で噴流を吐
出する水中ポンプと、吐出された噴流の的とする固体面
とを有し、前記水路は、吸入領域と取水口とを接続する
ものとすることができる。
実施の形態の1つである水質保全システムについて説明
する。
質保全システムの全体構成を示す図であり、図2は上流
フェンス2の働きを説明するための図である。
の藻類または休眠状態の藻類が底部に堆積しているダム
湖4上流部の浅瀬を含む水域に設置されるものであり、
図1に示すように、上流側への表層水の流れを遮り表層
水を水質保全生態礁1に導く上流フェンス2と、下流側
への表層水の流れを遮りダム湖4全体への藻類の拡散を
防止する下流フェンス3と、上流フェンス2および下流
フェンス3により流れの遮られた表層水を取水口130
から取水し表層水中に含まれる藻類を衝撃殺藻装置14
0にて破壊し分解する水質保全生態礁1とを含んでい
る。
ら左方へと流れるが、ダム湖4の表層水の流れは、図2
に示すようにダム湖4上を流れる風の向きに応じて変化
する。すなわち、下流側から上流側へと吹く風につられ
て表層水が流され、表層水中の藻類が上流フェンス2近
傍に集められ(図2(a))、その後の上流側から下流
側へと吹く風につられて表層水が流され、上流フェンス
2近傍に集められた藻類の大部分が取水口130近傍へ
と集められる(図2(b))。
められる表層水中の藻類の細胞を破壊し分解する、水質
保全生態礁1について詳細を説明する。図3は水質保全
生態礁1の全体構成を示す図であり、図4は水質保全生
態礁1の断面図である。
1は、衝撃殺藻装置140および多数の正方形状の浮島
160を主に含む保全礁本体10と、保全礁本体10を
係留するための、両岸にそれぞれ配置されるコンクリー
トブロック111、112、水中での錘となる係留アン
カー113、114、および、これらと保全礁本体10
とを接続する係留ワイヤ101〜104とを含んでい
る。
(さらに詳細について図5、図6を用いて説明する)
は、表層水中の藻類の細胞を破壊し、破壊された細胞を
含む霧状の表層水を保全礁本体10全面に散布するため
のものであり、浮島160の上部には水生植物162が
植栽されまた下部には動物性プランクトンの繁殖を促進
するための接触材161が取り付けられている。衝撃殺
藻装置140に散布される表層水163中の破壊された
藻類の細胞は、接触材161近傍に生息する動物性プラ
ンクトンにより捕食され分解されることとなる。
面にてハの字状に形成され、表層水を効率的に取水口1
30に集める導流フェンス121、122と、水および
動物性プランクトンを通過させることのできる生物膜フ
ェンス123〜125とにより側面を、また、水を通さ
ない遮水シート126により底面を覆われており、さら
に、保全礁本体10には、取水口130付近から衝撃殺
藻装置140近傍までのフローティング歩廊150が
(図示しない)可倒し式の手摺りとともに設けられてい
る。
1、122により流れが導かれた、藻類を多量に含む表
層水が、取水口130(異物の混入を防ぐために適宜ス
トレーナが設けられている)から取水され、取水された
これらの表層水は、フローティング歩廊150下部に設
けられたサクションホース131(図4参照)を介して
衝撃殺藻装置140に誘導される。衝撃殺藻装置140
では、通常時次に示すようにして藻類の細胞が破壊さ
れ、破壊された藻類の細胞を含む霧状の表層水が保全礁
本体10全面に散布される。
の水の流れを示す図である。
するポンプピット141と、ポンプピット141内に水
(取水口130から取水された藻類を多量に含む表層
水)を引き込み、ポンプ取水口143から水を吸入して
リングヘッダー145、配管146を介してノズル14
7から噴流を吐出するための、ポンプ架台142上に設
置された水中ポンプ144と、吐出された噴流の的とす
る衝撃板148と、ポンプピット141全体を浮上させ
るための、ポンプピット141上端の外縁部にドーナツ
状に形成されたフロート149とを含んでいる。(ここ
では、1組のノズル147、配管146および衝撃板1
48を示しているが、リングヘッダー145には他に2
つのノズルが接続されており、これら他の2つのノズル
に対してノズル147に対する部材と同様の部材が設け
られ同様の水流がリングヘッダー145から形成されて
いる。)このポンプピット141へは、上述の取水口1
30からの水路となるサクションホース131がバタフ
ライ弁132を介して接続されており、また、底部取水
口133からの水路となる下部サクションパイプ134
がバタフライ弁135を介して接続されている。
タフライ弁132が開かれ、かつ、バタフライ弁135
が閉じられる。サクションホース131を介して取水さ
れる水は、水中ポンプ144により吸入されて、ノズル
147から噴流として吐出され衝撃板148に当てられ
る。噴流水中の藻類の細胞は、衝撃板148に衝突する
ことによって破壊され、破壊された細胞を含む霧状の表
層水が保全礁本体10全面に散布されることとなる。
に渡って稼動されることにより、浮島160にて発生し
た浮遊物質(Suspended Solid)が保全
礁本体10底部に汚泥として堆積することになるが、水
質保全生態礁1ではこれらの堆積した汚泥を次のように
して除去することができる。
去時の水の流れを示す図である。
は、バタフライ弁132が閉じられ、かつ、バタフライ
弁135が開かれる。底部取水口133および下部サク
ションパイプ134を介して取水される水は、浮遊物質
を高密度に含むものであり、水中ポンプ144により吸
入されて、ノズル147から噴流として吐出され衝撃板
148に当てられる。吐出される噴流は衝撃板148に
より霧状に粉砕され保全礁本体10全面に散布され、こ
れらによって、保全礁本体10底部に堆積した浮遊物質
が分解されることとなる。
湖4の表層水が、衝撃殺藻装置140の水中ポンプ14
4により、取水口130、サクションホース131、バ
タフライ弁132等を介してポンプピット141内に誘
導され、表層水中の藻類の細胞が衝撃殺藻装置140に
より破壊され浮島160周囲に散布され、破壊された細
胞が浮島160に保持された接触材161近傍に生息す
る動物性プランクトンにより捕食され分解されるため、
水質が長期に渡って保全されることとなる。
部の浅瀬を含む水域(藻類の発生する水域)に係留さ
れ、水質保全生態礁本体10の側面が生物膜フェンス1
23〜125等により覆われ、底面が遮水シート126
等により覆われるものとすることにより、浮島160の
周囲への魚類の侵入が防がれ浮島160に植栽された水
生植物162の根が保護され、動物性プランクトンの生
育条件が整えられるため、これらの水生植物162の根
の近傍および接触材161近傍にてより効率的に動物性
プランクトンを繁殖させることができる。
によると、浮島160近傍にて繁殖する動物性プランク
トンが、ダム湖4に拡散し、ダム湖4での魚類の繁殖を
促進することとなり、これにより、ダム湖4全体の生態
系のバランスを改善することができる。
浮島160近傍にて発生する浮遊物質がダム湖4全体に
拡散されることが防止され、浮遊物質が保全礁本体10
底部に堆積することとなるが、これらの堆積物を含む水
を底部取水口133、下部サクションパイプ134、バ
タフライ弁135等を介して衝撃殺藻装置140に誘導
することにより、浮遊物質を分解し、水質をより高度に
浄化することができることとなる。
2、下流フェンス3により区画された水域に設置され、
風向きにより流れの向きが変化する表層水が、導流フェ
ンス121、122により、取水口130から保全礁本
体10内部に効果的に導かれるため、水面近傍の藻類が
より効率的に集められつつ水質の浄化が促進される。
1では、衝撃殺藻装置140にて噴流を衝撃板148に
衝突させることにより、藻類の細胞の破壊と破壊された
藻類を含む表層水の空中への散布とが行われるものとし
たが、紫外線、高速撹拌、電気ショック、超音波、オゾ
ン、レーザ、電気ショック、磁力などを用いて、藻類の
細胞またはフロック状に集積した多数の藻類の細胞を破
壊し、破壊された藻類またはフロックを空中または水中
に散布することができる。
は、遮水シート126上部に堆積する浮遊物質を除去す
るために、底部取水口133、下部サクションパイプ1
34、バタフライ弁135などを設け、底部の水を適宜
ポンプピット141内に誘導するものとしたが、遮水シ
ート126上部にベントスを生育させ浮遊物質を分解さ
せることができる。
礁1では、合成繊維等で構成されるひも状の接触材16
1が浮島160に取り付けられることを想定したが、ス
ポンジ状の接触材が浮島160に取り付けられるものと
し、また、水生植物162の根が浮島160から水中に
垂らされるものとし、これらによって動物性プランクト
ンを生息させることができ、また、浮島によることな
く、人為的に形成された水域にてこれらの水中部材(接
触材、水生植物の根)が保持されるものとすることによ
って、動物性プランクトンを生息させることができる。
1では、通常時および汚泥除去時に、表層水の噴流が衝
撃殺藻装置140の衝撃板148に衝突されて散布され
ることを想定したが、藻類または浮遊物質を含む表層水
が、衝撃板148を介することなくノズル147から直
接、浮島160周囲に散布されるものとすることができ
る。
よると、被保全水域内の表層水が破壊手段に誘導され表
層水中の藻類が破壊され、表層水中の破壊された藻類が
動物性プランクトンにより分解されるため、水質が長期
に渡って保全されることとなる。
明によると、浮遊水域の側面が表層水および動物性プラ
ンクトンを水平方向に通過させる第1シートに覆われ、
浮遊水域の底面が表層水を鉛直方向に隔絶する第2シー
トに覆われるため、動物性プランクトンの生育条件が整
えられて繁殖が促進され、さらに、動物性プランクトン
の移動により被保全水域周囲の生態系のバランスを改善
し、浮遊水域にて発生する浮遊物質の被保全水域周囲へ
の拡散を防止することができる。
ト上部の、浮遊物質による堆積物を含む水が、破壊手段
に誘導されるため、浮遊物質が分解され水質がより高度
に浄化されることとなる。
ェンスと導流フェンスとによって、風による表層水の移
動が適切に導かれるため、水面近傍の藻類がより効率的
に集められて破壊され、水質の浄化が促進されることと
なる。
壊するための噴流を吐出する水中ポンプによって、取水
口からの水流が円滑に形成され、噴流が固体面に衝突さ
れ霧状に粉砕されることによって、表層水が散布される
ため、無用に動力が消費されることなく被保全水域の水
質が効率的に保全されることとなる。
テムの全体構成を示す図である。
る。
を示す図である。
流れを示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 被保全水域内の表層水中に含まれる藻類
を分解することにより水質を保全する水質保全装置であ
って、 表層水中の藻類を破壊する破壊手段と、 被保全水域内の表層水を破壊手段に誘導する誘導手段
と、 破壊された藻類を分解する、動物性プランクトンを生息
させるための、水中部材を保持する保持手段と、被保全水域内にて浮島を係留する係留手段と、 表層水および動物性プランクトンを水平方向に通過させ
つつ、浮島を浮遊させる浮遊水域の側面を覆う第1シー
トと、 表層水を鉛直方向に隔絶しつつ、浮遊水域の底面を覆う
第2シートとを有し、 前記保持手段は浮島である ことを特徴とする水質保全装
置。 - 【請求項2】 第2シート上部の堆積物を含む水を破壊
手段に誘導する第2誘導手段をさらに有する請求項1に
記載の水質保全装置。 - 【請求項3】 被保全水域は、両岸と、両岸にまたが
り、風による水平方向への表層水の流れを遮蔽する2つ
のフェンスとにより区画され、 前記誘導手段は、 被保全水域内の表層水を取水する取水口と、 一定の向きに流れる表層水を取水口に導くよう、水平断
面がハの字状に形成される導流フェンスと、 取水された表層水を破壊手段に導く水路とを有する 請求
項1または請求項2のいずれかに記載の水質保全装置。 - 【請求項4】 前記破壊手段は、 所定の吸入領域内の表層水を吸入して水面上で噴流を吐
出する水中ポンプと、 吐出された噴流の的とする水面上の固体面とを有し、 前記水路は、吸入領域と取水口とを接続する 請求項3に
記載の水質保全装置。 - 【請求項5】 被保全水域内の表層水中に含まれる藻類
を分解することにより水質を保全する水質保全方法であ
って、 被保全水域内の表層水を、所定の破壊装置に誘導して表
層水中の藻類を破壊し、 浮遊水域の底面を覆う第2シートにより表層水を鉛直方
向に隔絶しつつ、 浮島を浮遊させる浮遊水域の側面を覆う第1シートによ
り表層水および動物性プランクトンを水平方向に通過さ
せて、係留手段により係留された浮島に保持された水中
部材の近傍に動物性プランクトンを生息させ、 破壊された藻類をこの動物性プランクトンにより分解さ
せることを特徴とする水質保全方法 。
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JP2000268330A JP3535819B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 水質保全装置および方法 |
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Country Status (1)
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