JP3739047B2 - 水質浄化システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水質浄化システムに係り、特に、ため池、湖沼、ダム湖等の滞留しやすい閉鎖的水域において水面を覆うようなアオコ等の藻類が大量に発生する汚濁水域を浄化する水質浄化システムに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
ため池、湖沼、ダム湖等の閉鎖的水域は、燐、窒素等の栄養塩が流入すると滞留しやすく富栄養化になると共に、春から秋にかけて水温が高い時期にアオコ等の藻類が大量に発生しやすくなる。さらに水域の滞留域にはガス胞を有するアオコが群体をなし日単位で繰り返して表層に浮遊・沈降し、特に昼間には絵の具を撒いたように浮遊することがある。
【０００３】
従来の水質浄化方法としては、特開２０００−３０３４３８号公報に示されているように、水面に浮遊する浮遊物を含んだ水を吸い上げて浄化する水質浄化方法において、浄化すべき水域の周囲に複数の水流発生部を配置することにより当該水域の周囲に沿って水流が循環する循環水流系を形成し、該循環水流系の中心部で水面に浮遊する浮遊物を水と共に給水ポンプで給水管を通して吸引し、給水ポンプの吐き出し水から浮遊物を浄化槽で除去し浄化した水を排水管を通して水面または水中に排水するようにしたことにより、当該水域の表層のみ循環させることができるようにし、当該吸水地点より深い領域の生態系に影響を与えることなく、アオコ等の水面浮遊物の発生を抑制することができるようにした方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
係る従来の水質浄化方法では、循環水流系の中心部で浮遊物を水と共に吸引するようにしているため、当該水域の周囲に沿って循環する水流系の浮遊物を中心部に集めて給水することが難しく、水域全体を効率よく浄化することが難しいという課題があった。
【０００５】
また、水面に浮遊する浮遊物を水と共に給水ポンプで給水管を通して吸引するようにしているため、浮遊するアオコ等の藻類を表層を流れる流量分より相当大きな水量で吸引しなければならないと共に、水面に浮遊する木片、葉、ゴミ等々の夾雑物も吸引することとなり、吸引口およびその近傍がその夾雑物で目詰まりを生じたり、夾雑物で浄化槽の分離性能を大幅に低下したりしてしまうという課題があった。
【０００６】
さらには、水面に浮遊する活性状態のアオコ等の藻類を直接吸引して浄化槽で分離するようにしているため、浄化槽でのアオコ等の藻類の除去が難しいという課題があった。例えば、微生物の自然浄化エネルギーを利用した生物処理装置を浄化槽として用いた場合について説明すると、アオコ等の藻類が大量に発生して藻類が高濃度の状態で吸引された場合には、微生物の自然浄化能力以上の負荷となって殆ど浄化できないばかりか、ろ材を直ぐに目詰まりさせてしまうおそれがあると共に、活性状態のアオコ等の藍藻類はろ材に付着しにくく且つ微生物による分解もされにくいために、藻類の除去が難しいという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、閉鎖的水域に発生するアオコ等の藻類が水面に浮遊するほどの高濃度に対しても広域を効率的に浄化できると共に、その汚濁水中の藻類を廉価に分離除去できる水質浄化システムを提供することにある。
【０００８】
なお、本発明のその他の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の水質浄化システムは、ため池、湖沼、ダム湖等の滞留しやすい閉鎖的水域に発生したアオコ等の藻類を除去する水質浄化システムにおいて、前記閉鎖的水域を部分的に仕切って前記藻類の集積場所とするように設置された仕切りと、前記仕切り内に位置して、前記仕切り内の水面に形成されるアオコ層より低い適宜深さの水を吸引するように設置された吸引装置と、前記閉鎖的水域の表層に前記吸引装置方向への水流を発生させるように水面に浮上させて適宜箇所に設置された水流機と、前記吸引装置の吐き出し水を導入して前記藻類を除去すると共にその処理水を前記閉鎖的水域に戻すように設置されたひも状繊維方式の生物処理装置とを備え、前記閉鎖的水域に循環水流を発生させるように前記水流機を前記閉鎖的水域内の適宜箇所に間隔をあけて複数台設置し、前記循環水流域に配置されると共に前記循環水流を閉塞するように開口された前記仕切りを設置し、前記生物処理装置の処理水の放出部を前記仕切りの反吸引装置側に設置したことにある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。
【００１３】
本実施例の水質浄化システムは、図１に示すように、閉鎖的水域である池１を部分的に仕切って浮遊アオコ等の藻類の集積場所となるように設置された仕切り３と、仕切り３内に位置して適宜深さの水を吸引するように設置された吸引装置４と、池１の表層に水中ポンプ方向への水流を発生させるように水面に浮上させて適宜箇所に複数台設置された水流機２と、吸引装置４の吐き出し水を導入して藻類を除去すると共にその処理水を閉鎖的水域に戻すように設置されたひも状繊維方式の生物処理装置５と、を備えて構成されている。
【００１４】
池１は富栄養化しており春先から秋にかけ浮遊アオコ等の発生で汚濁した状態の池である。特に池１のコーナ部の水域は浮遊アオコ等が集積しやすい。そこで、この浮遊アオコ等を飛散するためと、当該部および池全体の水が混合しやすいように池１のコーナ部に近い箇所を含む適宜箇所に水中ポンプ式の浮上型水流機２を配置している。図示例では６台の水流機２を設置している。池１の全体を適切な台数の水流機２で分担し、水流機２によって池１全体に循環流が生ずるようにしている。
【００１５】
この水流機２は、図４に示すように、水中ポンプ１１を箱状フレーム１２の内部に組み込んだ構成となっている。水中ポンプ１１は、その下端部に吸込み口１３を有するとともに、流路管１４で上方に延設されて水面近辺に放水される吐出口１５を有している。箱状フレーム１２は、水中ポンプ１１を覆うようにして支持している。この箱状フレーム１２は、その側面上端部に取水口１６が設けられており、この取水口１６を介して当該水域と連通している。したがって、水中ポンプ１１の吸込み口１３もこの取水口１６を介して当該水域と連通することになる。そして、フロート１０によりこの取水口１６が水面近辺に位置することにより、箱状フレーム１２の内部に取り込む水を表層に制限することができる。また、取水口１６には導流板１９が設けられている。この導流板９は、箱状フレーム１２の取水口１６で水の取り込みを水面近辺に制限するためのもので、箱状フレーム１２の側面から突出して設けられている。
【００１６】
水中ポンプ１１が駆動されると、取水口１６を経て箱状フレーム１２に取り込まれた水が吸込み口１３から水中ポンプ１１に吸い込まれて吐出口１５から当該水域に放水される。この水の取り込みと放水において、上記のように箱状フレーム１２の取水口１６が水面近辺にあり、しかもこの取水口１６に導流板１９が設けられていることにより、水域水の吸い込みは水面近辺に制限され、また吐出口１５からの放水は、水面近辺で水面に平行するようになされる。したがって水面近辺に集中する水面流を効率的に発生させることができる。この結果、浮上アオコ等が膜状群体を形成して大量発生することに対して、これを抑制することができ、膜状群体が形成されてもそれを効果的に壊すことができる。
【００１７】
上述したように水中ポンプを水面に浮上させた水流機２を適数台適正に分布配置し運転することにより、池１全体の藻類が低濃度に混合均一化されると共に高濃度部位を解消することができる。すなわち、水流機２によって池１の特にコーナ部など淀み域に分布した浮遊アオコ等の浮遊郡体を粉砕すると同時に池内全体に混合循環することができる。換言すれば、水面に高濃度に浮遊したアオコ層は水流機２によって池全体に混合分散されるため、均一化してクロロフィルａ濃度を下げることができる。そして、水中に混合されたアオコ等は、光合成による活性エネルギーを得ることができなくなるため、アオコ等の繁殖力を著しく低下させ、アオコ等の大量発生を防ぐことができる。この際、浮遊アオコの郡体が粉砕され、浮遊アオコ等から発せられるたんぱく質成分の腐敗臭も解消される。
【００１８】
しかし、池１内に混合分布したアオコ等はそれ以上には水流機２により低下させることはできない。そこで、図１及び図２に示すように、水流機２による循環流水域の一部に池底まで到達する仕切り３を設置して循環水を閉塞するようにしている。水流機２及び吸引装置４の作用により、仕切り３内にアオコ等を集めることができる。そして、集められた活性状態のアオコ等は仕切り３内の水面に浮上して集積されて活性を弱められ、さらには枯死沈降される。
【００１９】
仕切り３は、循環流ガイド仕切り３ａ、閉塞仕切り３ｂ及びフェンスフロート３ｃを備えて構成されている。循環流ガイド仕切り３ａ及び閉塞仕切り３ｂは、樹脂や布製の柔構造材で構成されており、フロート３ｃにより浮上されている。なお、仕切り３をコンクリート壁や鉄板製等の剛構造材で構成するようにしてもよい。また、仕切り３により閉鎖された領域の上部を遮光するようにカバー（図示せず）を設けることにより、仕切り３内に集積された浮遊アオコ等の藻類の太陽６による光合成作用を抑制できる。
【００２０】
仕切り３内には水中ポンプ４ｂを内蔵した浮上型吸引装置４を配置している。吸引装置４は、図２及び図３に示すように、水中ポンプ４ｂをフロート４ｃによって浮上させ、水面に浮上したアオコ層１ａより低い位置（通常数ｍｍ程度以下）でかつ底泥１ｃをも吸引しないような適正な水深部になるように調整している。また、吸引装置４は、汚濁水の吸引に際して、水中の夾雑物を吸引しないように側面の吸込み部にスクリーン４ｄを設けている。
【００２１】
この吸引装置４により、仕切り３内の藻類汚濁水を水中ポンプ４ｂ内に吸引する。具体的には、吸引装置４の周辺３面を仕切り３で水面から底部まで仕切り、残り１面を仕切りのない開放面としているので、吸引装置４は循環流の上流側の開放された部位から流入する汚濁水を吸引する。この吸引する汚濁水には、水流機２による循環流発生の際に破壊されたアオコ等や、仕切り３の水面に集積されて枯死沈降するアオコ等が含まれている。
【００２２】
このようにして水中ポンプ４ｂに吸込んだ汚濁水を吐き出しライン４ａを介してひも状繊維方式の生物処理装置５に吐き出し、生物処理装置５で藻類汚濁水の分離除去を行なう。生物処理装置５の処理水を放流ライン５１により池１に放流する。その放流点は、循環流ガイドフェンス３ａで仕切られた吸引装置４の反対側としている。また、処理水が全体に行き渡るようにその放流点の近傍に水流機２を設置している。これによって、池１内の混合循環率が高まり、水域全体の水質を効率よく浄化することができる。
【００２３】
生物処理装置５は、図５に示すように、上流側から順に、予備処理槽５ｄ、複数（図の例では３個）の生物学的処理槽５ａ、５ｂ、５ｃ、および仕上げ槽５ｅの順で設けられる各槽を備えて構成されている。
【００２４】
各生物学的処理槽槽５ａ、５ｂ、５ｃには、図６に示すように、ろ材ユニット５４が充填されている。ろ材ユニット５４は、図７に示すように、パイプなどで形成した枠体にひも状ろ材Ｆをすだれ状にして保持させた構造としている。ひも状ろ材Ｆには、合成繊維などを用いた軸ひもＡに同じく合成繊維などを用いたパイルひもＰを絡め付けた構造のものを用いている。このようなひも状ろ材Ｆは、互いのパイルひもＰ同士の間に僅かな隙間（例えば１ｃｍ前後）ができる程度の間隔で配列しており、例えばパイルひもＰの幅が４ｃｍであるとすれば、配列間隔は５ｃｍ程度となる。
【００２５】
上記のようなひも状ろ材Ｆは、その有効表面積が広く、種々の微生物の定着による生物膜の形成を効率的に行なわせることができる。したがってこのひも状ろ材Ｆが密生的に充填された各生物学的処理槽では微生物による被処理水対する浄化が高い効率で作用し、優れた浄化機能が得られる。特に、生物処理装置５内でひも状繊維Ｆに付着して生息する微生物は破壊及び枯死状態のアオコ等に対しては高効率で分解除去できる。
【００２６】
【発明の効果】
上述した実施例の説明から明らかなように、本発明によれば、閉鎖的水域に発生するアオコ等の藻類が水面に浮遊するほどの高濃度に対しても広域を効率的に浄化できると共に、その汚濁水中の藻類を廉価に分離除去できる水質浄化システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る水質浄化システムの平面構成図である。
【図２】図１における汚濁水吸引部の側断面図である。
【図３】図１における浮遊するアオコの状態と吸引装置の相対関係図である。
【図４】図１の水流機の側断面図である。
【図５】図１の生物処理装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５の生物処理装置の処理槽の一部を詳細に示す断面図である。
【図７】図６の生物処理装置のろ材を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１…池、１ａ…浮遊アオコ、１ｂ…飛散混合アオコ、１ｃ…底泥、２…水流機、３…仕切り、３ａ…循環流ガイド仕切り、３ｂ…閉塞仕切り、３ｃ…フェンスフロート、４…吸引装置、４ａ…吐き出しライン、４ｂ…水中ポンプ、４ｃ…フロート、４ｄ…スクリーン、５…生物処理装置、６…太陽、５１…処理水放流ライン。

Claims (1)

1. ため池、湖沼、ダム湖等の滞留しやすい閉鎖的水域に発生したアオコ等の藻類を除去する水質浄化システムにおいて、
   前記閉鎖的水域を部分的に仕切って前記藻類の集積場所となるように設置された仕切りと、
   前記仕切り内に位置して、前記仕切り内の水面に形成されるアオコ層より低い適宜深さの水を吸引するように設置された吸引装置と、
   前記閉鎖的水域の表層に前記吸引装置方向への水流を発生させるように水面に浮上させて適宜箇所に設置された水流機と、
   前記吸引装置の吐き出し水を導入して前記藻類を除去すると共にその処理水を前記閉鎖的水域に戻すように設置されたひも状繊維方式の生物処理装置とを備え、
   前記閉鎖的水域に循環水流を発生させるように前記水流機を前記閉鎖的水域内の適宜箇所に間隔をあけて複数台設置し、前記循環水流域に配置されると共に前記循環水流を閉塞するように開口された前記仕切りを設置し、前記生物処理装置の処理水の放出部を前記仕切りの反吸引装置側に設置した
   ことを特徴とする水質浄化システム。

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