JP4741347B2 - 水域の浄化設備 - Google Patents

Description

本発明は、池、湖沼、貯水池、ダムの入り江、掘、あるいは海域等で植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留している閉鎖性水域あるいは微流動水域、例えばアオコ、赤潮発生水域から上記懸濁物質を採取して水域を浄化する設備に関する。

従来、上記懸濁物質の採取方法として、懸濁物質吸引管を備えた採取装置を船に搭載し、船を巡航させつつ吸引採取を行う方法（特許文献１）、採取用の取水口を船で曳航する方法、あるいは浮遊懸濁物質、特にアオコが多発する水域の水中に、超音波を発振しその超音波でアオコを殺藻する超音波振動子を内部に備え両端が開口されたアオコ殺藻筒体を配置し、アオコを含んだ水を一端側からアオコ殺藻筒体の内部に吸引流入させる吸引流と他端側から吐出させる吐出流とを生じさせる水流発生器を使用する方法（特許文献２）などが提案されている。

特開２００２−１３７１号公報 特許第３２６７９０４号明細書

上記の、採取装置を搭載した船を巡航させる方法および取水口を船で曳航する方法は、船を推進駆動するためのスクリューによる攪乱や、船の移動に伴う波動の影響により浮遊懸濁物質が拡散し、効果的な採取を妨げるという問題がある。

また、上記の水流発生器を使用する方法は、発生させた水流が浮遊懸濁物質を拡散するという問題を含んでいると共に、一基の水流発生器が賄い得る水域は比較的狭いため、対象水域が広い場合は多数の水流発生器を水中の随所に配置しなければならず、その点で作業的、経済的に不利である。

そこで、本発明は、吸水口を有する採取用浮体を所定水域内で懸濁物質を拡散することなく移動させ、所定の水域から懸濁物質を効率よく採取し、その水域を浄化することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の水域の浄化設備は、水植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域を移動し該懸濁物質を吸引する吸入口を備えた採取用浮体と、該吸入口から水と共に吸引採取された前記懸濁物質を水から分離して回収する回収装置と、分離時に生じる水を適宜処理した上で前記水域に放出する手段と、を備えた水域の浄化設備において、
前記水域上で懸濁物質を採取すべき調整水域の周辺部の一方の岸部に配置され、前記採取用浮体に連結されるロープの牽引及び繰り出しを行う３つのロープ巻上装置が集約的に設置された作業ヤードと、
前記調整水域の周辺部の他方の岸部に設置された前記調整水域を設定するための２つの滑車と、を備え、
前記採取用浮体には、前記３つのロープ巻上装置の一つから直接的にロープが連結されるとともに、他の２つのロープ巻上装置からそれぞれ前記２つの滑車を介して方向変換されたロープが連結され、
前記採取用浮体を、懸濁物質の実質的な拡散をもたらすことのない調節速度で移動させるように前記ロープ巻上装置の巻き取り及び繰り出しを制御可能である制御装置を備えたことを特徴とする。

本発明において、「採取用浮体」とは、いかだ様、舟様など水に浮かぶものであって、懸濁物質を採取する際の移動用としてスクリューなど懸濁物質の拡散を発生させる推進駆動装置を使用しないものを云う。また、「ロープ巻上装置」とは、ロープ巻取りの作用と共に、巻き取ったロープを繰り出すことができるものを云う。また、「懸濁物質の実質的な拡散をもたらすことのない」とは、吸引口付近での懸濁物質の攪乱若しくは撹拌がないか、あるいは非常に僅かであり、懸濁物質濃度の変化が殆ど生じない状態を云う。

請求項１に記載の浄化設備によれば、採取用浮体の牽引を行うロープ巻上装置のロープの巻取速度を調節することにより、採取用浮体を調整水域内で懸濁物質の拡散を発生させることなく移動させることができ、従って懸濁物質の吸引採取が懸濁物質濃度の高い状態を維持した状態で効率よく達成される。また、調整水域は、懸濁物質の発生状況に合わせて牽引ポイントの配設位置を適宜選定することにより容易に設定することができる。

また、複数の上記ロープ巻上装置を１つの作業ヤードに集約的に配置し、この作業ヤード内の各ロープ巻上装置と上記水域内の採取用浮体との間のロープによる連結を、上記ヤード内のロープ巻上装置との間で直接的に、又はそれぞれ上記滑車を介して間接的に行うようにすれば、各ロープ巻上装置の操作を作業ヤード内で集中的に行うことができ、また、調整水域の設定とか変更は、作業ヤード内のロープ巻上装置の位置を変更することなく、上記滑車の設置位置を変更するだけで簡単に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の浄化設備において、前記吸入口から吸引された懸濁物質含有水の濁度を測定する濁度測定手段を有することを特徴とする。これにより、調整水域の浄化が目標どおりに達成されたことが数値的に確認できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の浄化設備において、前記採取用浮体がフロート式架台を有し、前記架台に、前記吸入口を備えた吸入装置の水面からの深さ位置の調整装置が設けられたことを特徴とする。これにより、水面との間の間隔が一定に維持されるフロート式架台を基準に、吸引口の水面からの位置をアオコ濃度の高い位置に合わせて調節することができ、従って分布状況に応じた効率のよいアオコ採取が可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の浄化設備において、前記深さ位置の調整装置が、前記吸入装置を上下動させる作動機構と、この作動機構を作動させる電動モータと、この電動モータの正逆の回転および回転量を制御する制御装置とを有していることを特徴とする。これにより、上記電動モータ制御装置を作業ヤードなどから遠隔的に操作することができ、従って吸入口の水面下位置が遠隔的に調節可能である。

本発明によれば、懸濁物質の発生状況に見合った調整水域の設定が簡単に行え、また、この調整水域内での採取用浮体の移動が懸濁物質の拡散を生じることなく行えるので、調整水域からの懸濁物質の回収が効率よく行われ、従って調整水域の浄化が効率よく達成される。

図１は、城の掘から懸濁物質としてのアオコを採取するために本発明を実施した場合を示す平面的概略図である。

図中、Ａは堀、Ｂは岸辺、Ｃは対岸の岸辺、１は採取用浮体、２は作業ヤード、３はアオコ回収装置である。

堀Ａの内、アオコを除去して浄化すべき調整水域が、採取用浮体１の牽引ポイントを決めることによって設定されるが、図示の実施形態においては、牽引ポイントの１つが作業ヤード２として形成され、他の牽引ポイントは岸辺Ｃに配置された滑車２１，２２にて形成されている。すなわち、図示の実施形態においては作業ヤード２と滑車２１，２２を結ぶ三角形の範囲が調整水域となり、その際、滑車２１，２２は牽引ポイントであると共にロープ延伸方向変換装置として作用している。上記から明らかなように、調整水域は牽引ポイントの位置を定めることによって画定される。

上記滑車２１，２２および下記の滑車２３はそれぞれ固定用具２１ａ，２２ａおよび２３ａに支承されており、これら固定用具は地面に対する固定が行ない易いように構成されている。しかしながら、滑車の配置位置は水面上であってもよく、その場合には固定用具は水底の土壌に対して固定しやすい構造のものにする。

作業ヤード２内にはロープ巻上装置としての３台の電動ウインチ４１，４２，４３が収容されており、ウインチ４１から延びるロープ４１ａの先端は、平面視矩形状の採取用浮体１の１つの隅部に結合され、ウインチ４２から延びるロープ４２ａは滑車２１を経由し、その先端は採取用浮体１の他の１つの隅部に結合され、ウインチ４３から延びるロープ４３ａは岸辺Ｂに設置された案内用滑車２３および上記滑車２２を経由し、その先端は採取用浮体１の更に他の１つの隅部に結合されており、各ロープは弛みのない状態で展張されている。

上記から明らかなように、作業ヤード２が牽引ポイントとなるのは、同作業ヤード内に配置されたウインチから延び出しているロープが、調整水域画定用の滑車を経由していない場合である。

作業ヤード２内には電動ウインチ４１〜４３用の制御装置（図示せず）が設けてあり、この制御装置は電動ウインチ４１〜４３のロープ巻取速度またはロープ繰出速度を個別に調整するように作用する。

調整水域からアオコを採取するために採取用浮体１を同水域内で移動させる際、１つのウインチ、例えばウインチ４１がロープ巻取り用として供され、他の２つのウインチ４２，４３がロープ繰出し用として供される。その際、巻取速度と繰出速度が上記の制御装置によって調整され、そのときの調整速度によって、ウインチ４１に向かって移動する採取用浮体１の移動速度と、ウインチ４１に向かう移動方向の方位が定まる。

ウインチ４１をロープ巻取り用とした移動で採取用浮体１が調整水域の端部まで達した後、ウインチ４２がロープ巻取り用として供される場合は、他の２つのウインチ４１，４３がロープ繰出し用として供される。これによって牽引ポイントとしての滑車２１へ向けての採取用浮体１の移動が行われる。その移動の終了後、今度はウインチ４３がロープ巻取り用、他の２つのウインチ４１，４２がロープ繰出し用として供され、牽引ポイントとしての滑車２２へ向けての採取用浮体１の移動が行われる。

このように各ウインチのロープ巻取り用およびロープ繰出し用としての役割を次々に変換することを繰返し、更にその際、巻取り速度と繰出し速度を調節することにより、採取用浮体１の調整水域の略全範囲を網羅する移動が懸濁物質の拡散を生じることなく達成され、その結果、調整範囲が効率よく浄化される。

採取用浮体１の移動中に、或いは途中で移動休止して、採取用浮体に設けられた吸入口からアオコが水と共に吸引されるが、この吸引は作業ヤード２内に設けられたポンプ５によって行われる。すなわち、上記吸入口はサクションホース６に接続されており、このサクションホースはポンプ５に接続されている。

サクションホース６内に吸引された水含有懸濁物質はポンプ５によって回収装置３へ給送され、ここでアオコは高分子フィルターにより水と分離されて回収される。分離された水は回収装置３において溶存酸素量を増大させる処理に付され、次いで調整水域内へ戻される。

上記吸入口から吸引された懸濁物質含有水はサクションホース６の中途部分に配置された濁度計８によって濁度が測定され、測定値は作業ヤード２内の電動ウインチ４１，４２，４３の制御装置へ給送される。この制御装置は上記測定値が上記の許容値を下回るまで電動ウインチ４１，４２，４３を操作し、調整水域での採取用浮体１の移動を繰り返し行う。

図１中、７ａ，７ｂは汚濁防止幕であり、隣接水域から調整水域内へのアオコの流入を阻止する。

図２は、採取用浮体１の他の１実施形態を示すものであり、採取用浮体１は架台１１を有し、この架台は発泡成形体、中空成形体等より成る浮き部材１２上に載置、固定されている。このように架台１１を浮き部材１２上に載置することにより、架台１１と水面Ｆとの間の間隔は略一定に維持される。

架台１１には、吸入口１３ａを有し上記サクションホース６に接続された吸入装置１３が取り付けてある。更に、架台１１上には吸入装置１３を上下動させて水面Ｆからの深さ位置を調節するための調節装置１４が設けてある。

深さ位置調節装置１４は、吸入装置１３に一端を固定され上方へ垂直に延びているネジ棒１４ａと、このネジ棒と螺合するナット部材を保持する作動装置１４ｂと、上記ナット部材を回転駆動するための電動モータ１４ｃと、このモータの回転を制御する制御装置１４ｄとを有している。制御装置１４は、例えば作業ヤード２内から遠隔的に操作可能であり、その操作により吸入装置１３の吸引口１３ａをアオコ濃度の濃い水面下位置に移動させることができ、更に時間を設定して、アオコ濃度の濃い時間帯に合わせて吸入口１３ａの水面下位置を自動的に調節することもできる。

懸濁物質回収装置を上記のように岸辺に配置する代わりに、図２に示すように、架台１１上に設置するようにしてもよい。この場合には、吸入装置１３の吸入口１３ａは点線にて示されているサクションホース６´、および架台１１上に設けたポンプ５´を介して懸濁物質回収装置３´へ接続される。懸濁物質回収装置３´の作用は上述の懸濁物質回収装置３と同様である。図中、３´ａは回収アオコを収容するスラッジタンク、３´ｂは、回収装置３´で分離され処理された水を水域へ戻すためのパイプである。

城の掘から懸濁物質としてのアオコを採取するための本発明による方法および装置を示す平面的概略図である。 採取用浮体の実施形態を示す概略的側面図である。

１ 採取用浮体
２ 作業ヤード
３ 懸濁物質回収装置
５，５´ ポンプ
６，６´ サクションホース
２１，２２ ロープ延伸方向変換装置（滑車）
４１，４２，４３ ロープ巻上装置（電動ウインチ）
４１ａ，４２ａ，４３ａ ロープ
Ａ 堀
Ｂ，Ｃ 岸辺

Claims (4)

1. 水植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域を移動し該懸濁物質を吸引する吸入口を備えた採取用浮体と、該吸入口から水と共に吸引採取された前記懸濁物質を水から分離して回収する回収装置と、分離時に生じる水を適宜処理した上で前記水域に放出する手段と、を備えた水域の浄化設備において、
   前記水域上で懸濁物質を採取すべき調整水域の周辺部の一方の岸部に配置され、前記採取用浮体に連結されるロープの牽引及び繰り出しを行う３つのロープ巻上装置が集約的に設置された作業ヤードと、
   前記調整水域の周辺部の他方の岸部に設置された前記調整水域を設定するための２つの滑車と、を備え、
   前記採取用浮体には、前記３つのロープ巻上装置の一つから直接的にロープが連結されるとともに、他の２つのロープ巻上装置からそれぞれ前記２つの滑車を介して方向変換されたロープが連結され、
   前記採取用浮体を、懸濁物質の実質的な拡散をもたらすことのない調節速度で移動させるように前記ロープ巻上装置の巻き取り及び繰り出しを制御可能である制御装置を備えたことを特徴とする水域の浄化設備。
2. 前記吸入口から吸引された懸濁物質含有水の濁度を測定する濁度測定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の水域の浄化設備。
3. 前記採取用浮体がフロート式架台を有し、前記架台に、前記吸入口を備えた吸入装置の水面からの深さ位置の調整装置が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浄化設備。
4. 前記深さ位置の調整装置が、
   前記吸入装置を上下動させる作動機構と、この作動機構を作動させる電動モータと、この電動モータの正逆の回転および回転量を制御する制御装置とを有していることを特徴とする請求項３に記載の浄化設備。

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