JP5938005B2 - アオコ除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、アオコ除去装置に関し、特に、エアレーションを用いて水面付近の増殖期のアオコを効果的に所定深さ以下の水中に移動除去するアオコ除去装置に関する。

従来、アオコの除去方法として、集積除去、加圧破壊、粉末担持沈降など、様々な技術が提案されている。

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。まず、装置が大がかりであるという問題点があった。従って、広範囲な湖沼については設置費用がかさみ、費用対効果の観点から必ずしも現実的な選択肢とならない場合があるという問題点があった。また、消費電力の大きなポンプ等を必要とし、上記と同様の問題の他、岸から離れて設置する場合、送電手段も確保しづらいという問題点もあった。

特許第４２６６７３５号公報 特許第４２２８２６４号公報 特許第４１０１６０３号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、簡便かつ安価な構成で、消費電力も少なくアオコを除去する装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のアオコ除去装置は、外筒体の中に中筒体が、中筒体の中に内筒体が、それぞれ挿入された三管構造を有するアオコ除去装置であって、三管を鉛直な姿勢にて、外筒体上面を略水面位置に保持する保持手段と、中筒体内側と内筒体外側との間に下部から空気を送出する送気手段と、を具備し、外筒体上面と内筒体上面は略同一位置とし、中筒体上面は外筒体上面より高い位置とし、外筒体は、中筒体下面より下に位置し内筒体外周に接合する底面を有し、内筒体下面は外筒体の底面より下に位置させ、送気手段に基づく気泡の上昇流に伴い外筒体内側の水が中筒体下面から引き込まれる結果、水面付近のアオコを含んだ水を外筒体上面から流入させ、中筒体を経て内筒体下面から開放することを特徴とする。

すなわち、請求項１に係る発明は、気泡の上昇流によって中筒内側の水面が押し上がることにより、外筒内側の水が中筒下面から引き込まれる結果、水面付近のアオコを含んだ水が外筒上面から外筒内側へ流入してくる。これと同時に、中筒内側上部で押し上がったアオコを含んだ水は内筒上面から流入し、所定水深の内筒下面から開放される。これによって、大電力を要しないエアレーションのみで水流を作り、アオコを水面付近から除去することができる。なお、アオコが腐敗する前に水中に拡散できるので、水中酸素欠損や遮光による悪循環を発生させない、または、断ち切ることができ、湖沼自身または魚介類の有する浄化能力によってアオコが分解消費等され、水質改善が実現される。

なお、保持手段は特に限定されず、上から吊す態様であっても、錘と浮きを用いたものであってもよい。仕様の態様により古沼底面から三管を保持ないし支持するようにしてもよい。三管の材質、径、長さ、送気手段の時間当たりの送気量も、適宜設置場所に応じて設計することができる。また、三管は円筒が好ましいが角筒であっても良い。

請求項２に記載のアオコ除去装置は、請求項１に記載のアオコ除去装置において、外筒体上面を、波形状、櫛形状、または、山切状に形成したことを特徴とする。

すなわち、請求項２に係る発明は、水を引き込む場所を作り、安定的かつ効率的に表層の流れを作出し、アオコを取り込むことができる。

請求項３に記載のアオコ除去装置は、請求項１または２に記載のアオコ除去装置において、内筒体の水面下の長さを２０ｍ以上としたことを特徴とする。

すなわち請求項３に係る発明は水圧によりアオコを破壊ないし活動阻害する程度に潰し、増殖を抑制することができる。アオコは、２．０〜２．５ｋｇ／ｃｍ_２程度（水深２５ｍ）でガス胞が破壊され、不活性化するので、下方への水流も考慮して内筒の長さを２０ｍとしている。

請求項４に記載のアオコ除去装置は、請求項１，２または３に記載のアオコ除去装置において、送気手段が、太陽電池パネルを用いて駆動するものであることを特徴とする。

すなわち、請求項４に係る発明は、自立自給側の装置を構築でき、沖合設置も容易なアオコ除去装置を提供することができる。

なお、太陽電池パネルおよび送気ポンプは適宜フロート等で三管に隣接させるようにすることができる。保持手段表面が太陽電池で被覆されるようにしてもよい。

本発明によれば、簡便かつ安価な構成で、消費電力も少なくアオコを除去する装置を提供することができる。

本発明のアオコ除去装置の一例を示した断面概要図である。 本発明のアオコ除去装置の平面図である。なお、図２では、外筒上端縁の山切形状の谷部分に表層水が移動していく様子を一部描画している。 本発明のアオコ除去装置の外筒近傍における表層水の流れの様子を示した部分斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明のアオコ除去装置の一例を示した断面概要図である。図２は、本発明のアオコ除去装置の平面図である。図３は、本発明のアオコ除去装置の外筒近傍における表層水の流れの様子を示した部分斜視図である。なお、図では説明の便宜上縮尺等は適宜異ならせて描画している。

アオコ除去装置１は、外筒１００、中筒２００および内筒３００、並びに、保持体４００を主要な構成として備える。以降では、外筒１００、中筒２００および内筒３００の組を三管体Ａと適宜称することとする。本実施の形態では、各筒は、厚み１０ｍｍの塩ビチューブとしており、外筒１００は外径５０ｃｍφ×長さ１ｍ、中筒２００は外径４０ｃｍφ×長さ１ｍｍ、内筒３００は外径２５ｃｍφ×長さ３ｍのものを用いている。

三管体Ａは、外筒１００の中に中筒２００が、中筒２００の中に内筒３００が挿入された配置となっており、外筒１００上面より中筒２００上面は１０ｃｍ高く、外筒１００上面より内筒３００は１ｃｍ低く配置している。また、三管体Ａは軸中心を共通とし、内部に複数箇所、棒状の補強体２０１によって筒を相互に補強している。

なお、外筒１００には内筒３００の外周に接合する底面１０１が設けられており、後述するように水は外筒１００の上面の縁１０２のみから流入する構成となっている。また、縁１０２は、山切状に形成され、これにより、谷部分から水が流入し、表面水流が効率的に形成されるようにしている。

保持体４００は、４つのフロート４０１が支持棒４０２によって外筒１００の外周に取り付けられ、外筒１００の縁１０２がちょうど水面に位置するようにしつつ三管体Ａの姿勢を鉛直に保つようにしている。換言すれば、縁１０２が水面に位置するように浮力設計されたフロート４０１としている。フロート４０１が４つに分断されているので、例えば浮き輪状であればアオコが浮き輪の外側に停留しやすいところ、円滑に外筒１００に到達する。

また、フロート４０１の内部にはエアポンプ４１１が、上面には太陽電池パネル４１２が設置されている。太陽電池パネル４１２により生成された電力によりエアポンプ４１１が駆動され空気を三管体Ａに送出する。

この空気は、チューブ４１３を経由して、中筒２００と内筒３００との間の下部から排出され、泡となって上昇する。なお、エアポンプ４１１の能力は毎分３０リットルのものを用いている。

アオコ除去装置１は以上の構成であるので、中筒２００内側の泡が上昇する勢いで緩やかな上昇水流が形成され、アオコを含んだ水が縁１０２から引き込まれる。同時に、アオコを含んだ水は内筒３００の上面から内側に落ち込み、緩やかな下降水流となって内筒３００の下面から解放される。

従って、アオコが繁茂する環境にあっても、水面が被膜される前に水深の深いところにアオコが移送される結果、水環境（遮光、貧酸素）の悪化が予防される。また、被膜が形成された場合であっても、中筒２００の内側で上昇する間にある程度泡等により破砕され、魚やプランクトン等の餌になり、この点からも水環境の改善が実現する。

加えて、表層の酸素濃度の高い水（および内筒内の泡によって酸素が溶解した水）が水深の深いところに供給されることとなるため、これによっても水環境が改善される。

また、太陽電池でエアポンプを駆動するので別途電源を確保する必要がなく、設置自由度の高いアオコ除去装置として提供することができる。特に、従来では、ポンプを直接的な水流発生に用いていており、必然的に高出力（高消費電力）とならざるを得なかったところ、本発明では、低消費電力で済むエアポンプによるエア供給および筒を用いた整流により効率的な水流発生を実現しており、太陽電池の利用が可能となっている。

なお、アオコ除去装置１は上記の態様に限定されない。例えば、内筒の下部に蛇腹を接続し、より深いところ、または所望の場所でアオコを含んだ水を開放することもできる。三管体Ａの大きさ、エアポンプの能力等は適宜設計できることはいうまでもない。

縁１０２の形状は波状や櫛状としてもよい。チューブ４１３の先端にスポンジフィルタを取付け、泡の大きさを調整するようにしてもよい。

また、保持体４００は必ずしもフロート様にする必要はなく、三管体Ａを、縁１０２を水面高さとして鉛直に起立させる構成であればよく、送気手段やその電源も別途確保するようにしてもよい。

また、三管体Ａ等の表面には光触媒塗料を塗布し、アオコその他の藻類、微生物等の付着を抑制するようにしてもよい。

本装置は、淡水湖、汽水湖、ダムなどに設置できるが、これに限定されず、内湾など赤潮発生域に応用することもできる。

１ アオコ除去装置
１００ 外筒
１０１ 底面
１０２ 縁
２００ 中筒
２０１ 補強体
３００ 内筒
４００ 保持体
４０１ フロート
４０２ 支持棒
４１１ エアポンプ
４１２ 太陽電池パネル
４１３ チューブ
Ａ 三管体

Claims (4)

1. 外筒体の中に中筒体が、中筒体の中に内筒体が、それぞれ挿入された三管構造を有するアオコ除去装置であって、
   三管を鉛直な姿勢にて、外筒体上面を略水面位置に保持する保持手段と、
   中筒体内側と内筒体外側との間に下部から空気を送出する送気手段と、
   を具備し、
   外筒体上面と内筒体上面は略同一位置とし、中筒体上面は外筒体上面より高い位置とし、
   外筒体は、中筒体下面より下に位置し内筒体外周に接合する底面を有し、内筒体下面は外筒体の底面より下に位置させ、
   送気手段に基づく気泡の上昇流に伴い外筒体内側の水が中筒体下面から引き込まれる結果、水面付近のアオコを含んだ水を外筒体上面から流入させ、中筒体を経て内筒体下面から開放することを特徴とするアオコ除去装置。
2. 外筒体上面を、波形状、櫛形状、または、山切状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のアオコ除去装置。
3. 内筒体の水面下の長さを２０ｍ以上としたことを特徴とする請求項１または２に記載のアオコ除去装置。
4. 送気手段は、太陽電池パネルを用いて駆動するものであることを特徴とする請求項１，２または３に記載のアオコ除去装置。
   

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