【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、湖沼、海域、河川などの停滞性水域
における富栄養化を防止する方法に関するもので
ある。
〔従来技術〕
近年、湖沼、海域、河川などの停滞性水域にお
ける富栄養化が重大な社会問題となつている。こ
の富栄養化の原因は、嫌気化した底部汚泥からの
栄養塩、有機物の溶出が一つの因子といわれてい
る。
したがつて、富栄養化防止対策としては、水域
に流入する栄養塩、有機物の除去が重大であると
ともに、水域内の底部汚泥中に蓄積した栄養塩、
有機物の溶出防止が重要な対策の一つとなる。
すなわち、具体的な富栄養化防止対策として
は、底部汚泥を除去（浚渫）する方法、底部汚泥
上に砂やフライアツシユを被覆（覆砂）する方
法、水域に凝集剤を注入する方法、水域を曝気す
る方法などが提案されており、このうち最も確実
な方法は、栄養塩、有機物の溶出する底部汚泥を
除去するものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、底部汚泥を除去する方法は、除
去する過程で底部汚泥を巻き上げ水域を汚濁させ
る点、除去した汚泥を処理、処分しなければなら
ない点、また汚泥を分離した水（余水）の処理が
厄介である点などが問題点となつている。
また、水域に凝集剤を注入する方法は、希薄な
リンなどを含有する水に凝集剤を注入することに
なり、処理効率を上げるために多量の凝集剤を注
入する必要があり、底泥からの栄養塩特にリンの
溶出が起こるたびに凝集剤を再注入する必要があ
つた。
水域を曝気する方法は、深水層に酸素を供給す
ることにより、水中のFe2+をFe3+に酸化させ、
溶出したリンをリン酸鉄として沈殿させるもので
ある。しかし、底部汚泥はかなり嫌気化してお
り、一時的に水中に酸素を供給しても、底部上澄
水が再び嫌気化し、リンの再溶出が起こるといつ
た問題点がある。
本発明は、前記問題点を解決し、底部汚泥から
のリンの溶出を効果的に抑制する方法を提供しよ
うとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、水域内底部の汚泥をエアリフトポン
プにより吸い上げたのち、吸い上げられた汚泥に
無機凝集剤を注入し再び水域内底部の汚泥層に返
送することを特徴とする富栄養化防止方法であ
る。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を参照しながら説明すれ
ば、第１図において、船１に設けられたエアリフ
ト管２にコンプレツサー３より空気を吹き込むこ
とにより、水域の底部汚泥７は吸い上げられ、船
１上の汚泥貯槽４に移送される。この過程で底部
汚泥７中に空気が混合されて好気化し、空気は汚
泥貯槽４にて分離される。
このエアリフト管２の吸込口は、エアリフト管
の長さを適宜変化させるか、エアリフト管２を上
下させることによりその位置を変化させ、底部の
嫌気化した汚泥のみを吸引できるように工夫をす
ることは好ましい適用例の一つである。
エアリフト管２により嫌気化して移送された汚
泥は、汚泥移送ポンプ５によつて返送管６から底
部汚泥７層内に返送する。この汚泥返送によつて
底部汚泥７層は好気化され、リンの溶出は抑制さ
れる。
さらに、返送管６による汚泥の底部への返送に
際し、無機凝集剤８を注入し、底部汚泥７中及び
汚泥間隙水中の高濃度のリンを不活性化するとと
もに、汚泥自体を凝集させ、汚泥の底部への返送
による巻き上げ現象を防止する。無機凝集剤８と
してAl塩をやや過剰に注入すれば、Al（OH）3の
生成量を増加させ、底部汚泥７にリンの吸着能力
を付与することができる。
なお、無機凝集剤としては、Al塩、Ca塩、Fe
塩、Mg塩があるが、Fe塩は底部汚泥７の局所的
な嫌気化によつてFe3+→Fe2+となり、リンが再
溶出する点に注意しなければならず、Ca塩、Mg
塩、例えばCa（OH）2、CaO、Mg（OH）2、MgO
は、水域のPHをあまり上昇させない量とするよう
注意を要する。
第１図は、船１上に必要な機器類をすべて具備
した例であるが、船上に搭載しなくとも、エアリ
フト管２、汚泥貯槽４、汚泥移送ポンプ５を一体
とした装置を水面上に浮かし、空気を地上に設置
したコンプレツサーにより供給するようにしても
よい。
第２図は、汚泥貯槽４に凝集沈殿機能をもたせ
た例である。この汚泥貯槽４では、エアリフト管
２より移送された汚泥に無機凝集剤８を混合し、
固液分離する。分離された、リンを含有しない分
離水９は水域に戻され、汚泥は汚泥移送ポンプに
より返送管６を経て底部汚泥７層に返送される。
次に実施例を示す。
100mm径×800mm高さの円筒状の透明アクリルカ
ラム３本に、それぞれ広島湾の底部汚泥を300mm
厚さに充填し、広島湾と底層水を500mm厚さに静
かに充填し、各カラムにおいて上澄水を嫌気状態
にして、リン溶出速度を求めた。
カラム１では、内径５mmのエアリフト管を設
け、エアリフト管内に空気を0.5／分で吹き込
み、汚泥を塔外に設けた２の汚泥貯槽に移送し
たのち、この汚泥をポンプでカラム内の底部汚泥
層内に返送した（比較例）。
カラム２では、カラム１と同様条件であるが、
汚泥貯槽の汚泥中に硫酸バンド（液状）を100
mg／注入し、この汚泥をポンプでカラム内の底
部汚泥層内に返送した（本発明）。
カラム３は比較例で、エアリフトも凝集剤注入
も行わない場合である。
以上の各処理結果は次表に示す通りであつた。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for preventing eutrophication in stagnant water bodies such as lakes, ocean areas, and rivers. [Prior Art] In recent years, eutrophication in stagnant water bodies such as lakes, oceans, and rivers has become a serious social problem. One of the causes of this eutrophication is said to be the elution of nutrients and organic matter from the anaerobic bottom sludge. Therefore, as a measure to prevent eutrophication, it is important to remove nutrients and organic matter flowing into water bodies, as well as remove nutrients and organic matter accumulated in bottom sludge in water bodies.
Preventing the elution of organic matter is one of the important measures. In other words, specific measures to prevent eutrophication include methods for removing bottom sludge (dredging), covering bottom sludge with sand or flyash (sand covering), injecting flocculants into water bodies, and Methods such as aeration have been proposed, and the most reliable method is to remove the bottom sludge from which nutrients and organic matter are leached. [Problems to be solved by the invention] However, the method for removing bottom sludge has the following points: the bottom sludge is stirred up during the removal process, polluting the water area, the removed sludge must be treated and disposed of, and the sludge is Problems include the troublesome treatment of separated water (surplus water). In addition, the method of injecting a flocculant into water bodies involves injecting the flocculant into water containing dilute phosphorus, etc., and it is necessary to inject a large amount of flocculant to increase treatment efficiency. It was necessary to re-inject the flocculant each time leaching of nutrients, especially phosphorus, occurred. The method of aerating a body of water is to oxidize Fe 2+ in the water to Fe 3+ by supplying oxygen to the deep water layer.
The eluted phosphorus is precipitated as iron phosphate. However, the bottom sludge is considerably anaerobic, and even if oxygen is temporarily supplied to the water, there is a problem in that the bottom supernatant water becomes anaerobic again and phosphorus is re-eluted. The present invention aims to solve the above problems and provide a method for effectively suppressing the elution of phosphorus from bottom sludge. [Means for solving the problem] The present invention involves sucking up sludge at the bottom of a water body using an air lift pump, injecting an inorganic flocculant into the sucked sludge, and returning it to the sludge layer at the bottom of the water body. This is a unique method for preventing eutrophication. [Embodiment] An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, sludge 7 at the bottom of a water area is sucked up by blowing air from a compressor 3 into an air lift pipe 2 installed in a ship 1. The sludge is then transferred to the sludge storage tank 4 on the ship 1. In this process, air is mixed into the bottom sludge 7 to make it aerobic, and the air is separated in the sludge storage tank 4. The suction port of this air lift pipe 2 should be devised so that only the anaerobic sludge at the bottom can be sucked in by changing the length of the air lift pipe as appropriate or changing its position by moving the air lift pipe 2 up and down. is one of the preferred application examples. The anaerobic sludge transferred by the air lift pipe 2 is returned to the bottom sludge layer 7 through the return pipe 6 by the sludge transfer pump 5. By this sludge return, the bottom 7 layers of sludge are aerobized and the elution of phosphorus is suppressed. Furthermore, when the sludge is returned to the bottom through the return pipe 6, an inorganic flocculant 8 is injected to inactivate the high concentration of phosphorus in the bottom sludge 7 and sludge pore water, and to flocculate the sludge itself. Prevents the phenomenon of winding up due to return to the bottom. If a slightly excessive amount of Al salt is injected as the inorganic flocculant 8, the amount of Al(OH) 3 produced can be increased and the bottom sludge 7 can be given phosphorus adsorption ability. In addition, as inorganic flocculants, Al salt, Ca salt, Fe
There are salts and Mg salts, but care must be taken that Fe salts change to Fe 3+ → Fe 2+ due to local anaerobization of the bottom sludge 7, and phosphorus will re-elute, and Ca salts and Mg salts
Salts, e.g. Ca(OH) 2 , CaO, Mg(OH) 2 , MgO
Care must be taken to set an amount that does not raise the pH of the water body too much. Figure 1 shows an example in which all the necessary equipment is installed on the ship 1, but even if it is not installed on the ship, a device that integrates the air lift pipe 2, sludge storage tank 4, and sludge transfer pump 5 can be installed on the water surface. It may be floated and the air may be supplied by a compressor installed on the ground. FIG. 2 shows an example in which the sludge storage tank 4 has a flocculation and sedimentation function. In this sludge storage tank 4, an inorganic flocculant 8 is mixed with the sludge transferred from the air lift pipe 2,
Separate solid and liquid. The separated phosphorus-free water 9 is returned to the water body, and the sludge is returned to the bottom sludge layer 7 via the return pipe 6 by the sludge transfer pump. Next, examples will be shown. Three cylindrical transparent acrylic columns with a diameter of 100 mm and a height of 800 mm were filled with 300 mm of bottom sludge from Hiroshima Bay.
The phosphorus elution rate was determined by gently filling the columns with Hiroshima Bay and bottom layer water to a thickness of 500 mm, making the supernatant water in an anaerobic state in each column, and determining the phosphorus elution rate. Column 1 is equipped with an air lift pipe with an inner diameter of 5 mm, and air is blown into the air lift pipe at a rate of 0.5/min to transfer the sludge to the sludge storage tank 2 installed outside the column.The sludge is then pumped into the bottom sludge layer inside the column. (comparative example). In column 2, the conditions are the same as in column 1, but
100% sulfuric acid band (liquid) in the sludge of the sludge storage tank
mg/injected and the sludge was pumped back into the bottom sludge layer in the column (invention). Column 3 is a comparative example in which neither air lift nor flocculant injection is performed. The results of each of the above treatments were as shown in the following table.
〔効果〕〔effect〕
以上述べたように本発明は、湖沼、海域、河川
などの停滞性水域において、底部の汚泥をエアリ
フト作用によつて吸い上げたのち、この吸い上げ
られた汚泥に無機凝集剤を注入し再び水域内底部
の汚泥層に返送するもので、水域の汚泥をみるこ
となく、底部汚泥からのリンの溶出を効果的に抑
制することができ、該水域の富栄養化による障害
を確実に防止することができるものである。
As described above, the present invention involves sucking up sludge at the bottom of stagnant water bodies such as lakes, ocean areas, and rivers by airlift action, and then injecting an inorganic flocculant into the sucked up sludge and returning it to the bottom of the water body. This method effectively suppresses the elution of phosphorus from the bottom sludge without seeing the sludge in the water area, and can reliably prevent problems caused by eutrophication of the water area. It is something.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体の
系統説明図、第２図は第１図の一部の実施例を示
す説明図である。
１……船、２……エアリフト管、３……コンプ
レツサー、４……汚泥貯槽、５……汚泥移送ポン
プ、６……返送管、７……底部汚泥、８……無機
凝集剤、９……分離水。
The drawings show embodiments of the present invention, with FIG. 1 being an explanatory diagram of the entire system, and FIG. 2 being an explanatory diagram showing a part of the embodiment of FIG. 1. 1... Ship, 2... Air lift pipe, 3... Compressor, 4... Sludge storage tank, 5... Sludge transfer pump, 6... Return pipe, 7... Bottom sludge, 8... Inorganic flocculant, 9... ...separated water.