JPH07116418A

JPH07116418A - 水域浄化装置および水域浄化方法

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Publication number: JPH07116418A
Application number: JP26450893A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Miyamoto; 鉄也宮本; Teruo Senda; 輝雄千田; Yukio Hatano; 征雄畑野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-05-09
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JP3341400B2

Abstract

(57)【要約】【目的】湖沼、河川、ダム湖、掘割、海などのアオコや
赤潮などを除去する。【構成】水域の表層部からの取水手段１と、スクリーン
ろ過装置２と、極細繊維を用いたろ布を装着した回転ド
ラム式連続ろ過装置３と、回転ドラム式連続ろ過装置３
の逆洗水を脱水するための脱水装置４と、これらを積載
して水面を移動する手段とからなる浄化装置を用いる。
水域面を移動させつつ表層部を取水し、スクリーンろ過
装置を用いて粗い固形物を分離し、ついで、スクリーン
のろ過水を回転ドラム式連続ろ過装置を通して残るアオ
コなどの細い固形物を分離し、浄化した水は水域に戻
す。浄化水の一部は回転ドラム式連続ろ過装置の逆洗に
使用し、逆洗した水を脱水装置に送って固形物をケーク
として分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湖沼、河川、ダム湖、
掘割、海などの水域の、たとえば、アオコや赤潮などを
含む汚染物質を、水面を移動しながら除去する水域浄化
装置および水域浄化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の水域の汚濁物質の除去は、
汚染された水をポンプで汲み上げ、移送用貯槽に入れて
そのまま陸に運搬し、陸上のろ過装置などを用いて汚濁
物質を除去していた。また、目の粗いスクリーンを船首
に取付け、移動しながら浮遊する塵芥をすくい取る清掃
船などが用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近、前記
の水域での富栄養化が進み、水面から１０〜２０ｃｍま
での表層部に大量のアオコや赤潮が発生して広い水域を
汚染する事態が多発し、浄水の汚濁や漁業への影響が問
題になってきた。これらの汚染物質が小さな水域や、岸
に近い一部の水域に集中するときには、従来のろ過設備
を応用して全量ろ過し、浄化できる可能性があったが、
広い水域や、水域全体に汚染物質が拡散しているアオコ
や赤潮などに対しては現実的でない。本発明は、このよ
うなアオコや赤潮を含む水域汚濁を防除することを目的
として完成された。

【０００４】アオコや赤潮の発生原因である動植物性プ
ランクトンは、湖沼、ダム湖、掘割などの静止水域で
は、主に表層約１０ｃｍ以内に存在し、それ以下の深度
に存在するプランクトンの濃度に較べて１００倍以上の
濃度を有し、かつ、４〜１０月の夏場にその濃度が急上
昇することが知られている。そこで、本発明者は、問題
の解決手段を検討し、広い水域において、効率的に汚染
物質を除去し浄化するには、以下の課題を解決する必要
のあるとの結論に達した。

【０００５】すなわち、本発明は、（１）汚染物質を除
去し、浄化する装置自体が、水域を巡回移動できるこ
と、（２）表層部の水を採取すること、（３）原則とし
て、薬液を用いないでプランクトンを分離すること、
（４）大容量の水を浄化できること、（５）水面の移動
手段に積載が可能なコンパクトな装置であること、
（６）アオコは、１００ｍｇ／ｌを超える濃度になるこ
とがあるので、高濃度な汚染物質を処理できること、
（７）汚染物質を濃縮しケーク化して、陸に持ち帰れる
ように減容できること、（８）動力、水道水などの用役
使用を極力押さえること、を課題に完成されたものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題は、以下に図
面を参照して説明する本発明を利用することによって解
決される。すなわち、本発明は、水域の表層部から取水
する手段１と、スクリーンろ過装置２と、回転ドラム式
連続ろ過装置３と、回転ドラム式連続ろ過装置３の逆洗
水を脱水するための脱水装置４と、上記の手段と各装置
とを積載して水面を移動する移動手段とからなることを
特徴とする水域浄化装置を提供する。脱水装置には、ろ
布走行式脱水装置４が好ましい。

【０００７】また、水域の表層部から取水する手段１
と、スクリーンろ過装置２と、回転ドラム式連続ろ過装
置３と、回転ドラム式連続ろ過装置３の逆洗水を脱水す
るための脱水装置４と、上記の手段と装置とを積載して
水面を移動する移動手段とからなる水域浄化装置を水域
面を移動させつつ、水域表層部の水を取水して、まず、
スクリーンろ過装置を用いて粗い固形物を分離し、つい
で、スクリーンのろ過水を回転ドラム式連続ろ過装置を
通して残る細い固形物を分離して浄化し、得られた浄化
水を水域に還流するとともに、浄化水の一部を用いて回
転ドラム式連続ろ過装置を逆洗し、逆洗した水を脱水装
置に送って含まれている固形物をケークとして分離する
ことを特徴とする水域浄化方法を提供する。前記の脱水
装置には、ろ布走行式脱水装置を用いるとよい。

【０００８】

【実施態様例と作用】本発明の水域浄化装置および水域
浄化方法について、実施態様例をあげながら、図面を参
照してさらに詳しく説明する。図１は、移動手段に積載
する、本発明に係る水域浄化装置のプロセス部分の実施
態様例を示すフローシートである。本発明の水域浄化装
置のプロセス部分は、汚染物質を汲み上げる集藻装置１
などの取水手段、汲み上げた水から粗い汚染物質を除去
するスクリーンろ過装置２、スクリーンろ過した水に含
まれるアオコなどの微小な汚染物質を除去する回転ドラ
ム式連続ろ過装置３、および回転ドラム式連続ろ過装置
３の逆洗水を脱水しケークにして減容する脱水装置４と
から構成されている。本発明の水域浄化装置は、浄化対
象の水域を移動し、汚染区域のの表層部の水を汲み上げ
て浄化を実施する。移動する手段には、有人または遠隔
操作の無人の船舶などがあげられる。

【０００９】さて、本発明では、プランクトンなどの濃
度の高い水域の表層部、主に水面から１０〜２０ｃｍま
での範囲の水を汲み上げるために、たとえば、先端が塵
取り状で、柄の部分を形成するパイプにポンプ５の吸引
側が接続された、集藻装置１を使用する。集藻装置１で
集めた水は、比較的低揚程のポンプ５で汲上げてスクリ
ーンろ過装置２に給水する。スクリーン装置２は、一般
に、圧力損失が極めて小さいので、揚程の大きなポンプ
を用いる必要はなく、ポンプ５にはプラスチックフィル
ムなどが詰りにくい軸流ポンプなどを使用することがで
きる。

【００１０】スクリーンろ過装置２に供給した水は、ス
クリーンを通過させ、浮遊物や水草などの比較的粗い汚
染物質を分離する。本発明に採用するスクリーン装置２
の形状に特別な制限はないが、スクリーンの目詰りを自
己完結的に防除する機能を有するものが好ましい。なか
でも好ましい装置として、たとえば、本実施態様例に示
すような、供給した水を傾斜して取付けたスクリーン６
の表面に流下させ、流下する水と微粒子とをスクリーン
６を通過させ、通過できない固形物８はスクリーン６の
表面をシュート９に向かって滑落させて、固液を分離す
る、傾斜式スクリーンろ過装置２があげられる。スクリ
ーン６には、水の流下方向に対して直交して、幅方向に
水が通過する間隙をおいて平行に並べられた、断面が楔
形のウエッジワイヤを使用するとよい。かつ、スクリー
ン６の裏面には可動ブラシ７が取り付けられている。可
動ブラシ７は、スクリーン６の裏面を擦りながら、スク
リーン６の幅方向に往復動して、水草などの固形物が間
隙に詰まったり、水垢が付着するするのを排除すること
ができる。スクリーン６の構造は、対象となる水域の状
況によって選定するが、一般的な湖沼では、一辺が１．
０〜３．０ｍｍの金属製のウエッジワイヤを使用し、目
開きは、０．１〜３．０ｍｍ程度にするとよい。スクリ
ーン６の取付角度は、水平面に対し５０〜７５度の範囲
で傾斜させることが好ましい。

【００１１】このような装置は、特開昭５５−３９２０
６号公報などに記載されている。本発明では、上記の傾
斜平面型のスクリーン装置の他にも、たとえば、円筒形
の金網またはパンチングメタルをスクリーンとし、粒子
径が約１ｍｍを超える粗大粒子を分離できるような装置
を使用してもよい。

【００１２】本発明においては、小さな藻類や生物スラ
イムなどは、敢えてスクリーンろ過装置２で分離せず、
通過させる。しかし、目開きが大きすぎると、これらの
微小な固形物による目詰りは避けられるが、比較的大き
な藻類などを分離することができなくなり、回転ドラム
型固液分離装置３の逆洗排水系で目詰りの原因などにな
るので、状況に応じたスクリーンを選択するとよい。

【００１３】スクリーン装置２を通過して含まれている
大きな固形成分を分離除去した水は、極細繊維を用いた
ろ布を装着した回転ドラム型固液分離装置３に導入し
て、アオコなどのプランクトン、小さな藻類や生物スラ
イムなどをろ過して分離し、除去する。必要に応じて
は、供給する水に凝集剤を添加し、水中に含まれている
コロイド成分を凝集フロック化した後、回転ドラム型固
液分離装置３に導入し、ろ過してもてもよい。

【００１４】回転ドラム式連続ろ過装置３には、織物ま
たは編物の基材が起毛され、太さ０．１〜１０μｍの極
細繊維の立毛が基材の表面に横たわっているろ過材を装
着する。図１を参照して回転ドラム式固液分離装置３の
一例を説明する。まず、ろ過材を装着して回転している
円筒状のろ過ドラム１０の内側に、処理する水を連続的
に送入する。ついで、送入された水は、ろ過ドラム１０
内の液面とこれよりも低い受槽１１のろ過液面との差圧
Δｐによって、ろ過ドラム１０を通過して受槽１１に到
達し、ろ過される。ろ過された水は、大部分が放流管１
２を経てもとの水域に還流される。ろ過水の一部は、回
転ドラム式連続ろ過装置３、および必要があれば、脱水
装置４のろ布を再生するための洗浄水として利用され
る。回転ドラム式連続ろ過装置３において、送入水から
分離されてろ過ドラム１０の内壁に付着した固形物は、
逆洗水ポンプ１３を用いてノズル１４に送られたろ過水
で逆洗される。

【００１５】本発明において、回転ドラム式固液分離装
置２に装着するろ過材は、アオコや赤潮のプランクトン
類を除去するのに重要である。たとえば、以下に説明す
る、織物または編物からなる基材の表面に、その基材を
起毛して形成させた太さ０．１〜１０μｍの極細繊維の
立毛が一方向に横たわり、この立毛がろ過層の作用を奏
するろ過材が好適である。このろ過材となる織物または
編物には、通常、太さが０．１〜１０μｍのポリアミ
ド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコ
ール系、ポリフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル
などの合成繊維の極細繊維で構成されたものを使用す
る。織成や編成の種類はとくに問わないが、織物では朱
子織物が、編物ではハーフ編のトリコット生地が起毛し
やすく好ましい。太さが０．１μｍ以下の極細繊維は強
度が不足し、１０μｍ以上の繊維は起毛後、直立しやす
く、良好なろ過層を形成しにくい難点がある。起毛方法
は、従来からの公知の手段を用いればよい。たとえば、
特公平４−１６４７号公報や特公平４−９０８１号公報
に記載されているろ布および装置がこれに相当する。ま
た、このろ過材は、プランクトン類をろ別できる上に、
ろ過物を表面から剥離しやすく、逆洗が容易で長期にわ
たって目詰りしない特長がある。

【００１６】回転ドラム式連続ろ過装置３を逆洗した、
多量の固形物を含む水は、脱水装置４に送り、固形物を
脱水し、ケーク化して減容する。対象となる固形物を脱
水できる脱水装置であれば、連続式、回分式、あるいは
遠心式、ろ布走行式など、その分離方式は、とくに限定
されないが、図１に示したコンパクトで大きな動力を要
せず、連続式で操作が簡単な、ろ布走行式脱水装置４の
使用が好ましい。図１を参照してろ布走行式脱水装置４
の一例を説明する。ろ布走行式脱水装置４は、一定軌道
上を一方向に周回するエンドレスなろ布１７と、ろ布１
７上のケーク２２を移し取る転写ドラム１８と、転写ド
ラム１８上に移し取られたケーク２２を掻き落とすスク
レーパ１９とから構成されている。ろ布１７は、駆動ロ
ール、ガイドロールや圧搾ロールを含む一群のロール２
０で規制される一定の軌道上に張設され、矢印の方向に
周回している。

【００１７】回転ドラム式連続ろ過装置３の逆洗水は、
貯槽１５に入り、ポンプ１６で脱水装置、本実施態様例
ではろ布走行式脱水装置４のろ布１７上に送られる。ろ
布１７上に供給された固液の混合物は、重力と、ろ布１
７を介して反対面から加えられる減圧吸引作用とによっ
て、脱水され、さらに、周回する濾布１７に伴われて、
転写ドラム１８とロールとの間に運ばれ、圧搾されて水
が絞りとられ、いわゆるケーク２２になる。このケーク
２２は、ろ布１７から転写ドラム１８の表面に移し取ら
れ、さらにスクレーパ１９によって掻き落とされ、ケー
クトレイ２１に集められる。また、ろ布１７は、逆洗水
ポンプ１３を用いて送られるろ過水の一部を用い、逆洗
ノズル２３から連続的に逆洗することができる。脱水し
て得られた水および逆洗を終えた水は、回転ドラム式連
続ろ過装置３の供給側に戻すとよい。この種の装置とし
ては、たとえば、特公平１−４４０８５号公報に記載の
固液分離装置などがあげられる。

【００１８】

【実施例】本発明の水域浄化装置および水域浄化方法
を、従来の陸置式の濾過、脱水装置を用いて処理する方
法と比較したので、その結果を説明する。対象水域は、
約１２ヘクタールの広さで、水深が平均約２ｍの、中央
に島のある池であった。本発明および従来の方法をを利
用してこの島の周りに集中的に発生したアオコの除去を
試みた。当時、アオコの大部分は、水面から約１５ｃｍ
の範囲に存在し、その平均ＳＳ濃度は、約３００ｍｇ／
ｌであった。

【００１９】実施例小船に次の構成からなる水域浄化装置を積載して本発明
を利用し、１００ｍ³の池水を処理し、アオコを除去し
た。結果を表１に示す。（１）水域の表層部から取水する手段：水平方向の幅が
０．５ｍ、水面からの深さが０．１５ｍ、開口面積０．
０２５ｍ²の開口部を有し、毎分６ｍの早さで移動し、
池水の表層部を毎分０．４５ｍ³吸込む能力を有する集
藻装置。（２）スクリーンろ過装置：スリットの目開きが１ｍｍ
である洗浄装置付傾斜式スクリーンろ過装置（ＴＨ−１
００Ｔ−１０００Ｓ：東レエンジニアリング（株）
製）。（３）回転ドラム式連続ろ過装置：処理能力２７ｍ³／
Ｈｒ（トレロームＲＤ−１０００−Ａ４、ろ布はＧタイ
プを装着：東レ（株）製）。（４）脱水装置：処理能力８．１ｋｇ−ＤＳ／Ｈｒ（ト
レロームＴＭ−１２００ろ布はＦタイプを装着：東レ
（株）製）。

【００２０】比較例実施例に使用したのと同じ仕様のスクリーンろ過装置、
回転ドラム式連続ろ過装置および脱水装置を陸上に設置
し、実施例同様、アオコ発生水域において、２０ｍ³の
貯槽を積載するアオコ吸引船を用い、池面から１５ｃｍ
までの水を吸い上げ、上記の陸上装置まで運搬して１０
０ｍ³の池水を処理し、アオコを除去した。結果を表１
に示す。

【００２１】

【表１】項目濃縮水* 脱水ケーク所要時間人員平均粒径含水率回収率回収量単位 μｍ％％ｋｇ** Ｈｒ人実施例２０８２８５３１４．７２比較例１７８５７５３０９．７３注）＊：脱水機に供給する液。 **：含水ケークの
重量を示す。

【００２２】実施例と比較例の結果の対比所要時間：比較例は、池水の運搬などに時間を要し、同
じ処理量の本発明の実施例に較べて、約２倍の作業時間
を要した。

【００２３】所用人員：比較例は、汲上げた池水の移替
えなどのために実施例の１．５倍の人員を配置する必要
があった。

【００２４】脱水性能：実施例は、ケークの含水率およ
び回収率が比較例よりも優れている。比較例は、池水の
吸引、貯留、移替えなどに起因する汚濁物質の細粒化が
発生したものと推定される。

【００２５】その他：実施例は、実質的に連続操業が可
能であって、脱水機の洗浄水を系内で供給できた。しか
し、比較例は、池水の運搬に起因する分割処理方式を採
用するために、別途洗浄水を余分に消費した。

【００２６】

【発明の効果】本発明の水域浄化装置を利用することに
よって、以下に説明する効果が得られる。（１）回転ドラム式連続ろ過装置に適切なろ布を使用す
れば、リンなどの栄養成分が有機物に変換したプランク
トンを除去するので、たんに汚濁物質の除去にとどまら
ず、その水域の富栄養化状態を改善する効果がある。（２）水域の表層部を選択的に取水し浄化するので、全
量ろ過に較べて装置規模は小さく経済的である。（３）汚濁水域に移動し、集中的に浄化作業を行うこと
ができる。（４）浄化水を自己完結的に逆洗水に使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水域浄化装置の概略フローシ−ト。

【符号の説明】

１：取水する手段２：スクリーンろ過装置（傾斜
式）３：回転ドラム式連続ろ過装置４：脱水装置（ろ布
走行式）５：ポンプ６：スクリーン７：可動ブラッシ
８：固形物９：シュート１０：ろ過ドラム１１：受槽
１２：放流管１３：逆洗水ポンプ１４：ノズル１５：貯槽
１６：ポンプ１７：ろ布１８：転写ドラム１９：スクレーパ２０：一群のロール２１：ケークトレイ２２：
ケーク２３：逆洗ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 33/06 Ｂ０１Ｄ 33/18 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水域の表層部から取水する手段１と、スク
リーンろ過装置２と、回転ドラム式連続ろ過装置３と、
回転ドラム式連続ろ過装置３の逆洗水を脱水するための
脱水装置４と、上記の手段と各装置とを積載して水面を
移動する移動手段とからなることを特徴とする水域浄化
装置。
【請求項２】脱水装置に、ろ布走行式脱水装置４を用い
ることを特徴とする、請求項１に記載の水域浄化装置。
【請求項３】水域の表層部から取水する手段１と、スク
リーンろ過装置２と、回転ドラム式連続ろ過装置３と、
回転ドラム式連続ろ過装置３の逆洗水を脱水するための
脱水装置４と、上記の手段と装置とを積載して水面を移
動する移動手段とからなる水域浄化装置を水域面を移動
させつつ、水域表層部の水を取水して、まず、スクリー
ンろ過装置を用いて粗い固形物を分離し、ついで、スク
リーンのろ過水を回転ドラム式連続ろ過装置を通して残
る細い固形物を分離して浄化し、得られた浄化水を水域
に還流するとともに、浄化水の一部を用いて回転ドラム
式連続ろ過装置を逆洗し、逆洗した水を脱水装置に送っ
て含まれている固形物をケークとして分離することを特
徴とする水域浄化方法。
【請求項４】脱水装置に、ろ布走行式脱水装置を用いる
ことを特徴とする、請求項３に記載の水域浄化方法。