【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、藻類含有水の浄化処理
装置及び浄化処理方法に関する。さらに詳しくは、本発
明は、藻類含有水に紫外線を照射したのち、凝集、加圧
浮上及びろ過を行うことにより、凝集性の乏しい珪藻類
にもフロックを形成せしめ、加圧浮上により除去するこ
とにより、ろ過器の閉塞を防止することができる藻類含
有水の浄化処理装置及び浄化処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、工業の発展、生活水準の向上、人
口の都市集中が進む中で、用水に対する需要が増大する
一方、自然的条件としての降水量の変動による渇水のた
めの取水制限や、地盤沈下や塩水の混入を防ぐための地
下水の採取の規制が行われ、水質の劣る湖沼水を利用す
る必要性が高まっている。一方、湖沼においては、湖沼
周辺における都市化の進行により、家庭排水などに起因
する多量の窒素やりんなどの栄養源が供給され、湖沼の
富栄養化が急速に進み、藻類の繁殖が盛んになってい
る。従来、藻類を含有する原水は、硫酸アルミニウムや
ポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を加えてフロックを
形成せしめ、加圧浮上によりフロックを浮上分離したの
ち、処理水のろ過が行われていた。しかし、藻類の中で
藍藻類（Ｍｙｘｏｐｈｙｃｅａｅ又はＣｙａｎｏｐｈｙ
ｃｅａｅ）や緑藻類（Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｃｅａｅ）な
どは、凝集反応槽で凝集剤を注入することによりフロッ
クを形成し、加圧浮上装置で除去することができるが、
珪藻類（Ｂａｃｉｌｌａｒｉｏｐｈｙｃｅａｅ）、特に
シネドラアクス（Ｓｙｎｅｄｒａ Ａｃｕｓ）などは酸
質からなる外殻を有し、また殻長２００μｍ以上の針状
であるため、凝集反応槽でのフロック形成が困難であ
る。そのため、シネドラアクスは加圧浮上装置では除去
されず、ろ過器で除去されるが、その負荷は大きく、し
ばしばろ過器差圧の上昇を引き起こし、ろ過閉塞の主原
因となっていた。シネドラアクスなどの外殻を破壊する
方法として、従来、硫酸強熱法、硫酸−重クロム酸カリ
ウム法などが試みられているが、薬品を用いることか
ら、薬品タンク、ポンプ、配管などを要し、強酸を使用
することから、これらの装置の材質にも制限を受け、さ
らに硫酸やクロムを含む排水の処理が必要となる。その
ため、このような繁雑な作業や設備を必要としない方
法、装置の開発が望まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、藻類、特に
シネドラアクスなどの珪藻類を含有する湖沼水を、簡便
な方法で処理し、ろ過器の閉塞を起こすことなく、経済
的に浄化することができる浄化処理装置及び浄化処理方
法を提供することを目的としてなされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、ろ過閉塞を
起こすことのない簡便な藻類含有水の浄化処理方法を開
発すべく鋭意研究を重ねた結果、藻類含有水に紫外線を
照射することにより、珪藻類の外殻が破壊され、凝集工
程におけるフロックの形成が容易になることを見いだ
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。す
なわち、本発明は、（１）紫外線照射装置、凝集反応
槽、加圧浮上装置及びろ過器を直列に連結してなること
を特徴とする藻類含有水の浄化処理装置、及び、（２）
藻類含有水に紫外線を照射して藻類の外殻を破壊し、凝
集剤を添加して藻類の凝集によりフロックを形成せし
め、加圧浮上によりフロック分離除去したのち、処理水
をろ過することを特徴とする藻類含有水の浄化処理方
法、を提供するものである。さらに、本発明の好ましい
態様として、（３）紫外線照射に先立って藻類含有水に
オゾン１〜５ppmを添加する第(２)項記載の藻類含有水
の浄化処理方法、及び、（４）紫外線源が低圧水銀灯で
ある第(１)項の浄化処理装置又は第(２)項若しくは第
(３)項記載の浄化処理方法、を挙げることができる。

【０００５】本発明の装置及び方法を適用する原水には
特に制限はなく、藻類を含有する湖沼水などを浄化処理
することができるが、１ミリリットル当たり１０,００
０〜５０,０００個の藻類を含有する原水を効率的に処
理することができ、特にシネドラアクスなどの珪藻類を
含有する原水に対して効果が大きい。本発明に用いる紫
外線照射装置には特に制限はなく、低圧水銀灯、高圧水
銀灯、水素放電灯、カーボンアーク、キセノン放電灯な
ど公知の紫外線源を使用することができるが、特に２６
０ｎｍ付近の波長の紫外線がシネドラアクスなどの珪藻
類の外殻の破壊に有効であり、低圧水銀灯を好適に使用
することができる。照射する紫外線の強度は、原水の濁
度や通水速度などに応じて適当に選択することができる
が、通常、５,０００〜３０,０００μＷ・sec／cm²の範
囲の強度が適当である。通水条件は、通常ＬＶ＝５〜１
０ｍ／hrが好適である。本発明において、紫外線照射装
置において紫外線を照射した処理水は、次いで凝集反応
槽へ送り、凝集剤を添加する。添加する凝集剤に特に制
限はなく、例えば、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミ
ニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄などの無機凝集剤や、
アルギン酸ナトリウム、ポリアクリルアミド部分加水分
解物などの高分子凝集剤を使用することができる。凝集
反応槽において、処理水のpHを使用する凝集剤に応じた
最適pH範囲に調節する。上記の凝集剤の中でポリ塩化ア
ルミニウムを特に好適に使用することができ、処理水の
pHを５〜７に調節し、ポリ塩化アルミニウムをアルミニ
ウム含量として２.０〜４.０ppm添加することにより、
外殻が破壊されたシネドラアクスなどを含め、藻類をフ
ロック状に凝集することができる。凝集反応槽の滞留時
間には特に制限はないが、通常１０〜１５分で十分であ
る。

【０００６】本発明において、含有する藻類をフロック
状に凝集せしめた処理水は、次いで加圧浮上装置へ送ら
れる。使用する加圧浮上装置には特に限定はなく、公知
の加圧浮上装置を使用することができる。加圧浮上分離
は沈降分離に比較して一般に分離時間が短い上に、藻類
から形成されるフロックは浮上性を有するので、加圧浮
上分離が有利である。凝集反応槽において凝集処理を行
った処理水に、空気を２〜４kg／cm²の圧力で加圧して
十分溶解させたのち、減圧弁を通して浮上槽に導き気泡
を発生させる。気泡がフロックに付着した後は、浮上作
用を乱さないようにし、浮上したフロックをスキマーな
どで掻きとり、除去する。加圧浮上装置でフロックを分
離した処理水は、次いでろ過器へ送り、浮上分離で除去
されなかった微細な懸濁物質を除去する。使用するろ過
器には特に制限はなく、公知のろ過器を使用することが
できるが、砂利、砂、無煙炭、その他の安定な固体粒子
からなるろ材を用いる清澄ろ過や、限外ろ過膜、精密ろ
過膜などを用いる膜分離を好適に使用することができ、
これらの中で２層ろ過器が特に好適である。２層ろ過器
としては、例えば、層高３００〜５００mm、粒径０.４
〜０.５mmの砂層と、層高３００〜５００mm、粒径０.７
〜１.０mmのアンスラサイト層を組み合わせたものなど
を挙げることができる。ろ過方式は、重力式であって
も、圧力式であってもよい。図１は、本発明の浄化処理
装置及び浄化処理方法の工程系統図である。本発明によ
れば、藻類、特に珪藻類を含有する原水に紫外線を照射
することにより、シネドラアクスなどの外殻が破壊さ
れ、凝集反応槽において効率よくフロックを形成するこ
とが可能となり、加圧浮上装置において除去することが
できるので、ろ過器への負荷が減少し、ろ過閉塞を防止
することができ、ろ過器でのろ過継続時間が長くなる。
さらに、本発明によれば、紫外線照射により植物組織が
破壊されるので、加圧浮上装置及びろ過器における植物
プランクトンの繁殖を防ぐことができる。本発明におい
て、紫外線照射に先立って原水に１〜５ppmのオゾン又
は過酸化水素を添加することにより、藻類、特にシネド
ラアクスなどの珪藻類の外殻の破壊がより完全に行わ
れ、ろ過器でのろ過継続時間はさらに延長される。

【０００７】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこの実施例によってなんら限定
されるものではない。 実施例１ 藻類が懸濁している濁度１４度の湖沼水を原水として、
図１に示した工程にしたがって処理を行った。紫外線照
射装置は、波長２５３.７ｎｍに最大強度をもつ紫外線
を発する低圧水銀灯［(株)日本ホトサイエンス製、ＮＴ
Ｘ型］を光源とし、紫外線強度１０,０００μＷ・sec／
cm²で照射した。凝集反応は、凝集剤としてポリ塩化ア
ルミニウムを用い、アルミニウム含量が３.５ppmになる
よう添加し、pH６.５、凝集反応槽滞留時間１２分で行
った。加圧浮上装置は、丸型加圧浮上装置を使用した。
ろ過器は、層高３５０mm、粒径０.４５mmの砂層と、層
高４００mm、粒径０.９mmのアンスラサイト層を組み合
わせた重力式２層ろ過器を使用した。なお通水条件は、
ＬＶ＝７ｍ／hrとした。上記の条件で通水したところ、
ろ過処理された水は濁度１度以下の清澄な水となった。
通水を開始してからろ過器の差圧を観測し、ろ過器差圧
が３ｍAqに達した点を終点としてろ過継続時間を求め
た。結果を図２に示す。 比較例１ 実施例１に使用したものと同じ装置を用い、低圧水銀灯
を点灯しない以外は実施例１と全く同じ操作を繰り返し
た。ろ過処理された水は濁度１度以下の清澄な水となっ
た。通水を開始してからろ過器の差圧を観測し、ろ過器
差圧が３ｍAqに達した点を終点としてろ過継続時間を求
めた。結果を図２に示す。原水に紫外線を照射した実施
例１においては、ろ過器差圧は通水開始後３２時間を過
ぎる頃から上昇を始め、４０時間後に３ｍAqに達した。
これに対して、原水に紫外線を照射しない比較例１にお
いては、ろ過器差圧は通水開始後１８時間頃から上昇を
始め、２８時間後に３ｍAqに達した。実施例１及び比較
例１の比較により、原水へ紫外線を照射することによ
り、ろ過器への負荷が軽減し、ろ過継続時間が長くなる
ことが分かる。

【０００８】

【発明の効果】本発明の浄化処理装置及び浄化処理方法
によれば、藻類、特にシネドラアクスなどの珪藻類を含
有する原水に紫外線を照射することにより、藻類の凝集
によるフロック形成が可能になり、加圧浮上で分離除去
することができるので、ろ過器への負荷が軽減し、ろ過
器のろ過継続時間が長くなる。

【図１】図１は、本発明の浄化処理装置及び浄化処理方
法の工程系統図である。

【図２】図２は、ろ過器の通水時間と差圧の関係を示す
グラフである。