JPH09192689A - 水域の富栄養化防止装置及び方法 - Google Patents

水域の富栄養化防止装置及び方法

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JPH09192689A
JPH09192689A JP8011025A JP1102596A JPH09192689A JP H09192689 A JPH09192689 A JP H09192689A JP 8011025 A JP8011025 A JP 8011025A JP 1102596 A JP1102596 A JP 1102596A JP H09192689 A JPH09192689 A JP H09192689A
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JP
Japan
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water
reactor
eutrophication
wastewater
river
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Application number
JP8011025A
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English (en)
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Sakae Fukunaga
栄 福永
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は排水中の窒素やリンなどの富
栄養化物質を効率よく除去できると共に、水域の環境に
影響されにくい新規な富栄養化防止装置及びその方法を
得る。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、湖
沼や海洋等の水域の水面付近に、窒素やリン等の富栄養
化物質を含む排水を流し込む流入口4とこれを上記水域
側に放流する放流口5を備えたプール状の反応器1を浮
上させて係留すると共に、この反応器1内に、光合成に
よって上記排水中の富栄養化物質を吸収する光合成生物
を繁殖させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海洋や湖沼等の水
域の富栄養化を未然に防止する装置及びその方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、海洋の沿岸や湖沼等の河川が流れ
込む水域では、赤潮などのプランクトンの異常増殖によ
って養殖や魚介類に大きな被害をもたらすことがしばし
ばあり、このようなプランクトンの異常繁殖は、これら
水域に流れ込む河川水や下水処理水、農業排水などの各
種排水中に含まれている窒素又はリン等の富栄養化物質
によってその水域が富栄養化することが原因であること
が知られている。
【0003】そして、このような水域の富栄養化を防止
するためには、例えば、予め硝化脱窒法や凝集沈殿法
を用いて水域に流れ込む排水中の窒素やリン等の富栄養
化物質を除去する方法、湖沼などの水域の水面に、窒
素やリン等の富栄養化物質を除去するホテイアオイ(布
袋葵)などの水草を浮かておく方法、水域が富栄養化
しても、その水域の温度が低いとプランクトンの増殖が
起こらないことから、水域の底層部にある温度の低い水
をエアリフトで水面に汲み上げることで、水面の温度の
上昇を防止してプランクトンの増殖を防ぐ方法等が提案
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の方法では以下に示すような欠点があった。
【0005】先ず、予め硝化脱窒法や凝集沈殿法を用
いて排水中の窒素やリン等の富栄養化物質を除去する方
法を用いた場合には、排水源に専用の装置が必要となる
が、排水源の敷地が狭いと装置が設置できなかったり、
排水源が小規模分散型であったりするとコスト高になる
等の欠点があり、しかも肥料に由来する農地流出水等の
排水中の窒素、リンには実際上対応できない。次に、
水面に富栄養化物質を除去するホテイアオイなどの水草
を浮かべておく方法では、広い範囲に希釈された富栄養
化物質の除去をしなければならないので効率が低い上
に、水域の水温が低かったり寒い季節では水草が死滅し
て期待する効果を発揮することができないといった問題
がある。また、深層部の水を汲み上げて水域の温度の
上昇を防止する方法では、単にその一定の水域でのプラ
ンクトンの増殖を抑えるのみで、他の水域でのプランク
トンの異常増殖の原因物質である窒素やリンを除去する
ことはできない上に、水深が浅い水域では適用すること
ができないといった欠点があった。
【0006】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その主な目的
は、排水中の窒素やリンなどの富栄養化物質を効率よく
除去できると共に、水域の環境に影響されにくい新規な
富栄養化防止装置及びその方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、湖沼や海洋等の水域の水面付近に、窒素又
はリン等の富栄養化物質を含む、例えば、河川水、下水
処理水、浄化槽流出水、農業排水、工場排水等の排水を
流し込む流入口と放流口を備えたプール状の反応器を浮
上させて係留すると共に、この反応器内に、光合成によ
って上記排水中の富栄養化物質を吸収する、例えば、付
着性藻類やウキクサなどの水草等の光合成生物を繁殖さ
せてなるものである。そして、この反応器を例えば、河
川が合流する水域の水面に係留すると共に、その内側に
上記光合成生物を繁殖させた後、この反応器内に上記排
水を流し込んで、その排水中の富栄養化物質を上記光合
成生物で吸収した後、この富栄養化物質を除去した排水
を上記放流口から水域側に放流するようにしたものであ
る。
【0008】これによって、富栄養化物質を含む排水が
直接水域側に流れ込むことが無くなり、水域の富栄養化
によるプランクトンの異常増殖を未然に防止することが
できる。また、水域の水面に浮上させて用いることか
ら、水域の水深などの環境に影響され難く、効率良く排
水中の富栄養化物質を吸収することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を説明する。
【0010】図1は本発明に係る水域の富栄養化防止装
置の実施の一形態を示す平面図であり、図2はそのA−
A断面図である。図示するように、この富栄養化防止装
置は、上部が開口したプール状の反応器1を海洋、湖
沼、池などの水域Sの水面に浮上させて係留させると共
に、この反応器1の内部に光合成によって窒素やリンな
どの富栄養化物質を吸収する光合成生物(図示せず)を
繁殖させてなるものである。
【0011】この反応器1は、上部開口部に比して深さ
が浅い矩形状の水槽1aの周囲に、浮き袋などの浮体2
を多数備えたものであり、その上部開口部が水面の上方
に位置するように水面に浮上してその水域の表層付近の
水を、その水域Sの他の水と区画すると共に、その水槽
1aの底部に繋がれた錨などの係留手段3によって水域
Sの所定の位置に係留されるようになっている。尚、こ
の水槽1aの材質としては耐水性や耐久性に優れたもの
であれば、特に限定されるものではなく、例えば、表面
にコーティングを施した金属板、プラスチック板をプー
ル状に成形したものや、あるいはビニールシートに補強
フレームを組み合わせたものなど用いることができる。
また、この水槽1aは、水面の表層部分を他の水域と区
画すると共に光合成生物の流出を防止することを主目的
としていることから、波や風などによって大きくその形
状が変化しなければ、柔構造であっても問題はない。
【0012】また、この水槽1aの周縁部にはそれぞれ
対向するように流入口4と放流口5とが形成されてお
り、さらに、この流入口4側には排水源に接続された流
入管4aが接続され、一方の放流管5側には水域S側に
開口した放流管5aが接続されている。また、この排水
源の排水としては窒素やリン等の富栄養化物質を含む排
水、例えば、河川水の他に、下水道処理施設で処理され
た下水処理水、浄化槽流出水、農業排水、工場排水のい
ずれかあるいはこれらの混合排水を対象とすることがで
き、これらの排水が流入管4aを介して水槽1a内に流
れ込むようになっている。
【0013】また、この反応器1内に繁殖している光合
成生物は、光合成によって窒素やリンなどの富栄養化物
質を吸収する生物であり、例えば、水面上に浮上するウ
キクサなどの水草や、水槽1aの内面に付着して繁殖す
る付着性藻類が用いられる。
【0014】そして、このように構成された富栄養化防
止装置では、先ず、排水源の排水が流入管4aを介して
水槽1a内に流れ込んだ後、この水槽1a内に繁殖して
いる光合成生物によってその排水中の富栄養化物質が吸
収された後、放流口5に接続された排水管5aから水域
に放流されることになる。この時、水槽1aは水面に浮
上していることから、水槽1a内の排水は直射日光によ
り暖められやすくなって上述した光合成生物の成長がよ
り促進され、反応器1内における排水中の富栄養化物質
の除去が良好に行われる。従って、富栄養化物質を含む
排水が直接水域側に排水されることがなくなり、水域の
富栄養化を未然に防止することが可能となる。尚、この
反応器1内に、比重が水域の水より重い多孔質ブロック
体等を多数入れておき、これらの表面に付着性藻類を大
量に繁殖させることで吸収効率を高めたり、これらを苗
床としてスイレンなどの観賞用植物を同時に繁殖させる
ようにすれば、その水域の美観を損なうことがないこと
はいうまでもなく、その水域の景観を向上することがで
きる。また、反応器1の開口面積が大きいほど富栄養化
物質を吸収する光合成生物の繁殖面積が向上して富栄養
化物質の吸収効率が向上すると同時に、反応器下方の陰
となる面積が大きくなってその水域でのプランクトンの
増殖も抑制することができる。
【0015】次に、図3〜図10は本発明の他の実施の
形態を示したものである。先ず、図3は上述した反応器
1として、二重区画壁からなる水槽1bを用いたもので
あり、この二重区画壁内に空気を密閉して浮力を得よう
としたものであり、これによって、上述したような浮体
2が不要となると同時に、水槽1b内の排水の周囲の水
との断熱効果を得ることができ、温度の高い工場排水な
どはそのまま反応容器1内で高い温度のまま富栄養化物
質の吸収が行われることになる。また、図4は、さら
に、この水槽1bの上部開口部に、これを覆うように透
明なアクリル板などからなる屋根部材15を取り付けた
ものであり、これによって水槽1b内の温室効果を向上
させて光合成生物の繁殖を促進させて、排水中の富栄養
化物質の吸収効率を向上させることができる。
【0016】次に、図5〜図7は、上述した反応器1を
河川が合流する河口水域に位置させて浮上させると共
に、この反応器1の流入管4aに集水部材7を取り付け
て、河川水が水域に合流する前に処理しようとしたもの
である。この場合、河川の増水や渇水などによって河口
付近のレベルが上下に変化することがあるが、図6及び
図7に示すように、この集水部材7と反応器1の流入管
4aとをフレキシブルホース6で連結することによって
河口のレベルに拘わらず、常に、反応器1内に河川水を
良好に流すことが可能となる。また、本実施の形態では
集水部材7が河川底に固定されると共に、反応器1がフ
レキシブルホース6を介してこの集水部材7に連結され
ているため、上述したような反応器1を係留しておく係
留手段3を省略することができる。
【0017】次に、図8〜図10は、水域の深さ方向に
対して選択的に取水するようにしたものである。すなわ
ち、図8に示すように、上述した集水部材を水域底部に
固定すると共に、この集水部材7のフレキシブルホース
6と反応器1との間にエアー供給管8とエアーリフト部
9を設けて低層部の水を強制的に汲み上げて反応器1側
に送るようにしたり、図9及び図10に示すように、反
応器1の流入口4側に集水部材7を一体的に取り付ける
と共に、その接続部付近に横軸機械式曝気装置などの取
水手段12を取り付けて、表層部の水のみを強制的に反
応器1側に取り込むようにしたものであり、富栄養化物
質の濃度の高い水を深さ方向に応じて任意に取水するよ
うにしたものである。特に、これらの実施の形態は、既
に高濃度の富栄養化物質が存在する比較的面積の狭い湖
沼や池などを対象としたものであり、これによってその
水域全体の富栄養化物質の低減が達成できる。
【0018】尚、上述したいずれの反応器1の放流口5
側に、図示しない自動掻き上げスクリーンなどの藻類回
収装置を取り付けておけば、反応器1内から剥離流出す
る付着性藻類などの流出による効率の低下を未然に防止
することができる。また、図9に示すように、取水量に
応じた排水の放流を行うために、放流口5を横長にし、
これにトイ状の排出部材10を取り付けたり、流入口4
付近に、水槽1a内に流入した排水を効率よく水槽1a
内に分散させて流すように、整流板11を設けても良
い。また、集水部材7の開口部に、くし状あるいは格子
状のスクリーン等を設けて反応容器1内へのゴミ等の流
入を防止するようにしても良い。
【0019】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、河川水、
下水処理水、浄化槽流出水、農業排水、工場排水等の排
水中の富栄養化物質を効率よく吸収することができるた
め、その水域での富栄養化物質の濃度が大幅に低減され
る。従って、その水域の富栄養化によるプランクトンの
異常増殖を未然に防止することができるなどといった優
れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す平面図である。
【図2】図1中A−A断面図である。
【図3】図1の他の形態を示す断面図である。
【図4】図1の他の形態を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の他の形態を示す平面図である。
【図6】図5中A−A断面図である。
【図7】水面のレベルが上昇したときの集水部材と反応
器の状態を示す断面図である。
【図8】図5の他の実施の形態を示す断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態を示す平面図である。
【図10】図9中A−A断面図である。
【符号の説明】
1 反応器 1a,1b 水槽 2 浮体 3 係留手段 4 流入口 4a 流入管 5 放流口 5a 放流管 6 フレキシブルホース 7 集水部材 8 エアー供給管 9 エアーリフト部 10 排出部材 11 整流板 12 取水手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 湖沼や海洋等の水域の水面付近に、窒素
    やリン等の富栄養化物質を含む排水を流し込む流入口と
    これを上記水域側に放流する放流口を備えたプール状の
    反応器を浮上させて係留すると共に、この反応器内に、
    光合成によって上記排水中の富栄養化物質を吸収する光
    合成生物を繁殖させてなることを特徴とする水域の富栄
    養化防止装置。
  2. 【請求項2】 上記排水が、上記水域に合流する河川
    水、下水処理水、浄化槽流出水、農業排水、工場排水の
    いずれかあるいはこれらの混合排水であり、かつ、上記
    光合成生物が、ウキクサなどの水草、付着性藻類のいず
    れかあるいはこれらを混合したものであることを特徴と
    する請求項1記載の水域の富栄養化防止装置。
  3. 【請求項3】 上記反応器が、上方が開口した水槽の周
    囲に浮体を備えたものであることを特徴とする請求項1
    又は2に記載の水域の富栄養化防止装置。
  4. 【請求項4】 上記反応器が、上方が開口した剛構造の
    水槽の区画壁内に空気を封入してなることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれかに記載の水域の富栄養化防止装
    置。
  5. 【請求項5】 上記反応器の流入口側に河川水を導くエ
    アリフト配管又は横軸機械式ばっ気装置を設けたことを
    特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の水域の富栄
    養化防止装置。
  6. 【請求項6】 上記反応器の流出口に自動かき上げスク
    リーンなどの流出藻を回収する装置を設けたことを特徴
    とする請求項1〜5のいずれかに記載の水域の富栄養化
    防止装置。
  7. 【請求項7】 湖沼や海洋等の水域の水面付近に、窒素
    又はリン等の富栄養化物質を含む排水を流し込むプール
    状の反応器を浮上させて係留すると共に、この反応器内
    に、光合成によって上記富栄養化物質を吸収する光合成
    生物を繁殖させた後、この反応器内に上記排水を流し込
    んで、その排水中の富栄養化物質を上記光合成生物で吸
    収し、その後、この反応器内の排水を上記水域に放流す
    るようにしたことを特徴とする水域の富栄養化防止方
    法。
  8. 【請求項8】 上記反応器を、上記水域に合流する河川
    の合流域付近に浮上させて係留すると共に、この反応器
    の排水流入口を河川方向に位置させてその河川から流れ
    てくる河川水を直接上記反応器内に流し込むようにした
    ことを特徴とする請求項7記載の水域の富栄養化防止方
    法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011251286A (ja) * 2005-03-03 2011-12-15 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 塩水中の栄養塩類の濃度低減処理水およびその製造方法
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