JPH09225478A - 酸性河川水の中和処理構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 河川流に流されず、安定して、外観良く河底
に設置可能であり、かつ河川水を効率良く中和し、ま
た、河川の周辺環境を破壊せず、環境保全に極めて有効
な酸性河川水の中和処理構造を提供すること。 【解決手段】 石灰質ブロック２と石灰質粒３とを交互
に河底に配設する。石灰質粒３は石灰質ブロック２に堰
き止められて流出しない。石灰質ブロック２は適当な重
量を具備しており流されない。従って、微細な石灰質粒
３を適用できるため中和能力に影響はない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川の水質処理施
設に関し、詳細には酸性化した河川水を中和するための
中和処理構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸性化した河川水は、河川生物あるいは
周辺農作物等の生態系の破壊や、飲料水に利用できない
ことの他、河川に構築されたダム等のコンクリート構造
物の早期劣化等、環境破壊の一要因となっている。河川
水の酸性化の原因としては、硫黄鉱山に染み込んだ雨水
が地下水となって河川に流入する場合や、温泉の噴出水
あるいはその利用水が流入する場合等が挙げられるが、
このような発生源からの酸性化水の河川への流入を直接
防止することは極めて困難である。従って今日では、河
川の近傍に中和処理プラントを築造し、これによって酸
性化した河川水の中和を行なっているのが現状である。
当該プラント内では、例えば石灰粉等の中和用物質と水
とをミルク状にした液状物を生成し、これを河川に放流
することによる中和処理や、あるいは酸性化した河川水
を直接プラント内に引水し、中和物質によりろ過する等
の中和処理を施した後、河川に還流するといった中和処
理が行なわれ、河川水の酸性化を改善している。

【０００３】ここで、河川水の酸性化の発生源たる硫黄
鉱山等は河川の上流部に存在するため、その上流部から
分岐する全ての河川を効率良く中和処理するためには、
できるだけ上流部に中和処理施設を設置することが極め
て有効である。しかしながら、上述した中和処理プラン
トによれば、当該プラント築造にあたり大規模な造成工
事を必要とするため、河川水の酸性化は改善することが
できても、国公立公園等が多在し、自然の宝庫である上
流部周辺の環境破壊は免れない。加えて、当該プラント
の管理、および処理材料等の搬出入のためにプラントへ
通ずる近代的な道路等の流通経路を新たに確保する必要
があり、これを建設するにあたって河川周辺は一層環境
破壊が進むといった弊害を生じていた。

【０００４】これを解決すべく最近では、多数の石灰質
粒からなる石灰岩床を河底に直接敷設してなる処理構造
が提案されている。この処理構造によれば、石灰質粒に
酸性化した河川水が浸透して中和反応を生じるため、当
該河川水を中和することができると共に、プラントを必
要としないため、河川周辺を造成する必要も無く、ま
た、石灰質粒を河底に敷設するだけであるから、上流部
に設置することも可能であり、極めて環境保全に有効で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
石灰岩床による処理構造では、複数の石灰質粒を単に河
底に敷設しただけであり、流速が早い河川や、あるいは
通常の河川であっても台風や大雨などにより大水となっ
た場合に、当該石灰質粒が下流に流されてしまい、上流
に石灰岩床を設置することの効果が低減するといった問
題点があった。一方、石灰質粒が下流に流されないため
には、当該石灰質粒の大きさを大きくすることが考えら
れるが、かようにすると河川水との接触面積が低減し、
効率良く中和処理が行なわれないという問題点があっ
た。また、従来の石灰岩床による処理構造は、石灰岩が
乱雑に敷設されているため、それが河川水を透かして露
呈し、景観が美しい河川上流部にあって、極めて外観が
悪いという問題点もあった。

【０００６】従って、本発明の目的は、河川流に流され
ず、安定して、外観良く河底に設置可能であり、かつ河
川水を効率良く中和し、また、河川の周辺環境を破壊せ
ず、環境保全に極めて有効な酸性河川水の中和処理構造
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、河底に
石灰質材料を有する中和処理構造を設置することによ
り、酸性化した河川水の中和処理を行なう酸性河川水の
中和処理構造において、前記中和処理構造が、所定重量
を有する石灰質ブロックと、石灰質粒とを交互に設置し
てなることを特徴とする酸性河川水の中和処理構造が提
供される。

【０００８】前記石灰質ブロックとは、石灰岩を所定形
状に削りだしたものあるいは石灰粉とセメントなどによ
り所定形状に固化形成したものである。所定形状とは、
方形状が好適であるがこれに限定されず、多様な形状と
することにより外観を良くすることができる。前記所定
重量とは、前記石灰質ブロックが河川に流されない程度
の重量を意味するので、河川によって要求される重量は
異なるものであるが概ね数十ｋｇ程度の意味である。従
って、前記石灰質ブロックは拳大以上の大きさになるの
が一般的であり、体積増加に従い河川水との接触面積が
低下するので、当該石灰質ブロックに貫通孔を穿孔し、
ここに河川水を流通可能とすることにより接触面積を向
上させると有益である。前記石灰質粒としては、石灰岩
を粉砕したものあるいは別途石灰質材料とセメントなど
混合固化したもの等が適用できるが、特に微小なものも
適用することができる。なお、石灰質粒が微小なほど河
川水との接触面積が大きくなり、中和反応が促進され
る。

【０００９】本発明の中和処理構造は、河川水と石灰質
ブロック又は石灰質粒とが接触、浸透することにより中
和反応を生じ、酸性化した河川水を中和することができ
る。酸性化した河川水とは、そのＰＨが概ね１乃至６の
水をいう。本発明によれば、これを概ね６乃至８に中和
することができる。中和反応により石灰質ブロック及び
石灰質粒は徐々に溶融し始め、これを放置すれば中和処
理能力が低下するが、当該溶融により石灰質ブロック等
が縮小変形するため、その目認が容易であり、これを適
宜補填することにより処理能力を常時一定とすることが
可能である。なお、補填のサイクルは概ね５年乃至１０
年である。

【００１０】しかも、石灰質ブロックと石灰質粒とを交
互に設置したので、石灰質ブロックはもとより、石灰質
粒も石灰質ブロックに堰き止められて下流に流されるこ
とは無い。また、石灰質粒として微小なものを適用する
ことができるので、河川水との接触面積が大きく、中和
反応も促進される。更に、石灰質ブロックと石灰質粒と
が交互に設置されているため、河川水から透かして見え
る処理構造は比較的外観が良いと共に河底の護床効果を
有する。

【００１１】本発明の中和処理構造を河底に形成するに
あたっては、水深や河底の性質、形状などにより、必要
に応じて河底を掘削し、ここに埋設しても良いし、ある
いは河底に何ら処理を加えずに当該河底上に直接配設し
ても良い。また、当該中和処理構造を形成する全長につ
いても、当該河川の流量・流速や酸性度に応じて適宜定
めるものであるが、概ね数百メートルから数キロメート
ルに及ぶものであり、必ずしも連続して形成する必要は
無く、断続的に形成しても良い。また、本発明にかかる
中和処理構造は、プラントを必要としないため、河川周
辺を造成する必要もなく、環境破壊を必要最小限に留め
ることが可能である。従って、河川上流部に設置するの
に極めて有効である。

【００１２】

【実施例】 以下、
本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明にかかる中和処理構造１を示す平面図であ
り、図２はその線II-IIに沿う断面図である。中和処理
構造１は、ます目状に互い違いに配設された方形状石灰
質ブロック２と拳大以下の大きさを有する石灰質粒３と
からなる。

【００１３】石灰質ブロック２は、石灰岩から削りだし
たものであり、寸法が概ね５０ｃｍ方形、厚さ３０ｃ
ｍ、重さが１００ｋｇ程度のものである。図３（ａ）に
示すとおり、石灰質ブロック２には河川のながれの方向
に沿うように貫通孔２’を穿孔しており、河川水がここ
を通過することにより中和反応が促進される。なお、予
め複数方向に貫通孔２’を施しておけば、いずれかの孔
が流れの方向に一致するため便宜を図ることができる。
石灰質ブロック２は方形状に限らず、図３（ｂ）および
（ｃ）に示すとおり十字型、あるいは突起６を施しても
良く、かような形状にすることによりここを流れる河川
水が撹拌されるため一層中和反応が促進されることのほ
か、河底礫などの流出の妨げとなるため、護床効果が向
上する。石灰質粒３は、石灰岩を粉砕して得られるもの
であり、特に細かい大きさのものを使用すれば、河川水
との接触面積が大きくなり中和促進に好適である。

【００１４】石灰質ブロック２と石灰質粒３との配設方
法は、図１の配置だけでなく図４のように列ごとに互い
違いとしても良く、石灰質粒３が河川流に流されず石灰
質ブロック２に堰き止められる配置であるかぎり様々な
配置を適用可能である。また、配置の仕方により外観を
良くすることも可能である。

【００１５】また、石灰質ブロック２と石灰質粒３との
各々の配設率に関しても、必ずしも半分ずつとしたり、
あるいは中和処理構造１の全般に渡って同一の配設率と
する必要はなく、流速が遅ければ石灰質粒３の配設率を
増加したり、酸性度の強い上流側部分は石灰質粒３の配
設率を増加するなど、河川の性質や設置する河川の位置
等の条件に応じて適宜選択可能である。

【００１６】このような構成による中和処理構造１に河
川水が浸透することにより、酸性化水が中和される。こ
こで、河川の流速が早くても石灰質粒３は石灰質ブロッ
ク２に堰き止められた形となって下流に流出することは
無い。石灰質ブロック２は上述した重量を具備している
ので、特段の事情がないかぎり流出することは無い。石
灰質ブロック２及び石灰質粒３は中和反応により溶融
し、縮小変形するので、その目認が可能であり、新たな
石灰質ブロック２等の補充時期を容易に確認できる。ま
た、石灰質ブロック２に施した貫通孔２’は経年すると
溶融し拡大するため、石灰質ブロック２はここから粉砕
して、石灰質粒となる。そして、石灰質粒３は上記溶融
により経年すると消滅する。従って、補充時には石灰岩
ブロック２のみを、もともと石灰質粒３を配設していた
位置に設置すれば、各々逆の配置となった当初の中和処
理構造１を再生することが可能であり、作業効率および
経済性が良い。

【００１７】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図５は本発明にかかる河川水の中和処理構造１１を
施した河川の縦断断面図である。この実施例では石灰質
ブロック１２および石灰質粒１３の配列を河川の横断方
向に延びる複数の堰１４により仕切った構造からなる。
堰１４は石灰質ブロック１２等の最下部から水面より若
干高くして配設したものである。また、堰１４は河川の
全幅を横断するように設けることは必ずしも必要でな
い。堰１４を設ければ流速低減効果があるので、特に流
速が早い箇所に部分的に設けても良い。

【００１８】このように堰１４を設けることにより、河
川水は石灰質ブロック１２等中を落流した後、堰１４の
頂部で合流、越流し、再び下流側の石灰質ブロック１２
等に落流する。従って、石灰質ブロック１２等全体に均
一に河川水が浸透するため、中和反応を一層促進するこ
とができる。さらに、河川水が均質となるため、中和処
理構造１１の経年変化が全体に渡って均一となり、石灰
質ブロック１２等の補充サイクルを一定とすることがで
きる。図６は図５における堰１４として、水流方向に貫
通する開口部１５を穿孔した堰１４’を使用したもので
ある。河川水は、開口部１４を通過することができるの
で、石灰質ブロック１２等に一層効率良く河川水が浸透
し、中和反応の促進および河川水の均質化が図れる。な
お、図６においては開口部１５を一つしか設けていない
が、複数設けたり、また、任意の穴形状にすることもで
きる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べてきたとおり、本発明の河川水
の中和処理構造によれば、石灰質ブロックと石灰質粒を
交互に配置したことにより、酸性化した河川水を効率良
く中和するのみならず、石灰質粒の流出を防ぐと共に、
護床効果も奏する。また、河川から透かして見える中和
処理構造は比較的外観も良い。更に、その施工にあたり
河川周辺環境の大規模な造成を必要としないので、環境
保全に寄与することができると共に、河川水の酸性化源
である河川上流部に設置することが可能であるため、分
岐する下流河川全域に渡って有効に中和処理を施すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる中和処理構造１を示す平面図で
ある。

【図２】図１の線II-IIに沿う断面図である。

【図３】（ａ）石灰質ブロック２を示す斜視図である。 （ｂ）他の石灰質ブロック２を示す斜視図である。 （ｃ）他の石灰質ブロック２を示す斜視図である。

【図４】本発明にかかる他の中和処理構造１’を示す平
面図である。

【図５】本発明にかかる中和処理構造１１の他の実施例
を示す断面図である。

【図６】堰１４’を示す断面図である。

【符号の説明】

１．中和処理構造 ２．石灰質ブロック ３．石灰質粒 ４．河川 ５．土手

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河底に石灰質材料を有する中和処理構造
   を設置することにより、酸性化した河川水の中和処理を
   行なう酸性河川水の中和処理構造において、前記中和処
   理構造が、所定重量を有する石灰質ブロックと、石灰質
   粒とを交互に設置してなることを特徴とする酸性河川水
   の中和処理構造。
2. 【請求項２】 前記中和処理構造を河川の横断方向に仕
   切る少くとも１つの堰を設けたことを特徴とする請求項
   １に記載の酸性河川水の中和処理構造。