JPH10216753A - 湖沼浄化方法 - Google Patents

湖沼浄化方法

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JPH10216753A
JPH10216753A JP3835697A JP3835697A JPH10216753A JP H10216753 A JPH10216753 A JP H10216753A JP 3835697 A JP3835697 A JP 3835697A JP 3835697 A JP3835697 A JP 3835697A JP H10216753 A JPH10216753 A JP H10216753A
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JP
Japan
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water
lakes
marshes
lake
bottom sludge
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Application number
JP3835697A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Shimada
義彦 島多
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Fujita Corp
Original Assignee
Fujita Corp
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Publication date
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  • Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない処理水量でもって、省エネルギー且つ
低コストで湖沼を浄化することができる湖沼浄化方法を
提供すること。 【解決手段】 あらかじめ調査され、その特定範囲部分
が決定された富栄養塩類水層に、集水管12が設置され
る。集水管12は、ポンプにより底泥6直上の富栄養塩
類水ならびに貧酸素水(溶存酸素濃度:0〜6mg/
l)を吸入し、送水管14を通じてこれを湖沼1外部に
移送する。移送された吸入水は、浄化システムにより浄
化され、必要に応じて湖沼1に戻される。底泥直上の貧
酸素水を吸入除去することにより、湖沼1の表層部2の
溶存酸素濃度の高い水が、底泥6付近にも流入し、底泥
6付近が好気的状態になり、底泥6からの栄養塩類の溶
出が抑制され、また底生生物が増加し、湖沼1の自浄機
能が促進される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、湖沼浄化方法に関
するものであり、さらに詳しくは本発明は、少ない処理
水量でもって、省エネルギー且つ低コストで湖沼を浄化
することができる湖沼浄化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】全国各地で見られる湖沼水の富栄養化に
伴うアオコの発生等による湖沼の汚染は、現在大きな問
題となっている。従来の湖沼浄化方法は、主に次の3つ
の手段が用いられている。 アオコの発生している湖沼の表層水をポンプで汲み
上げ、生物曝気や濾過等により処理し、処理水を再度湖
沼に放流する、いわゆる直接処理方法。 栄養塩類を多量に含む底泥を浚渫する。 溶存酸素の高い水や、エアーを底泥に送ることによ
り、底泥を好気的条件にし、底泥からの栄養塩類の溶出
を抑制する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
直接処理方法は、窒素・リン濃度の低い大量の湖沼水を
処理するため、大規模な処理設備が必要となり、大きな
動力とコストがかかるという欠点がある。また、汚泥等
の副産物の処理対策を講ずる必要もある。また、底泥を
浚渫する方法は、浚渫土砂の処理場所の確保が困難であ
り、処理コストも高く、さらに浚渫に伴う底生生物の減
少等の問題がある。さらに、溶存酸素の高い水や、エア
ーを底泥に送る方法は、底泥直上の栄養塩類濃度の高い
湖沼水や、栄養塩類を多く含む浮泥を湖沼内に拡散させ
るという欠点があり、また湖内に蓄積する栄養塩類を除
去する効果が少ない。したがって本発明の目的は、上記
のような従来の課題を解決し、少ない処理水量でもっ
て、省エネルギー且つ低コストで湖沼を浄化することが
できる湖沼浄化方法を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、湖沼におけ
る栄養塩類ならびに溶存酸素の存在形態を鋭意研究した
結果、上記目的を達成することができた。すなわち本発
明は、湖沼の底泥直上部に存在する富栄養塩類水ならび
に貧酸素水(溶存酸素濃度:0〜6mg/l)を吸入
し、これを湖沼外部に移送することを特徴とする湖沼浄
化方法を提供するものである。また本発明は、吸入され
た吸入水が湖沼外部で浄化され、再度湖沼に戻される前
記の湖沼浄化方法を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明者は、湖沼の底泥直上部の
栄養塩類(窒素、リン等)濃度が高く、溶存酸素濃度が
著しく低い層が存在するという事実をまず見いだした。
そしてこの富栄養塩類水層を除去するに際しては、これ
を吸入する設備や、吸入水を処理する設備等にそれほど
コストがかからず、しかも効率的に湖沼が浄化されると
いう利点があり、ここに本発明の特長がある。本発明で
いう富栄養塩類水層とは、主に湖沼の底泥に近い水深に
存在する層である。なお、富栄養塩類水層は完全な層と
してその他の部分の湖沼水と区別されるものではなく、
底泥直上部が湖沼の汚染の原因となる栄養塩類がリッチ
な特定範囲部分を意味し、その特定範囲は、予備実験的
に調査した湖沼内の栄養塩類の分布や、所望する湖沼浄
化の程度に応じて決定される。
【0006】なお、富栄養塩類水層は、湖沼の底部の形
態、季節に関係する水温躍層または塩分濃度に関係する
塩分躍層の発生に依存して生じる。水温躍層とは、気温
の変化で湖沼内にできる温度層のことをいう。水は温度
により密度が変化し、4℃で密度が最大になり、このた
め各季節で湖沼では次のような現象が発生する。 春〜夏:湖沼表面温度が高くなり、水温の高い表層部と
水温が低く密度が高い底層部との間に水温の層が発生す
る(水温躍層)。この場合、表層部と底層部とでは水の
循環が行われない。表層部の水は風や波の影響で流動性
があり、また藻類の光合成や大気からの混入酸素により
溶存酸素濃度が高い。一方、底層部の水は水温が低く密
度が高くなり、流動性がなくなり、底泥の分解に伴い嫌
気状態となり、栄養塩類が溶出する。このため水温躍層
から深くなるほど栄養塩類濃度が高くなる。 夏〜秋:表層部の水温が低下し、底層部と表層部との間
で水の対流が発生する。これに伴い、底層部に滞留する
栄養塩類濃度の高い水が表層に拡散する。 秋〜冬:表層の水温が低下し、夏季とは逆の水温躍層が
発生する。 冬〜春:表層の水が温められ、表層部と底層部との間で
水の対流が発生する。 このため、底層部の高濃度の栄養塩類が表層部に拡散
し、春先のアオコ等の藻類の異常発生(ブルーム)の原
因となっている。また、塩分躍層とは、汽水湖で塩分濃
度の高い水が、密度が高く水深が深い部分に滞留し、塩
分濃度が低く密度が低い表層部との間にできる境界のこ
とである。塩分躍層の上下では年間を通じ、水の循環は
行われず、底泥直上部は年中貧酸素状態となり栄養塩類
が溶出し、濃度が高くなっている。水温躍層が発生した
場合の淡水湖の全リンの鉛直分布の例(8月測定)を図
3に示す。図3によれば、底泥直上部に近づくにつれ、
全リン濃度が高くなっている。また、塩分躍層が発生し
た場合の汽水湖の全リンの鉛直分布の例(9月測定)を
図4に示す。図4によれば、水深3m前後で全リン濃度
が右肩上がりに高くなっている。これらの例から、湖沼
には栄養塩類濃度の高い層が特定場所に存在することが
分かる。また、これらの層は調査により簡単に割り出す
ことができる。このほか、湖沼底部が窪地になっている
箇所では、窪地の内と外で水の循環がほとんど行われ
ず、底泥部の貧酸素化による栄養塩類の溶出に伴い底泥
直上部に濃度が高い層が発生する。
【0007】したがって、本発明の方法は、表層部と底
層部とで水の循環が行われず、底泥付近が嫌気状態とな
って栄養塩類が溶出する条件下、例えば水温躍層が発生
し、底泥からの溶出が活発となる夏などの時期に、底層
部が貧酸素状態になる湖内の部分を対象に行うのが有効
であると言える。本発明の方法は、この富栄養塩類水な
らびに貧酸素水を、例えばポンプによって集水管等で吸
入し、これを湖沼外部(地上)に排出するものである。
富栄養塩類水層の吸入は、浮泥を拡散させるものであっ
てはならず、急激な吸入等は好ましくない。吸入量は貧
酸素状態となる湖底面積および期間を浄化対象として計
画上は、例えば浄化対象湖底面積1,000m2 あた
り、0.1〜0.5m3 /時程度であることができる。
【0008】吸入された吸入水は、地上に運搬され、必
要に応じて高度処理され湖沼に戻すことができる。高度
処理方法は、次に挙げるような浄化システムを採用して
行うことができる。
【0009】 人工湿地浄化システム 人工的に湿地を造成し、そこに吸入水を放出し、土壌中
の微生物による窒素の硝化・脱窒により、吸入水中から
窒素を除去し、大気中に放出する。また土壌によりリン
が吸着される。さらに、湿地にヨシ等の植物を植栽する
ことにより、植物による窒素、リンの吸収による浄化が
行われるとともに、土壌による浄化が促進される。 水生植物浄化システム ヨシ等の抽水植物やホテイアオイ等の浮漂植物による根
からの栄養塩類の吸収、群生による浮遊物質の捕捉、植
物周辺の微生物による分解等を利用して吸入水を浄化す
る。 ラグーン(池)浄化システム 小規模な池を設置し、吸入水の栄養塩類を藻類に固定さ
せ、水中から除去する。遺骸となった藻類や動物プラン
クトン等は汚泥として池の底に堆積する(底泥)。これ
を定期的に除去するほか、ラグーンの底層部で嫌気的に
分解させ発生汚泥量を少なくさせる。水および底泥は脱
窒により窒素を除去することも可能である。
【0010】次に、図面を参照しながら本発明をさらに
説明する。図2は、何ら浄化対策を講じない湖沼の汚染
過程を説明するための図である。一般に湖沼では、河川
などから汚濁物が流入し、滞留時間が長いことから沈殿
あるいは生物に固定され、大部分が最終的には湖内(底
泥、湖水)に蓄積される。湖内では、一般に水深が深い
ほど溶存酸素濃度が低下し、底泥付近が貧酸素状態にな
ると栄養塩類(窒素、リン等)が水中溶出していく。こ
のため、水深が深いほど栄養塩類濃度が高くなる。特
に、躍層8(水温躍層または塩分躍層)が発生した湖沼
では水の循環が行われず、底泥6付近は嫌気状態とな
り、窒素(N)やリン(P)化合物等の栄養塩類が溶出
する。また嫌気状態に伴って底生生物が減少し、湖沼1
自体の自浄機能が低下する。さらに底泥6からメタン、
硫化水素等の有害なガスが発生することもある。溶出し
た栄養塩類は、湖沼水の季節的な温度変化などによる対
流に伴って、表層部2に拡散し、アオコ等の藻類の異常
発生の原因となる。
【0011】これに対して、本発明の方法を実施した場
合の湖沼の状態を説明する。図1は、本発明の一実施態
様を説明するための図である。あらかじめ調査され、そ
の特定範囲部分が決定された富栄養塩類水層に、集水管
12が設置される。集水管12は、例えばポンプにより
底泥6直上の富栄養塩類水ならびに貧酸素水を吸入し、
送水管14を通じてこれを湖沼1外部に移送する。集水
管12は、湖沼1内部で移動可能であることもできる。
移送された吸入水は、上記のような浄化システムにより
浄化され、必要に応じて湖沼1に戻される。底層部4の
富栄養塩類水ならびに貧酸素水を吸入除去することによ
り、湖沼1の表層部2の溶存酸素濃度の高い水が、底泥
6付近にも流入し、底泥6付近が好気的状態になり、底
泥6からの栄養塩類の溶出が抑制され、また底生生物が
増加し、湖沼1の自浄機能が促進される。またメタン、
硫化水素等の有害なガスの発生も抑制される。栄養塩類
の表層部2への拡散が抑制されることにより、アオコ等
の藻類の異常発生が防止される。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、少ない処理水量でもっ
て、省エネルギー且つ低コストで湖沼を浄化することが
できる湖沼浄化方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様を説明するための図であ
る。
【図2】何ら浄化対策を講じない湖沼の汚染過程を説明
するための図である。
【図3】水温躍層が発生した場合の淡水湖の全リンの鉛
直分布の例(8月測定)を示す図である。
【図4】塩分躍層が発生した場合の汽水湖の全リンの鉛
直分布の例(9月測定)を示す図である。
【符号の説明】
1 湖沼 2 表層部 4 底層部 6 底泥 8 水温躍層 12 集水管 14 送水管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 湖沼の底泥直上部に存在する富栄養塩類
    水ならびに貧酸素水(溶存酸素濃度:0〜6mg/l)
    を吸入し、これを湖沼外部に移送することを特徴とする
    湖沼浄化方法。
  2. 【請求項2】 吸入された吸入水に含まれる栄養塩類
    (窒素、リン等)が湖沼外部で浄化され、再度湖沼に戻
    される請求項1に記載の湖沼浄化方法。
JP3835697A 1997-02-05 1997-02-05 湖沼浄化方法 Pending JPH10216753A (ja)

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JP3835697A JPH10216753A (ja) 1997-02-05 1997-02-05 湖沼浄化方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113104998A (zh) * 2021-05-20 2021-07-13 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司 用于湖泊的沿岸水层交换装置

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