JPS58128196A - 閉鎖海域および湖沼の水質悪化防止工法 - Google Patents

閉鎖海域および湖沼の水質悪化防止工法

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JPS58128196A
JPS58128196A JP57010238A JP1023882A JPS58128196A JP S58128196 A JPS58128196 A JP S58128196A JP 57010238 A JP57010238 A JP 57010238A JP 1023882 A JP1023882 A JP 1023882A JP S58128196 A JPS58128196 A JP S58128196A
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JP
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water
pump
layer
oxygen
water quality
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JP57010238A
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English (en)
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Hideharu Saito
秀晴 斎藤
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C T I SCI SYST KK
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    • 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)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は閉鎖海域および湖沼(人工湖沼を含む)の一
度躍層形成JilKおける膨部堆積物の嫌気的分解によ
る鉄、マンガンなどの金属塩類の溶出、オルトリン酸塩
、アン41ウム塩などの栄養塩■の溶出、各種有機酸、
高級アル冨−ルーなどの炭化水素化合物の溶出、メタン
、il化水素などの有害ガ、ス発生による調水上の障書
生活環境上の障害を排除することを目的とした水質悪化
防止工法Kllするものである。
湖沼での鉄、マンガンなどの金属塩類の底部堆積物から
の溶出は、上水道、工業用水道などの浄水操作を複雑K
L、かつ浄水費を高騰させる。オルトリン酸塩、アン4
m74mラムの栄養塩類の溶出は、湖沼においては藻類
(らん藻類のMICROCY8τ[#により代表される
)の異状なる増殖をもたらし、閉鎖海域においては赤潮
発生の有力な要因とされている。これらはともに水産1
11に大暑な被害をも九らすほか、C0D(化学的酸素
要求量)の上昇によりて水質環境基準の達成を困櫓なも
のとする。各種有機酸、高級アルー−ル類などの炭化水
素化金物の溶出は閉鎖海域、湖沼のいずれにおいても、
CODの上昇によって水質環境基準の達成を困難にする
ほか、これらの物質が好気的に分解Sれる際に多量の溶
存酸素を消費することkなるため、魚員類の生育に大き
な障害となる。メタン、硫化水嵩などの有害ガスは堆積
物上部の氷塊の溶存酸素濃度が苓か零に近^状態で発生
することとなるが、これらの発生は生活環境のうえで好
ましくないの#i轟然であ秒、自然景豪をそこなうもの
である。
閉鎖海域シよひ湖沼の底部堆積物は浚渫によってその全
量を除去するのが望ましい、しかし堆積物を撹乱せずに
海底を九は湖沼底部から排除し、@上ま九は作業船上に
輸送して固形物の脱水を行ない、その脱水分離液を水質
環境基準に遍舎するように化学的、生物学的に処理して
排水することは膨大な経費が必要となる。このようなこ
とから、底部堆積物の浚渫は局部的なものを除いては実
施されてきていない、il状では底部堆積物を海底或い
は湖沼の底部に堆積させ九ま\で、嫌気性分解による各
種化学物質の溶出による障害が起らないように工学的処
理を構するのが得策である。
閉鎖海域や湖沼〒水深4ms以上であると、水面の水温
が約20CK達すると温度躍層を形成する場合が多い、
水面の水温かさらに高くなると一度躍層の形成#i顕著
になる0図示のようにこの一度躍層に)の形成によって
、海水または湖沼水は表水層(幻と底水層(QKはソ二
分されてしまう0表水層は大気からの酸素導入が十分【
行なわれるが光合成によりて藻類が繁茂し、藻類の死m
&!温度躍層に)を通過して゛底部に有機性堆積物−と
して沈積する。底水層fは表水層との水の交換がないた
め虻、大気からの酸素導入はなく、藻類の光合成による
酸素供給も仁の深度では行なわれな匹、シ九がりて溶存
酸素濃度は通電、lay/l以下であ妙、底部堆積物(
鵡に有機物が多量に含まれる場合には、溶存酸素濃度は
殆んど零である。底水層fF1表水層に比べて水1iF
i低い(水面の水温が100前後のときに#i水深10
81で約10Cとなる−が、溶存酸素濃度が極めて低い
状態か零の状態にある九めに底郁堆−積物に含まれてい
る有機物が除々に嫌気的分解されていく。その反応生成
物としてすfK述べた各種の化学物質が溶出して間隙水
の化学物質の濃度を高め、これらは底水層を形成する氷
塊の内部に次@に拡散されていき、氷塊の化学物質の濃
度を上昇させていく仁とkなる。
この底水層の水塊の溶存酸素濃度が高い状態(常時*w
hl/1以上)であるならば、間隙水から氷塊中に拡散
した化学物質の大部分は殆んど無害の状、!IIKまで
酸化されてしまう、また、j!!水増では低水温である
ことから、底部堆積物の嫌気的分解速度は比較的運く、
かつ底部堆積物の表層附近(表層より約sa+atでの
層)は好気的に維持されることになるので、この層内で
は嫌気的分解は起らない、底部堆積物が約Satを越え
る層内でFi嫌気的分解は起るが、その分解速度が違い
こと、間隙水の水量が堆積物の正帯によりて制限される
こと、さらに堆積物の深層であるがために溶出し丸化学
物質の拡散が十分に行なわれ―いことなどから、底水層
の水質悪化をも九らすことにはならない、したがって、
底水層を形成する水塊が常に高い溶存酸素濃度(常時*
wsl/1以上)を維持させることは極めて大きな水質
悪化防止策ということができる。
底水層の上部Ktl温度一層があるが、これを破壊する
ことは既溶出の化学物質が底水層の水塊に移動すること
を意味する。このため1表水層の氷塊の栄養塩類濃度、
炭化水素化合物濃度が上昇して、藻類発生、赤潮発生を
助長すること虻なりかねな−、を走、底部堆積物を攪乱
すると、lIE溶出の化学物質全多量に含む間隙水が底
水層の氷塊と混合されて、この氷塊の化学物質の一度を
上昇させてしまうととkなる。したがってこの発明は水
質悪化を助長する温度躍層の破壊、底部堆積物の攪乱を
防止しながら、底水層の水塊の溶存酸素濃度を高めよう
とするものである。
この発明では、底水層を形成する氷塊の溶存酸素118
Fを上昇させる具体的な実施手段としては、揚水ポンプ
(水中揚水ポンプまたは固定形揚水ポンプ)、酸素供給
設備(液体酸素貯留タンクまたは現楊用酸嵩発生装置)
と七〇*a配管、弁類、及び電気供給、制御設備等を使
用する。
本発明を図示の実施例によ勢詳記すると第1図に示すよ
うに、水中揚水ポンプ(1)はグイ(2)などに保留し
て所定の水深の位置に釣下げ服水口(3)を底水層0に
位置させて運転する。固定形揚水ポンプ(4)の場合は
第2図のように作業船上あるいは陸上に固定して運転す
をこと〜し、その取水管(Is)はグイ(6)などに保
留して所定の水深の位置に釣下げておき、取水口(−を
底水層OK開口する。取水管(6) V!フレキシブル
ホースによ勢揚水ポンプ(4)まで導水する。このよう
にして底水層(Oを形成する氷塊の1部を揚水ポンプ(
1)或は(4)kて連続的に吸引する。#素供給設備(
7)(液体酸素貯留夕/り、1場用酸素発生装置ともK
)は、作業船上あるいは鏡上に設置して、所要の酸素ガ
ス配管(3)を行なう、揚水ポンプ(1)、(3)のI
I(インペラ)周辺には負圧が生ずるし、揚水ポンプ(
1)、(4)の送水管(9)の11SKエジエタタr1
1を取付ければ負圧の発生する位置は確実に見い出しう
る。この負圧の主する個所に酸素供給設備(7)からの
酸素ガス管(8)の末端を固定して酸素ガスを揚水ポン
プ通過水中に混入し高濃度酸素水に転換して底水層(O
K開口する排出口(9テよりもとの氷塊に戻すようkす
る。
一般に水中への酸素ガスの溶解は一度が低いほど、その
水圧(水深)が高いほど、溶解度積は大きくなることが
知られている。したがりて底水層0を形成する氷塊の1
部を揚水ポンプにより取水して、再びその氷塊く高濃度
酸素水として戻してやることは、酸素ガスを溶解させる
−から有利であるといえる。使用する酸素ガスが液体酸
素である場合には、その酸素純度Fi99嘔以上であり
、窒素は殆んど含まれていない・現場用酸素発生amを
使用し九場合には、その機種によって酸素純度は異なる
が、下水の処理などで使用されて1九モレキ工ラシープ
吸着塔* M vs ルFE力変動afi (PR18
8uM 8WING ADs。
RPION ) !IIf)装置では保証されている酸
素純度は80哄(通常の運転実績では約90憾)であり
て残−は窒素である。しかしこの11度の窒素含有量で
あれば、その全量が気泡となりて上昇する仁とkなりて
も温度躍層内を破壊するだけの上昇流速を生ずることk
はならない。
揚′水ボング内あるいはエジエタタにより調整され九高
員度酸素水は送水管先端の排出口(−より底水層0を形
成する水塊に送り出される。閉鎖海域や大きな湖沼では
送水管(fl>はフレ命シプルホースr用いて、排出口
CfI!5位置を移動できるようkしておくのが便利で
ある。フレキシブルホースの移eaK轟りては、温度一
層(A)を破壊しないように注意深ぐ移動させることが
肝要である。tた、底水層0の水深が浅い閉鎖海域中湖
沼では排出時Kli度躍層を破壊せず、かつ底部堆積物
を攪乱しないように排出口(9テにストレーナri・を
取付けるのが望ましい、底水層0の水深が1m以上であ
る場合には水平方肉に排出すること\し、排出口(9丁
の形状はべりマウス形にする。排出口(針は温度躍層下
部よりOJ馬馬上上下位置底部堆積物表面よ1931以
上の位置に設置すれば温度躍層(4)を破壊せず、かつ
底部堆積物(ロ)を攪乱せずに高濃度酸素水を底水層(
(DC排出することかできる。
液体酸素の購入価格は高く、現鳩用酸素発生装置は建設
費が高(、その運転に電力を多く消費する。このため酸
素ガスを無駄に消費しない対策が必要である0本工法で
は第9図に示すように、すでに実用化されてき九ガルバ
ニ電池形あるいはポーラ■ダ97形溶存酸素)四−ブα
9を設電して増巾器I制御器Iを介し、その電気信号に
より揚水ポンプ(11、(4)あるいはエジェクタa・
に送入する酸素ガス量を制御することとしている。この
制御は酸素ガス管(8)の1部Klj付けえ酸素送水量
自動調節弁a4により行なう。
溶存酸素プローブan#cよる溶存酸素の検出は毎秒0
1m以上の流速が必要であることから、溶存酸素ブ謂−
プ(11)Fi、水中揚水ポンプ(1)使用の場合には
揚水ポンプの取水口(3)附近、固定形揚水ポンプ使用
の場合には取水口<bfの流心に近接して設電する。
この発明は以上説明しえように、閉鎖海域および湖沼(
人工湖沼を含む)の温度躍層下の底水層を形成する水塊
に、温度躍層を破壊せず、かつ底部堆積物を擾乱せずに
酸素を導入する工法〒あり、閉鎖海域および湖沼の水質
悪化を防止する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明工法を実施するための断面説明図、第3
図は同他実施例を示す断面説明図である。 (11、(旬は揚水ポンプ、 (3)、鼾は取水口、 (7) a酸素供給設備、 (Glは排出口。 (4)は温度躍層、 0は底水層。 (1 手続補正書 昭和11年3月3鵞日 特許庁長官殿 1、事件の表示  轡履IIIチー10!I畠寺26−
―の411  閉鎮海域および湖沼の水質悪化防止工法
3、補正をする者 事件との関係特 許 出願人 株式−−1−iティーアイtイエyxVヌテム4、代理
人 住 所 東京都中央区銀座6丁目12番2号5、補正命
令の日付 昭和  年  月   日 −発6、補正の
対象 1s書の轡許Ill求の範囲の項 7、補正の内容 補正の内容 特許請求の範Hを 「(1)閉鎖海域および湖沼における温度躍層下の底水
層を形成する水塊に対して、温度躍層を破壊せず、且膨
部堆積物を撹乱することなしに高濃度酸素水を送入して
水塊中の溶存酸素濃度を上昇させることを特徴とする水
質悪化防止工法。 (2)  高濃度酸素水の送入が、揚水ポンプの取水口
、排出口を一度躍層化の底水層を形成する氷塊中に設置
してこの氷塊の一部を連続的に揚水ポンプで機側し、揚
水ポンプ内で生ずる負圧或は送水管に取付けたエジェク
タによりて作秒出す負圧の部分に純度80鳴以上の酸素
ガスを送入して揚水ポンプ通過水を高濃度酸素水に転換
してもとの水塊に送り出すようにした特許請求の範囲第
1項記載の水質悪化防止工法。 (3)揚水ポンプの排出口にストレーナを設けた特許請
求の範囲gt項記載の水質悪化防止工法。 (4)揚水ポンプの取水口及び排出口を温度躍層り01
m以上の位置に設置する特許請求の範囲第8項記載の水
質悪化防止工法。 (5)揚水ポンプの取水口に近接してガルバニ電池形又
はポーラログラフ形溶存酸素プローブを設置し、この電
気信号によりて酸素供給量を自動的に制御するようkし
た特許請求の範aSS項記載の水質悪化防止工法、」 と訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  閉鎖海域および湖沼における一度躍層下の麿
    水層を形成する水塊に対して、温度一層を破壊せず、 
    IIJII堆積物を撹乱することなしに高1111E酸
    嵩水を送入して水塊中の博存酸嵩一度を上昇1せ墨こと
    を特徴とする水質悪化llF止工法・ (1)  高濃度酸素水の送入が、揚水ポンプの散水ロ
    、排出口を一度躍層化の麿水層を形成する水塊中に設置
    してこの氷塊の一蕩を連続的に揚水ポンプで機側し、揚
    水ポンプ内で重する負駈虞は道本管に取付けえエジエタ
    タによりて作り出す負圧の部分に純度80憾以上の酸素
    ガスを過大して揚水ポンプ遥遥水を高濃度酸素水に@秦
    してもとの水塊に送−幽すようにし九譬許請求の範囲第
    1項記載の水質悪化防止工法。 (3)  揚水ポンプの排出口にストレーナを設けた特
    許請求の範囲第3項記載の水質悪化防止工法。 (4)  揚水ポンプの取水口及び排出口を温sl!躍
    層下蕩よ伽as  JBBI3置部堆積物表面より01
    1sJkL上の位置に設置する特許請求の範囲第3項記
    載の水質悪化防止工法。 ((転)揚水ポンプの取水口に近接してガルパ1電池形
    又はポーラログラフ形博存酸嵩プーープを設置し、この
    電気信号にようて酸素供給量を自動的に制御するようk
    し九畳許請求の範囲第3項記載の水質悪化防止工法。
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