(57)【要約】      （修正有）【課題】沼や池等に沈積した汚泥や浮遊懸濁物を回収して水質浄化を行うとともに、回収した汚泥や懸濁物を炭化処理して再利用することのできる水質浄化リサイクルシステムを提供する。【解決手段】沼、池等２中の汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ１中で凝集剤及びオゾンを添加する工程、前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等とオゾン処理された水とを分離する工程、前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、沼、池等の底にある汚泥に向けて噴出させる工程、前記凝集槽にて分離された回収物を脱水機に投入して脱水ケーキとする工程、前記脱水ケーキを乾燥させた後炭化炉に投入して、回収物の炭化処理を行う工程、及び前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程、を含んでなり、前記炭化処理の際に発生する熱を脱水ケーキの乾燥に利用する。【選択図】図１
2011078861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入し、前記凝集槽にて汚泥または懸濁物等の回収物を水分と分離し、回収物を脱水した後に炭化炉に投入して炭化処理を行い、得られた炭化物を沼、池等に戻して再利用する、沼、池等の水質浄化方法であって、
前記汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程、
前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する工程、
前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、ポンプにて前記沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる工程、
前記凝集槽にて分離された凝集物を乾燥させる工程、
前記凝集物を乾燥させた後、炭化炉に投入して炭化処理を行う工程、及び
前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程、を含んでなり、
前記炭化処理の際に発生する熱を前記凝集物の乾燥に利用する、ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記凝集剤及びオゾンの添加を、前記吸引ポンプの吸入口から行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オゾン処理水の噴出を、マイクロバブル発生ノズルにより行う、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記凝集物を脱水機に投入して脱水ケーキとする工程を更に含んでなり、前記脱水機にて分離されたオゾン処理水を、前記マイクロバブル発生ノズルにより沼、池等の水中に噴出する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記凝集剤及びオゾンを添加した後、前記懸濁物等の回収物が撹拌ラインを通過して凝集槽に投入される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記の各工程が一連の工程として、沼、池等の現場で行われる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質浄化リサイクルシステムに関し、より詳細には、沼や池等に沈積した汚泥や藻、アオコ等の浮遊懸濁物を回収して水質浄化を行うとともに、回収した汚泥や懸濁物を炭化処理して再利用することのできる水質浄化リサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沼や池、灌漑用貯水池、濠などの水質低下により悪臭が発生し、環境問題となっている。悪臭は、これら沼や池に沈積した汚泥や水中に繁殖したアオコ等の懸濁物が発生原因と考えられており、池、沼地等の悪臭を低減するため国や地方自治体では定期的に汚泥や懸濁物を除去して水質浄化を行っている。
【０００３】
汚泥や懸濁物を回収除去するための水質浄化装置は一般的に大型の装置であり移動に適さないため、従来は池や沼から回収した汚泥や懸濁物を浄化処理装置が設置してある施設まで運搬し、そこで回収物の処理が行われていた。また、処理された回収物を廃棄するため、さらに廃棄物を廃棄場まで運搬する必要があった。そのため、運搬費用や廃棄費用を含め、処理費用全体が高額になる等の問題があった。
【０００４】
上記のような問題を解消するため、池や濠に沈積した汚泥の回収を行い、その場で回収物を脱水、乾燥して炭化処理を行って炭化物とし、その炭化物を池や濠に戻してリサイクルすることが提案されている（例えば特開２００１−３００２８８号公報）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３００２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水質浄化は、汚泥の除去だけでなく、浮遊する懸濁物や水中の微生物も除去する水処理も行う必要があるが、これら複数の処理を同時に行うためには装置が複雑化し大型化するため装置の移動が困難となり、その結果、池や沼の現場での水質浄化処理には適さない。また、現場で処理を行う為に処理装置を小型化すると、装置自体の処理能力が低下するため処理に要する時間がかかり、処理費用の増大につながる。
【０００７】
本発明者らは、小型の高効率マイクロバルブ発生ノズルを、汚泥等を回収するための吸引ポンプ中に組み込むことにより水質浄化と汚泥の回収を同時に行い、汚泥や浮遊懸濁物の回収時に吸引ポンプ中へ凝集剤を添加することにより、これら回収物を効率的に凝集、脱水処理することにより、短時間で次の炭化処理に供することができ、その結果、処理装置を大型化することなく、効率的に水質浄化と汚泥や懸濁物等の炭化処理を行うことができることを見いだした。本発明はかかる知見によるものである。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、沼や池等に沈積した汚泥や浮遊懸濁物を回収して水質浄化を行うとともに、回収した汚泥や懸濁物を炭化処理して再利用することのできる水質浄化リサイクルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による水質浄化リサイクルシステムは、沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入し、前記凝集槽にて汚泥または懸濁物等の回収物を水分と分離し、回収物を脱水した後に炭化炉に投入して炭化処理を行い、得られた炭化物を沼、池等に戻して再利用する、沼、池等の水質浄化方法であって、
前記汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程、
前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する工程、
前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、ポンプにて前記沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる工程、
前記凝集槽にて分離された凝集物を乾燥させる工程、
前記凝集物を乾燥させた後、炭化炉に投入して炭化処理を行う工程、及び
前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程、を含んでなり、
前記炭化処理の際に発生する熱を前記凝集物の乾燥に利用する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の好ましい態様としては、前記凝集剤及びオゾンの添加を、前記吸引ポンプの吸入口から行う。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様としては、前記オゾン処理水の噴出を、マイクロバブル発生ノズルにより行う。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、前記凝集物を脱水機に投入して脱水ケーキとする工程を更に含んでなり、前記脱水機にて分離されたオゾン処理水を、前記マイクロバブル発生ノズルにより沼、池等の水中に噴出する。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、前記凝集剤及びオゾンを添加した後、前記懸濁物等の回収物が撹拌ラインを通過して凝集槽に投入される。
【００１４】
さらに、本発明の好ましい態様としては、前記の各工程が一連の工程として、沼、池等の現場で行われる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による沼、池等の水質浄化方法によれば、小型の高効率マイクロバルブ発生ノズルを汚泥等を回収するための吸引ポンプ中に組み込むことにより水質浄化と汚泥の回収を同時に行い、汚泥や浮遊懸濁物の回収時に吸引ポンプ中へ凝集剤を添加することにより、これら回収物を効率的に凝集、脱水処理することにより、短時間で次の炭化処理に供することができ、その結果、処理装置を大型化することなく、効率的に水質浄化と汚泥や懸濁物等の炭化処理を行うことができる。
【００１６】
また、水質浄化処理の際に発生する汚泥等も炭化処理されて沼、池等に戻されるので、産業廃棄物が一切発生しない。さらに、この汚泥等の炭化処理により得られた炭化物を沼、池等に戻すことにより、この炭化物が水中の浮遊物や汚泥等を吸着し、さらには活性炭効果により水の消臭や脱臭ができるため、効果的な水質浄化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による水質浄化方法の一実施態様における、凝集剤及びオゾン添加工程の概略模式図。
【図２】本発明の一実施態様において使用する網篭送風式吸引ポンプの側面概略図。
【図３】本発明の一実施態様において使用するマイクロバブルノズルを分解した状態の斜視図。
【図４】本発明の一実施態様において使用するマイクロバブルノズルをその中心軸を含む面で切断した状態を示す断面図。
【図５】本発明の一実施態様において使用するマイクロバブルノズルの混合室Ｒの周辺を拡大した断面図。
【図６】本発明の一実施態様において使用する撹拌ラインの概略側面図。
【図７】本発明による水質浄化方法の一実施態様における、凝集槽での分離工程の概略を示した模式図。
【図８】本発明による水質浄化方法の一実施態様における、分離した水分の再利用工程の概略を示した模式図。
【図９】本発明による水質浄化方法の一実施態様における、乾燥工程の概略図。
【図１０】本発明による水質浄化方法の一実施態様における、炭化処理工程の概略図。
【図１１】本発明の一実施態様において使用する炭化炉の縦断面図である。
【図１２】図１１中の下方断面図である。
【図１３】本発明の一実施態様による水質浄化リサイクルシステム概略フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明による沼、池等の水質浄化方法は、沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入し、前記凝集槽にて汚泥または懸濁物等の回収物を水分と分離し、回収物を脱水した後に炭化炉に投入して炭化処理を行い、得られた炭化物を沼、池等に戻して再利用するものであり、以下の工程、すなわち、（１）汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程、（２）前記凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する工程、（３）前記分離工程にて分離されたオゾン処理された水を、ポンプにて前記沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる工程、（４）凝集槽にて分離された凝集物を乾燥させる工程、（５）前記凝集物を乾燥させた後、炭化炉に投入して炭化処理を行う工程、（６）前記炭化処理により得られた炭化物を、前記沼、池等に戻す工程を含むものである。各工程について、図面を参照しながら、以下説明する。
【００１９】
＜凝集剤及びオゾン添加工程＞
図１は、汚泥または懸濁物等をポンプで汲み上げる際に、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する工程の概略を示した模式図である。本発明による沼、池等の水質浄化方法においては、吸引ポンプ１によって、沼や池２の中にある汚泥や懸濁物を汲み上げる際に、ポンプ中で凝集剤及びオゾンを添加する。汲み上げられた汚泥や懸濁物は先ず凝集槽に投入されるが、凝集剤３及びオゾン４の添加は、吸引ポンプ１から凝集槽までの経路中のいずれかの場所で添加されてよく、また、凝集剤とオゾンとを一カ所の注入口から同時に添加してもよく、また別々の注入口からそれぞれを添加してもよい。
【００２０】
吸引ポンプ１としては、サンドポンプ等の水中ポンプを使用することができる。この吸引ポンプ１はウインチ５で釣り下げられており、所望の深さ位置で吸引ポンプ１を固定することができるようになっている。沼や池２などでは、藻やアオコのような浮遊懸濁物は水面近くに存在するため、ウインチ５を操作して吸引ポンプ１を水面近くで固定することにより、懸濁物を効果的に吸引除去することができる。また、汚泥は、通常沼や池の底面に存在するため、ウインチ５を操作して沼や池２の底面まで吸引ポンプ１を下ろすことにより、汚泥を選択的に吸引除去することができる。
【００２１】
吸引ポンプ１は、図２に示すように、網篭送風式吸引ポンプを好適に使用できる。網篭送風式吸引ポンプは、吸引ポンプ本体１１と、その本体１１が、本体を覆うように下方開口した網篭１２で覆われ、網篭１２の周囲を下方開口したカバー１３で覆ったものである。網篭１２の頂部１４から空気等を送気できるようになっており、送気された空気の一部は網篭１２のメッシュから網篭１２とカバー１３との隙間に抜け、一部の空気は下方（底方向）に抜けて外部に放出される。網篭１２とカバー１３との隙間に抜けた空気は、カバー１３頂部の排気口１５から排出される。この網篭送風式吸引ポンプを沼、池等の底に沈めた状態で駆動させると、網篭１２の底部から排出される空気により、池等の底に堆積している固化した汚泥１６に空気が入り込み汚泥をほぐし、汚泥の吸引が容易となる。また、通常、沼や池の底には栗石等１７が敷き詰められており汚泥１６はその栗石等１７の上に堆積しているが、網篭１２下部開口からの空気の吹き出しにより、栗石１７を吹き飛ばしながら汚泥１６を吸引することができる。さらに、網篭１２側面のメッシュからカバー１３側へ吹き出す空気により、沼、池等の底に沈殿している樹木の残骸や落ち葉などが、ポンプの吸引口１８に詰まって吸引力が低下するのを防ぐことができる。網篭１２の網目(メッシュ)は、１０〜３０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２２】
吸引ポンプ１から吸引された汚泥や懸濁物は、配管６を通って凝集槽に送られる。本発明においては、図１に示すように、配管６中に凝集剤３及びオゾン４の注入口を設け、そこから凝集剤及びオゾンを汚泥や懸濁物等に添加する。注入口は配管中に一カ所であってもよく、また複数箇所であってもよい。また、注入口の代わりに吸引ポンプ１の吸引口に三方コック（図示せず）を設けて、そのから凝集剤及びオゾンを汚泥及び懸濁物中に添加してもよい。
【００２３】
凝集剤は、凝集剤タンク７から配管を通じて、注入口３又は吸引ポンプ１に導入される。また、オゾンは、オゾン発生装置８によりから配管を通じて注入口４又は吸引ポンプ１に導入される。凝集剤及びオゾン発生装置は、従来公知のものを好適に利用することができる。
【００２４】
汚泥や懸濁物にオゾンを添加すると、オゾン反応（Ｏ３→Ｏ２＋Ｏ）により、殺菌、消臭及び有機物の分解が行われる。また、オゾン反応により発生する酸素が汚泥や懸濁物の水分中に溶解するため、高濃度酸素水が生成される。この高濃度酸素水は、後記するように、凝集槽等で分離された後、沼、池に戻されるが、この高濃度酸素水により沼、池の底にある嫌気性層を好気性層に置換することができる。
【００２５】
オゾンは、マイクロバブルノズルから噴出して添加されることが好ましい。マイクロバブルノズルにより、単位時間あたり大量のオゾンを汚泥や懸濁物に添加することができる。また、マイクロバブル化したオゾンを添加することにより、脱臭効果が著しく向上するとともに、オゾンがバブルの状態で水中に長時間存在できるため、脱臭効果を維持することができる。また、オゾン反応後も酸素がマイクロバブルの状態で長期間水中に存在することができるため、
【００２６】
このマイクロバブルノズルについて説明する。図３は、マイクロバブルノズルを分解した状態の斜視図であり、図４は、マイクロバブルノズルをその中心軸を含む面で切断した状態を示す断面図であり、図５は、マイクロバブルノズルの混合室Ｒの周辺を拡大した断面図である。
【００２７】
図３に示すように、マイクロバブルノズル２０は、混合室Ｒと、その混合室Ｒ内に第一の被混合物を導入するための第一導入口ＩＮ１と、第二の被混合物を導入するための第二導入口ＩＮ２とを備え、第一導入口に対向する位置に、第一及び第二の被混合物が混合室Ｒ外へ噴射するための噴出口が設けられた構造を有するものである。図４に示すように、円筒形状に形成された混合室Ｒの内面（後端面、前端面又は内周面）には、第一の導入口ＩＮ１と第二導入口ＩＮ２と噴射口ＯＵＴとが設けられている。導入口ＩＮ１及びＩＮ２から混合室Ｒ内へ導入された被混合物は、混合室内で混合されて混合物Ｃとなり、噴射口ＯＵＴから混合室Ｒ外へ噴射される。導入口ＩＮ１から導入される被混合物は水等の媒体であり、導入口ＩＮ２から導入される被混合物は、オゾンや酸素等の気体である。
【００２８】
水等の媒体の導入口ＩＮ１は、混合室Ｒの後端面（後述する第一部材２１の前面）に設けられており、オゾンや酸素等の気体の導入口ＩＮ２は、混合室Ｒの側周面（後述する第二部材２２の内周面）に設けられている。被混合物導入口ＩＮ２は、混合室Ｒにおける後端面や前端面における被混合物導入口ＩＮ１や混合物噴射口ＯＵＴが設けられていない位置に設けてもよい。混合物噴射口ＯＵＴは、混合室Ｒの前端面（被混合物導入口ＩＮ１が設けられた後端面に対向する面であって、後述する第三部材２３の背面）に設けられている。このため、第一導入口Ｃ１の導入方向と第二導入口Ｃ２の導入方向とが直交し、第一導入口Ｃ１の導入方向と混合物Ｃの噴射方向とが同一線上で平行となるようになっている。
【００２９】
マイクロバブルノズル２０は、図４に示すように、第一導入口ＩＮ１が前面に形成された第一部材２１と、第二導入口ＩＮ２が内周面に形成されて混合室Ｒが内部に形成された第二部材２２と、混合物噴射口ＯＵＴが背面に形成された第三部材２３とに分解可能な構造としている。
【００３０】
第一部材２１、第二部材２２又は第三部材２３を切り替えるだけで、直径ＤＩＮ１や直径ＤＩＮ２や直径ＤＯＵＴや直径ＤＲを切り替えることが可能になり、マイクロバブルノズル２０の用途などに応じてノズル２０の仕様を容易に変えることも可能になる。さらに、マイクロバブルノズル２０に痛みが生じたような場合などは、各部ごとに交換することもできるなど、マイクロバブルノズル２０のメンテナンスを容易に行うことも可能になる。
【００３１】
第一混合部材２１の前面には、図３に示すように、円形をした凹部が２段に形成されている。図４に示すように、小さな方の凹部には第二部材２２が嵌め込まれ、大きな方の凹部には第三部材２３が嵌め込まれるようになっている。第三部材２３の外周面には螺子溝が形成されており、螺子溝を第一部材２１の大きな方の凹部の内周面に形成された螺子溝に螺合することができるようになっている。これにより、第一部材２１と第二部材２２と第三部材２３とをその中心軸方向にしっかりと密着させ、混合室Ｒに導入された第一の被混合物Ｃ１や第二の被混合物Ｃ２などが各部の隙間から漏れ出るのを防ぐことができるようになっている。
【００３２】
導入口ＩＮ１、ＩＮ２及び混合物噴射口ＯＵＴの開口形状は、特に限定されず、非円形であってもよいが、本発明の実施態様においては、図３に示すように、いずれも円形としている。混合室Ｒの断面形状（円筒形状の混合室Ｒの中心軸に垂直な断面の形状）も特に限定されないが、本発明の実施態様においては、円形としている。混合物噴射口ＯＵＴの開口面積は、混合室Ｒの断面積よりも狭く、かつ導入口ＩＮ１の開口面積よりも広く設定されている。換言すると、混合物噴射口ＯＵＴの直径ＤＯＵＴ（図５）は、混合室Ｒの断面の直径ＤＲ（図５）よりも小さく、かつ導入口ＩＮ１の直径ＤＩＮ１よりも大きく設定されている。導入口ＩＮ２の開口面積（導入口ＩＮ２の直径ＤＩＮ２（図５））は、被混合物であるＣ１（水）、Ｃ２（オゾン又は酸素）の所望の混合比などに応じて適宜決定される。
【００３３】
直径ＤＩＮ１は、通常、３０ｍｍ以下とされる。直径ＤＩＮ１は、２０ｍｍ以下であると好ましく、１５ｍｍ以下であるとより好ましく、１０ｍｍ以下であるとさらに好ましい。直径ＤＩＮ１は、通常１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上とされる。導入口ＩＮ１の上流側は、ストレートに形成しても（直径ＤＩＮ１よりも大きな内径を有するストレート状の管路としても）よいが、本実施態様においては、図５に示すように、テーパー状に形成しており、導入口ＩＮ１に近づくにつれて被混合物Ｃ１の流速が徐々に速くなるようにしている。
【００３４】
直径ＤＩＮ２は、通常、３０ｍｍ以下とされる。直径ＤＩＮ２は、２０ｍｍ以下であると好ましく、１０ｍｍ以下であるとより好ましく、５ｍｍ以下であるとさらに好ましい。直径ＤＩＮ２は、通常０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上とされる。
【００３５】
混合物噴射口ＯＵＴの直径ＤＯＵＴ（図５）は、被混合物導入口ＩＮ１の直径ＤＩＮ１よりも大きく、混合室Ｒの直径ＤＲよりも小さければ特に限定されない。直径ＤＯＵＴは、通常、直径ＤＩＮ１よりも０．５ｍｍ以上大きく設定される。直径ＤＯＵＴは、直径ＤＩＮ１よりも１ｍｍ以上大きくすると好ましく、１．５ｍｍ以上大きくすると好ましい。一方、直径ＤＯＵＴは、通常、混合室Ｒの直径ＤＲよりも０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上小さく設定される。
【００３６】
混合室Ｒの直径ＤＲ（図５）は、混合物噴射口ＯＵＴの直径ＤＯＵＴよりも大きければ特に限定されない。特に、直径ＤＲの上限に特に制限はないが、通常５０ｍｍ以下、好ましくは、４０ｍｍ以下、より好ましくは３０ｍｍ以下とされる。
【００３７】
円筒形状の混合物Ｒの中心軸に沿った方向の長さＬＲ（図５）も、直径ＤＩＮ１，ＤＩＮ２，ＤＯＵＴ，ＤＲなどとの兼ね合いによって異なり、特に限定されない。しかし、長さＬＲを短くしすぎると、混合室Ｒで渦流が発生しにくくなり、被混合物Ｃ１，Ｃ２が混合室Ｒ内で十分に混合しにくくなるおそれがある。導入口ＩＮ１、ＩＮ２の直径ＤＩＮ１、ＤＩＮ２や混合物噴射口ＯＵＴの直径ＤＯＵＴや混合室のＲの直径ＤＲを上記の範囲程度とする場合には、長さＬＲは、通常０．５ｍｍ以上とされる。混合室Ｒの長さＬＲは１ｍｍ以上であると好ましく、２ｍｍ以上であるとより好ましい。混合室Ｒの長さＬＲを長くすると、混合室Ｒで渦流が発生しやすくなり、被混合物Ｃ１、Ｃ２が混合しやすくなるものの、マイクロバブルノズル２０の寸法が大きくなるため、通常３０ｍｍ以下とされる。混合室Ｒの長さＬＲは、２０ｍｍ以下であると好ましく、１０ｍｍ以下であるとより好ましい。
【００３８】
凝集剤及びオゾンが添加された汚泥又は懸濁物は、次の凝集槽に投入される前に十分に撹拌しておく必要がある。撹拌には、スパイラルミキサー、スタティックミキサー等の従来公知の撹拌機を使用できるが、本発明においては、図６に示すような撹拌ライン３０を組み込むことにより、汚泥又は懸濁物の撹拌を行う。撹拌ラインは、９０度垂直に曲がる管を組み合わせてつなげた構造を有する。吸引されて管内を輸送される汚泥等は、この９０度に曲がる管内を通過する際に衝撃が加えられ、十分な撹拌が行われる。本発明においては、上記したようなマイクロバブルノズルと撹拌ラインとを組み合わせることにより、従来の水浄化処理のように濁水処理装置を設置する必要がなくなるため、水質処理に要するコストを削減できるだけでなく、処理設備自体も小型化できる。
【００３９】
撹拌ラインは、その管径Ｄを、輸送配管径の１．５〜２．０倍とすることにより、汚泥等の流速が低減し、撹拌時間が１．７５〜４倍となる。撹拌時間を長くすることにより、凝集剤と懸濁物、汚泥とがしっかりと混合されるとともに、オゾンによる脱臭をより完全に行うことができる。撹拌ラインは、直線配管部分の長さＬ１，Ｌ２を２０〜３０ｃｍとし、９０度曲がった箇所を５〜１５箇所程度設けるのが好ましい。また、撹拌ラインの全長は２０〜２５ｍ程度であってよい。
【００４０】
上記のような撹拌ラインは、例えば塩ビ管等をつなぎ合わせて簡単に作製することができる。塩ビ管等は、安価かつ入手も容易なだけでなく、防錆質であるためメンテナンス性も良好である。また、軽量であるため、現場に持ち込んで簡単に撹拌ラインを組み立てることができる。
【００４１】
＜凝集槽での分離工程＞
図７は、凝集槽での分離工程の概略を示した模式図である。上記のようにして凝集剤及びオゾンが添加された汚泥又は懸濁物は凝集槽４０での分離工程に付されて、水分が除去される。凝集槽４０は、複数の凝集槽が並列して連結された多連多重式の凝集槽となっている。多連多重式凝集槽は、第一の凝集槽４１と第二の凝集槽４２とが荒取りフィルター４４を介して連結しており、第二の凝集槽４２と第三の凝集槽４３とは微細フィルター４５を介して連結された、桶式フィルター沈殿槽である。吸引された汚泥や懸濁物等の回収物は、先ず第一凝集槽４１に投入され、ここで比較的比重が大きい沈降フロックが分離され、次いで第二及び第三の凝集槽４２，４３でそれよりも比重の小さい沈降フロック４６が分離される。分離後の上澄み液である水分は、第三凝集槽４３から配管４７を通って、後記するように再利用される。
【００４２】
多連多重式凝集槽は、フィルターを介して２室の沈殿槽を備えた凝集槽を２基連結してもよく、例えばその１基の凝集槽として深さ１００ｃｍ、奥行き１００ｃｍ、長さ１５０ｃｍ程度の桶型凝集槽を好適に使用できる。
【００４３】
＜分離した水分の再利用工程＞
上記の分離工程により分離された水分は、配管を通じて、もとの沼、池等に戻される。この移送された水分は、上記したように多量の酸素またはオゾンを含む。沼、池に、この高濃度酸素（オゾン）水を投入することで、消臭、殺菌、有機物の分解等が促進されるため、水質浄化処理をより効率的に行うことができる。
【００４４】
本発明においては、この分離された高濃度酸素(オゾン)水を、上記したマイクロバブルノズルにより、沼、池の底にある汚泥に向けて噴出させることが好ましい。汚泥に向けて高濃度酸素(オゾン)水を噴出させることで、沼、池の底にある汚泥の嫌気性層を好気性層に置換することができる。微生物作用を活性化させて有機物の分解を促進させることができる。また、マイクロバブルノズルを用いることにより、気泡の水中での滞留時間が長くなるため、高濃度酸素（オゾン）水による消臭等の効果がより向上する。池、沼等２に沈められたマイクロバブルノズルから噴射された高濃度酸素（オゾン）水は、図８に示すように、一旦、バブル滞留装置９を介して放出されてもよい。バブル滞留装置９を設置することによりマイクロバブルを緩やかに放出することができる。例えば、バブル滞留装置９の放出口の口径を排水管の口径の１．５倍以上とすることにより、マイクロバブルをより緩やかに放出することができる。
【００４５】
＜凝集物の乾燥工程＞
次いで、凝集槽下部から取り出された沈降フロック（凝集物）４６は乾燥工程に付され、そこで水分の除去が行われる。水分は、凝集物の水分含有量が３０重量％以下になるまで行われる。図９は、本発明における乾燥工程の概略図を示したものである。水分を多量に含む凝集物４６は乾燥機５０内に運ばれ、ここで水分含有量が３０重量％以下になるまで乾燥が行われる。乾燥機５０は、後記する炭化炉から発生する熱を利用することができる。炭化炉からの排熱を再利用することにより、水質浄化システム全体のエネルギーコストを削減できるとともに、二酸化炭素排出量を削減できる。また、乾燥機から排出される排ガスもクリーンなため、周囲環境を悪化させることもない。
【００４６】
本発明においては、凝集物の乾燥を行う前に、沈降フロックを脱水機（図示せず）にて脱水し、脱水ケーキとすることにより、凝集物の含水量をある程度下げておいてもよい。脱水機を設置することによりその後の乾燥工程の時間を短縮することができる。脱水機は、従来公知の真空脱水機等を好適に使用できるが、これに限定されるものではない。
【００４７】
脱水機を設置した場合、凝集物の脱水工程により分離された水は、上記したように高濃度の酸素（オゾン）を含む。したがって、上記の分離工程の欄にて説明したように、分離した高濃度酸素（オゾン）水を、沼、池に戻すことが好ましく、また、マイクロバブルノズルにより、沼、池等の底にある汚泥に向けてオゾン処理された高濃度酸素（オゾン）水を噴出させることが好ましい。
【００４８】
＜炭化処理工程＞
図１０は、炭化処理工程の概略図を示したものである。炭化炉６０は二基の第１排出ガス燃焼炉６１と第２排出ガス燃焼炉６２が配置されている。第１、第２の排出ガス燃焼炉６１，６２では、炭化炉６０からの排出されるガスを高温焼成し、この第１排出ガス燃焼炉６１からの高温排ガスを再び炭化炉６０へ戻し、第２排出ガス燃焼炉６２からの高温排ガスを乾燥機５０へ供給するための供給配管６３が設けられている。このような炭化処理装置を用いることにより、装置汚染や配管詰まり等がなく、清潔かつ悪臭公害もなくすことができる。
【００４９】
炭化炉６０への原料である乾燥凝集物の供給は、ショベルローダ等で破砕機に原料を投入し破砕物は振動篩６５を内蔵した供給機６４で必要により粒子の大きさを揃えてバケットコンベア６６等により炭化炉６０上部の二重ダンパ６７付ホッパ６８へ輸送される。二重ダンパ６７は原料チップを炭化炉６０へ投入の際に炭化炉６０内部を外部から空気遮断して還元雰囲気を維持するために設けられている。炭化後の炭化物は下方から排出されて、スクリューコンベア６９等で炭化物ストッカ７０へ移送される。
【００５０】
炭化炉６０には排出ガス燃焼炉を２基備え、第１排出ガス燃焼炉６１は炭化炉６０加熱用とし、第２排出ガス燃焼炉６２は凝集物の乾燥用として、これら２基の排出ガス燃焼炉でもって排出ガスの高温焼却を十分にし、かつ、凝集物の乾燥及び炭化を十分に達成できる。
【００５１】
次に、各種供給配管を含む乾燥凝集物から炭化製品に到るまでの配管フローにつき、図１０を参照しながら説明する。炭化炉６０へは排出ガスを吸引ブロワ７１と第１排出ガス燃焼炉６１を介して循環させる炭化炉循環配管７２がある。また、この第１排出ガス燃焼炉６１への炭化炉循環配管７２から分岐して第２排出ガス燃焼炉６２への乾燥配管７３を設けている。第２排出ガス燃焼炉６２からは乾燥機５０への乾燥機配管６３を設けている。乾燥機５０からは排気配管７４となり、バッグフィルタ等の排煙浄化装置７５を経て排気ガスは大気中へ放出される。
【００５２】
排出ガス燃焼炉６１，６２は、排ガスを高温燃焼させるため、従来の炭化炉加熱のみのものに比較して、バーナ数を増やして、加熱容量の大きい燃焼装置とすることが好ましい。
【００５３】
炭化炉は、図１１又は図１２に示すように、炭化炉６０本体の内壁が下方に広がる円錐壁７６となっている。円錐壁７６は、図１１に示すように、下方に広がるテーパー状であり、例えば、円錐壁７６の高さが２．５ｍの場合、その直径が上部で１．１ｍ、下部で１．２ｍ程度の拡大で十分なブリッジ防止効果が得られている。このことにより、炭化途中で原料のブリッジ形成による原料詰まりがなくなり、連続供給、連続排出が円滑に行える。
【００５４】
また、炭化炉６０内部下方の炭化物取出装置７７は回転円盤型であり、これと同軸に炭化物取出装置７７上方へ撹拌円盤又は撹拌翼からなる撹拌機７８を設ける構造にする。炭化炉６０本体の内壁が下方に広がる円錐壁７６としているので、撹拌機７８がなくてもブリッジ防止効果が得られているが、撹拌機７８を設けるとなおよい。撹拌機７８の構造も簡単な円盤や撹拌羽根あるいは単なる放射状のバーでよいので、設備費も抑制できる。
【００５５】
炭化炉６０内部の原料を還元状態で焼成炭化するための加熱ガス供給口７９は、円錐壁７６の円周上の複数箇所に設ける。図１２は図１１の下方断面を示したものであるが、この場合は３方向に炭化炉循環配管７２から取巻き分岐管７３によって３個所の加熱ガス供給口７９に加熱ガスを分配している。
【００５６】
＜炭化物の再利用工程＞
本発明においては、上記のようにして得られた炭化物を、沼、池等に戻す工程を含む。炭化物は、前記した凝集物中に有機物のみが燃焼することから一般的に多孔質形態をとる。このような多孔質形態の炭化物を沼、池等に沈めておくと、水中の微少浮遊物や汚泥を吸着でき、水質浄化剤として機能する。炭化物は種々の形態としてよく特に制限されるものではなく、複数の炭化物片を網に詰めたものを沼、池等に沈めておいてよい。
【００５７】
＜水質浄化リサイクルシステム＞
図１３は、本発明による水質浄化リサイクルシステムの概略フロー図を示したものである。先ず、上記したように、沼、池等中の汚泥または懸濁物等をポンプにより汲み上げて凝集槽に投入する。この際、吸引ポンプ中で凝集剤及びオゾンを汚泥または懸濁物等に添加する。この工程により、効率的に短時間で吸引回収物の脱臭や有機物の分解が行われる。次いで、凝集剤及びオゾン添加された汚泥または懸濁物等の回収物を凝集槽に投入して、汚泥または懸濁物等の回収物とオゾン処理された水とを分離する。この分離工程において分離されたオゾン処理された高濃度酸素（オゾン）水を、ポンプにてもとの沼、池等中に移送して、沼、池等の底にある汚泥に向けて前記オゾン処理水を噴出させる。この再利用された高濃度酸素（オゾン）水は、沼、池の底にある汚泥を柔らかくほぐし吸引し易くするとともに、沼、池の水質浄化にも役立つ。一方、凝集槽にて沈殿、分離された凝集物は、乾燥工程、所望により脱水工程を経て、炭化炉に投入されて炭化処理が行われる。この炭化処理により得られた炭化物は、もとの沼、池等に戻される。そのため、一連の水質浄化リサイクルにおいて産業廃棄物を生じさせることがなく、さらには、再利用した炭化物も、沼、池等の水質浄化に供することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    吸引ポンプ
２    沼、池等
３    凝集剤投入口
４    オゾン投入口
５    ウインチ
６    配管
７    凝集剤タンク
８    オゾン発生装置
９    バブル滞留装置
１１  吸引ポンプ本体
１２  網篭
１３  カバー
１８  ポンプ吸引口
２０  マイクロバブルノズル
３０  撹拌ライン
４０  凝集槽
４４，４５  フィルター
４６  沈降フロック（凝集物）
５０  乾燥機
６０  炭化炉
６１  第１排出ガス燃焼炉
６２  第２排出ガス燃焼炉
６４  供給機
７６  円錐壁
７７  炭化物取出装置
７８  撹拌機
７９  加熱ガス供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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