(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層水中に浮遊する浮遊藻類を収集する浮遊藻類収集装置であって、
前記浮遊藻類を含む前記表層水が流通可能な門型の装置フレームと、
前記装置フレーム内に前記表層水の流通方向に直交して横向きに配置され、周面にゴミ分離用のフィルタが形成されるとともに側面に前記浮遊藻類を表層水と一緒に吸引して取り込む吸引配管の一方端部及び前記フィルタを洗う水を吐出する吐出配管の一方端部を内部に導く導入口が開口された円筒状のゴミ分離ドラムと、
前記装置フレームに回転自在に片持ち支持され、前記ゴミ分離ドラムの両端部周面をそれぞれ３点支持する合計６個の支持ローラと、
前記６個の支持ローラの少なくとも１つに回転動力を付与して前記ゴミ分離ドラムを回転する回転動力手段と、
前記装置フレームに固定され、前記ゴミ分離ドラムの下部が前記表層水中に浸漬するように前記装置フレームを浮かせる浮き部材と、
前記ゴミ分離ドラム内に設けられ、前記吸引配管に連通状態で支持されるとともに前記ゴミ分離ドラムの軸芯方向に長いスロット形状の吸引口が前記表層水中に位置するように形成された吸引ノズルと、
前記ゴミ分離ドラム内に設けられ、前記吐出配管に連通状態で支持されるとともに前記ゴミ分離ドラムの軸芯方向に長いスロット形状の吐出口が前記表層水の水面上に位置するように形成された吐出ノズルと、
前記ゴミ分離ドラムの外面に突起した状態で複数枚設けられ、前記ゴミ分離ドラムの軸芯方向に長い板状のスキーマと、を備えたことを特徴とする浮遊藻類収集装置。
【請求項２】
前記吸引口のスロット形状の開口面積は前記スキーマの四角形状の板状面積よりも大きい請求項１に記載の浮遊藻類収集装置。
【請求項３】
前記ゴミ分離ドラムの外側に、前記フィルタの外面を洗浄する洗浄ノズルを設けるとともに前記洗浄ノズルは分岐配管を介して前記吐出配管の途中に連通される請求項１又は２に記載の浮遊藻類収集装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の浮遊藻類収集装置と、
前記吸引配管の他方端にポンプ入口が接続されるとともに前記吐出配管の他方端にポンプ出口が接続された多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置と、
前記浮遊藻類破壊装置の吐出圧力を調整する圧力調整手段と、を備えたことを特徴とする浮遊藻類処理システム。
【請求項５】
前記多段渦巻ポンプ構造は４段以上、１０段以下である請求項４に記載の浮遊藻類処理システム。
【請求項６】
前記吸引配管の途中に吸引配管に吸引された表層水中の気泡を脱気する脱気手段を設ける請求項４又は５に記載の浮遊藻類処理システム。
【請求項７】
前記多段渦巻ポンプ構造にはクローズド型のインペラが設けられ、クローズド型のインペラの排出隙間の幅が４ｍｍ〜１０ｍｍであるとともに、前記浮遊藻類収集装置のゴミ分離ドラムのフィルタの目開きが前記排出隙間よりも小さい請求項４〜６の何れか１項に記載の浮遊藻類処理システム。
【請求項８】
前記浮遊藻類収集装置の装置フレームに前記浮遊藻類破壊装置を搭載して一体型とした請求項４〜７の何れか１項に記載の浮遊藻類処理システム。
【請求項９】
表層水中に浮遊する浮遊藻類を収集する浮遊藻類収集装置であって、
前記浮遊藻類を含む前記表層水が流通可能な装置フレームと、
前記装置フレーム内に配置され、周面にゴミ分離用のフィルタが形成されるとともに側面に前記浮遊藻類を表層水と一緒に吸引して取り込む吸引配管の一方端部及び水を吐出する吐出配管の一方端部を内部に導く導入口が開口された円筒状のゴミ分離ドラムと、
前記ゴミ分離ドラムを回転させる回転手段と、
前記装置フレームに固定され、前記ゴミ分離ドラムの下部が前記表層水中に浸漬するように前記装置フレームを浮かせる浮き部材と、
前記ゴミ分離ドラム内に設けられ、前記吸引配管に連通状態で支持されるとともに吸引口が前記表層水中に位置するように形成された吸引ノズルと、
前記ゴミ分離ドラム内に設けられ、前記吐出配管に連通状態で支持される吐出ノズルと、
を備えたことを特徴とする浮遊藻類収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浮遊藻類収集装置及び浮遊藻類処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業の発展や人口の増加などにより、湖沼、池、河川、閉鎖性海域等の閉鎖性水域において水中のリンや窒素の栄養分濃度が増加し、閉鎖性水域が富栄養化状態になり易い。この結果、アオコや赤潮等と呼ばれる植物性プランクトンである浮遊藻類が大量発生し、水が緑色や赤色に濁ってしまう現象がしばしば見られる。
【０００３】
富栄養化した水から速やかに栄養分を取り除くことができれば、水草や適度な植物性プランクトンで水を浄化することは可能である。しかし、水に溶けた栄養分を速やかに取り除くことは難しく、アオコや赤潮等の浮遊藻類が大量発生し易い。
【０００４】
大量発生したアオコや赤潮等の浮遊藻類を放置すると、その水域の酸素濃度が低下して魚が死んだり、水辺やその水域の水を水源とする水道水に異臭がしたりする被害が発生する。この為、閉鎖性水域が富栄養化する原因を改善すると同時に、水中のこれらの浮遊藻類を除去する必要がある。
【０００５】
例えばアオコは、比較的に球状な藍藻類（数ミクロン程度のミクロシスチス：Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｓが主な構成）であり、細胞内のガス胞によって水面から数ｃｍ程度下の表層水中に浮遊している。そして、アオコが大量発生すると、数十〜数百μｍスケールの立体構造を有するアオコの群体がマット状になって水面を覆う。アオコの群体は数百以上の細胞が一定の規則性を有して集合したものである。このような群体状のアオコの処理方法としては、例えば特許文献１や特許文献２がある。
【０００６】
特許文献１では、取水ポンプで吸い込んだ群体状のアオコを含む水を、超音波照射器に通してアオコを破壊することによりアオコの比重を重くした後、遠心濃縮機及び遠心脱水機にかけて脱水して固形物化することで、閉鎖性水域からアオコを効率よく回収する方法が提案されている（超音波方式）。
【０００７】
また、特許文献２では、取水ポンプで吸い込んだ群体状のアオコを含む水を、筒体の両端から対向噴射させて筒体内で水を衝突させることにより、群体状のアオコを細かく分断することが提案されている（対向噴射方式）。また、特許文献２には、アオコのガス胞を破壊して沈降し易くした後、元の閉鎖性水域に戻すことが提案されている。アオコの群体構造を細かく分断し、またガス胞を破壊して沈降し易くして閉鎖性水域に戻せば、閉鎖性水域に存在する動物プランクトンによる捕食が促進され、閉鎖性水域におけるアオコの増殖を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３３８８８号公報
【特許文献２】特開２００６−２３８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法は、回収したアオコが産業廃棄物となるので、焼却等の後処理をしなくてはならず、処理コストが高くなるという問題がある。
また、特許文献２の方法は、処理したアオコを閉鎖性水域に戻すため産業廃棄物にはならないが、群体状のアオコを細かく分断する分断処理及びガス胞を破壊する破壊処理の効果が十分とは言えないという問題がある。アオコの分断処理及び破壊処理が十分でなく未処理のアオコが残ってしまうと、閉鎖性水域のアオコの増殖を抑制する効果が低減してしまう。
【００１０】
この分断処理効果及び破壊処理効果の向上は、アオコに限らず赤潮等の浮遊藻類の処理においても重要になる。
更なる問題として、閉鎖性水域には、アオコ等の浮遊藻類の他に木っ端、落ち葉、ビニール片等のゴミ類が浮遊しており、アオコ等の浮遊藻類のみを収集することが難しい。ゴミ類を一緒に収集すると、アオコ等の浮遊藻類の処理能力が低下するだけでなく、ポンプ、超音波照射装置、噴射筒体等の機器類を破損させる原因になる。
【００１１】
取水ポンプにフィルタを設けることでゴミ類が収集しないようにはできるが、フィルタが目詰まりしないようにフィルタに付着したゴミ類を頻繁に取り除かなくてはならず、メンテナンスが大変である。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、アオコ等の浮遊藻類のみを選択的に収集することができ、メンテナンスもほとんど必要ない浮遊藻類収集装置及びメンテナンスがほとんど必要ない浮遊藻類収集装置と分断処理効果及び破壊処理効果に優れた浮遊藻類破壊装置とを備えた浮遊藻類処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の浮遊藻類収集装置は目的を達成するために、表層水中に浮遊する浮遊藻類を収集する浮遊藻類収集装置であって、前記浮遊藻類を含む前記表層水が流通可能な門型の装置フレームと、前記装置フレーム内に前記表層水の流通方向に直交して横向きに配置され、周面にゴミ分離用のフィルタが形成されるとともに側面に前記浮遊藻類を表層水と一緒に吸引して取り込む吸引配管の一方端部及び前記フィルタを洗う水を吐出する吐出配管の一方端部を内部（ゴミ分離ドラム内のこと）に導く導入口が開口された円筒状のゴミ分離ドラムと、前記装置フレームに回転自在に片持ち支持され、前記ゴミ分離ドラムの両端部周面をそれぞれ３点支持する合計６個の支持ローラと、前記６個の支持ローラの少なくとも１つに回転動力を付与して前記ゴミ分離ドラムを回転する回転動力手段と、前記装置フレームに固定され、前記ゴミ分離ドラムの下部が前記表層水中に浸漬するように前記装置フレームを浮かせる浮き部材と、前記ゴミ分離ドラム内に設けられ、前記吸引配管に連通状態で支持されるとともに前記ゴミ分離ドラムの軸芯方向に長いスロット形状の吸引口が前記表層水中に位置するように形成された吸引ノズルと、前記ゴミ分離ドラム内に設けられ、前記吐出配管に連通状態で支持されるとともに前記ゴミ分離ドラムの軸芯方向に長いスロット形状の吐出口が前記表層水の水面上に位置するように形成された吐出ノズルと、前記ゴミ分離ドラムの外面に突起した状態で複数枚設けられ、前記ゴミ分離ドラムの軸芯方向に長い板状のスキーマと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、「表層水が流通可能」とは、表層水が滞らないで流れることを意味する。
本発明によれば、湖沼、池、河川、閉鎖性海域等のアオコ等の浮遊藻類が大量発生した閉鎖性水域に、ゴミ分離ドラムの下部が表層水中に浸漬するように浮遊藻類収集装置を浮かべる。これにより、ゴミ分離ドラム内に設けられた吸引ノズルの吸引口が表層水中に浸漬する。
【００１５】
そして、ゴミ分離ドラムを回転させるとともに吸引配管に吸引力を付与する。ゴミ分離ドラムの回転によって、ゴミ分離ドラムの外面に突起された複数枚のスキーマは、浮遊藻類収集装置の周囲に浮遊する浮遊藻類を掻き集めるとともに、門型の装置フレームの前門側からゴミ分離ドラムの下部を通過して後門側に流通する表層水の流れを形成する。
【００１６】
この表層水の流れにより、スキーマで掻き集められた浮遊藻類は表層水と一緒にゴミ分離ドラムのフィルタを通過して吸引口から吸引配管に取り込まれる。一方、スキーマで浮遊藻類と一緒に掻き集められたゴミ類はゴミ分離ドラムのフィルタで分別され、表層水の流れに乗って装置フレームの後面から閉鎖性水域に戻る。
【００１７】
また、吐出ノズルからゴミ分離ドラムのフィルタ内面に水を吐出してフィルタを自動洗浄するので、フィルタが目詰まりしにくい。更には、装置フレームを門型形状とし、装置フレームに回転自在に片持ち支持される６個の支持ローラでゴミ分離ドラムの両端部周面を３点支持するようにした。したがって、門型の装置フレームの前門側からゴミ分離ドラムの下部を通過して後門側に流通する表層水の流れが、装置フレームや支持ローラによって邪魔されないので、浮遊藻類がゴミ分離ドラムの近辺で滞留することがない。
これにより、アオコ等の浮遊藻類のみを選択的に収集することができ、メンテナンスもほとんど必要ない浮遊藻類収集装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の浮遊藻類収集装置は、前記吸引口のスロット形状の開口面積は前記スキーマの四角形状の板状面積よりも大きいことが好ましい。これにより、スキーマにより掻き集めた浮遊藻類を吸引ノズル内に誘い込み易くなる。
【００１９】
本発明の浮遊藻類収集装置は、前記ゴミ分離ドラムの外側に、前記フィルタの外面を洗浄する洗浄ノズルを設けるとともに前記洗浄ノズルは分岐配管を介して前記吐出配管の途中に連通されることが好ましい。これにより、洗浄ノズルでゴミ分離ドラムのフィルタ外面を掃除できるので、メンテナンスが更に必要なくなる。また、洗浄ノズルと吐出ノズルに供給する水を吐出配管で共用できるので設備面でもシンプル化できる。
【００２０】
本発明の浮遊藻類処理システムは目的を達成するために、前記浮遊藻類収集装置と、前記吸引配管の他方端にポンプ入口が接続されるとともに前記吐出配管の他方端にポンプ出口が接続された多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置と、前記浮遊藻類破壊装置の吐出圧力を調整する圧力調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の浮遊藻類処理システムによれば、上記した浮遊藻類収集装置を設けることにより、アオコ等の浮遊藻類のみを選択的に収集することができ、メンテナンスもほとんど必要なくなる。また、多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置を設けることで、浮遊藻類の分断処理及び破壊処理の効果を顕著に向上できる。
これにより、メンテナンスがほとんど必要ない浮遊藻類収集装置と分断処理効果及び破壊処理効果に優れた浮遊藻類破壊装置とを備えた浮遊藻類処理システムを提供することができる。
【００２２】
本発明の浮遊藻類処理システムは、前記多段渦巻ポンプは４段以上であることが好ましい。４段以上において顕著な分断処理効果及び破壊処理効果が発揮されるからである。
【００２３】
本発明の浮遊藻類処理システムは、前記吸引配管の途中に吸引配管に吸引された表層水中の気泡を脱気する脱気手段を設けることが好ましい。多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置に取り込まれる表層水に気泡が混入していると浮遊藻類破壊装置内の圧力低下を起こし、分断処理効果及び破壊処理効果が低減し易いからである。
【００２４】
本発明の浮遊藻類処理システムは、前記多段渦巻ポンプ構造にはクローズド型のインペラが設けられ、クローズド型のインペラの排出隙間の幅が４ｍｍ〜１０ｍｍであるとともに、前記浮遊藻類収集装置のゴミ分離ドラムのフィルタの目開きが前記排出隙間よりも小さいことが好ましい。
【００２５】
多段渦巻ポンプ構造の排出隙間が４ｍｍ〜１０ｍｍと非常に狭く、目詰まりを起こし易いが、浮遊藻類収集装置のゴミ分離ドラムのフィルタの目開きを排出隙間よりも小さくすることで、目詰まりを防止できる。
【００２６】
本発明の浮遊藻類処理システムは、前記装置フレームに前記浮遊藻類破壊装置を搭載して一体型とすることが好ましい。これにより、浮遊藻類処理システムをコンパクト化できるだけでなく、運搬等の取り扱いが容易になる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の浮遊藻類収集装置によれば、アオコ等の浮遊藻類のみを選択的に収集することができ、メンテナンスもほとんど必要ない浮遊藻類収集装置を提供することができる。
また、本発明の浮遊藻類処理システムによれば、メンテナンスがほとんど必要ない浮遊藻類収集装置と分断処理効果及び破壊処理効果に優れた浮遊藻類破壊装置とを備えた浮遊藻類処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の浮遊藻類処理システムの第１の実施の形態であり、浮遊藻類収集装置と浮遊藻類破壊装置とを別体とした全体構成図
【図２】本発明の浮遊藻類収集装置の斜視図
【図３】浮遊藻類収集装置のパンチングメタル形式のゴミ分離ドラム周辺の斜視図
【図４】浮遊藻類収集装置の金網形式のゴミ分離ドラム周辺の斜視図
【図５】浮遊藻類収集装置の吸引ノズルの斜視図
【図６】浮遊藻類収集装置の吐出ノズルの斜視図
【図７】多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置の説明図
【図８】浮遊藻類処理システムに脱気手段を設けた図
【図９】本発明の浮遊藻類処理システムの第２の実施の形態であり、浮遊藻類収集装置と浮遊藻類破壊装置とを一体化した斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面にしたがって本発明の浮遊藻類収集装置及び浮遊藻類処理システムの好ましい実施の形態について説明する。
【００３０】
本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱することなく、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【００３１】
ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を"  〜  "を用いて表す場合は、"  〜  "で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。
［浮遊藻類処理システムの第１の実施の形態］
【００３２】
図１は、浮遊藻類処理システム１０の第１の実施の形態の全体構成図であり、浮遊藻類収集装置１２と浮遊藻類破壊装置１４とを別体として構成した場合である。また、浮遊藻類の一例としてアオコの例で以下に説明するとともに、アオコを含む表層水を以下「アオコ含有水」と言うことにする。
【００３３】
図１に示すように、浮遊藻類処理システム１０は、主として、表層水中に浮遊するアオコを収集する浮遊藻類収集装置１２と、収集されたアオコの群体を分断するとともに細胞のガス胞を破壊する浮遊藻類破壊装置１４と、浮遊藻類破壊装置１４の圧力を調整する圧力調整手段１６と、で構成される。
【００３４】
浮遊藻類収集装置１２は、湖沼・池・河川・閉鎖性海域等のアオコが大量発生した閉鎖性水域１５に配置され、浮遊藻類破壊装置１４は陸地１８に配置される。そして、浮遊藻類収集装置１２と浮遊藻類破壊装置１４とは、吸引配管２０と吐出配管２２とにより連結される。また、吐出配管２２に圧力調整手段１６が設けられるとともに、圧力調整手段１６と浮遊藻類破壊装置１４との間に圧力計２４が設けられる。
【００３５】
（浮遊藻類収集装置）
【００３６】
図２は、浮遊藻類収集装置１２の斜視図である。
【００３７】
図２に示すように、浮遊藻類収集装置１２は、主として、装置フレーム２６と、ゴミ分離ドラム２８と、ゴミ分離ドラム２８を装置フレーム２６に回転自在に支持する複数の支持ローラ３０、３０…と、ゴミ分離ドラム２８を回転させるモータ３２（回転動力手段）と、装置フレーム２６を浮かせる浮き部材３４と、吸引ノズル３６と、吐出ノズル３８と、複数枚のスキーマ４０、４０…とで構成される。
【００３８】
装置フレーム２６は、アオコ含有水が流通可能な門型形状に形成される。即ち、左右に対向して立設された四角形な一対の脚フレーム２６Ａ、２６Ａの上端同士を四角形な上面フレーム２６Ｂで連結した門型形状をしたフレーム構造を有する。この門型の装置フレーム２６によって、アオコ含有水を停滞させることなく装置フレーム２６の前門側Ａ（図２の表面側）から後門側Ｂ（図２の裏面側）に流通可能な水路が形成される。
【００３９】
装置フレーム２６の材質としては、水に対して腐食しにくい材質であれば特に限定しないが、ステンレス又は硬質樹脂を好適に使用することができる。なお、装置フレーム２６は、表層水を停滞させることなく流通可能なフレーム構造であれば、上記した門型形状に限定されない。
【００４０】
ゴミ分離ドラム２８は、円筒形状に形成され、装置フレーム２６のフレーム構造内に表層水の流通方向に直交して横向きに配置される。ゴミ分離ドラム２８の大きさは、例えば直径が３００ｍｍ〜５００ｍｍ程度、長さが５００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度に形成される。ゴミ分離ドラム２８の材質は、水に対して腐食しにくい材質であれば特に限定しないが、ステンレスを好適に使用することができる。
【００４１】
また、図３及び図４に示すように、ゴミ分離ドラム２８の周面にはフィルタ４２が形成され、周面両端部に支持ローラ３０が接するための平坦部４４が形成される。更に、ゴミ分離ドラム２８の側面には側板４６が設けられ、側板４６にはアオコを表層水と一緒に吸引して取り込む吸引配管２０の一方端部及びフィルタ４２を洗う水を吐出する吐出配管２２の一方端部をゴミ分離ドラム２８内に導くための導入口４８が開口されている。
【００４２】
図３のゴミ分離ドラム２８は、フィルタ４２をパンチングメタルで形成したものであり、図４のゴミ分離ドラム２８はフィルタ４２を金網で形成したものである。パンチングメタル及び金網の目開き（孔径Ｄ）は、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲が好ましい。従来技術で述べたように、アオコの群体は数十〜数百μｍのスケールであり、フィルタ４２の目開きが２ｍｍ以上であればアオコ含有水中の群体状のアオコがフィルタ４２を通過可能であり、５ｍｍ以下であれば、アオコ含有水中のゴミ類等がフィルタ４２を通過しないようにできる。また、詳細は後記するが、フィルタ４２の目開きが５ｍｍ以下であれば、浮遊藻類破壊装置１４のインペラを目詰まりさせることもない。
【００４３】
また、図２に示すように、ゴミ分離ドラム２８は、装置フレーム２６の対向する一対の脚フレーム２６Ａ，２６Ａにそれぞれ３個ずつ回転自在に片持ち支持された合計６個の支持ローラ３０によってゴミ分離ドラム２８の両端部周面（平坦部４４）がそれぞれ３点支持される。
【００４４】
３点支持する３個の支持ローラ３０のうち、２個の支持ローラ３０はゴミ分離ドラム２８の端部周面の下部位置を同一の水平レベルで支持し、残りの支持ローラ３０はゴミ分離ドラム２８の端部周面の上端位置を支持する。３個の支持ローラ３０を結ぶ形状が正三角形になるようにすることが好ましい。図２では、ゴミ分離ドラム２８の端部周面の上端位置を支持する支持ローラ３０は、装置フレーム２６から下方に突起させたフランジ２６Ｃに支持させている。
【００４５】
また、支持ローラ３０は、装置フレーム２６側の円板状の大径部３０Ａと、大径部３０Ａに連続する円柱状の小径部３０Ｂとで段差構造に形成され、ゴミ分離ドラム２８の端部周面に小径部３０Ｂが接するとともに端部側面に大径部３０Ａが接する。このように、支持ローラ３０を段差構造にすることにより、ゴミ分離ドラム２８の軸芯方向へのズレを防止している。
【００４６】
なお、支持ローラ３０は、装置フレーム２６に片持ち支持された軸３０Ｃに軸受（図示せず）を介してローラ部を設ける態様、又は装置フレーム２６に固定した軸受に支持ローラ３０の軸３０Ｃを支持させる態様の何れでもよい。この場合、軸受は水中での回転に好適な樹脂軸受を使用することが好ましい。
【００４７】
また、上面フレーム２６Ｂから水平に突出したフランジ２６Ｄにモータ３２が設置され、モータ３２の回転軸３２Ａにプーリ５０が設けられる。一方、ゴミ分離ドラム２８の上端位置を支持する一対の支持ローラ３０のうちの一方の回転駆動用の支持ローラ３０にもプーリ５２が設けられる。図２では、プーリ５２として支持ローラ３０の大径部３０Ａを兼用する場合で図示したが、プーリ５２を別途設けてもよい。
【００４８】
そして、モータ３２のプーリ５０と支持ローラ３０のプーリ５２との間に無端状のタイミングベルト５４が掛け渡される。これにより、モータ３２を駆動するとタイミングベルト５４を介して回転駆動用の支持ローラ３０が回転し、更にゴミ分離ドラム２８が回転する。この場合、回転駆動用の支持ローラ３０の回転動力がゴミ分離ドラム２８に伝達され易いように、回転駆動用の支持ローラ３０の小径部３０Ｂの周面とゴミ分離ドラム２８の端部である平坦部４４の周面をゴム性にして滑らないようにしたり、小径部３０Ｂの周面と平坦部４４の周面に軸芯方向に平行なストライプ溝を複数形成したりしてもよい。
【００４９】
浮き部材３４は、装置フレーム２６の左右両側の脚フレーム２６Ａに固定され、ゴミ分離ドラム２８の下部が表層水中に浸漬するように装置フレーム２６を浮上させる。浮き部材３４としては、特に限定されず、発泡スチロール、両端が閉塞された空洞な樹脂製の筒体（例えば塩ビ管）等を使用できる。
【００５０】
図２及び図５に示すように、吸引ノズル３６は、ゴミ分離ドラム２８内に設けられ、吸引配管２０に連通状態で支持される。また、吸引ノズル３６は、ゴミ分離ドラム２８の軸芯方向に長いスロット形状の吸引口３６Ａが表層水中に浸漬するように形成される（図１参照）。
【００５１】
したがって、上記した浮き部材３４は、吸引ノズル３６の吸引口３６Ａが表層水中に浸漬するように、浮力を調整することができることが好ましい。浮き部材３４の浮力を調整する方法としては、例えば両端が閉塞された空洞な樹脂製の筒体の内部に入れるウエイト調整部材の量を変える方法がある。
【００５２】
また、吸引ノズル３６は、装置フレーム２６の前門側Ａの方向を向いて斜め下向きに配置される（図２参照）。更に、吸引ノズル３６は、吸引配管２０に連通される連通口（図示せず）よりも吸引口３６Ａが大きなラッパ管状に形成される（図５参照）。吸引口３６Ａのスロット形状の開口面積はスキーマ４０の矩形面積よりも大きいことが好ましい。これにより、装置フレーム２６の前門側Ａから後門側Ｂに流れるアオコ含有水が吸引ノズル３６の吸引口３６Ａから取り込まれ易くなっている。
【００５３】
図２及び図６に示すように、吐出ノズル３８は、ゴミ分離ドラム２８内に設けられ、吐出配管２２に連通状態で支持される。また、吐出ノズル３８は、ゴミ分離ドラム２８の軸芯方向に長いスロット形状の吐出口３８Ａが表層水の水面上に露出するように形成される（図１参照）。また、吐出ノズル３８は、吐出配管２２に連通される連通口（図示せず）よりも吐出口３８Ａが小さな逆ラッパ管状に形成される（図６参照）。これにより、吐出ノズル３８の吐出口３８Ａから洗浄水を勢いよくゴミ分離ドラム２８のフィルタ４２内面に吹き付けることができ、フィルタ４２の洗浄効果を高めることができる。
【００５４】
なお、図１に示すように、ゴミ分離ドラム２８の外側に、フィルタ４２の外面を洗浄する洗浄ノズル５６を設ければ、フィルタ４２の洗浄効果を更に高めることができる。この場合、洗浄ノズル５６は分岐配管５８を介して吐出配管２２の途中に連通されるようにすることが好ましい。これにより、洗浄水のための配管を別途設ける必要がない。
【００５５】
スキーマ４０は、ゴミ分離ドラム２８の外面に突起した状態で複数枚設けられ、ゴミ分離ドラム２８の軸芯方向に長い四角板状に形成される。したがって、スキーマ４０はゴミ分離ドラム２８の回転と一緒に回転し、閉鎖性水域１５に浮遊するアオコを掻き集める。スキーマ４０の数は特に限定しないが、ゴミ分離ドラム２８の周方向に等間隔で４枚以上であることが好ましい。
【００５６】
（浮遊藻類破壊装置）
【００５７】
図７の（Ａ）は多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置１４の全体構成図であり、（Ｂ）は多段渦巻ポンプ構造の内部の一部を拡大した断面図である。
【００５８】
多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置１４は、ケーシング６２内にインペラ６４（羽根車）を備えたインペラ室６６を複数段形成し、１段の場合より圧力が上がるように構成したものである。浮遊藻類破壊装置１４は、陸地１８に設置した架台６８上に設置される。
【００５９】
図７（Ａ）に示すように、円筒形状のケーシング６２の一方端側の側面中央部にポンプ入口７０が開口され、他方端部に形成され内部に排出室が形成された排出部７２の周面にポンプ出口７４が開口される。そして、ポンプ入口７０に吸引配管２０の他方端が接続され、ポンプ出口７４に吐出配管２２の他方端が接続される。
【００６０】
また、排出部７２に隣接してインペラ６４を回転するモータ７６が配置される。モータ７６の回転軸７６Ａはケーシング６２を貫通して取り付けられ、ケーシング６２と回転する回転軸７６Ａとの間隙から水が漏れないように軸シール（図示せず）が施される。なお、回転軸７６Ａを支持する軸受については図示を省略している。
【００６１】
また、ケーシング６２内は３枚の仕切壁７８によって４つのインペラ室６６に分割され、４段の多段渦巻ポンプ構造に形成される。なお、図７では４段の多段渦巻ポンプ構造の一例で説明するが、段数は４段〜１０段の範囲であることが好ましい。また、圧力は０．５ＭＰａ（５ｋｇｆ／ｃｍ２）以上の能力を有することが好ましい。
【００６２】
また、３枚の仕切壁７８の中心部には連通口８０がそれぞれ開口される。そして、４つのインペラ室６６にはそれぞれインペラ６４が配設され、それぞれのインペラ６４は３つの連通口８０を通して配設されたモータ７６の回転軸７６Ａに支持される。仕切壁７８に形成された連通口８０の直径はモータ７６の回転軸７６Ａの直径よりも大きく形成され、連通口８０を介して４つのインペラ室６６が連通される。
【００６３】
図７（Ｂ）に示すように、インペラ６４は、複数枚からなる羽根６４Ａの両側を２枚のシュラウト６４Ｂ（側板）で覆い、２枚のシュラウト６４Ｂのうちのポンプ入口７０側のシュラウト中心部に吸込口８２を形成し、周縁部に排出隙間８４を形成したクローズド型のインペラ６４が設けられる。インペラ６４の排出隙間８４の幅Ｗは４ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、より好ましくは５ｍｍ〜７ｍｍである。
【００６４】
そして、モータ７６を駆動して４枚のインペラ６４を高速回転すると、インペラ６４の外周部が遠心力の作用で高圧になり、インペラ６４の中心部は遠心力がほとんど作用しないため低圧になる。これにより、ケーシング６２のポンプ入口７０が低圧になりポンプ入口７０に吸引力が発生し、この吸引力によって浮遊藻類収集装置１２の吸引ノズル３６からアオコ含有水が吸引される。
【００６５】
また、図１に示すように、吐出配管２２の途中には、圧力調整手段１６が設けられるとともにポンプ出口７４と圧力調整手段１６との間に圧力計２４が設けられる。圧力調整手段１６は、吐出配管２２の流路を絞ることによって多段渦巻ポンプ構造の吐出圧力を高めるものであり、吐出圧力を０．５ＭＰａ（５ｋｇｆ／ｃｍ２）以上、１．０ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ２）以下に調整することが好ましい。
【００６６】
クローズド型のインペラ６４は、液体に効率良く遠心力を与えることができるが、インペラ６４の排出隙間８４は上記の如く狭く、アオコ含有水中のアオコ等の異物が詰まり易い。したがって、浮遊藻類収集装置１２のゴミ分離ドラム２８のフィルタ４２の目開きを、インペラ６４の排出隙間８４の幅Ｗよりも小さく設定することが好ましい。
【００６７】
次に、上記の如く構成された浮遊藻類処理システム１０によってアオコを処理する方法を説明する。
【００６８】
図１に示すように、湖沼、池、河川、閉鎖性海域等のアオコが大量発生した閉鎖性水域１５に、ゴミ分離ドラム２８の下部が表層水中に浸漬するように浮遊藻類収集装置１２を浮かべる。これにより、ゴミ分離ドラム２８内に設けられた吸引ノズル３６の吸引口３６Ａが表層水中に浸漬する。ただし、ゴミ分離ドラム２８の側板４６に形成した導入口４８が表層水中に浸漬しないようにする。
【００６９】
そして、浮遊藻類収集装置１２のモータ３２を駆動して、ゴミ分離ドラム２８を図１の矢印方向Ｘに回転させる。これにより、ゴミ分離ドラム２８の外面に突起された複数枚のスキーマ４０によって、浮遊藻類収集装置１２の周囲に浮遊するアオコが掻き集められるとともに、門型の装置フレーム２６の前門側Ａからゴミ分離ドラム２８の下部を通過して後門側Ｂにアオコ含有水の流れが形成される。
【００７０】
この場合、装置フレーム２６を前門側Ａから後門側Ｂにアオコ含有水が流通可能な門型形状とし、さらに装置フレーム２６に回転自在に片持ち支持された６個の支持ローラ３０でゴミ分離ドラム２８の両端部周面を３点支持するようにしたので、浮遊藻類やゴミ類が装置フレーム２６や支持ローラ３０に引っ掛かり、アオコ含有水の流れを停滞させることを防止できる。これにより、アオコ含有水中のアオコを吸引ノズル３６の吸引口３６Ａから効率的に吸引することができるだけでなく、ゴミ類が滞留しないのでメンテナンスが容易になる。
【００７１】
また、装置フレーム２６に回転自在に片持ち支持された６個の支持ローラ３０でゴミ分離ドラム２８の両端部周面を３点支持することにより、ゴミ分離ドラム２８を安定に支持することができる。
【００７２】
次に、多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置１４のモータ７６を駆動して、４つのインペラ６４を高速回転させる。これにより、浮遊藻類破壊装置１４のケーシング６２のポンプ入口７０に吸引力が発生するので、吸引配管２０を介して浮遊藻類収集装置１２の吸引ノズル３６に吸引力が付与される。したがって、スキーマ４０で掻き集められたアオコ含有水はゴミ分離ドラム２８のフィルタ４２を通過して吸引ノズル３６の吸引口３６Ａから吸引配管２０に取り込まれ、吸引配管２０を流れて浮遊藻類破壊装置１４に送液される。
【００７３】
一方、スキーマ４０で浮遊藻類と一緒に掻き集められたゴミ類は、ゴミ分離ドラム２８のフィルタ４２で分離され、門型の装置フレーム２６の前門側Ａから後門側Ｂに流れる表層水の流れに乗って装置フレーム２６の後門側Ｂから閉鎖性水域１５に戻る。
【００７４】
これにより、アオコ等の浮遊藻類のみを選択的に収集することができ、メンテナンスもほとんど必要ない浮遊藻類収集装置１２を提供することができる。
【００７５】
次に、浮遊藻類破壊装置１４に送液されたアオコ含有水は、ケーシング６２のポンプ入口７０から１段目のインペラ室６６に取り込まれる。そして、アオコ含有水は１段目のインペラ６４の吸込口８２から吸い込まれ、遠心力によって排出隙間８４からケーシング６２の内面に向かって高圧で吐出される。
【００７６】
これにより、アオコ含有水中のアオコがケーシング６２の内面に勢い良く衝突するので、アオコの群体が細かく分断処理されるとともに、アオコの細胞のガス胞が破壊処理される。更には、浮遊藻類破壊装置１４のケーシング６２内に一定の高圧（０．５ＭＰａ以上）を加えることでアオコの細胞のガス胞を効率的に破壊することができる。
【００７７】
この場合、浮遊藻類の種類によって、分断処理及び破壊処理に適切な浮遊藻類破壊装置１４の圧力が異なるので、圧力調整手段１６によって調整することが好ましい。
【００７８】
１段目のインペラ６４の排出隙間８４から吐出されたアオコ含有水は、１段目の仕切壁７８の連通口８０から２段目のインペラ室６６に流速を上げて流入し、２段目のインペラ６４によって１段目のインペラ６４と同様の分断処理及び破壊処理が行われる。同様に、アオコ含有水は３段目及び４段目のインペラ６４によって更に分断処理及び破壊処理が繰り返された後、排出部７２のポンプ出口７４から吐出配管２２に排出される。
【００７９】
このように、多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置１４は、インペラ６４の段数が増えるごとにアオコ含有水の流速が上昇してインペラ６４の排出隙間８４からケーシング６２の内面にアオコ含有水が勢いよく衝突してアオコを破壊する衝突破壊と、ケーシング６２内に一定の高圧（０．５ＭＰａ以上）を加えてアオコを破壊する圧力破壊との２つの破壊作用を多段に行うことができる。これにより、アオコ含有水中のアオコの群体を効率的に分断及び破壊することができるので、従来技術で説明した超音波方式や対向噴射方式の浮遊藻類破壊装置に比べて、アオコの分断処理効果及び破壊処理効果を顕著に向上させることができる。
【００８０】
ちなみに、アオコ含有水に含有されるアオコの全てを分断及び破壊した場合を１００％とした場合、従来の浮遊藻類破壊装置のアオコの分断処理効果及び破壊処理効果は８０％程度が限界であったが、本発明における浮遊藻類破壊装置１４は略９０％以上にすることができる。即ち、本発明における浮遊藻類破壊装置１４でアオコ含有水を処理することによって、分断処理や破壊処理での未処理なアオコを略無くすことができる。これにより、本発明の浮遊藻類処理システム１０で処理したアオコ含有水を閉鎖性水域１５に戻してもアオコの増殖を確実に抑制することができる。
【００８１】
上記の浮遊藻類破壊装置１４によるアオコの分断処理及び破壊処理において、アオコ含有水中に気泡が混在している場合、浮遊藻類破壊装置１４において圧力低下が生じ、分断処理及び破壊処理の効果が低減し易い。
【００８２】
この対策として、図８に示すように浮遊藻類破壊装置１４と吸引配管２０との間に脱気槽６０（脱気手段）を設けることが好ましい。即ち、浮遊藻類収集装置１２の吸引ノズル３６で吸引されたアオコ含有水を脱気槽６０に流入させて貯留することにより、アオコ含有水中の気泡を脱気する。この場合、吸引ノズル３６の吸引力として、浮遊藻類破壊装置１４で発生する吸引力を利用できないので、吸引配管２０に取水ポンプ（図示せず）を備える。
【００８３】
そして、浮遊藻類破壊装置１４を縦向きに配置して、ケーシング６２のポンプ入口７０が脱気槽６０に貯留されたアオコ含有水中の槽底近くに位置するように設置する。これにより、浮遊藻類破壊装置１４に取り込まれるアオコ含有水中の気泡を無くすことができるので、分断処理及び破壊処理の効果を低減させることがない。
【００８４】
なお、図８では、脱気手段として脱気槽６０を設けることで説明したが、吸引配管２０の途中に真空ポンプを備えた脱気装置（図示せず）を配設するようにしてもよい。
【００８５】
なお、浮遊藻類破壊装置１４で分断処理及び破壊処理がなされた後の処理水をアオコ含有処理水と言うことにする。
【００８６】
次に、浮遊藻類破壊装置１４から吐出配管２２に排出されたアオコ含有処理水は、吐出ノズル３８の吐出口３８Ａからゴミ分離ドラム２８の内面に向けて勢いよく吐出される。これにより、ゴミ分離ドラム２８の表面にポリエチレン袋等のゴミが張り付いていても、ゴミ分離ドラム２８の内側から吐出される水により、張り付いたゴミを吹き飛ばしてフィルタ４２から引きはがすことができる。
また、吐出配管２２から分岐した分岐配管５８によって、吐出配管２２を流れるアオコ含有処理水の一部は洗浄ノズル５８からゴミ分離ドラム２８のフィルタ４２の外面に向けて勢いよく吐出される。フィルタ４２の洗浄能力を有する吐出圧力としては０．１ＭＰａあればよい。したがって、浮遊藻類破壊装置１４の圧力が０．５ＭＰａ以上を確保し、且つ吐出ノズル３８及び洗浄ノズル５８からの吐出圧力が０．１ＭＰａになるように圧力調整手段１６を調整すればよい。
【００８７】
これにより、アオコ含有処理水によってゴミ分離ドラム２８のフィルタ４２を自動洗浄することができる。この場合、アオコ含有処理水中のアオコは、従来技術で述べたアオコの群体（数十〜数百μｍスケール）よりも更に細かいので、フィルタ４２を目詰まりさせることはない。
【００８８】
そして、自動洗浄によりフィルタ４２から除去されたゴミ類は、門型の装置フレーム２６の前門側Ａから後門側Ｂに至る表層水の流れによって装置フレーム２６の後門側Ｂから閉鎖性水域１５に戻る。
【００８９】
これにより、本発明の浮遊藻類処理システム１０は、浮遊藻類収集装置１２のメンテナンスがほとんど必要なく、且つ浮遊藻類破壊装置１４の分断処理効果及び破壊処理効果に優れた浮遊藻類処理システム１０を提供することができる。
【００９０】
なお、図示しないが、アオコ含有処理水が吐出ノズル３８の吐出口３８Ａからゴミ分離ドラム２８の内面に向けて勢いよく吐出されることを利用して、水圧で水車のようにゴミ分離ドラム２８を回転することでモータ３２を使用しない構成は可能である。即ち、ゴミ分離ドラム２８の内面に水車の羽根を複数枚形成し、吐出ノズル３８の吐出口３８Ａからのアオコ含有処理水を羽根に当てることでゴミ分離ドラム２８を回転させる。
【００９１】
［浮遊藻類処理システムの第２の実施の形態］
【００９２】
図９の浮遊藻類処理システム１０は、上記した浮遊藻類収集装置１２の装置フレーム２６に多段渦巻ポンプ構造の浮遊藻類破壊装置１４を搭載して一体型とした場合の斜視図である。上記した別体型の浮遊藻類処理システム１０も一体型の浮遊藻類処理システム１０も構成する部材は同様であるので、構成部材の説明は省略する。
【００９３】
また、図９の一体型の浮遊藻類処理システム１０には、別体型で説明した圧力計２４、洗浄ノズル５６、脱気槽６０（脱気手段）については図示していない。
【００９４】
このように、浮遊藻類処理システム１０を一体型にすることにより、浮遊藻類処理システム１０をコンパクト化できるだけでなく、運搬等の取り扱いが容易になる。また、一体型の場合、浮遊藻類収集装置１２のゴミ分離ドラム２８を回転させるモータ３２、及び浮遊藻類破壊装置１４のインペラ６４を回転させるモータ７６の電源装置（図示せず）を装置フレーム２６に搭載すれば、湖沼、池、河川、閉鎖性海域等の閉鎖性水域１５を自由に移動させて浮遊藻類の処理を行うことができる。
【００９５】
なお、上記した浮遊藻類処理システム１０でアオコを処理する例で説明したが、赤潮にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００９６】
１０…浮遊藻類処理システム、１２…浮遊藻類収集装置、１４…浮遊藻類破壊装置、１５…閉鎖性水域、１６…圧力調整手段、１８…陸地、２０…吸引配管、２２…吐出配管、２４…圧力計、２６…装置フレーム、２８…ゴミ分離ドラム、３０…支持ローラ、３２…モータ、３４…浮き部材、３６…吸引ノズル、３８…吐出ノズル、４０…スキーマ、４２…フィルタ、４４…ゴミ分離ドラムの平坦部、４６…ゴミ分離ドラムの側板、４８…側板の導入口、５０、５２…プーリ、５４…タイミングベルト、５６…洗浄ノズル、５８…分岐配管、６０…脱気槽、６２…ケーシング、６４…インペラ、６４Ａ…羽根、６４Ｂ…シュラウト、６６…インペラ室、６８…架台、７０…ポンプ入口、７２…排出部、７４…ポンプ出口、７６…モータ、７８…仕切壁、８０…仕切壁の連通口、８２…吸込口、８４…排出隙間
【図１】
0006528327.tif 000002
【図２】
0006528327.tif 000003
【図３】
0006528327.tif 000004
【図４】
0006528327.tif 000005
【図５】
0006528327.tif 000006
【図６】
0006528327.tif 000007
【図７】
0006528327.tif 000008
【図８】
0006528327.tif 000009
【図９】
0006528327.tif 000010