(57)【要約】【課題】底泥層に水温成層を破壊することなく酸素を効率的に供給して溶存酸素を著しく向上し、底泥層を確実に改善できると共に底層の水質も改善することのできる底泥改善・浄化方法及び装置を提供する。【解決手段】所定深度の水底に堆積した底泥９０の表層上を覆うように少なくとも酸素を含む気体からなる超微細気泡の層１００を形成し、超微細気泡の層１００から底泥に酸素を供給して底泥９０の改善及び浄化を行う。【選択図】      図１
2004290893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定深度の水底に堆積した底泥の表層上を覆うように少なくとも酸素を含む気体からなる超微細気泡の層を形成し、当該超微細気泡の層から前記底泥に酸素を供給して当該底泥の改善及び浄化を行うことを特徴とする底泥改善・浄化方法。
【請求項２】
請求項１において、前記気体は、濃度が９５％以上の酸素ガスであることを特徴とする底泥改善・浄化方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記気体を、前記所定深度の水温程度の温度に冷却することを特徴とする底泥改善・浄化方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、閉鎖自然水域の水底に堆積した底泥の改善及び浄化を行うことを特徴とする底泥改善・浄化方法。
【請求項５】
所定濃度の酸素ガスを発生させる酸素ガス発生装置と、水底に堆積された底泥の表層近傍の所定深度に配置され前記酸素ガス発生装置から供給された酸素ガスを超微細気泡として水平方向に噴射する複数のエアレータを有するエアレータユニットとを具備することを特徴とする底泥改善・浄化装置。
【請求項６】
請求項５において、前記酸素ガスの酸素濃度が９５％以上であることを特徴とする底泥改善・浄化装置。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記酸素ガスを冷却するための冷却装置をさらに有し、前記エアレータから噴射される前記超微細気泡を前記所定深度の水温程度に冷却することを特徴とする底泥改善・浄化装置。
【請求項８】
請求項５〜７の何れかにおいて、前記エアレータユニットが水底に配置される固定ウェイトに連結されると共に当該エアレータユニットを浮上させる浮上手段が連結され、前記エアレータユニットが前記固定ウェイトを介して所定の位置に固定されていることを特徴とする底泥改善・浄化装置。
【請求項９】
請求項８において、前記浮上手段が、一端側が前記エアレータユニットに連結され且つ水面に係留された係留部材に固定される滑車を介して折り返される連結ワイヤの他端側に設けられて水中に吊り下げられている所定重量の浮上用ウェイトであることを特徴とする底泥改善・浄化装置。
【請求項１０】
請求項８において、前記浮上手段が、前記エアレータユニットにも設けられて当該エアレータユニットを浮上可能な程度の浮力を生じるフロート部材であることを特徴とする底泥改善・浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超微細気泡（マイクロバブル）を用いて、例えば、ダム貯水池等の閉鎖水域内に堆積した底泥層を改善及び浄化するための底泥改善・浄化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダム貯水池、内湾、河川、ため池、汽水湖等の閉鎖水域では、底泥の堆積及びこれに伴う底層の貧酸素化が原因となって各種水質障害が生じてしまう。この水質障害を防止するために、一般的には、底泥浚渫や砂利による底泥被覆等の方法が採用されているが、このような方法では、底泥の影響による水質障害を完全に防止することはできず、また費用も高額になってしまうという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、湖等の水域における表層水又は、予め用意した水を、水域の底に張り巡らせたパイプを用いて、水域の底に堆積した底泥の直上又は底泥の中に送入することにより直上水の溶存酸素を増加させ、これにより底泥中に含まれている栄養塩類を不溶化して、栄養塩類が水中に供給されるのを防止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば、底泥（ヘドロ）の上に微細気泡発生装置を配置し、この微細気泡発生装置から水面に向けて微細気泡を発生させることによって気流を発生させ、この気流により循環流を形成し、表面水と底部水とを入れ替えることにより底泥に酸素供給する方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２８１２９２号公報（第１図、第２欄〜第３欄）
【特許文献２】
特許第３０２６０２３号公報（第１図、［０００８］［０００９］）
【特許文献３】
特開２００２−１０２８９４号公報（［０００８］〜［００２０］）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法では、比較的狭い範囲においては溶存酸素を増加させることはできるが、泥層の直上又はその中に供給することによって溶存酸素を増加させているため、その増加量は比較的少なく、底泥を十分に改善することができないという問題がある。
【０００７】
また、後者の方法は、微細気泡を用いているため、水中の溶存酸素の増加量は比較的多いが、水を循環させることにより底泥に酸素を供給しているため、底泥自体に供給される酸素量は比較的少なく、底泥を十分に改善することができないという問題がある。
【０００８】
さらに、汚濁水と大量の電磁場を伴った活性エアーとを混合して微細な気泡が混入した汚濁水を噴射し、水域全体に水流を作ることにより、電磁場の作用を利用して底泥層内の溶存酸素率を向上する方法がある（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方法は、水域全体に水流を作り、循環させた水に含まれる酸素を電磁場の作用により底泥層に入り込ませるものである。したがって、池全体を混合して上昇気流を発生させるものであるので、比較的狭い水域では適用可能であるが、例えば、ダム貯水池等の比較的広い水域では、効果範囲が限定され、また、電磁場の作用を利用するための大がかりな設備を必要とし現実的ではない。
【０００９】
一般に、ダムでは、水表面から数メートルの範囲で水温成層が形成されあおこ等の問題が生じ、下層部に貧酸素及び無酸素の問題が生じるが、中層部には他の領域と水温の違いがある水温躍層が形成される。また、このようなダムでは、大雨などの際に流れ込む濁水は水温躍層に流れ込み、水量が増した際の排出口は水温躍層が形成される深さに形成され、排出される水に水温成層や下層部の水が混じらないように設計されている。したがって、水質改善のためであっても、全体を攪拌してしまうと、他の環境問題が生じてしまう。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、底泥層に水温成層を破壊することなく酸素を効率的に供給して溶存酸素を著しく向上し、底泥層を確実に改善できると共に底層の水質も改善することのできる底泥改善・浄化方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、所定深度の水底に堆積した底泥の表層上を覆うように少なくとも酸素を含む気体からなる超微細気泡の層を形成し、当該超微細気泡の層から前記底泥に酸素を供給して当該底泥の改善及び浄化を行うことを特徴とする底泥改善・浄化方法にある。
【００１２】
かかる第１の態様では、底泥の表層上を覆うように形成された超微細気泡の層が、比較的長時間に亘って留まるため、この超微細気泡の層から酸素が底泥に効果的に供給される。これにより、底泥の質が改善されると共に、嫌気状態に伴う底泥からの栄養塩類・金属塩類の溶出による富栄養化が防止されて底層水の水質が著しく改善される。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記気体は、濃度が９５％以上の酸素ガスであることを特徴とする底泥改善・浄化方法にある。
【００１４】
かかる第２の態様では、超微細気泡の酸素濃度が高いため、底泥の溶存酸素が著しく向上する。
【００１５】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記気体を、前記所定深度の水温程度の温度に冷却することを特徴とする底泥改善・浄化方法にある。
【００１６】
かかる第３の態様では、超微細気泡の層が所定深度の水温と同等程度に冷却されているため、密度流現象を効果的に利用でき、超微細気泡の層が比較的容易に広範囲に形成される。
【００１７】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、閉鎖自然水域の水底に堆積した底泥の改善及び浄化を行うことを特徴とする底泥改善・浄化方法にある。
【００１８】
かかる第４の態様では、底泥の改善と共に閉鎖自然水域の水質が改善される。
【００１９】
本発明の第５の態様は、所定濃度の酸素ガスを発生させる酸素ガス発生装置と、水底に堆積された底泥の表層近傍の所定深度に配置され前記酸素ガス発生装置から供給された酸素ガスを超微細気泡として水平方向に噴射する複数のエアレータを有するエアレータユニットとを具備することを特徴とする底泥改善・浄化装置にある。
【００２０】
かかる第５の態様では、超微細気泡を水平方向に噴射することで、底泥の表層を覆うように超微細気泡の層が形成され、この超微細気泡の層から底泥に酸素が供給されて底泥が改善・浄化される。
【００２１】
本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記酸素ガスの酸素濃度が９５％以上であることを特徴とする底泥改善・浄化方法にある。
【００２２】
かかる第６の態様では、底泥に酸素が効果的に浸透し、底泥が大幅に改善・浄化される。
【００２３】
本発明の第７の態様は、第５又は６の態様において、前記酸素ガスを冷却するための冷却装置をさらに有し、前記エアレータから噴射される前記超微細気泡を前記所定深度の水温程度に冷却することを特徴とする底泥改善・浄化装置にある。
【００２４】
かかる第７の態様では、密度流現象を効果的に利用でき、超微細気泡の層を広範囲に亘って形成できる。
【００２５】
本発明の第８の態様は、第５〜７の何れかの態様において、前記エアレータユニットが水底に配置される固定ウェイトに連結されると共に当該エアレータユニットを浮上させる浮上手段が連結され、前記エアレータユニットが前記固定ウェイトを介して所定の位置に固定されていることを特徴とする底泥改善・浄化装置にある。
【００２６】
かかる第８の態様では、エアレータユニットを水底に固設することなく所定の深さに安定して保持でき、水面の高さに影響されることもない。
【００２７】
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記浮上手段が、一端側が前記エアレータユニットに連結され且つ水面に係留された係留部材に固定される滑車を介して折り返される連結ワイヤの他端側に設けられて水中に吊り下げられている所定重量の浮上用ウェイトであることを特徴とする底泥改善・浄化装置にある。
【００２８】
かかる第９の態様では、エアレータユニットは、固定ウェイトに連結されるとともに浮上用ウェイトにより上方へ引っ張られた状態で安定して保持される。
【００２９】
本発明の第１０の態様は、第８の態様において、前記浮上手段が、前記エアレータユニットにも設けられて当該エアレータユニットを浮上可能な程度の浮力を生じるフロート部材であることを特徴とする底泥改善・浄化装置にある。
【００３０】
かかる第１０の態様では、固定ウェイトに連結されるとともにフロート部材により浮力を得て上方へ引っ張られた状態で安定して保持される。
【００３１】
ここで、富栄養化が進行し無酸素化・嫌気化した底層水及び底泥中では、嫌気的微生物の作用によって嫌気分解が行われ、硫化物（硫化水素）やメタンガスが発生すると共に、有機物の酸化分解は、ＣＯ２まで進行せず、酢酸などの有機酸が蓄積する。これらは悪臭の原因となる他、例えば、閉鎖海域に蓄積された場合には、硫化水素は青潮を形成する。また、有機物分解は、好気的条件下に比較して効率が遙かに劣るため、有機性汚濁の蓄積・水底での汚泥の堆積が進行する。
【００３２】
また、長期にわたり底泥が貧酸素状態にさらされると、底層水中の酸素を含む種々の物質が還元される。すなわち、鉱物中には鉄・マンガンなどの炭素塩・硫化塩が多く含まれており、還元されて鉄・マンガンのイオン態を溶出する。そして、溶出した鉄・マンガンは、例えば、ダム貯水池等では上水における浄水機能障害や下流の黒水・赤水障害の原因物質となる。また、土粒子に吸着している窒素・リン等の栄養塩も、塩類の還元・溶出に伴って遊離し水中に溶出する。溶出した栄養塩類は、富栄養化の原因物質として表層部における藻類増殖に利用され、水域の富栄養化を助長する。
【００３３】
すなわち、貧酸素化した底層水から水底にかけては、貧酸素化により、底泥からの溶出と表層からの沈降・堆積によって栄養塩をはじめとする様々な物質が溶解・浮遊し、栄養塩濃度と電気伝導度、金属塩類濃度が高くなり、水底には有機性の汚泥が堆積してしまう。
【００３４】
かかる本発明では、水底に堆積した底泥の表層上を覆うように超微細気泡の層を形成するようにしたので、嫌気化した底泥に十分な酸素が供給され、底泥表面の酸化還元電位が上昇して、微生物による有機物分解の形態（エネルギー代謝形式）は嫌気分解から好気分解へと移行する。そして、嫌気分解から好気分解への移行に伴って、まず悪臭の元となる硫化物やメタンガスの発生が抑制され、続いて底層水中の窒素・リン等の栄養塩類も酸化されて不溶性の金属塩を形成して沈降し底質中に吸着固定されることにより、底層水中のこれらの濃度は減少する。さらに、硝酸還元による脱窒反応が活発化して底層水中の無機態窒素イオン濃度が減少する。酸素濃度が行き渡り、十分に好気的環境に復元されると、微生物による有機物の呼吸分解が活発となり、底泥に蓄積した有機物の分解が進行し、底泥表面は改質され砂質化すると共に底泥の堆積量が減少する。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を各実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態１に係る底泥改善・浄化装置の概略図である。
【００３７】
本発明に係る底泥改善・浄化方法は、例えば、貯水池等の閉鎖水域に堆積した底泥層に超微細気泡（マイクロバブル）によって酸素を供給して溶存酸素を増加させることにより、底泥層を改善及び浄化する方法である。そして、本実施形態に係る底泥改善・浄化装置は、図１に示すように、超微細気泡を発生させる複数のエアレータ１１を具備するエアレータユニット１０と、各エアレータ１１に所定濃度の酸素を供給するための酸素発生器２０及びコンプレッサ３０とで構成されている。
【００３８】
エアレータユニット１０は、加圧ポンプ１２によって底層水が吸引されこの底層水が加圧された圧力水が供給される圧力水配管１３と、酸素発生装置２０から送気チューブ２５を介してエアヘッダ１４に供給された酸素を各エアレータ１１に流入させるための送気配管１５とを具備する。圧力水配管１３には、例えば、１０基〜数十基、本実施形態では、２０基のエアレータ１１が所定間隔で固定されている。また、本実施形態では、圧力水配管１３がフレームとして機能しており、加圧ポンプ１２及びエアヘッダ１４も、この圧力水配管１３に固定されている。なお、加圧ポンプ１２は陸上に設置された電源４０からの電力供給を受けて駆動する。
【００３９】
また、本実施形態では、エアヘッダ１４と酸素発生器２０との間に酸素を冷却するための冷却装置５０が設置されており、酸素発生器２０から供給された酸素は、この冷却装置５０によってエアレータユニット１０が設置される水深の水温程度の温度に冷却される。そして、冷却装置５０によって冷却された酸素は送気チューブ２５を介してエアヘッダ１４に供給される。
【００４０】
エアレータ１１は、直径２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の超微細気泡を発生させると共にこの超微細気泡を含む水を噴射するものである。各エアレータには、加圧ポンプ１２を駆動することによって圧力水配管１３に吸入された圧力水が流入し、この圧力水の流れによって発生する負圧により送気配管１５から酸素が流れ込む。ただし、エアレータユニット１０の設置深度が、比較的深い場合、例えば、水深１５ｍ以上である場合には、酸素を強制送気することが好ましい。水深が深くなるにつれて水圧が高くなり、圧力水の流れによって発生する負圧のみでは、酸素を十分に吸引することができなくなるためである。例えば、本実施形態では、後述する固定手段６０上にコンプレッサ３１を設け、このコンプレッサ３１により、送気チューブ２５を介して各エアレータ１１に強制送気するようにしている。
【００４１】
そして、エアレータ１１内に流入した圧力水と酸素とによって気液二層の旋回流が生み出され、旋回流の中心軸付近に生じる強せん断力により気体（酸素）を細分化して超微細気泡を含む気液混相流を生成して水中に噴射するものである。なお、このエアレータ１１の構造は、所定径の超微細気泡を発生させることができれば、特に限定されるものではない。
【００４２】
また、エアレータユニット１０は、水面上に浮かべられ岸に係留された筏等の固定手段６０に吊り下げられて所定深度に配置されている。具体的には、エアレータユニット１０は、固定手段６０上に設けられた巻回装置等の昇降手段７０にワイヤ８０等を介して昇降可能に固定されている。なお、エアレータユニット１０の固定方法は特に限定されず、例えば、水底のアンカーに固定してもよいし、エアレータユニット自体にアンカーを取り付けて水底に定着させるようにしてもよい。
【００４３】
酸素発生器２０は、所定濃度の酸素ガス、本実施形態では、濃度が９５％以上の酸素ガスを生成し、エアレータユニット１０の送気配管１５に供給する。具体的には、この酸素発生器２０は、コンプレッサ３０から供給された空気から窒素を分離除去することにより、濃度が９５％以上の酸素ガスを生成し、この酸素ガスを、送気チューブ２５を介してエアレータ１１に送気にする。なお、濃度が９５％以上の酸素ガスを発生させるため、コンプレッサ３０によって、例えば、必要な酸素ガス量の１０倍程度の空気を酸素発生器２０に供給する。
【００４４】
以下、このような底泥層改善・浄化装置を用いた底泥層改善・浄化方法について説明する。
【００４５】
まず、エアレータユニット１０が吊り下げられた係留筏（固定手段）６０を所定位置で係留し、エアレータユニット１０を所定深度、すなわち、水底に堆積した底泥層９０の直上まで降下させて固定する。ここで、エアレータユニット１０の配置深度は、海水中に配置する場合には１０ｍ以下、淡水中に配置する場合には、２０ｍ以下であることが好ましい。すなわち、本発明の底泥層改善・浄化装置は、比較的水深の深い場所に堆積した底泥層の改善・浄化に好適に用いることができるものである。なお、この点については詳しくは後述するが、エアレータユニット１０の配置深度が浅すぎると、超微細気泡が上昇する割合が増加してしまい、底泥層に酸素を供給することができないためである。
【００４６】
そして、このように所定深度にエアレータユニット１０を設置した状態で、加圧ポンプ１２によって圧力水配管１３を介して各エアレータ１１に圧力水を流入させる一方、この圧力水の流れによる負圧とコンプレッサ３１による強制送気とによって酸素を供給する。このとき、酸素は、冷却装置５０によってエアレータユニット１０の設置深度の水温と同等の温度に冷却されて各エアレータ１１に供給される。そして、各エアレータ１１内で生成された超微細気泡を含む気液混相流を噴射し、底泥層９０の表層上を覆うように超微細気泡層１００を形成する。すなわち、各エアレータ１１から水平方向に超微細気泡を含む気液混相流を噴射することより、超微細気泡を含む気液混相流の噴流が密度流として水平方向に広範囲に拡散し、底泥層９０の表層上を覆うように超微細気泡層１００が形成される。なお、この超微細気泡層１００の層厚は、底泥の厚さを考慮して適宜決定すればよいが、例えば、１０ｍ以下、好ましくは数ｍ程度、さらに好ましくは２〜３ｍ程度の厚さであることが好ましい。
【００４７】
ここで、一般的にダム貯水池等の閉鎖水域では、例えば、水温成層の形成等により、鉛直方向の密度成層が発達しやすい特性を持っている。このような密度成層が発達した水域では、水平方向には、水温、密度、その他の特性が一様化しており、水平方向で不連続な密度勾配や濃度勾配が生じた場合、これを均一化する拡散現象が働くことが知られている。また、ある特性を持った噴流は、これと等密度の層に貫入して密度流として水平方向に拡散する。
【００４８】
そして、本発明の方法では、エアレータ１１によって、底層水を加圧した加圧水と酸素とによって発生した超微細気泡を含む気液混相流を噴射することにより、底層水中における密度流現象を利用し、底層水・底泥層を撹乱せずに底泥層９０の表層上を覆うように超微細気泡層１００を形成することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、エアレータ１１に供給する酸素をエアレータユニット１０の設置深度の水温と同等の温度に冷却するようにしたので、密度流現象を効果的に利用でき、より広範囲に亘って超微細気泡層１００を形成することができる。
【００５０】
そして、このような超微細気泡層１００を構成する超微細気泡は、気泡表面積が大きいため、気泡の浮上速度は極めて遅く、図２に示すように、エアレータユニット１０を移動した後も、超微細気泡層１００は、一定期間その位置に停滞する。
【００５１】
このように超微細気泡層１００が底泥層９０を覆い、所定期間停滞していることで、底泥層９０にはこの超微細気泡層１００から酸素が供給されて溶存酸素が著しく向上し、底泥層９０は大幅に改善及び浄化される。また、この微細気泡層１００によって底層水も同時に浄化される。さらに、底泥層が９０改善・浄化されることによって底泥層９０による底層水の水質悪化も抑えられる。したがって、超微細気泡層１００によって底泥層９０を改善・浄化させることで、結果的に、所定水域全体の水質を向上させることができる。
【００５２】
特に、本実施形態では、酸素発生器２０を用いて濃度が９５％以上の酸素ガスをエアレータ１１に供給して超微細気泡を発生させているため、酸素供給能力が大幅に向上し、底泥層９０の溶存酸素を確実に増加させることできる。例えば、空気を供給する場合、酸素成分割合は２１％であるが、酸素ガスを用いることにより、酸素供給を約４．５倍に増やすとともに、気体の溶解効率をさらに高めることができる。
【００５３】
（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る底泥改善・浄化装置の概略図である。
【００５４】
本実施形態は、昇降手段７０の替わりにエアレータユニットに浮上手段を接続し、この浮上手段によってエアレータユニット１０を水中の所定位置に配置するようにした例である。
【００５５】
本実施形態では、図３に示すように、エアレータユニット１０の上部側には、浮上手段である浮上用ウェイト１１０が、連結ワイヤ１１１を介して連結されている。具体的には、固定手段６０に配設された滑車１１２を介して吊り下げられた連結ワイヤ１１１の一端部側にエアレータユニット１０が固定されると共に、他端部側に所定重量の浮上用ウェイト１１０が固定されている。
【００５６】
ここで、浮上用ウェイト１１０は、エアレータユニット１０が浮上する程度の張力が生じる重量を有する。すなわち、連結ワイヤ１１１によってエアレータユニット１０と浮上用ウェイト１１０とが水中に吊り下げられると、所定重量の浮上用ウェイト１１０が下降することで、連結ワイヤ１１１を介してエアレータユニット１０が引き上げられるようになっている。なお、エアレータユニット１０にその水中荷重を軽くするためのフロート部材を設けてもよい。
【００５７】
また、エアレータユニット１０の水底側には、固定ワイヤ１２１によって所定重量の固定ウェイト１２０が連結固定され、エアレータユニット１０はこの固定ウェイト１２０によって移動が規制されている。固定ウェイト１２０は、エアレータユニット１０を繋ぎ止めて安定して保持する重量を有するのが好ましく、また、少なくとも浮上ウェイト１１０よりも重い重量を有するのが好ましい。例えば、本実施形態では、浮上用ウェイト１１０が、１００ｋｇ程度の重量であるのに対し、固定ウェイト１２０は、２００ｋｇ程度の重量を有する。したがって、エアレータユニット１０は、上述したように浮上用ウェイト１１０が沈むことによって浮上するが、固定ワイヤ１２１が伸びきった時点で停止する。これにより、エアレータユニット１０は、所定深度、すなわち、水底から常に一定の高さに配置される。そして、この位置は、水面位置が変化しても変わらない。
【００５８】
そして、このような状態で、上述の実施形態と同様に各エアレータ１１から超微細気泡を含む気液混相流を噴射し、底泥層９０の表層上を覆うように超微細気泡層１００を形成して底泥層９０の改善及び浄化を行う。
【００５９】
このような本実施形態の構成では、水底に固設することなく、エアレータユニット１０を水面位置に影響されない所定深度に容易に配置することができる。また、エアレータユニット１０は、固定ウェイト１２０によって固定されているだけであるため、この固定ウェイト１２０と共に容易に移動させることもできる。
【００６０】
なお、本実施形態では、浮上手段として、浮上用ウェイト１１０をエアレータユニット１０に連結するようにしたが、浮上手段は、エアレータユニット１０を浮上させることが可能であれば、特に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、エアレータユニット１０の上部に、エアレータユニット１０が浮上可能な程度の浮力を生じるフロート部材１３０を設けるようにしてもよい。なお、この場合、係留ワイヤ１４０によってエアレータユニット１０を固定手段６０に係留しておくことが好ましい。
【００６１】
また、以上説明した各実施形態では、一カ所で超微細気泡層１００を形成した例を説明したが、例えば、一カ所で超微細気泡層１００を形成後、固定手段６０を移動させ、複数箇所で超微細気泡層１００を形成するようにしてもよい。これにより、所定水域の底泥層９０全体を確実に改善・浄化することができる。また、この動作を繰り返し行い、各箇所で一定期間毎に超微細気泡層１００が形成されるようにしてもよい。これにより、底泥層９０の溶存酸素を大幅に増加させることができ、底泥層９０をより確実に改善・浄化することができる。
【００６２】
勿論、所定の複数箇所に、エアレータユニットをそれぞれ設置し、各箇所でそれぞれ超微細気泡層を形成するようにしてもよい。この場合にも、一定期間毎に超微細気泡を形成するようにすれば、溶存酸素を大幅に向上して底泥層を確実に改善及び浄化することができる。
【００６３】
（試験例）
Ａ県の最上流のダム貯水池（幅１３０ｍ、高さ２０ｍの小規模ダム）にはヘドロが大量に発生しており、水深２ｍ以下の領域は無酸素状態であった。当該ダム貯水池では、春から秋にかけて水温成層が形成されており、出水時の濁水問題を大きくしないため、大規模エアレーションを行って、ダム全体をかき混ぜることはできなかった。
【００６４】
そこで、図３に示すようなエアレータユニット（エアレータを２８個搭載したもの）を用い、水深４．５ｍの位置で、９５％酸素を３０Ｌ／ｍｉｎで約５０日、マイクロバブルとして供給した。
【００６５】
この結果、マイクロバブル供給前に採取したヘドロは植物性プランクトンの死骸と粘土とからなり、ひどい腐敗臭を有し、わずかな攪拌で浮いてきて透視度を低下させるものであった。
【００６６】
一方、マイクロバブル供給後に採取した底泥は、腐敗臭が低減して、ほとんどなくなっており、プランクトンの死骸等も観察されなかった。
【００６７】
マイクロバブル供給前後のヘドロの顕微鏡写真を図５に示す。供給前には５０μｍ程度の粘土粒子とそれよりも比較的大きな植物性プランクトンの死骸の固まりが観察されたが、供給後は粘土粒子は観察されるものの、植物性プランクトンの死骸の固まりは消失していた。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、水底に堆積した底泥の表層上を覆うように超微細気泡の層を形成するようにしたので、超微細気泡の層から底泥に酸素を効果的に供給することができ、底泥を大幅に改善及び浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る底泥改善・浄化装置の概略を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る底泥改善・浄化方法の概略を示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る底泥改善・浄化装置の概略を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る底泥改善・浄化装置の概略を示す図である。
【図５】本発明の試験例の結果を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０  エアレータユニット
１１  エアレータ
１２  加圧ポンプ
１３  圧力水配管
１４  エアヘッダ
１５  送気配管
２０  酸素発生器
３０，３１  コンプレッサ
４０  電源
５０  冷却装置
６０  固定手段
７０  昇降手段
１１０  浮上用ウェイト
１１２  滑車
１２０  固定ウェイト
１３０  フロート部材
【図１】
2004290893.tif 000003
【図２】
2004290893.tif 000004
【図３】
2004290893.tif 000005
【図４】
2004290893.tif 000006
【図５】
2004290893.tif 000007