(57)【要約】【課題】濁水データを、複数の場所で測定する場合、短時間かつ安価に濁水データを測定することができる濁水特性測定装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと、複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と、上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と、１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと、複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段とを有する濁水特性測定装置である。【選択図】  図１
2005043092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと；
複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と；
上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と；
１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと；
複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段と；
を有することを特徴とする濁水特性測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記吊り下げ手段は、濁水の温度を測定する水温センサをも吊り下げる手段であり、
上記データ処理装置は、上記測定された濁度と上記測定された水温とに基づいて、水温に応じた濁水の比重を算出する比重算出手段を有することを特徴とする濁水特性測定装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記吊り下げ手段は、濁水の温度を測定する水温センサと、濁水のｐＨを測定するｐＨセンサと、上記濁水の電気伝導率を測定する電気伝導率センサとのうちの少なくとも１つのセンサを具備する手段であることを特徴とする濁水特性測定装置。
【請求項４】
水上浮遊体と；
上記水上浮遊体に固定され、上記水上浮遊体の下または周囲における濁水を撮影するビデオカメラと；
上記ビデオカメラが撮影した画像を処理する画像処理装置と；
上記画像処理装置が処理した画像を表示または蓄積する表示・蓄積記録手段と；
を有することを特徴とする濁水特性測定装置。
【請求項５】
請求項４において、
上記水上浮遊体の移動、または上記ビデオカメラの撮影方向を、遠隔操作する遠隔操作手段を有することを特徴とする濁水特性測定装置。
【請求項６】
被水質改良水が存在する水域から、上記被水質改良水をポンプアップする水中ポンプと；
上記ポンプアップした被水質改良水と、所定の水質改良剤とを混合して混合液を製造するか、または、上記ポンプアップした被水質改良水と、所定の水質改良剤と、所定の気泡とを混合して混合液を製造する混合液製造手段と；
上記混合液を被水質改良水に注入または水面散布するノズルと；
を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項７】
請求項６において、
上記ポンプアップした被水質改良水と、所定の水質改良剤とを混合した混合液、または、上記ポンプアップした被水質改良水と、所定の水質改良剤と、所定の気泡とを混合した混合液を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項８】
請求項６において、
上記水質改良剤は、複数種類の水質改良剤であり、
上記混合液製造手段は、複数種類の水質改良剤をそれぞれ収容する複数のタンクと、上記複数のタンクのそれぞれから水質改良剤を、上記ポンプアップした被水質改良剤に注入するポンプとを有する手段であることを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項９】
請求項６において、
上記水中ポンプと上記混合液製造手段と上記ノズルとを搭載する水上浮遊体を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１０】
請求項７において、
上記被水質改良水に注入された上記混合液中の上記水質改良剤が、上記被水質改良水中に存在している状態、または、水質改良状態を撮影するビデオカメラを有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
上記ビデオカメラが撮影した画像を、上記水質改良剤が強調表示されるように画像処理する画像処理手段と；
上記画像処理手段が処理した画像を表示、または蓄積する表示・蓄積手段と；
を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１２】
請求項６において、
上記被水質改良水の比重を検出する比重検出手段と；
上記検出された被水質改良水の比重に応じて、上記被水質改良水へ上記混合液を注入する注入圧力または注入角度を制御する制御手段と；
を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１３】
請求項９において、
上記水上浮遊体を移動する移動手段と；
上記移動手段を遠隔操作する遠隔操作手段と；
を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
上記移動手段は、同一方向に２本設置されている上記ノズルであり、上記２本のノズルのそれぞれから、被水質改良水に注入される混合液の注入パワーを調整することによって、上記浮遊体の移動方向を制御することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１５】
請求項１３において、
上記移動手段は、同一方向に２本設置されている上記ノズルであり、上記ポンプアップした水質改良水を、上記２本の上記ノズルのそれぞれから、被水質改良水に注入する注入パワーを調整することによって、上記浮遊体の移動方向を制御することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１６】
被水質改良水が存在する水域から、上記被水質改良水をポンプアップするポンプと；
上記ポンプアップした被水質改良水に、気体の水質改良剤を気泡として混入させることによって、気泡混入水を製造する気泡混入水製造手段と；
上記気泡混入水を撹拌する撹拌手段と；
上記撹拌された上記気泡混入水を上記水域に注入または水面散布するノズルと；
を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
上記水中ポンプと上記気泡混入水製造手段と上記ノズルとを搭載する水上浮遊体を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１８】
請求項１７において、
上記水上浮遊体を移動する移動手段と；
上記移動手段を遠隔操作する遠隔操作手段と；
を有することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
上記移動手段は、同一方向に２本設置されている上記ノズルであり、上記２本のノズルのそれぞれから、上記被水質改良水に注入される上記気泡混入水の注入パワーを調整することによって、上記浮遊体の移動方向を制御することを特徴とする水質改良剤注入装置。
【請求項２０】
濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと；
複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と；
上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と；
１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと；
複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段と；
濁水が存在する水域から、上記濁水をポンプアップする水中ポンプと；
上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤とを混合して混合液を製造するか、または、上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤と、所定の気泡とを混合して混合液を製造する混合液製造手段と；
上記混合液を濁水に注入または水面散布するノズルと；
を有することを特徴とする浄水装置。
【請求項２１】
濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと；
複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と；
上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と；
１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと；
複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段と；
濁水が存在する水域から、上記濁水をポンプアップする水中ポンプと；
上記ポンプアップした濁水に、気体の凝集剤を気泡として混入させることによって、気泡混入水を製造する気泡混入水製造手段と；
上記気泡混入水を撹拌する撹拌手段と；
上記撹拌された上記気泡混入水を上記水域に注入または水面散布するノズルと；
を有することを特徴とする浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濁水特性測定装置、水質改良剤注入装置および浄水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、川、湖、池、海等に存在している濁水の濁度を測定する場合、測定者が、水面上の舟に乗り、測定したい場所に移動し、人力で濁水を採水し、この採水した濁水を円筒状の検査装置に入れ、水温、ｐＨ、塩分濃度等とともに、濁度を測定する。そして、別の測定点に移動し、濁水を採取し、濁度測定する。この動作を繰り返し、何点かの測定点において、データ採りを行なう（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−０００４９９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、濁度データを、複数の場所で測定する場合、測定すべき場所の数が多い程、そのデータ測定に長い時間を要するという問題があり、また、上記従来例において、季節が変わる毎に、豪雨の直後に、昼夜のそれぞれに、また、通常の経時変化に備えて、濁度を測定するとなると、その測定費用が多額になるという問題がある。
【０００５】
また、上記従来例において、濁水を浄化する場合、凝集剤を濁水に注入する方法が採用され、この場合、凝集剤を過剰注入すると、注入された凝集剤のうちで、濁水中の汚れを凝集せずに、沈降し、凝集剤が無駄になり、逆に、凝集剤を過少注入すると、濁水を充分に浄化できないことがある。つまり、上記従来例では、凝集剤を濁水に注入したときに、凝集剤が沈降する動作を、水面の上から視認することが困難であり、その沈降の程度を充分に把握できないので、凝集剤の注入量を適切に制御することが困難であるという問題がある。
【０００６】
さらに、上記従来例では、注入した凝集剤が適量であったとしても、凝集剤の比重は、一般に、濁水よりもやや大きいので、凝集剤をノズルから拡散したときに、その凝集剤の一部分が、濁水中の汚れを凝集せずに、沈降し、凝集剤が無駄になることがあるという問題がある。
【０００７】
そして、上記従来例における問題は、凝集剤以外の水質改良剤を使用する場合にも生じる問題である。
【０００８】
本発明は、濁水データを、複数の場所で測定する場合、短時間かつ安価に濁水データを測定することができる濁水特性測定装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本発明は、被水質改良水を浄化するために注入する水質改良剤の注入量を適切に制御することが容易である水質改良剤注入装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
さらに、本発明は、水質改良剤が濁水に拡散する領域、拡散する速度等、水質改良剤の拡散、沈降状態を正確に把握することができる水質改良剤注入装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
しかも、本発明は、水質改良剤が濁水に拡散する領域、拡散する速度等、被水質改良水における水質改良剤の拡散状態を適切に制御することができる水質改良剤注入装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと、複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と、上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と、１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと、複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段とを有する濁水特性測定装置である。
【００１３】
また、本発明は、水上浮遊体と、上記水上浮遊体に固定され、上記水上浮遊体の下または周囲における濁水を撮影するビデオカメラと、上記ビデオカメラが撮影した画像を処理する画像処理装置と、上記画像処理装置が処理した画像を表示または蓄積する表示・蓄積記録手段とを有する濁水特性測定装置である。
【００１４】
さらに、本発明は、被水質改良水が存在する水域から、上記被水質改良水をポンプアップする水中ポンプと、上記ポンプアップした被水質改良水と、所定の水質改良剤とを混合して混合液を製造するか、または、上記ポンプアップした被水質改良水と、所定の水質改良剤と、所定の気泡とを混合して混合液を製造する混合液製造手段と、上記混合液を被水質改良水に注入するノズルとを有する水質改良剤注入装置である。
【００１５】
そして、本発明は、被水質改良水が存在する水域から、上記被水質改良水をポンプアップする水中ポンプと、上記ポンプアップした被水質改良水に、気体の水質改良剤を気泡として混入させることによって、気泡混入水を製造する気泡混入水製造手段と、上記気泡混入水を撹拌する撹拌手段と、上記撹拌された上記気泡混入水を上記水域に注入するノズルとを有する水質改良剤注入装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態および実施例】
図１は、本発明の第１の実施例である濁水特性測定装置ＣＭ１を示す図であり、その縦断面図である。
【００１７】
図２は、濁水特性測定装置ＣＭ１の平面図である。
【００１８】
濁水特性測定装置ＣＭ１は、濁度センサ１０と、固定台１４と、水温センサ１５と、電気伝導率計１６と、糸２０と、浮き２１と、錘２２と、スペーサ３０と、データ処理装置４０と、筏５０とを有する。
【００１９】
浮き２１は、濁水が存在している池Ｐの水面ＷＦに浮かび、浮き２０の下部に糸２０が取り付けられ、糸２０には、所定間隔で、固定台１４、水温センサ１５、電気伝導率計１６が取り付けられている。なお、糸２０は、複数の濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段の例である。
【００２０】
固定台１４には、濁度センサ１０が固定され、濁度センサ１０は、近赤外線ＬＥＤ１１とフォトトランジスタ１２とによって構成されている。
【００２１】
１つの糸２０に、複数の濁度センサ１０が設置され、濁度センサ１０は、深度方向に、複数、設置され、また、スペーサ３０によって所定の間隔（たとえば、３０〜１００ｍ間隔）で糸２０が、複数本、設置され、これによって、濁度センサ１０が、水平方向にも、複数、設置されている。
【００２２】
なお、濁度センサ１０、水温センサ１５、電気伝導率計１６のそれぞれと、データ処理装置４０とが、信号ケーブルで接続されているが、図１では、それら信号ケーブルの記載を省略してある。
【００２３】
また、データ処理装置４０に無線の送受信装置を設け、浮き２１にも無線の送受信装置を設けるようにしてもよく、浮き２１に設けら上記送受信装置は、浮き２１の下に設置されている各センサ１３、１５、１６から信号ケーブルを介して信号を受信し、この受信した信号を、無線で、データ処理装置４０に送信する装置である。
【００２４】
上記信号ケーブルまたは上記無線の送受信装置は、複数の濁度センサのそれぞれと、データ処理装置とを接続する手段である。
【００２５】
また、浮き２１を使用する他に、地上に設けたポールによって、糸２０を保持する等、地上から、糸２０を、所定の高さに保持する保持手段を使用するようにしてもよい。
【００２６】
スペーサ３０は、棒状の部材、または格子状のパイプ等によって構成され、複数の糸２０同士の間隔を所定の距離に維持するとともに、糸２０が筏５０から離れることを防止し、つまり、複数の濁度センサ１０同士の水平距離を所定の長さに維持するとともに、濁度センサ１０が筏５０から離れることを防止するものである。
【００２７】
データ処理装置４０は、ＡＤ変換器４１と、ＡＤ変換変換器４１からデータ受信し、経時変化後の濁度測定結果を編集するコンピュータ４２とを有する装置であり、濁水ＤＷの濁度を演算し、また、濁度の経時変化を求め、濁度検出位置における濁度を求め、これらの値を、表または図の形式で、表示または、プリントするように、濁度データを処理する装置である。
【００２８】
なお、コンピュータ４２は、筐体が除去されたボード単体であってもよい。また、コンピュータ４２は、地上等、筏５０以外の場所に設けられてもよく、この場合、データ処理装置４０の本体からの信号、または濁度センサ１０等のセンサが出力した信号を、有線または無線を介して、地上に設けられているコンピュータ４２が受信する。
【００２９】
筏５０は、池Ｐに浮かび、データ処理装置４０を搭載している。
【００３０】
次に、濁水特性測定装置ＣＭ１の動作について説明する。
【００３１】
まず、近赤外線ＬＥＤ１１を点灯させ、この点灯による光が、濁水ＤＷに含まれている汚れ（粒子の汚れ、富栄養化による生物的な汚れ）に反射し、この反射光をフォトトランジスタ１２が受光し、この受光量に応じたフォトトランジスタ１２の出力電圧を、濁度センサ１０の出力信号として出力する。この出力信号が、図示しない信号ケーブルを介して、または無線で、データ処理装置４０のコンピュータ４２に送られる。
【００３２】
次に、近赤外線ＬＥＤ１１を消灯し、このときにおけるフォトトランジスタ１２の受光量に応じたフォトトランジスタ１２の出力電圧を、濁度センサ１０の出力信号として出力し、この出力信号が、図示しない信号ケーブルを介して、または無線で、データ処理装置４０のコンピュータ４２に送られる。
【００３３】
近赤外線ＬＥＤ１１を点灯したときにおける濁度センサ１０の出力信号の値と、近赤外線ＬＥＤ１１を消灯したときにおける濁度センサ１０の出力信号の値との差の値が、そのときの濁水ＤＷの濁度に対応する値（濁度）である。なお、濁度の単位は、ｐｐｍである。コンピュータ４２が、濁水ＤＷの濁度を演算し、また、濁度の経時変化を求め、濁度検出位置と濁度との関係を求め、これらの値を、表または図の形式で、表示または、プリントする。
【００３４】
また、データ処理装置４０は、測定された濁度と測定された水温とに基づいて、水温に応じた濁水の比重を算出する。
【００３５】
このようにして求めた濁水ＤＷの比重は、後述する濁水ＤＷと凝集剤との混合液の比重を調整する場合に使用される。
【００３６】
なお、上記実施例において、糸２０の代わりに、ワイヤ、釣道具で使用されている糸を使用するようにしてもよい。
【００３７】
濁水特性測定装置ＣＭ１によれば、濁水ＤＷデータを、複数の場所で測定する場合、複数の場所で同時に測定することができるので、短時間でデータ測定することができ、しかも、測定コストが非常に安価である。
【００３８】
つまり、濁水特性測定装置ＣＭ１は、濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと、複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と、上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と、１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと、複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段とを有する濁水特性測定装置の例である。
【００３９】
この場合、上記吊り下げ手段は、濁水の温度を測定する水温センサをも吊り下げる手段であり、データ処理装置４０は、測定された濁度と測定された水温とに基づいて、水温に応じた濁水の比重を算出する比重算出手段の例である。
【００４０】
また、上記吊り下げ手段は、濁水の温度を測定する水温センサと、濁水のｐＨを測定するｐＨセンサと、上記濁水の電気伝導率を測定する電気伝導率センサとのうちの少なくとも１つのセンサを具備する手段である。
【００４１】
図３は、本発明の第２の実施例である濁水特性測定装置ＣＭ２を示す図である。
【００４２】
濁水特性測定装置ＣＭ２は、筏５０と、ビデオカメラ９０と、画像処理装置９１と、表示装置９２とを有する。
【００４３】
筏５０は、水上浮遊体の例であり、ビデオカメラ９０は、筏５０に固定され、筏５０の下または周囲における濁水ＤＷを撮影するカメラである。画像処理装置９１は、ビデオカメラ９０が撮影した画像を処理する装置である。表示装置９２は、画像処理装置９１が処理した画像を表示する装置である。また、筏５０に、画像処理装置９１が処理した画像を蓄積する装置を搭載するようにしてもよい。
【００４４】
また、濁水特性測定装置ＣＭ２は、図示しない遠隔装置によって遠隔制御され、つまり、筏５０の移動が制御され、また、ビデオカメラ９０の撮影方向が遠隔制御される。
【００４５】
次に、濁水特性測定装置ＣＭ２の動作について説明する。
【００４６】
筏５０等の浮遊体にビデオカメラ９０を搭載し、このビデオカメラ９０を介して、濁水の状態を作業者が視認すれば、濁水ＤＷの汚れ具合を容易に把握することができる。特に、測定対象とする池等の水深が浅く、測定装置の規模が小さい場合に、ビデオカメラ９０を設置することは有効である。また、対象が、アオコ等の植生物による汚れの程度を視覚的に把握する場合に、ビデオカメラ９０を設置することは有効である。
【００４７】
上記の場合、画像処理装置９１が、濁水ＤＷの汚れを、視認し易いように画像処理すれば、汚れ具合を、作業者がより容易に把握することができる。また、筏５０のスクリューを駆動するモータ、舵を遠隔制御することによって、所望の位置に移動させるようにすれば、所望の場所における濁水ＤＷの汚れ具合を自由に把握することができる。
【００４８】
図４は、本発明の第３の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ１を示す図である。
【００４９】
凝集剤注入装置ＡＤ１は、筏５０と、水中ポンプＰ１と、配管Ｐ２と、混合液製造手段６０と、攪拌装置８４と、ビデオカメラ９０と、画像処理装置９１と、表示装置９２とを有する。
【００５０】
なお、水中ポンプＰ１の具体例は、実公平８−０００５６０号公報に記載されているものでもよく、別のポンプでもよい。
【００５１】
混合液製造手段６０は、気泡注入装置７０と、凝集剤注入装置８０とを有する。
【００５２】
混合液製造手段６０は、ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤と、所定の気泡とを混合して混合液を製造する混合液製造手段の例である。
【００５３】
凝集剤は、凝集効果をもつ気体、液体、固体であり、たとえば、鉄イオン、アルミニウムイオン、酸素、オゾン等であり、「へドロクリン」として市販されているものを使用することができる。
【００５４】
凝集剤注入装置８０は、凝集剤タンク８１と、ポンプ８２と、配管８３とを有し、攪拌装置８４を介して、ノズル８５に接続されている。
【００５５】
図５は、凝集剤注入装置ＡＤ１における気泡注入装置７０の具体例を示す図である。
【００５６】
気体注入装置７０は、コンプレッサ７１と、圧縮気体タンク７２と、圧縮気体配管７３と、バルブ７４と、セラミックス７５とを有する。
【００５７】
セラミックス７５は、その孔径が、０．５ｍｍ程度以下であり、圧縮された気体が通過する配管７３の先端部に設けられ、つまり、圧縮されている気体が通過する配管７３と、ポンプＰ１から吸い上げられた濁水が通過する配管Ｐ２との接続位置に設けられている。すなわち、配管７３に収容されている圧縮気体と、配管Ｐ２に収容されている濁水ＤＷとの境界に、セラミックス７５が設けられている。
【００５８】
セラミックス７５は、微細な孔を多数、有しているので、加圧された空気等の気体が上記孔を通過すると、気体が小さな塊に分割され、セラミックス７５を出た位置に濁水ＤＷが存在するので、上記気体の小さな塊は気泡になる。
【００５９】
なお、空気の他に、酸素、窒素、オゾンを使用することができる。また、小さな孔を有する部材であれば、それを、セラミックス７５の代わりに使用することができる。
【００６０】
図６は、凝集剤注入装置ＡＤ１における攪拌装置８４の具体例を示す図である。
【００６１】
攪拌装置８４は、筒状部８４１と、邪魔板８４２とによって構成されている。凝集剤と気泡と濁水とによって構成されている混合液が、筒状部８４１に入ると、その通路に邪魔板８４２が存在するので、邪魔板８４２によって乱流が発生し、この乱流によって、濁水と凝集剤と気泡とが撹拌され、よく混合される。この撹拌装置８４は、水中ポンプＰ１による濁水の流れによって、混合液を撹拌するので、撹拌装置８４は、電気モータ等、駆動部を使用せずに撹拌することができ、また、電力を必要とせずに、撹拌することができる。
【００６２】
ノズル８５は、混合液を濁水ＤＷ（池Ｐ等の水域）に注入するノズルである。
【００６３】
ビデオカメラ９０は、濁水ＤＷに注入された混合液中の凝集剤が濁水ＤＷ中を移動する状態を撮影するビデオカメラである。また、ビデオカメラ９０は、凝集剤が濁水ＤＷを改良した状態（水質改良状態）を撮影するビデオカメラである。
【００６４】
画像処理装置９１は、ビデオカメラ９０が撮影した画像を処理する装置であり、この画像処理された画像を表示する表示装置９２に接続されている。
【００６５】
画像処理装置９１は、ビデオカメラ９０が撮影した画像を、凝集剤の存在を強調して表示するように画像処理する装置である。画像表示装置９２は、画像処理装置９１が処理した画像を表示する装置である。
【００６６】
筏５０は、水中ポンプＰ１と、濁水と凝集剤とを混合する混合手段と、気泡注入装置７０と、ノズル８５とを設置する水上浮遊体の例である。
【００６７】
次に、凝集剤注入装置ＡＤ１の動作について説明する。
【００６８】
水中ポンプＰ１が、池Ｐ等の水域から、濁水ＤＷを吸い上げ、配管Ｐ２を経由し、その途中で、気泡注入装置７０から、気泡が注入される。また、凝集剤投入装置８０から凝集剤が投入され、混合液が製造される。
【００６９】
つまり、コンプレッサ７１で空気等の気体が圧縮され、圧縮気体タンク７２、セラミックス７５を介して、配管Ｐ２に到達する。気体がセラミックス７５を通過すると、気泡が製造され、この気泡が、配管Ｐ２中の濁水に混入する。
【００７０】
そして、この気泡が混入された濁水に、凝集剤投入装置８０からの凝集剤が混入され、この混合液が、撹拌装置８４で撹拌され、ノズル８５から、濁水域に注入される。
【００７１】
濁水と凝集剤との混合液の比重は、池Ｐ中の濁水ＤＷの比重よりも、一般に、やや大きく、そのままでは、濁水ＤＷに注入されると、凝集剤が濁水ＤＷ中の汚れを凝集する前に、上記凝集剤の一部分が沈殿する。しかし、上記実施例においては、上記混合液に気泡が混合されているので、濁水と凝集剤と気泡との混合液の比重が、濁水だけの比重と同程度になり、濁水と凝集剤とだけの混合液（気泡が含まれていない混合液）を使用した場合よりも、凝集剤が濁水ＤＷ中に漂っている時間が長くなり、濁水ＤＷの汚れを効果的に凝集することができる。なお、上記気泡の直径は、特に限定されないが、０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度であることが好ましい。
【００７２】
凝集剤が汚れを凝集すると、凝集剤のイオンがなくなり、凝集剤を構成している金属そのものになり、沈降する。
【００７３】
また、濁水と凝集剤との混合液に気泡が混入している場合、気泡が浮上するに伴い、濁水と凝集剤とが僅かに撹拌され、この僅かな攪拌によって、粒子間距離が変わり、＋イオン（凝集剤）と−イオン（汚れ）との距離が短くなり、凝集剤を介して汚れ同士が凝集する凝集効果が高くなる。つまり、気泡による凝集剤の拡散効果によって、汚れのが凝集する度合いが高くなる。
【００７４】
上記凝集剤注入装置ＡＤ１において、バルブ７４の締め具合を制御することによって、濁水中に混合される気泡の量を調整することができ、つまり、濁水と凝集剤との混合液の比重を制御することができる。
【００７５】
図７は、気泡の大きさと、水中における気泡の上昇速度との相関関係の概略を示す相関図である。
【００７６】
図７に示すように、気泡が小さいほど、水中における気泡の上昇速度が遅く、つまり、所定の体積の水を１つの塊と見た場合、気泡が小さい程、水の塊から気泡が脱出する時間が長くなる。
【００７７】
図８は、上記実施例において、濁水ＤＷの比重よりも大きな比重の混合液を、濁水ＤＷに注入した場合に、その混合液の位置変化を示し、また、濁水ＤＷの比重と同程度の比重の混合液を、濁水ＤＷに注入した場合に、その混合液の位置変化を示す図である。
【００７８】
図８（１）は、濁水ＤＷの比重よりも大きな比重の混合液を、濁水ＤＷに注入した場合に、その混合液の位置変化を示す図であり、図８（２）は、、濁水ＤＷの比重と同程度の比重の混合液を、濁水ＤＷに注入した場合に、その混合液の位置変化を示す図である。
【００７９】
つまり、気泡がある程度小さければ、水の塊から気泡が脱出し難いので、その水の塊に、比重が１よりも大きな凝集剤が含まれていても、図８（２）に示すように、その水の塊が濁水ＤＷと同じ程度の比重になり、濁水ＤＷ中に、凝集剤が含まれている水が漂う時間が長い。
【００８０】
ノズル８５から、濁水と凝集剤と気泡とによって構成されている混合液を注入している状態を、ノズル８５の近傍に設けられているビデオカメラ９０が撮影する。上記実施例において、凝集剤として無機鉄系凝集剤を使用すれば、鉄系であるので、凝集剤が茶系統の色を呈し、濁水ＤＷの色との違いを、視覚的に区別することができる。ここで、濁水ＤＷの色と、凝集剤の色との違いを、際立たせるように、上記画像処理を行う。この画像処理を行なうことによって、作業者が表示装置９２を見た場合、池、湖、ダム、川、海等、濁水域において、注入された凝集剤の分布、凝集剤の沈降速度、凝集剤の漂い方等を、容易に視認することができる。
【００８１】
なお、たとえば、数十ミリ秒前の画像と現在の画像とにおける、茶系統の色の位置的な変化を、コンピュータ４２が分析し、この分析結果を画像表示するようにしてもよい。
【００８２】
また、上記実施例において、ポンプアップした濁水に、気泡を注入する前に、凝集剤を注入し、その後に、気泡を注入するようにしてもよい。
【００８３】
筏５０の代わりに、船等の浮遊体を使用するようにしてもよい。
【００８４】
図９は、凝集剤投入装置８０の変形例である凝集剤投入装置８０ａを示すブロック図である。
【００８５】
凝集剤投入装置８０ａは、２種類の凝集剤を濁水ＤＷに注入する装置であり、１つの種類の凝集剤を入れる凝集剤タンク８１と、そのポンプ８２と、配管８３と、別の種類の凝集剤を入れる凝集剤タンク８１ａと、そのポンプ８２ａと、配管８３ａとを有する。
【００８６】
つまり、凝集剤投入装置８０ａを具備する混合液製造手段は、複数種類の凝集剤をそれぞれ別個に収容する複数のタンクと、上記複数のタンクのそれぞれから凝集剤を、ポンプアップした濁水に注入するポンプとを有する手段である。
【００８７】
凝集剤投入装置８０ａを使用することによって、２種類の凝集剤の間で反応する前に、濁水ＤＷに注入するので、凝集剤同士の不要な反応を阻止することができる。また、２種類の凝集剤の比重が互いに異なる場合には、その配合比を調整することによって、濁水と凝集剤とが混合された後における比重を制御することができる。
【００８８】
なお、３種類以上の凝集剤を、互いに別個に、濁水ＤＷに注入するようにしてもよい．
ノズル８５は、検出された濁水ＤＷの比重に応じて、濁水と凝集剤とを混合した混合液の注入強度、または、濁水ＤＷへの注入角度を制御するノズルであってもよい。
【００８９】
つまり、凝集剤注入装置ＡＤ１は、濁水が存在する水域から、上記濁水をポンプアップする水中ポンプと、上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤とを混合して混合液を製造するか、または、上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤と、所定の気泡とを混合して混合液を製造する混合液製造手段と、上記混合液を濁水に注入するノズルとを有する凝集剤注入装置の例である。
【００９０】
また、撹拌装置８４は、ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤とを混合した混合液、または、上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤と、所定の気泡とを混合した混合液を攪拌する攪拌手段の例である。
【００９１】
凝集剤注入装置ＡＤ１によれば、凝集剤投入装置８０、８０ａの出口にバルブを設け、このバルブの開度を調節することによって、濁水ＤＷへの凝集剤の注入量を適切に制御することが容易であり、また、ビデオカメラ９０を介して表示装置９２で見ることができるので、凝集剤を濁水ＤＷに注入した場合、凝集剤が濁水ＤＷに拡散する領域、拡散する速度等、凝集剤の拡散状態を正確に把握することができる。
【００９２】
また、凝集剤注入装置ＡＤ１によれば、凝集剤が濁水ＤＷに拡散する領域、拡散、沈降する速度等、濁水ＤＷにおける凝集剤の拡散、沈降状態を、表示装置９２で見ているので、ノズル８５の注入方向を調整することによって、濁水ＤＷにおける凝集剤の拡散状態を適切に制御することができ、また、濁水ＷＤに対する気泡の注入量を制御することによって、濁水ＤＷにおける凝集剤の沈降状態を適切に制御することができる。
【００９３】
つまり、凝集剤投入装置８０の出口にバルブを設け、濁度センサ１０が検出した濁度に応じて、上記出口に設けられたバルブの開度を制御することによって、ポンプアップした濁水に混合する凝集剤の投入量を制御する制御装置を設けるようにしてもよい。
【００９４】
さらに、筏５０に、スクリュー、舵等を設け、これらを遠隔制御することによって、所望の時間に、所望の位置に、遠隔制御して移動させることができる。
【００９５】
また、上記各実施例において、濁水と凝集剤とを撹拌した後に、気泡を注入するようにしてもよい。
【００９６】
図１０は、本発明の第４の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ２と、本発明の第５の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ３とを示す図である。
【００９７】
凝集剤注入装置ＡＤ２は、基本的には、凝集剤注入装置ＡＤ１と同じであるが、凝集剤注入装置ＡＤ１において、ノズル８５の代わりに、ノズル８５１，８５２、８５３、８５４が設けられ、また、バルブ８５１Ｂ、８５２Ｂ、８５３Ｂ、８５４Ｂが設けられている点が、凝集剤注入装置ＡＤ１とは異なる。
【００９８】
つまり、凝集剤注入装置ＡＤ２において、配管Ｐ２が、４本の配管に分岐され、分岐されたそれぞれの配管に、バルブ８５１Ｂ、８５２Ｂ、８５３Ｂ、８５４Ｂが設けられ、各バルブの先に、ノズル８５１，８５２、８５３、８５４が設けられている。
【００９９】
したがって、凝集剤注入装置ＡＤ２において、水中ポンプＰ１によって吸い込まれた濁水が、ノズル８５１，８５２、８５３、８５４から池Ｐに噴出され、この噴出力によって、筏５０が推進する。ただし、筏５０が推進する場合、バルブ８５１Ｂ、８５２Ｂの組み合わせ、８５３Ｂ、８５４Ｂの組み合わせの一方のみを閉じ、他方を開く。また、推進方向を制御するには、上記組み合わせを構成する２つのバルブの開き具合のバランスを変えることによって、筏５０の進行方向を右または左に変えることができる。なお、同一場所で凝集剤を濁水ＤＷに注入する場合には、４つのノズル８５１，８５２、８５３、８５４から均等に混合液を注入すればよい。
【０１００】
凝集剤注入装置ＡＤ３は、凝集剤注入装置ＡＤ２において、ノズル８５３、８５４と、それらに関連するバルブ８５３Ｂ、８５４Ｂを削除したものである。水中ポンプＰ１によって吸い込まれた濁水が、ノズル８５１，８５２から池Ｐに注入され、この注入パワー（噴出力）によって、筏５０が推進する。推進方向を制御するには、バルブ８５１Ｂ、８５２Ｂの開き具合のバランスを変えればよい。
【０１０１】
つまり、凝集剤注入装置ＡＤ２、ＡＤ３は、同一方向に２本設置されている上記ノズルによって筏５０を移動させる手段を有する例であり、上記２本のノズルのそれぞれから、濁水に注入される上記混合液の量を調整することによって、筏５０の移動方向を制御する例である。
【０１０２】
また、上記混合液を濁水ＤＷに注入することによって、筏５０を推進させる代わりに、凝集剤投入装置８０の出口の配管８３を、図示しないバルブによって閉じ、吸い上げた濁水のみを濁水ＤＷに噴出するようにしてもよい。このようにしても、筏５０を推進させることができる。
【０１０３】
図１１は、本発明の第６の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ４を示す図である。
【０１０４】
凝集剤注入装置ＡＤ４は、基本的には、凝集剤注入装置ＡＤ１と同じであり、凝集剤注入装置ＡＤ１において、混合液製造手段６０の代わりに、気泡混入濁水製造手段６１を設けた点のみが、凝集剤注入装置ＡＤ１とは異なる。
【０１０５】
気泡混入濁水製造手段６１は、水中ポンプＰ１が吸い上げた濁水に気泡を注入する気泡注入装置７０によって構成されている。
【０１０６】
凝集剤注入装置ＡＤ４において、凝集剤投入装置８０を使用していないが、気泡注入装置７０において使用する気体が、酸素、水素、オゾン等、＋イオンを有する気体であれば、それ自体が凝集効果を有するものであり、凝集剤注入装置ＡＤ１における凝集剤を使用しなくても、濁水ＤＷの汚れを凝集することができる。
【０１０７】
図１２は、本発明の第７の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ５と、本発明の第８の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ６とを示す図である。
【０１０８】
凝集剤注入装置ＡＤ５は、凝集剤注入装置ＡＤ４において、４つのノズル８５１、８５２、８５３、８５４を設け、気泡混入濁水製造手段６１（気泡注入装置７０）が製造した気泡混入濁水を、４つのノズル８５１、８５２、８５３、８５４から濁水ＤＷに注入することができるようにし、筏５０の推進と、その推進方向を制御することができる装置である。筏５０の推進、その推進方向の制御は、凝集剤注入装置ＡＤ２における説明と同様である。
【０１０９】
凝集剤注入装置ＡＤ６は、凝集剤注入装置ＡＤ４において、２つのノズル８５１、８５２を設け、気泡混入濁水製造手段６１（気泡注入装置７０）が製造した気泡混入濁水を、２つのノズル８５１、８５２から濁水ＤＷに注入することができるようにし、筏５０の推進と、その推進方向を制御することができる装置である。筏５０の推進、その推進方向の制御は、凝集剤注入装置ＡＤ３における説明と同様である。
【０１１０】
図１３は、本発明の第９の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ７を示す図である。
【０１１１】
凝集剤注入装置ＡＤ７は、上記各実施例におけるノズル８５が、フレキシブル部８５ｆを有し、このフレキシブル部８５ｆを、モータ、カム等によって制御することによって、その注入方向を、８５ａ、８５ｂ等、自在の方向に調整することができる。この制御可能な方向は、上下方向であり、また、左右方向である。
【０１１２】
また、濁水特性測定装置ＣＭ１と凝集剤注入装置ＡＤ１とを組み合わせれば、濁水ＤＷの濁度に応じて濁水ＤＷを適切に浄化する浄水装置を構成することができる。
【０１１３】
つまり、上記浄水装置は、濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと、複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と、上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と、１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと、複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段と、濁水が存在する水域から、上記濁水をポンプアップするポンプと、上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤とを混合して混合液を製造するか、または、上記ポンプアップした濁水と、所定の凝集剤と、所定の気泡とを混合して混合液を製造する混合液製造手段と、上記混合液を濁水に注入するノズルとを有する浄水装置である。
【０１１４】
さらに、濁水特性測定装置ＣＭ１と凝集剤注入装置ＡＤ４とを組み合わせれば、濁水ＤＷの濁度に応じて濁水ＤＷを適切に浄化する浄水装置を構成することができる。
【０１１５】
上記浄化装置は、濁水の濁度を測定する複数の濁度センサと、複数の上記濁度センサを所定間隔で吊り下げている吊り下げ手段と、上記吊り下げ手段を所定の高さに保持する保持手段と、１つの上記吊り下げ手段と他の上記吊り下げ手段との間隔を、所定の距離に維持するスペーサと、複数の上記濁度センサが検出した複数の濁度データを処理するデータ処理手段と、濁水が存在する水域から、上記濁水をポンプアップするポンプと、上記ポンプアップした濁水に、気体の凝集剤を気泡として混入させることによって、気泡混入水を製造する気泡混入水製造手段と、上記気泡混入水を撹拌する撹拌手段と、上記撹拌された上記気泡混入水を上記水域に注入するノズルとを有する浄水装置である。
【０１１６】
上記各実施例において、上記濁度センサが検出した濁度に応じて、上記ポンプアップした濁水に混合する上記凝集剤の投入量を制御する制御装置を設けるようにしてもよい。また、上記ポンプと上記混合液製造手段と上記データ処理装置とを設置する水上浮遊体とを設けるようにしてもよい。さらに、上記水上浮遊体を移動する移動手段と、上記移動手段を遠隔操作する遠隔操作手段とを設けるようにしてもよい。
【０１１７】
さらに、凝集剤注入装置ＡＤ１では、濁水域から取り込んだ濁水に、凝集剤と気泡とを注入しているが、濁水域から取り込んだ濁水ＤＷの代わりに他の水を使用し、上記他の水に、凝集剤と気泡とを混合したものを、濁水域に注入するようにしてもよい。また、濁水域から取り込んだ濁水を使用せずに、液体の凝集剤と気泡との混合液を、濁水域に注入するようにしてもよい。
【０１１８】
なお、上記実施例において、ＬＥＤ１１は、近赤外線を発生する発光体であるが、濁水ＤＷにおける汚れを反射する光を発光する素子であれば、近赤外線以外の波長の光を発光する発光体を、近赤外線ＬＥＤ１１の代わりに使用するようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記各実施例において、ＧＰＳ等を利用して、筏５０の位置を測定することができる。そして、この測定された位置に基づいて、所望の位置に筏５０を移動させることができる。
【０１２０】
上記実施例は、池Ｐの濁水の濁度を測定し、濁水を浄化しているが、川、湖、海等における濁水の濁度を測定し、浄化するようにしてもよい。
【０１２１】
上記実施例では、ポンプアップした濁水と凝集剤とを混合した混合液、または、ポンプアップした濁水と凝集剤と気泡とを混合した混合液を、濁水に注入するようにしているが、上記混合液を、濁水の水面に散布するようにしていもよい。この場合、ノズル８５は、濁水中ではなく、濁水の水面の上に設置される。
【０１２２】
このように、混合液を濁水の水面に散布すると、水面近傍において、凝集剤が漂うので、水面近傍における濁水を効率よく浄化することができ、また、混合液に含まれている気泡が上昇することによる微小範囲における凝集剤の拡散によっても、水面近傍における濁水を効率よく浄化することができる。
【０１２３】
また、上記各実施例を、ｐＨを調整するアルカリ、酸等、凝集剤以外の水質改良剤を使用する場合に適用することができる。この場合、水質を改良する対象は、濁水ではなく、被水質改良水であり、凝集剤投入装置は、水質改良剤投入装置である。
【０１２４】
また、上記実施例では、ポンプアップした濁水に気体の凝集剤を気泡として混入させた気泡混入水、または、この気泡混入水を撹拌したものを、濁水等の被水質改良水に注入するようにしているが、上記気泡混入水またはこの気泡混入水を撹拌したものを、被水質改良水の水面に散布するようにしてもよい。この場合、ノズル８５は、被水質改良水中ではなく、被水質改良水の上に設置される。
【０１２５】
このように、気泡混入水を被水質改良水の水面に散布すると、気泡混入水に含まれている気泡が上昇することによる微小範囲における気泡の拡散によっても、水面近傍における被水質改良水を効率よく浄化することができる。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１〜３、２０、２１記載の発明によれば、濁水データを複数の場所で測定する場合、短時間でその濁水データを測定することができるという効果を奏する。
【０１２７】
請求項４、５記載の発明は、濁水中の汚れを、作業者がつぶさに視認することができるという効果を奏する。
【０１２８】
請求項６〜２１記載の発明によれば、濁水の汚れを効率よく凝集することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である濁水特性測定装置ＣＭ１を示す図であり、その縦断面図である。
【図２】濁水特性測定装置ＣＭ１の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例である濁水特性測定装置ＣＭ２を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ１を示す図である。
【図５】凝集剤注入装置ＡＤ１における気泡注入装置７０の具体例を示す図である。
【図６】凝集剤注入装置ＡＤ１における攪拌装置８４の具体例を示す図である。
【図７】気泡の大きさと、水中における気泡の上昇速度との相関関係の概略を示す相関図である。
【図８】上記実施例において、濁水ＤＷの比重よりも大きな比重の混合液を、濁水ＤＷに注入した場合に、その混合液の位置変化を示し、また、濁水ＤＷの比重と同程度の比重の混合液を、濁水ＤＷに注入した場合に、その混合液の位置変化を示す図である。
【図９】凝集剤投入装置８０の変形例である凝集剤投入装置８０ａを示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ２と、本発明の第５の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ３とを示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ４を示す図である。
【図１２】本発明の第７の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ５と、本発明の第８の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ６とを示す図である。
【図１３】本発明の第９の実施例である凝集剤注入装置ＡＤ７を示す図である。
【符号の説明】
ＣＭ１、ＣＭ２…濁水特性測定装置、
ＤＷ…濁水、
Ｐ…池、
１０…濁度センサ、
１１…近赤外線ＬＥＤ、
１２…フォトトランジスタ、
１４…固定台、
１５…水温センサ、
１６…電気伝導率計、
２０…糸、
２１…浮き、
２２…錘、
３０…スペーサ、
４０…データ処理装置、
５０…筏、
Ｐ１…水中ポンプ、
Ｐ２…配管、
ＡＤ１〜ＡＤ７…凝集剤注入装置、
６０…混合液製造手段、
６１…気泡混入濁水製造手段、
７０…気泡注入装置、
７１…コンプレッサ、
７２…圧縮気体タンク、
７３…配管、
７４…バルブ、
７５…セラミックス、
８０、８０ａ…凝集剤投入装置、
８１、８１ａ…凝集剤タンク、
８２、８２ａ…ポンプ、
８３、８３ａ…配管、
８４…撹拌装置、
８５、８５１〜８５４…ノズル、
９０…ビデオカメラ、
９１…画像処理装置、
９２…表示装置。
【図１】
2005043092.tif 000003
【図２】
2005043092.tif 000004
【図３】
2005043092.tif 000005
【図４】
2005043092.tif 000006
【図５】
2005043092.tif 000007
【図６】
2005043092.tif 000008
【図７】
2005043092.tif 000009
【図８】
2005043092.tif 000010
【図９】
2005043092.tif 000011
【図１０】
2005043092.tif 000012
【図１１】
2005043092.tif 000013
【図１２】
2005043092.tif 000014
【図１３】
2005043092.tif 000015