(57)【要約】      （修正有）【課題】閉鎖的水域に起きるpHの異常、不安定窒素分の過多、リンの増加、これら栄養富化による不透明化、悪臭、汚泥化等の水質を浄化、改善する方法とその工法を提供する。【解決手段】木酢液でｐＨ調整や消臭、殺菌を行い、珪藻土で凝集沈澱し、ゼオライトで汚泥の曝気、イオン交換、被膜処理を行い、水質や土壌の浄化を天然資材のみで行う水質活性材料、およびこれを用いて水質を浄化する水質浄化活性方法である。  水質活性材料は、木酢液、ゼオライト、植物質破片、微生物からなる。  これらを水域に散布し、水質活性材料の組成成分によりｐＨ調整、凝集沈澱、曝気、イオン交換、塩素除去、酸化触媒反応、臭気物質の酸化反応による分解、蛋白質の腐敗臭、動物の排泄物質等の分解、窒素、リン酸等の吸着分解、流失油等の有害物質の吸着、残留農薬や重金属の吸着分解、静菌作用、pH調整による有効微生物の生息環境修復による微生物作用の発揮を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木酢液、珪藻土、ゼオライト、植物質破片、微生物の天然資材からなる水質活性材料。
【請求項２】
木酢液、珪藻土、ゼオライト、植物質破片、微生物の組み合せからなる水質活性材料。
【請求項３】
請求項１、２を使用する水質浄化活性方法と工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、天然資材を使用し閉鎖的水域の水質の低下に係る富栄養化、汚泥化等の環境修復、水質の浄化、改善方法とその工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  湖、沼、池、堀、貯水池、湾内等の閉鎖的水域において水質汚染が環境問題となっている。
生活排水（し尿等の窒素分、お風呂の水、食べ物のカス、洗剤等）、農業排水（肥料等）、産業排水（化学物質）、周辺環境（車からのオイル漏れ）が流れ込む事により水質の悪化が進んでいる。景観、臭気、魚類、植物の生息に問題が起きている。また、水質汚水及び重金属の水質浄化が河川に放出され自然汚染や二次製品による環境破壊、水質汚染、悪臭に問題があった。【０００３】  近年、下水道が都市部以外にも広まっており、流入の観点からは救いが見通せるものの、現状では水域周辺への導入は数年から十数年先になる。【０００４】  閉鎖的水域は、他の水域（河川、海）に比べ大幅に環境基準の基準達成を実現できていない。【０００５】  対策として設備、機材が投入されているものの、ヘドロの除去を繰り返されており十分な酸素溶存の処理水対策にいたっていない。
水質浄化については、数多くの提案がなされ実用化されているものの、設備投資額と多大なる費用と人力を必要としたが、生態系に汚染を引き起こしていた。【０００６】  浄化剤の製造にコストがかかり、かつ化学物質が添加されている。【０００７】  浚渫工事による生態系破壊。【０００８】  現状行われている被膜処理は、３０ｃｍから１００ｃｍと貯水量に負担をかけている。【０００９】  閉鎖水域の汚染メカニズムは、流入汚染による富栄養化、植物性微生物の増殖、動物性微生物の増殖、水中溶存酸素の消費、死滅した動物性微生物の沈降、枯死した植物性微生物の浮遊、底部におけるバクテリア分解、底部溶存酸素の消費、底部の汚泥化、リン酸、窒素の溶出、水域全体の富栄養化、と進行し悪循環をおこしている。【００１０】  酸化反応により、窒素分からアンモニウムイオン、アンモニウムイオンから亜硝酸イオン、亜硝酸イオンから硝酸イオンへ移行し、その反対が還元反応でおこる。その際、富栄養化の不安定な状況では、アンモニウムイオンが水質のアルカリ化によって毒性のあるアンモニアに、さらに毒性のある亜硝酸への酸化還元の往復による酸素の大量消費を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は、閉鎖的水域に起きる、ｐＨの異常、不安定窒素分の過多、リンの増加これら富栄養化による不透明化、悪臭、汚泥化の抜本的改善を課題とする。【００１２】  天然資材を使用するため低コストで提供でき、かつ確実に改善することを課題とする。
さらに、低コストで良好な工法を提供することを課題とする。【００１３】  本発明は、珪藻土、ゼオライト、植物質破片の機能、性能と木酢液、微生物の有用性の組み合せを環境改善材としての提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、組み合わせ、作業手順、量の調整によって個々の問題を持つ閉鎖的水域に合わせた改善を図ることが出来る。（汚染改善、絶滅危惧種保護の水質、土壌改善等）【００１５】  富栄養化で異常発生した植物、植物プランクトンの光合成のために弱酸性成分の炭酸等が消費され、強アルカリ性ｐＨ１０±１を示すようになった水域の改善方法については、木酢液を２０００倍溶液になる量で投入する。ｐＨを７±１に調整することが出来、アンモニアの発生をなくす。長い期間アルカリ性になっていた水中では、アルカリ性に対応した微生物や化合物が大量に発生していることから迅速なｐＨ調整のできる木酢液でｐＨをさげ偏りを解消する。また、木酢液の成分により消臭、殺菌の効果を得る。着色反応で珪藻土の凝集沈澱効果を補助する効果がある。
ｐＨの数値によっては珪藻土のみで下げることも出来る。【００１６】  微生物の死骸や化合物、水中塵（ＳＳ）の処理をし、透明度を上げるには、珪藻土２μ粉末を水量１ｔ当たり１ｋｇ水面に散布する。超多孔質構造を利用した凝集沈澱効果により３時間から６時間で透明化し１２時間では完全に沈下する。汚水透明度１０ｃｍ以下が水道水と同じ透明度になる。
また、珪藻土による底汚泥の被膜処理が出来るとともに、微生物分解の促進良好な多孔質土壌が与えられ汚泥低減する。【００１７】  酸素溶存量の増加、イオン交換の為にゼオライト１〜５ｍｍを水量１ｔ当たり２ｋｇ投入し瀑気する。多孔質から微細な気泡（マイクロバブル・モスキート）を発生し汚染物質を吸着、反応させる。イオン交換を行い水質を浄化する。また、ゼオライトによる底汚泥の被膜処理が出来るとともに、微生物分解の促進良好な多孔質土壌が与えられ汚泥低減する。【００１８】  流入口への汚染物質流入を防ぐには、ゼオライト５〜１５ｍｍを農業用ネットにいれ排水溝にしきつめる。濾過効果、反応、イオン交換、酸素溶存、ｐＨ調整をおこなう。実施例を［図１］に示す。
一定期間使用した後は［００２０］の方法で微生物分解し再利用できる。【００１９】  水質活性材、補助改善材として、珪藻土、ゼオライトの一方もしくは両方を木酢液に１２時間以上浸し乾燥させることにより木酢液の成分を含浸し優れた作用を複合した浄化材となる。【００２０】  水質活性材、補助改善材として、多孔質構造にした植物質破片に、好気性、嫌気性の土壌菌、乳酸菌、中間菌、光合成菌等の有効菌類を培養し、珪藻土、ゼオライトの一方もしくは両方と混合し１ヶ月程水分量６８％温度２０℃〜４０℃で培養し、培養の進んだところで水分量３０％以下にすることで多孔質内に微生物を複合した浄化材となる。【００２１】  水質活性剤、補助改善材として、有効菌類を培養した水溶液を珪藻土、ゼオライトの一方もしくは両方に１ヶ月含浸させることで、多孔質内に微生物を複合した浄化材となる。【００２２】  前記［００１９］［００２０］［００２１］に使用する木酢液濃度、微生物選択、珪藻土、ゼオライトの大きさ、量、配合割合、手順は、生態系、周辺環境等の個々の問題をもつ閉鎖的水域に合わせてサンプル・パターン検証を行うことで容易に求められる。【００２３】  前記［００１９］［００２０］［００２１］の補助浄化材は、工程途中や終了後の調整散布に用いる。他、汎用性があるので、少量の貯水の水域に散布するのであればパターン検証を用いないで安価に水質改善処理をすることが可能である。
【発明の効果】
【００２４】  実験池の水質に対し、本工法［００１５］［００１６］［００１７］の手順で行われた実験の結果、本工法は即時的効果を発揮し、分解促進による継続効果をみせた。工法の安全性と確実性をみせた。実験結果を［図２］に示す。【００２５】  ｐＨは、中性域に安定した。【００２６】  透明度は、水道水と差が無く、これ以上無い改善をみせる。【００２７】  ＣＯＤは、実験時数値上増加をみせたが他の改善状況、周辺状況から本資材の成分が水中に溶存したことによる。生態系サイクルにより安定する。【００２８】  残留塩素は、無化された。【００２９】  窒素体は、実験の結果から植物に取り入れられる硝酸イオンにスムーズに移行したことが分かる。【００３０】  酸素溶存は、硝酸値が安定していることから、酸素溶存が増加していることが分かる。【００３１】  リン酸が減少したことから富栄養化の改善がみられる。【００３２】  本工法実験時の被膜効果による貯水量への影響は１ｃｍから３ｃｍと少なく済み、時間経過とともに汚泥低減が観られる。【００３３】  天然資源が有する特性から、独自効果の大きい作用が発見された。超微細、超多孔質の天然素材は残留農薬や重金属を吸着分解し、塩素除去、酸化触媒反応をおこさせ、臭気物質を酸化分解させることにより、酸化触媒し反応する臭気物質を分解させる。蛋白質の腐敗臭、動物の排泄物質等の分解。チッソ、リンサン等の残留農薬の吸着分解、流失油等の有害物質の吸着、静菌作用、酸度調整による有効微生物の生息環境を整え優れた効果を発揮する。においの二次発生源である雑菌の繁殖を防止し脱臭効果がある。さらに、アンモニア、チッソの除去。重金属イオンの吸着除去、硬水の軟水化をする。アンモニアガスの吸着もあり、ガス体の分離として酸素、チッソの分離をする。アンモニア、チッソの吸着による脱臭作用がある。【００３４】  天然素材の木酢液、珪藻土、ゼオライト、植物質破片の有用な特徴と細孔部に吸着保持された微生物の相乗効果によってこれまでにない優れた環境改善材を得ることができた。【００３５】  多孔質体気孔に木酢液を含浸させることにより気孔部分の相互流通作用により木酢液成分を徐々に放散させ脱臭、水の浄化、腐敗防止の効果がある。【００３６】  さらに環境改良材として、持続的効果の得られることが発見された。【００３７】  有用な微生物が多孔質体に付着、接着、植え付け、浸透することにより汚泥の有機物を分解し生態系サイクルしやすい環境とする。【００３８】  本発明による汚泥分解、水質浄化剤は、安全性・経済性ともに優れ、低コストでしかも実用に優れた水質、汚泥の改善を特徴とする環境用材に関する。【００３９】  本発明の浄化材は汚泥、水質の汚染を吸収分解する環境浄化材であり環境汚染はなく散布することにより水深、水域、沼、湖の微生物が流されず維持管理費の少ない水質浄化材です。【００４０】  汚染の原因であるチッソやリン等の物質浄化と水質浄化について微生物作用による水質浄化作用がある。使用後は土壌改良剤として還元され資源循環型社会の推進とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】  珪藻土は、秋田県北秋田市より産出する珪藻土。ゼオライトは秋田県能代市二ツ井より産出する鉱物、焼成しモリブデンゼオライト構造にしたものが望ましい。前記珪藻土の組成分析結果を［図３］に、前記ゼオライトの組成分析結果を［図４］に示す。木酢液については、北秋田市産地品を活用し、日本木竹酢液協会の方法で分析し、木酢液の企画に定められた品質でもっての使用であり、フェノール類を含む効果から消毒、消臭、脱臭、防菌等に効果がある。（木酢液は日本木竹酢液協会の認定協議会の認定品を使用）【００４２】  木酢液でｐＨ調整を迅速に行い、珪藻土で凝集沈澱、ゼオライトで瀑気、イオン交換を行い組成成分効果、皮膜効果で水質、土壌の浄化を天然資材のみで行う浄化方法。【００４３】  珪藻土を水面から散布する際、凝集沈澱しやすい水分量にする。【００４４】  水面から散布することにより、汚水及び有害物質のアンモニア、硫化水素、硫黄化合物、硝酸、亜硝酸を本水質浄化材により水質の安定化とイオン交換作用によって除去する。【００４５】  本発明の水質浄化活性方法、浄化材は天然多孔質物質をベースとしており無害を特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【００４６】  本発明に係る水質浄化材はバイオ浄化システムによって汚泥分解することから汚染池、沼に散布することにより微生物の有機物の分解作用によるバイオ技術によって汚泥を低減分解する。【００４７】  絶滅危惧種にあわせた環境改善をすることで保護する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】流入口への浄化材設置の実施例である。
【図２】本工法の水質浄化実験結果。
【図３】珪藻土の組成分析表である。
【図４】ゼオライトの組成分析表である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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