(57)【要約】従来の河川、湖沼池の水質浄化浄化は、水底の浚渫をすることにより水質浄化が期待できたが、現況は、水質中の混入物が多様化され、水質浄化そのこと自体困難な状態である。環境負荷を及ぼさない安全な凝集触媒浄化剤を併用し、水底の汚泥を除々に浄化する工法と、自然浄化の状態を維持しながら水質浄化改善ができる発明事である。【課題】河川、湖沼池の水底軽動汚泥が水環境を悪化させている。水環境の浄化と保全をすることが課題である。【解決手段】自然の自浄力は既に衰退し、今後、水環境が悪化の方向に向かっている。水質悪化の大きな原因の一つは、水底に堆積した汚泥及び腐敗物が水生態系を破壊している。それらの汚泥、不純物の除去をすることにより水が浄化され、水生態系の復元と保全を期待できる発明が汚泥濁水浄化システムである。【選択図】図５
2007203278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明システムは、水底汚泥の浄化除去及び水中汚濁水浄化をするために、水中にプロペラ状の翼を設置することにより、その翼の回転にて水底汚泥を上昇させ、水中に浮遊した軽動汚泥を凝集浄化するシステムである。閉塞的な水域は、水流の変化が乏しく静止状態が持続するために、水域全体が自浄の活性化が損なっている。そのために、水質の悪化が益々と進行する結果となり、環境保全の為の生態系維持が困難な状態となっている。その水域の水質の悪化と自浄作用の欠乏の原因は、主に水底に堆積された富栄養による発生したアオコ等の死骸が水底に堆積し、有害菌の発生を助長するような環境となり多くの酸素を消費している。また、活性化が無く汚泥が堆積している水底は、自浄化に必要な酸素が極端に不足し腐敗物の集合化により、水域全体が水質悪化の傾向と化している。本発明は、その水質悪化の要因である水底堆積の軽動汚泥を除去浄化することにより、水底の活性化を促し、水底の自浄力を改善することを目的としたシステムである。水中で低回転された翼は、一分間に２〜３回転とゆっくり水底の軽動汚泥を刺激して上昇移動させ、浮遊物としての汚濁水の状態となる。水中間に設置されたそれらの汚濁水との水和反応により物理的吸水性にすぐれ、安全で環境に負荷のない凝集触媒剤を併用設置（特願番号２００５−９２７２６）することにより、それらの浮遊物と有害な不純物及び有害菌を吸収浄化することでフロック状に凝固させ、それが水棲動物の餌となる。本発明システムに併用する凝集触媒浄化剤は、再度の浄化完成水の試験による報告書を得ており、その試験内容は、水環境に負荷がなく安全である事の実証実験により、認められた凝集触媒浄化剤の併用の汚泥濁水浄化システムである。
【請求項２】
本発明システムの請求項２として、下層の水底汚泥浄化ばかりではなく、水面部の回転翼にも凝集触媒浄化の塗布板を取り付け併用し、翼の回転と伴に浄化塗布板が回転し、水質の浄化をする。水面を攪拌することにより酸素の取り入れと、太陽光及び紫外線によるプランクトンの発生を促すシステムである。
【請求項３】
本発明の請求項３として、水中翼と水面翼の回転動力源を太陽光発電力と電力保存バッテリーの装備及び風力扇による駆動力を採用した。それぞれの駆動力源は、中心軸の回転を主とし、中心軸と上下翼が一体となり軸の回転と同時に翼が回転するシステムである。従来、この種のシステムの駆動回転動力は、電力会社からの電源を配線使用しており、屋外広域での設置には配線等の設備費が掛かると同時に電力設置が困難な事も生じ、保安上の問題もあり、また、電力使用料が必要とし非経済的である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水中回転翼と水上回転翼を取り付け、その翼の回転により水底軽動汚泥を水底より分離上昇させ、水中に設置した凝集触媒浄化剤により汚濁物の分解吸収浄化をするシステムである。また、水面も同様に回転翼に取り付けた凝集触媒浄化剤が汚濁水を浄化すると同時に、水面翼の回転で水面の活性化がはかられ、酸素供給と太陽光及び紫外線による有害菌の除去、プランクトンの発生を促進する事により水質浄化を促進するシステムである。【０００２】  本発明のシステムの動力源は、屋外の配線が困難な地域での水質浄化が可能であり、その広地域での外線を使用すること無く、動力源を太陽光発電と風力補助駆動を採用することを特記する。屋外広地域の外線使用は、配線工事が困難であることと非経済的であり、保全管理の面からしても危険性が多い。自動力源の装置は、設置時には装置費が加算するが、本発明は、持続的な浄化活動で電気料金が掛からず、非常に経済的であり省エネルギーの発明である。【０００３】  水質悪化の最大の原因は、水底の非活性化が主な原因の一つとして考えられる。河川・湖沼等の水質の悪化は、多様な原因によるものとして考えられるが、家庭雑排水整備不備での直接流入、不完全浄化の産業排水、農業排水等が流入して水質の悪化が進んでいる。【０００４】  それらの汚濁排水が河川・湖沼等の水源に流入することにより、自浄力を失った水源は、自浄されることなく滞溜される。特に、農業排水等の富栄養の排水は、有害菌の餌となり強力な繁殖力で増え、有害なそれらの死骸が腐り水底に堆積され水底の生態系を破壊し、自浄力を阻止し、益々と水生態系の破壊と水質悪化の原因となっている。【０００５】  水底に堆積され、水質悪化の原因となっている水底に堆積している汚泥の除去をすることにより水質改善ができると考えられ、現在も多くの汚泥浚渫を実施しているが、それには定期的な汚泥浚渫が必要である。水質浄化のためにはその汚泥の浚渫は不可欠なことであるが、浚渫だけでは水質の浄化が持続しない。現在の汚濁水は、汚濁物質の内容が多様化され、水質浄化が難しいことと水質悪化の進行が早い。【０００６】  大規模な浚渫を実施しなくては、今日迄に蓄積したそれらの水底の汚泥を除去、浄化することが困難である。また、大規模な浄化設備による水質浄化水換工法もあるが、これらの浄化工法は莫大な費用がかかり、莫大な資金を投下した割には浄化の成果が上がっていないのが現況である。【０００７】  上述の通り、水源の浄化をする技術は多種の工法にて実施しているが、経済的費用の問題と、有効的な水質浄化が出来るに到っていないことが現実である。自然の生態系を守り、自然の力による環境改善、特に水質浄化が可能であったならばこれ以上の事はないが、既に環境改善を自然の自浄力では不可能な状態になっている現況に於いて、より効果的な技術力により水環境を浄化改善する事を考え、本発明のシステムにより水質改善浄化を推進する事を目的とする。
【発明開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  前述したように、終末処理場以外での水質浄化の技術、施工に於いては、水源である河川、湖沼、貯水池、入湾等の水質改善浄化には、大型浚渫設備及び還流式水質浄化装置に  莫大な軽費が掛かり、なお、大型機械の導入が大掛かりとなっている。それらの大型機械の移動設置が容易ではなく固定化となり、広範囲な水質浄化の成果に到らず水質浄化の必要地域が限定され、広い地域で既に水質が悪化している。また、水質の汚濁が進行している現況を考えた場合、水質浄化改善の実施が遅滞されている。
【０００９】  浄化地域が固定限定されるために、どうしても部分的な浄化活動となり、水質浄化必要地域に容易に移動が困難となり、また、浄化装置の設置場所の確保等にも経費が嵩み、広範囲の浄化活動が限定される。従来からのこれらの課題を解決し、水質浄化が必要な地域に簡単に移動設置することができる方法が本発明である。また、持続的に浄化活動をする事も可能で、その維持費が最小限で経済的であり、その水質浄化の高効果を期待する技術が本発明である。そして、水質浄化完成後においても簡単に装置の移動ができ、経費節減と高浄化効果が期待できる事で、汚泥濁水浄化問題を解決し広範囲の水質浄化改善に向けての技術が不可欠である。それらの事情を考え、考案したのが本発明である。
【問題を解決するための手段】
【００１０】  近年は、地球の温暖化等であろう異常気象により地球規模での大災害が発生しており、それは、地球の生態系の異変として言われている。その地球環境下での酸性雨も、水環境を悪化させている要因の一つとして捉えることが出来る。
【００１１】  本発明は、前述の課題の目的を達成するために既存の水質浄化方法を見直し、簡易で経済性を重視し確実に早期に水質浄化改善がなされ、また、環境に負荷のないことで水質の浄化改善が可能であることを重点に考え、環境負荷のない安全な方法で汚濁水を浄化改善できる凝集触媒浄化剤を併用しての汚泥濁水浄化システムである。
【００１２】  問題解決の手段としての第１の作用と解決目的は次の通りである。大規模な設備とその資金投下を可能な限り縮小し、経済性、浄化の成果性、合理的な水質浄化改善設備とを重視した水質浄化方法により、環境に負荷を与えない安全な方法で、早期で広範囲に汚泥濁水を浄化が確実に実現できる事を第１に考え、汚泥濁水浄化システムを活用することによって、持続的な水質浄化を実現することである。
【００１３】  問題解決の手段としての第２の作用と解決目的は、近年、水環境の悪化が益々と進行している。理想的には、自然が自然の力で自浄できる環境であったならば、現況の水環境にはなっていない。水質悪化と自然浄化力の衰退により、水質悪化が進行している結果となっている。本来的には、水環境の自然自浄力により水浄化がされてきたが、水生態系のリズムの異変により自浄が不可能となった。水質悪化の要因は多様化され、様々な物質が汚泥濁水に混入されており、容易に自然自浄には到らない水環境である。汚濁水により透明度が失われ、太陽光と紫外線を遮断してしまい、ブランクトンの発生増加の活力もなく、紫外線の照射が阻害されているために有害菌が増加し、水質悪化を招いている。失ったその自然の自浄力を活性保護するために、水生態系と環境負荷のない安全な凝集触媒浄化剤の併用による汚泥濁水浄化システムにて解決の手段とする。
【００１４】  問題解決の手段としての第３の作用と解決目的は、水質悪化の原因は多様であるが、特に水質悪化の元は水底の軽動汚泥が水底の生態系を阻害している。この軽動汚泥は、少しの衝動でも水中に浮遊する。水底に留まるばかりではなく水中に浮遊してしまう。有害物質の腐敗物、アオコ等の死骸が水底に堆積する。軽動汚泥として存在して水中に浮遊物として水質を益々悪化させている。それらの軽動汚泥を水底から水中翼により上昇させ、より多くの軽動汚泥を水中に浮遊させて凝集浄化をし、除々に水質の改善をさせることが汚泥濁水浄化システムにて解決の手段とする。
【００１５】  問題解決の手段としての第４の作用と解決目的は、この汚泥濁水浄化システムの構造は、水底軽動汚泥除去のための回転翼と、水面での回転翼とを装置する。水面翼の３乃至４の分離翼棒をそれぞれの長さ（回転軸中心点から約１ｍから２ｍ）を取り付ける。この翼棒に凝集触媒浄化剤を網板に練り込み、翼棒の回転と同時水面で浄化活動をする。水面で回転したその凝集触媒浄化剤の塗布網板は、水面に直縦に取り付けるために水面を緩やかに攪拌することとなり水質浄化をする。また、水面に波を起させることともなる。その結果、空気中の酸素を水面から水中に除々に酸素を取り入れ、その酸素取り入れにより水質の活性化がはかれる。水面から水中に除々に浸透した酸素は、水の活性と同時に太陽光と紫外線の照射によりプランクトンを増殖され、そのプランクトンが汚濁水の元となるであろう浮遊物、有害菌を吸収して水質浄化改善をすることが、汚泥濁水浄化システムでの解決手段とする。
【００１６】  水中翼の回転により緩やかに巻き上げられた水底の軽動汚泥は、拡散された状態で浮上する。水深の中間位置に凝集触媒浄化剤の装置を浮かせ、水底より舞い上がった浮遊物を吸着浄化する。その凝集触媒浄化剤の浄化効力は、特願番号２００５−２３４９５８の［００２７］に記術したごとく、浄化実験での計量データにより浄化成果が得られた。この汚泥濁水浄化システムは、水底、水中間、水面の総体的な水質浄化方法を考案したものであり、このシステムにより水質浄化がされた時点で、本来の自然での再生による自然生態系を作り出す持続的な水質浄化として、水生植物等の自然再生に向けた植物生育の環境を作りだす。
【発明の効果】
【００１７】  本発明の汚泥濁水浄化システムは、河川、湖沼池等の汚濁水全般を簡易な設備と移動で経済的に有利な条件で浄化ができる。都市地域の河川、湖沼池は、下水道の普及により水質の悪化は改善されているが、特に河川、湖沼池の上流と流入地域においては、下水道が充分に整備されていないために、生活雑排水、未処理の産業排水、高富養を含んだ農業排水等の汚濁水が河川、湖沼等の水源に流れ込み、水質悪化の原因となっている事が現況である。上記の汚濁水を浄化できるシステムが汚泥濁水浄化システムである。
【００１８】  本発明の汚泥汚濁水浄化システムは、移動の軽便さと浄化設備が簡易であるために、設置場所の確保を気しないで浄化活動ができることと、その為に経済的な負担が大幅に軽減でき、早期に確実な浄化が出来る水質浄化改善システムである。
【発明を実施するための最良形態】
【００１９】  以下、本発明の汚泥濁水浄化システムの形態を図１から３図に基づいて説明をする。
【００２０】  図１は、本発明システムの側面図である。円形上部に取り付けたソーラー発電よりの電源による駆動力と風力扇が駆動力源となり、それを中心として中心回転軸に回転攪拌翼を４翼取り付けた状況図である。回転攪拌翼に網板に凝縮触媒浄化剤を練り込み、水面に直縦に取り付けて水面攪拌と水面活性化の働きをする。
【００２１】  図２は、本発明システムの平面図である。水面回転翼及び水中回転翼を、太陽光を利用してのソーラー板を円形ドーム上に装置した。また、中心回転軸の補助動力として、蓄電装置と風力扇を装置した。自駆動力で翼を回転させるため、太陽光の照射がない夜間、降雨、曇り等、太陽光を期待出来ないための予備の電源として、蓄電装置と風力扇からの回転軸とを中心軸に変速ギアで接続した。
【００２２】  図３は、汚泥濁水システムの水面から水底までの設置状態図である。水面回転攪拌翼の働きとして、静止、停滞をしている水面を回転攪拌翼により活性化を促す。その結果、水面変動により空気中の酸素と触れ合う機会ができ、より多くの酸素を水中に取り込む効果が生じ水質浄化の活性が得られる。
【００２３】  水面の透明度を増す事により、太陽光と紫外線の照射が水中に届くことにより、プランクトンの繁殖を促し、有害菌が紫外線により死滅することと、プランクトンが多く繁殖することで有害菌を食し、食物連鎖作用により水質浄化の方向に向かう効果がある。
【００２４】  図３の全体側面図の水中攪拌翼は、水底の軽動汚泥をこの攪拌翼の水流変化の状況は、翼回転による水流力による。水底から軽動汚泥を上昇させることにより、連鎖水流となり、水底が広範囲に刺激流動する。水底軽動汚泥を水面部に上昇させる事を目的としたものである。水底から上昇した軽動汚泥として水中に浮遊する。水中の中間層及び水底にアンカーを設置した重石に凝集触媒浄化剤を括り浮上させ、水中の浮遊する汚濁物質を凝集分解するシステムにより確実な水質浄化効力として考案したシステムである。
【００２５】  本発明は、経済性と浄化効力の実現を考慮した発明である。汚濁水の必要浄化水量により、本発明したシステムを容易に移動、設置が可能となり、設置経費の節減、駆動源の電源を自発電とした省エネルギーでの持続的な水質浄化改善システムである。これは他に例がないシステムである。
【００２６】  回転軸動力は外電気を使用しない完全省エネルギーシステムである。太陽光による蓄電と風力扇による動力源にて水面翼と水中翼を回転させるシステムである。その動力源により、このシステムを設置後には配電線、安全性、電気使用料を必要としないものであり、経済性と省エネルギーを考慮した汚濁水浄化システムである。
【実施例１】
【００２７】  本発明システムでの汚濁水浄化の小規模実験での例としてその浄化の成果を記する。特願番号２００５−２３４９５８の［００２７］に記述した如く、システムで併用する凝集触媒浄化剤による汚濁水浄化の実施例を再記する。原水に比較して、１，濁度９５％除去  ２，ＳＳ（浮遊物質）９８％除去  ３，ＣＯＤ５０％数値低減  ４，総窒素６６％除去  ５，総リン９３％除去  ６，クロロフィルａ８９％除去  ７，鉄９９％除去  ８，溶解性鉄８８％除去  ９，大腸菌群１００％除去が計量分析の報告結果を得た。【００２８】  本発明の凝集触媒浄化剤を併用しての汚泥濁水浄化システムは、河川はもとより湖沼池の水質の悪化に伴う浄化改善活動での汚濁水を、全面的に浄化することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】  本発明の汚泥濁水浄化システムは、河川、湖沼池等の水源の水質浄化をすることにより、それらの水源の水を利用しなくてはならない産業全般に寄与することである。近年の酸性雨の問題での影響と被害は、森林、農地ばかりではなく屋外での貯水活用の魚養殖業界は、その酸性雨が直接養殖池に降り注ぎ、水質の酸性化と養殖魚の汚濁に打撃を受けている。【００３０】  本発明の汚泥濁水浄化システムは、河川、湖沼池の水質浄化に限らず、システムを小型化にすることにより工場内の水質浄化管理にも活用でき、システムの利用価値は多様である。河川、湖沼池等の水質浄化改善をすることが主眼としているが、水環境全般を再生保全が主なテーマである。水質悪化は、多種の物質と状況でそれらの水源に流入している。河川、湖沼池の水質の悪化は、その水源の自然系自浄力が既に衰退し、現水質悪化の進行が早く自活性力もない。汚濁水の原因は、水底に堆積された軽動汚泥がその水底の自力活性化を阻止し、水質の悪化の原因となっている。本発明は、前述した通り、水底軽動汚泥の除去浄化と水中に舞い上がったそれらの軽動汚泥と汚濁水を凝集浄化する事にて水質浄化と改善ができるこの本発明を産業界に利用と活用ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】汚泥濁水浄化システムの駆動部内と風力駆動及び凝集触媒浄化剤取り付け位置の簡単な側面の説明図である。
【図２】汚泥濁水浄化システムの風力駆動扇の簡単な平面図である。
【図３】汚泥濁水浄化システムの風力駆動扇とソーラー発電駆動の簡単な側面図。
【図４】汚泥濁水浄化システムの風力駆動扇とソーラー発電駆動の簡単な平面図。
【図５】本発明の汚泥濁水浄化システム全体の設置側面図である。
【符号の説明】
【００３２】    １    風力駆動扇
２    風力駆動軸
３    風力軸駆動ギア
４    中心軸駆動変速ギア
５    太陽光ソーラー板
６    蓄発電装置
７    駆動モーター
８    安定フロートリング
９    浮上ピット
１０  水面攪拌翼
１１  翼バランスフロート
１２  凝集触媒浄化剤塗布網板
１３  中心駆動軸
１４  汚泥巻き上げ水中翼
１５  水面
１６  重石アンカー
１７  軽動汚泥
１８  水底層
【図１】
2007203278.tif 000003
【図２】
2007203278.tif 000004
【図３】
2007203278.tif 000005
【図４】
2007203278.tif 000006
【図５】
2007203278.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
【図１】汚泥濁水浄化システムの駆動部内と風力駆動及び凝集触媒浄化剤取り付け位置の簡単な側面の説明図である。
【図２】汚泥濁水浄化システムの風力及び太陽光発電装置の簡単な平面図である。
【図３】本発明の汚泥濁水浄化システム全体の設置側面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】１    風車扇
２    太陽電池
３    電動駆動主ギヤ
４    インバータ
５    コントローラー
６    蓄電バッテリー
７    駆動モーター
８    安定フロートリング
９    浮上ピット
１０  水面攪拌翼
１１  翼バランスフロート
１２  凝集触媒浄化剤塗布網板
１３  中心駆動軸
１４  汚泥巻き上げ水中翼
１５  水面
１６  重石アンカー
１７  軽動汚泥
１８  水底層
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007203278.tif 000008
【図２】
2007203278.tif 000009
【図３】
2007203278.tif 000010