(57)【要約】【課題】吸入口を有する採取用浮体を、植物プランクトン含む懸濁物質が滞留する水域を移動させ、この移動に伴って前記吸入口から懸濁物質を水と共に吸引採取し、採取した懸濁物質を回収し水域を浄化する場合に、採取用浮体を調整水域内で浮遊懸濁物質を拡散することなく移動させ、調整水域から懸濁物質を効率よく採取し、調整水域を浄化すること。【解決手段】採取用浮体１の調整水域内での移動方向を決定する複数の採取用浮体牽引ポイント２，２１，２２を上記調整水域周辺部に設け、各牽引ポイントへ向けて採取用浮体を牽引するロープ巻上装置４１，４２，４３を上記水域周辺部に配備し、選択された１つのロープ巻上装置によるロープ巻取速度を調節することにより前記採取用浮体を調節速度で移動させる。【選択図】  図１
2007138415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口を有する採取用浮体を、植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域を移動させ、前記吸入口から前記懸濁物質を水と共に吸引採取し、採取した懸濁物質を水から分離して回収し、分離時に生じる水を適宜処理した上で前記水域に放出するようにした水域の浄化方法において、
前記水域に、懸濁物質を採取すべき調整水域を設定し、
前記調整水域の周辺部に、前記調整水域内での前記採取用浮体の移動方向を決定するための採取用浮体牽引ポイントを設け、
前記採取用浮体に連結された牽引ロープを介して前記牽引ポイントへ向けて前記採取用浮体を牽引するロープ巻上装置を前記調整水域周辺部に配備し、
前記ロープ巻上装置によるロープ巻取速度を調節することにより、前記採取用浮体を、懸濁物質の実質的な拡散をもたらすことのない調節速度で移動させる、
ことを特徴とする水域の浄化方法。
【請求項２】
複数の前記ロープ巻上装置を１つの作業ヤードに集約的に配置し、
前記作業ヤード内の各ロープ巻上装置と前記調整水域内の採取用浮体との間のロープによる連結を、前記作業ヤード内のロープ巻上装置との間で直接的に、又はそれぞれ前記牽引ポイントに配備したロープ延伸方向変換装置を介して間接的に行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の水域の浄化方法。
【請求項３】
前記ロープ巻上装置の１つをロープ巻取り用、他をロープ繰出し用として選択的に使用し、
これら各ロープ巻上装置のロープ巻取速度とロープ繰出速度とを調節し、採取用浮体をロープ巻取り用として選択されたロープ巻上装置に関係する牽引ポイント方向に移動させ、その方向での懸濁物質採取作業を行い、
次いで各ロープ巻上装置のロープ巻取り用またはロープ繰出し用としての役割を変更することにより採取用浮体を関係する別の牽引ポイント方向へ移動させ、その方向での懸濁物質採取作業を行い、
このような役割の変更を順次行って採取用浮体の移動方向を次々に変更する、
ことを特徴とする請求項２に記載の水域の浄化方法。
【請求項４】
前記吸入口から吸引された懸濁物質含有水の濁度を測定し、
濁度が許容値に達するまで調整水域での採取用浮体の前記移動を繰り返しておこなう
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の浄化方法。
【請求項５】
懸濁物質吸入口を備えた吸入装置を有する採取用浮体と、
懸濁物質を除去して浄化されるべき調整水域の周辺部に配置され、前記採取用浮体をロープで牽引して前記調整水域を調整速度で所定の方向に移動させるロープ巻上装置と、
を有することを特徴とする請求項１〜４に記載の浄化方法を実施するための浄化設備。
【請求項６】
前記調整水域の周辺において該調整水域を取り囲むように配設された複数の牽引ポイントに向けて、前記採取用浮体を牽引するための複数のロープ巻上装置を集約的に収容している作業ヤードと、
前記牽引ポイントに配置され、作業ヤード内のロープ巻上装置と前記採取用浮体とを連結するロープの延伸方向の変換を行うロープ方向変換装置と、
を有している請求項５に記載の浄化設備。
【請求項７】
前記ロープ方向変換装置が滑車として形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の浄化設備。
【請求項８】
前記ロープ巻上装置が電動ウインチとして形成され、
これら電動ウインチのロープ巻取速度およびロープ繰出速度を制御するための制御装置が設けてある、
ことを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の浄化設備。
【請求項９】
前記採取用浮体がフロート式架台を有し、
前記架台に、前記吸入口を備えた吸入装置の水面からの深さ位置の調整装置が設けてある、
ことを特徴とする請求項５〜８の何れか１項に記載の浄化設備。
【請求項１０】
前記深さ位置調整装置が、前記吸入装置を上下動させる作動機構と、この作動機構を作動させる電動モータと、この電動モータの正逆の回転および回転量を制御する制御装置とを有していることを特徴とする請求項９に記載の浄化設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、池、湖沼、貯水池、ダムの入り江、掘、あるいは海域等で植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留している閉鎖性水域あるいは微流動水域、例えばアオコ、赤潮発生水域から上記懸濁物質を採取して水域を浄化する方法およびこの方法を実施するための設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記懸濁物質の採取方法として、懸濁物質吸引管を備えた採取装置を船に搭載し、船を巡航させつつ吸引採取を行う方法（特許文献１）、採取用の取水口を船で曳航する方法、あるいは浮遊懸濁物質、特にアオコが多発する水域の水中に、超音波を発振しその超音波でアオコを殺藻する超音波振動子を内部に備え両端が開口されたアオコ殺藻筒体を配置し、アオコを含んだ水を一端側からアオコ殺藻筒体の内部に吸引流入させる吸引流と他端側から吐出させる吐出流とを生じさせる水流発生器を使用する方法（特許文献２）などが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３７１号公報
【特許文献２】特許第３２６７９０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の、採取装置を搭載した船を巡航させる方法および取水口を船で曳航する方法は、船を推進駆動するためのスクリューによる攪乱や、船の移動に伴う波動の影響により浮遊懸濁物質が拡散し、効果的な採取を妨げるという問題がある。
【０００５】
また、上記の水流発生器を使用する方法は、発生させた水流が浮遊懸濁物質を拡散するという問題を含んでいると共に、一基の水流発生器が賄い得る水域は比較的狭いため、対象水域が広い場合は多数の水流発生器を水中の随所に配置しなければならず、その点で作業的、経済的に不利である。
【０００６】
そこで、本発明は、吸水口を有する採取用浮体を所定水域内で懸濁物質を拡散することなく移動させ、所定の水域から懸濁物質を効率よく採取し、その水域を浄化することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の方法の発明は、吸入口を有する採取用浮体を、植物プランクトンを含む懸濁物質が滞留する水域を移動させ、上記吸入口から上記懸濁物質を水と共に吸引採取し、採取した懸濁物質を水から分離して回収し、分離時に生じる水を適宜処理した上で上記水域に放出するようにした水域の浄化方法において、
上記水域に、懸濁物質を採取すべき調整水域を設定し、
上記調整水域の周辺部に、上記調整水域内での上記採取用浮体の移動方向を決定するための採取用浮体牽引ポイントを設け、
上記採取用浮体に連結された牽引ロープを介して上記牽引ポイントへ向けて上記採取用浮体を牽引するロープ巻上装置を上記調整水域周辺部に配備し、
上記ロープ巻上装置によるロープ巻取速度を調節することにより、上記採取用浮体を、懸濁物質の実質的な拡散をもたらすことのない調節速度で移動させる、
ことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、「採取用浮体」とは、いかだ様、舟様など水に浮かぶものであって、懸濁物質を採取する際の移動用としてスクリューなど懸濁物質の拡散を発生させる推進駆動装置を使用しないものを云う。また、「ロープ巻上装置」とは、ロープ巻取りの作用と共に、巻き取ったロープを繰り出すことができるものを云う。また、「牽引ポイント」とは、調整水域内での採取用浮体の牽引推進方向を決定するために任意に設けられた箇所を云う。また、「懸濁物質の実質的な拡散をもたらすことのない」とは、吸引口付近での懸濁物質の攪乱若しくは撹拌がないか、あるいは非常に僅かであり、懸濁物質濃度の変化が殆ど生じない状態を云う。
【０００９】
請求項１に記載の方法によれば、採取用浮体の牽引を行うロープ巻上装置のロープの巻取速度を調節することにより、採取用浮体を調整水域内で懸濁物質の拡散を発生させることなく移動させることができ、従って懸濁物質の吸引採取が懸濁物質濃度の高い状態を維持した状態で効率よく達成される。また、調整水域は、懸濁物質の発生状況に合わせて牽引ポイントの配設位置を適宜選定することにより容易に設定することができる。
【００１０】
請求項２に記載のように、請求項１に記載の方法において、複数の上記ロープ巻上装置を１つの作業ヤードに集約的に配置し、この作業ヤード内の各ロープ巻上装置と上記水域内の採取用浮体との間のロープによる連結を、上記ヤード内のロープ巻上装置との間で直接的に、又はそれぞれ上記牽引ポイントに配備したロープ延伸方向変換装置を介して間接的に行うようにすれば、各ロープ巻上装置の操作を作業ヤード内で集中的に行うことができ、また、調整水域の設定とか変更は、作業ヤード内のロープ巻上装置の位置を変更することなく、上記牽引ポイントの設置位置を変更するだけで簡単に行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載のように、請求項２に記載の方法において、ロープ巻上装置の１つをロープ巻取り用、他のロープ巻上装置をロープ繰出し用として選択的に使用し、これら各ロープ巻上装置のロープ巻取速度とロープ繰出速度とを調節して採取用浮体をロープ巻取り用として選択されたロープ巻上装置に関係する牽引ポイント方向に調整速度で移動させ、その方向での懸濁物質採取作業を行った後、各ロープ巻上装置のロープ巻取り用またはロープ繰出し用としての役割を変更して採取用浮体を関係する別の牽引ポイント方向へ移動させ、このような役割の変更を次々に行って採取用浮体の移動方向を次々に変更するようにすれば、調整水域の略全範囲を網羅する形での採取用浮体の移動を可能にし、従って調整水域の略全範囲から懸濁物質を満遍なく採取することができる。
【００１２】
請求項４に記載のように、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法において、上記吸入口から吸引された懸濁物質含有水の濁度を測定し、測定値が許容値に達するまで調整水域での上記採取用浮体の移動を繰り返すようにすれば、調整水域の浄化が目標どおりに達成されたことが数値的に確認できる。ここで「許容値」とは、作業者が浄化が達成されたことを示す目安として設定した値である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、上記浄化方法を実施するための装置に関するものであって、懸濁物質吸入口を備えた吸入装置を有する採取用浮体と、懸濁物質を除去して調整されるべき水域の周辺部に配置され、上記採取用浮体をロープで牽引して上記調整水域を調整速度で所定の方向に移動させるロープ巻上装置とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、調整水域に対し牽引ポイントの設定と共に行うロープ巻上装置の配置と、上記調整水域上の採取用浮体に対するロープ巻上装置からのロープの接続を行うことで、懸濁物質採取のために必要な準備が簡単な作業で容易に達成される。
【００１５】
請求項６に記載のように、請求項５に記載の浄化設備において、調整水域周辺を取り囲むように配設された複数の牽引ポイントに向けて上記採取用浮体を牽引するための複数のロープ巻上装置を集約的に収容している作業ヤードと、上記牽引ポイントに配置され、作業ヤード内のロープ巻上装置と上記採取用浮体とを連結するロープの延伸方向の変換を行うロープ方向変換装置とを有するようにすれば、全てのロープ巻上装置が作業ヤード内で集中的に操作でき、採取用浮体の移動操作が極めて簡単且つ容易になると共に、調整水域が、ロープ方向変換装置の配置位置を定めることにより、簡単に設定可能である。
【００１６】
請求項７に記載のように、請求項５又は６に記載の浄化設備において、ロープ方向変換装置が滑車として形成されれば、滑車の配置位置を定めることにより調整水域が簡単に設定可能であると共に、配置位置への滑車の固定は、滑車を支承する適当な固定用具を用いることにより、簡単な作業で容易に行い得る。
【００１７】
請求項８に記載のように、請求項５〜７の何れかに記載の浄化設備において、ロープ巻上装置を電動ウインチにて構成し、各電動ウインチのロープ巻取速度および繰出し速度を制御する制御装置を設けることにより、これら速度の電気的制御が行え、採取用浮体の移動を、方向と速度を調節可能に自動化することができる。
【００１８】
主としてアオコを含有している懸濁物質を採取する場合、水中でのアオコが高濃度で分布する水面からの位置又は深さは、懸濁物質の性質や時間帯や水温などの条件や状況で様々に変動することが知られているが、このことを考慮に入れて、請求項９に記載のように、請求項８に記載の浄化設備において、採取用浮体がフロート式架台を有し、この架台に、上記吸入口を備えた上記吸入装置の水面からの深さ位置の調整装置が設けてあるようにすれば、水面との間の間隔が一定に維持されるフロート式架台を基準に、吸引口の水面からの位置をアオコ濃度の高い位置に合わせて調節することができ、従って分布状況に応じた効率のよいアオコ採取が可能となる。
【００１９】
請求項１０に記載のように、請求項９に記載の浄化設備において、深さ位置調整装置が、上記吸入装置を上下動させる作動機構と、この作動機構を作動させる電動モータと、この電動モータの正逆の回転および回転量を制御する電動モータ制御装置とを有しているようにすれば、上記電動モータ制御装置を作業ヤードなどから遠隔的に操作することができ、従って吸入口の水面下位置が遠隔的に調節可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、懸濁物質の発生状況に見合った調整水域の設定が簡単に行え、また、この調整水域内での採取用浮体の移動が懸濁物質の拡散を生じることなく行えるので、調整水域からの懸濁物質の回収が効率よく行われ、従って調整水域の浄化が効率よく達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、城の掘から懸濁物質としてのアオコを採取するために本発明を実施した場合を示す平面的概略図である。
【００２２】
図中、Ａは堀、Ｂは岸辺、Ｃは対岸の岸辺、１は採取用浮体、２は作業ヤード、３はアオコ回収装置である。
【００２３】
堀Ａの内、アオコを除去して浄化すべき調整水域が、採取用浮体１の牽引ポイントを決めることによって設定されるが、図示の実施形態においては、牽引ポイントの１つが作業ヤード２として形成され、他の牽引ポイントは岸辺Ｃに配置された滑車２１，２２にて形成されている。すなわち、図示の実施形態においては作業ヤード２と滑車２１，２２を結ぶ三角形の範囲が調整水域となり、その際、滑車２１，２２は牽引ポイントであると共にロープ延伸方向変換装置として作用している。上記から明らかなように、調整水域は牽引ポイントの位置を定めることによって画定される。
【００２４】
上記滑車２１，２２および下記の滑車２３はそれぞれ固定用具２１ａ，２２ａおよび２３ａに支承されており、これら固定用具は地面に対する固定が行ない易いように構成されている。しかしながら、滑車の配置位置は水面上であってもよく、その場合には固定用具は水底の土壌に対して固定しやすい構造のものにする。
【００２５】
作業ヤード２内にはロープ巻上装置としての３台の電動ウインチ４１，４２，４３が収容されており、ウインチ４１から延びるロープ４１ａの先端は、平面視矩形状の採取用浮体１の１つの隅部に結合され、ウインチ４２から延びるロープ４２ａは滑車２１を経由し、その先端は採取用浮体１の他の１つの隅部に結合され、ウインチ４３から延びるロープ４３ａは岸辺Ｂに設置された案内用滑車２３および上記滑車２２を経由し、その先端は採取用浮体１の更に他の１つの隅部に結合されており、各ロープは弛みのない状態で展張されている。
【００２６】
上記から明らかなように、作業ヤード２が牽引ポイントとなるのは、同作業ヤード内に配置されたウインチから延び出しているロープが、調整水域画定用の滑車を経由していない場合である。
【００２７】
作業ヤード２内には電動ウインチ４１〜４３用の制御装置（図示せず）が設けてあり、この制御装置は電動ウインチ４１〜４３のロープ巻取速度またはロープ繰出速度を個別に調整するように作用する。
【００２８】
調整水域からアオコを採取するために採取用浮体１を同水域内で移動させる際、１つのウインチ、例えばウインチ４１がロープ巻取り用として供され、他の２つのウインチ４２，４３がロープ繰出し用として供される。その際、巻取速度と繰出速度が上記の制御装置によって調整され、そのときの調整速度によって、ウインチ４１に向かって移動する採取用浮体１の移動速度と、ウインチ４１に向かう移動方向の方位が定まる。
【００２９】
ウインチ４１をロープ巻取り用とした移動で採取用浮体１が調整水域の端部まで達した後、ウインチ４２がロープ巻取り用として供される場合は、他の２つのウインチ４１，４３がロープ繰出し用として供される。これによって牽引ポイントとしての滑車２１へ向けての採取用浮体１の移動が行われる。その移動の終了後、今度はウインチ４３がロープ巻取り用、他の２つのウインチ４１，４２がロープ繰出し用として供され、牽引ポイントとしての滑車２２へ向けての採取用浮体１の移動が行われる。
【００３０】
このように各ウインチのロープ巻取り用およびロープ繰出し用としての役割を次々に変換することを繰返し、更にその際、巻取り速度と繰出し速度を調節することにより、採取用浮体１の調整水域の略全範囲を網羅する移動が懸濁物質の拡散を生じることなく達成され、その結果、調整範囲が効率よく浄化される。
【００３１】
採取用浮体１の移動中に、或いは途中で移動休止して、採取用浮体に設けられた吸入口からアオコが水と共に吸引されるが、この吸引は作業ヤード２内に設けられたポンプ５によって行われる。すなわち、上記吸入口はサクションホース６に接続されており、このサクションホースはポンプ５に接続されている。
【００３２】
サクションホース６内に吸引された水含有懸濁物質はポンプ５によって回収装置３へ給送され、ここでアオコは高分子フィルターにより水と分離されて回収される。分離された水は回収装置３において溶存酸素量を増大させる処理に付され、次いで調整水域内へ戻される。
【００３３】
上記吸入口から吸引された懸濁物質含有水はサクションホース６の中途部分に配置された濁度計８によって濁度が測定され、測定値は作業ヤード２内の電動ウインチ４１，４２，４３の制御装置へ給送される。この制御装置は上記測定値が上記の許容値を下回るまで電動ウインチ４１，４２，４３を操作し、調整水域での採取用浮体１の移動を繰り返し行う。
【００３４】
図１中、７ａ，７ｂは汚濁防止幕であり、隣接水域から調整水域内へのアオコの流入を阻止する。
【００３５】
図２は、採取用浮体１の他の１実施形態を示すものであり、採取用浮体１は架台１１を有し、この架台は発泡成形体、中空成形体等より成る浮き部材１２上に載置、固定されている。このように架台１１を浮き部材１２上に載置することにより、架台１１と水面Ｆとの間の間隔は略一定に維持される。
【００３６】
架台１１には、吸入口１３ａを有し上記サクションホース６に接続された吸入装置１３が取り付けてある。更に、架台１１上には吸入装置１３を上下動させて水面Ｆからの深さ位置を調節するための調節装置１４が設けてある。
【００３７】
深さ位置調節装置１４は、吸入装置１３に一端を固定され上方へ垂直に延びているネジ棒１４ａと、このネジ棒と螺合するナット部材を保持する作動装置１４ｂと、上記ナット部材を回転駆動するための電動モータ１４ｃと、このモータの回転を制御する制御装置１４ｄとを有している。制御装置１４は、例えば作業ヤード２内から遠隔的に操作可能であり、その操作により吸入装置１３の吸引口１３ａをアオコ濃度の濃い水面下位置に移動させることができ、更に時間を設定して、アオコ濃度の濃い時間帯に合わせて吸入口１３ａの水面下位置を自動的に調節することもできる。
【００３８】
懸濁物質回収装置を上記のように岸辺に配置する代わりに、図２に示すように、架台１１上に設置するようにしてもよい。この場合には、吸入装置１３の吸入口１３ａは点線にて示されているサクションホース６´、および架台１１上に設けたポンプ５´を介して懸濁物質回収装置３´へ接続される。懸濁物質回収装置３´の作用は上述の懸濁物質回収装置３と同様である。図中、３´ａは回収アオコを収容するスラッジタンク、３´ｂは、回収装置３´で分離され処理された水を水域へ戻すためのパイプである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】城の掘から懸濁物質としてのアオコを採取するための本発明による方法および装置を示す平面的概略図である。
【図２】採取用浮体の実施形態を示す概略的側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  採取用浮体
２  作業ヤード
３  懸濁物質回収装置
５，５´  ポンプ
６，６´  サクションホース
２１，２２  ロープ延伸方向変換装置（滑車）
４１，４２，４３  ロープ巻上装置（電動ウインチ）
４１ａ，４２ａ，４３ａ  ロープ
Ａ  堀
Ｂ，Ｃ  岸辺
【図１】
2007138415.tif 000003
【図２】
2007138415.tif 000004