(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川・湖沼等の底部に堆積したヘドロを原位置で撹拌し、懸濁水としてヘドロ凝集処理プラントに輸送する工程と、
前記ヘドロ凝集処理プラントに輸送された前記懸濁水に天然素材からなる凝集剤を添加し、ヘドロ凝集物と一次処理水とに分離する工程と、
前記ヘドロ凝集物を脱水する工程と、
前記一次処理水及び前記脱水処理水を浄化槽に導入して、窒素分及び燐分を除去し、二次処理水として河川・湖沼等に放流還元する工程とを含む河川・湖沼等の浄化方法。
【請求項２】
前記凝集剤は珪酸カルシウム系のものであることを特徴とする請求項１記載の河川・湖沼等の浄化方法。
【請求項３】
前記浄化槽は、前記一次処理水及び前記脱水処理水が順次通過する沈殿槽、多孔質接触濾材槽、炭素系有機物・燐除去用資材槽、第１曝気槽、マイクロハビタット用木炭槽、第２曝気槽及び木炭槽を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の河川・湖沼等の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、河川・湖沼等の浄化方法に関し、さらに詳細には、河床や沼底に堆積したヘドロを生態系に影響を与えない手法で処理することにより底質を改善すると同時に、水質を改善する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川や湖沼の水質浄化は、河床に堆積した砂礫（礫間浄化）や、水辺の水生植物（窒素、燐を吸収）などの、自然の作用によりなされるのが、本来の姿である。しかし、近年、都市部周辺の流れの緩やかな河川や湖沼は、流入する不純物が河床や湖底に堆積し、自然の力では水質が復元できないほど、汚濁が進み、人工の力を以て水質を改善しなければならない状況にある。特に、夏期には、窒素・燐を含む富栄養化した水域は、アオコの発生や堆積汚泥（ヘドロ）から発生するメタンガス等により、水質は著しく悪化する。
【０００３】
従来、この人工的な処理方法は種々提案されている。しかしながら、いずれも水質改善と堆積ヘドロの処理すなわち底質改善は別個に行われており、このため処理設備の設置コスト及びランニングコストが高価になる。また、近年では、環境保全が重視され、処理にあたり生態系への影響がないことが要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、河川・湖沼の底質及び水質改善を同一システムで行うことにより、設備の低コスト化を図ることができ、また生態系に影響を与えることのない河川・湖沼の浄化方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、河川・湖沼等の底部に堆積したヘドロを原位置で撹拌し、懸濁水としてヘドロ凝集処理プラントに輸送する工程と、
前記ヘドロ凝集処理プラントに輸送された前記懸濁水に天然素材からなる凝集剤を添加し、ヘドロ凝集物と一次処理水とに分離する工程と、
前記ヘドロ凝集物を脱水する工程と、
前記一次処理水及び前記脱水処理水を浄化槽に導入して、窒素分及び燐分を除去し、二次処理水として河川・湖沼等に放流還元する工程とを含む河川・湖沼等の浄化方法にある。
【０００６】
この発明によれば、河川・湖沼等の底部に堆積したヘドロは、水中ポンプ等により原位置で撹拌され、懸濁水としてヘドロ凝集プラントに輸送される。ヘドロ凝集プラントでは、懸濁水に凝集剤が添加され、ヘドロ凝集物と一次処理水とに固液分離される。ここで、凝集剤としては、天然素材からなるもの例えば珪酸カルシウム系凝集剤が使用される。
【０００７】
固液分離の結果、生成されたヘドロ凝集物は例えばフィルタープレス等の脱水装置により脱水され、脱水固化物は陸地に還元される。他方、ヘドロ凝集プラントで固液分離された一次処理水及び脱水処理水は浄化槽に導入される。
【０００８】
この浄化槽としては、生態系に害を及ぼさない天然系資材からなる浄化材を使用した自然循環式のもの、例えば、処理水の通過順に沈殿槽、多孔質接触濾材槽、炭素系有機物・燐除去用資材槽、第１曝気槽、マイクロハビタット用木炭槽、第２曝気槽及び木炭槽を具備した浄化槽が用いられる。この自然循環式浄化槽で、処理水はヘドロ凝集処理プラントで除去しきれなかったＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物量）、Ｔ−Ｎ（全窒素）及びＴ−Ｐ（全燐）が除去され、二次処理水として、河川・湖沼等に放流還元される。以上のように、この発明によれば、生態系に影響を与えることなく、１つの処理システムで河川・湖沼等の底質改善と水質改善とが同時に行われる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明を実施するための処理設備の全体を概略的に示す図であり、図２は処理プロセスを示すフローシートである。
【００１０】
図１に示す実施の形態は、処理設備を湖沼の岸辺１に設置した例である。この処理設備は台船に搭載してもよい。処理設備は主たる装置として、ヘドロ凝集処理プラント２と自然循環式浄化槽３とを備えている。これらの装置２，３は可搬式のものであり、湖沼の１つの区域を浄化した後、他の区域に移動され、区域ごとに順次浄化処理が行われる。浄化処理のフローは次の通りである。
【００１１】
処理すべき区域を遮蔽板４で囲い、この区域内に堆積しているヘドロを水中ポンプ５で撹拌し、懸濁水の状態で輸送パイプ６によりヘドロ凝集処理プラント２に輸送する。なお、遮蔽板４で処理区域を囲うのは、底質改善及び水質浄化の状況を把握するためであり、必ずしも囲いを設けなくともよい。
【００１２】
図３は、ヘドロ凝集処理プラントを概略的に示す図である。ヘドロ凝集処理プラント２は、凝集槽７と固液分離槽８とヘドロ凝集物の貯留槽９とを備えている。輸送パイプ６により輸送された懸濁水は凝集槽７に流入する。この凝集槽７に流入した懸濁水には、凝集剤タンク１０から凝集剤が添加され、駆動モータ１１により回転する撹拌部材１２により撹拌混合される。
【００１３】
ここで、凝集剤としては、天然素材からなる珪酸カルシウム系凝集剤が使用される。この凝集剤は、太古の時代に大量のホタテ貝が海底に堆積し、地圧を受けて形成された隆起地層から採取された貝化石アラゴナイトを原料としている。成分は表１に示すように、カルシウム、珪素を主成分とする天然材料であり、従来のアルミニウム系あるいは高分子系凝集剤と異なり、生態系に害がなく、凝集効果に優れていることが特徴である。
【００１４】
【表１】
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表２に原水と処理水の分析結果を示し、図５に原水２００ｍｌに対し凝集剤を０．４ｇ添加した場合の凝集速度を示す。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
凝集剤を添加され、撹拌混合された懸濁水はヘドロ凝集物のフロックを形成し、固液分離槽８に流入する。この固液分離槽８には振動機１３により振動するスクリーンコンベア１４が配置されている。懸濁水は、このスクリーンコンベア１４によってヘドロ凝集物と一次処理水とに固液分離される。固液分離されたヘドロ凝集物はスクリーンコンベア１４により上方に搬送され、貯留槽９に一時的に貯溜される。
【００１７】
そして、このヘドロ凝集物は、フィルタープレス等の脱水機により脱水処理され、固化した後、陸地還元される。このヘドロ凝集物の固化物は上記のように天然素材からなる凝集剤により得られたものであるので、生態系に害がなく培土として利用することができる。因みに、珪酸カルシウム系凝集剤及び塩化アルミニウム凝集剤をそれぞれ添加して得られた凝集固化物を用いて発芽試験を行ったところ、前者の発芽率は高く、後者との間では顕著な差がみられた。
【００１８】
一方、スクリーンコンベア１４で固液分離された一次処理水は、脱水処理水とともに、図４に示す自然循環式浄化槽３に流入する。この自然循環式浄化槽３は、一次処理水及び脱水処理水（以下、単に一次処理水という）が順次通過する沈殿槽１５、多孔質接触濾材槽１６、炭素系有機物・燐除去資材槽１７、第１曝気槽１８、マイクロハビタット用木炭槽１９、第２曝気槽２０、木炭槽２１とを備えている。
【００１９】
すなわち、一次処理水は沈殿槽１５に流入し、砂礫、ごみ等が沈殿除去され、その上澄み水は多孔質接触濾材槽１６に送られる。多孔質接触濾材としてはマリモストーン（商品名）を使用することができ、この濾材槽１６を通過する際に主としてＢＯＤ、ＳＳが除去される。
【００２０】
一次処理水はさらに、炭素系有機物・燐除去資材槽１７を通過する際に、燐分が除去され、第１曝気槽１８で曝気された後、マイクロハビッタット用木炭槽１９に送られる。マイクロハビッタット用木炭は、木炭内の微細孔にバクテリアが生息するようにしたもので、ここを一次処理水が通過することで主としてＢＯＤ、ＳＳ及びＬＡＳ（陰イオン界面活性剤）が除去される。一次処理水は、さらに第２曝気槽２０で曝気され、木炭槽２１を通過して二次処理水として、放流パイプ２２を介して湖沼に放流還元される。
【００２１】
このように、自然循環式浄化槽３での処理によりＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、Ｔ−Ｎ及びＴ−Ｐが除去されて、放流還元される。そして、処理前の一次処理水は、上記のように天然素材からなる凝集剤を用いて凝集し、固液分離の結果得られたものであり、しかも自然循環式浄化槽に用いられる各資材はいずれも天然系の資材であるので、二次処理水として放流しても生態系に影響を与えることがない。この自然循環式浄化槽を用いて、生活排水の処理を行った際のＣＯＤ、Ｔ−Ｎ及びＴ−Ｐの各経時変化をそれぞれ図６、図７及び図８に示した。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、河川・湖沼の底質及び水質改善を同一システムで行うので、設備の低コスト化を図ることができ、また生態系に影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明を実施するための処理設備の全体を概略的に示す図である。
【図２】図２は、処理プロセスを示すフローシートである。
【図３】図３は、ヘドロ凝集処理プラントを示す概略図である。
【図４】図４は、自然循環式浄化槽を示す概略図である。
【図５】図５は、凝集速度を示すグラフである。
【図６】図６は、自然循環式浄化槽を用いて生活排水を処理した際のＣＯＤの経時変化を示すグラフである。
【図７】図７は、自然循環式浄化槽を用いて生活排水を処理した際のＴ−Ｎの経時変化を示すグラフである。
【図８】図８は、自然循環式浄化槽を用いて生活排水を処理した際のＴ−Ｐの経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１：岸辺
２：ヘドロ凝集処理プラント
３：自然循環式浄化槽
４：遮蔽板
５：水中ポンプ
６：輸送パイプ
７：凝集槽
８：固液分離槽
９：貯留槽
１０：凝集剤タンク
１２：撹拌部材
１４：スクリーンコンベア
１５：沈殿槽
１６：多孔質接触濾材槽
１７：炭素系有機物・燐除去資材槽
１８：第１曝気槽
１９：マイクロハビタット用木炭槽
２０：第２曝気槽
２１：木炭槽
２２：放流パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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