JPH0368489A - 水中のリン除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダム、湖沼等に流入する河川水中に低濃度に
含まれるリンを除去する装置に関し、ダム、湖沼等の富
栄養化の防止に役立つものである。

〔従来の技術〕

近年、湖沼、海域、河川などの停滞性水域における富栄
養化が重大な社会問題となってきている。

富栄養化の主原因物質は、栄養塩あるいは有機物とみら
れているが、そのうち、リンが富栄養化の制限因子の一
つと言われている。従って、富栄養化防止対策としては
、河川に流入する排水中のリンを除去するか、あるいは
底部に蓄積する汚泥中のリン溶出防止策をとることなど
が考えられる。

水中のリンを除去する手段としては、凝集沈殿法、吸着
法、晶析脱リン法、生物脱リン法があり、また、汚泥中
のリン溶出防止手段としては、覆砂や浚渫などの方法が
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ダム、湖沼等の富栄養化の場合のように
、流入する河川水のリン濃度は一般的には約０．０７ｇ
７１以下と低い濃度であるが、藻類増殖のリン濃度限界
値０．０３■／１より高い値であると、貯留中に富栄養
化を生じ、放流光の水道水や養魚場等への被害や環境へ
の悪影響を生じている。このような場合、リン排出源は
農地、生活排水など多岐にわたっており、それぞれの排
出源に対する対策を立てに＜＜、河川水を直接脱リンす
ることが求められるが、このような大水量で低濃度にリ
ンを含有した水を脱リンする装置は存在しなかった。

一方、汚泥中のリン溶出防止対策としての覆砂や浚渫な
どの手段は一時的なものであり、さらに浚渫は底部汚泥
の除去に多大な費用を要すると共に、除去した汚泥の処
理、処分が厄介な問題となっていた。

本発明は、上記従来の問題点を解決し、大量の河川水中
に低濃度に含まれるリンを効率的に除去し、ダム、湖沼
等の富栄養化を容易に防止することができる水中のリン
除去装置を提供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〕

本発明は、貯水池に流入する河川水の流入経路に、アロ
フェンを主成分とする物質を焼成したリン吸着材からな
る透水性構造物を配備したことを特徴とする水中のリン
除去装置であり、さらに前記透水性構造物を着脱可能に
配備したことを特徴とする水中のリン除去装置でもある
。

〔作　用〕

リンを含有する河川水は、貯水池に流入する前に、その
流入経路中に配備されたリン吸着材からなる透水性構造
物を通過する過程で、河川水とリン吸着材との接触反応
が生起し、河川水中のリンが除去されたのち貯水池に流
入し、貯水池内でのリンによる富栄養化が防止される。

また、貯水池の前段に貯砂ダムを設けて河川水中の砂礫
を除去するような場合は、貯砂ダム内又は貯砂ダムから
貯水池に至る経路にリン吸着材からなる透水性構造物を
配備して脱リンを行う。

本発明で使用するリン吸着材としては、アロフェンを主
成分とする物質を原料とし、これを焼威して表面の官能
基を変化させ、リン吸着能力を高めたものを使用してい
る。即ち、アロフェンを主成分とする物質は、アルミニ
ウムのケイ酸塩（ｎｓｉｏ、−＾１ｇＯｓ　’　ｎＨｚ
ｏ（ｎ＝１〜２））を主成分とする物質であって、火山
灰源の表土中に広く産する（関東火山灰層等）もので、
天然に大量に産出され、安価で入手容易である０例えば
、栃木県真岡市寺内産出土、鹿沼産出土、大沢産出土が
あげられ、それらの組成は次表の通りである。

単位：重量％ このようなアロフェンを主成分とする物質は、そのＡｌ
−０Ｒ基がリン酸イオンの吸着に寄与するものと考えら
れ、ケイ素、アルミニウムの含有率が高くかつＳｉ／＾
１比の小さなものが好適である。そして、この原料を焼
成すればリン吸着能力は一層高まり、大量の河川水を脱
リン処理するのに最も適したものとなる。焼成は、粒状
の原料をそのまま、あるいは原料を粉砕し底形したのち
焼威し、焼成粒状物を網状袋体内に充填したもの、ある
いは透水孔を形成した焼ｒｆｉ戒形品などの透水性構造
物とし、この中に河川水を通過させる。

また、このようなリン吸着能力を有する透水性構造物は
、系内に着脱可能に配備することが好ましく、リン吸着
能力が低下した時は系外に取り出し、雨水等に接触させ
てリンを溶出させて再生し、再度系内に配備して利用す
ることができる。また、再生効率を高めるために、薬液
に浸漬したり、加熱することも効果的であり、その再生
排液は肥料として利用することができる。

なお、リン吸着能力が低下した透水性構造物を新しいも
のと交換することもでき、系外に取り出した透水性構造
物を、栄養塩の少ない農耕地、林地、植花木等へ散布又
は利用することによりリンの供給が可能となる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図示例では、ｌは河川水を貯留する通常のダムで、
コンクリート構造物２により構成され、ダム１の前段に
は河川水がダム１に流入する前に一時的に貯留されて砂
礫を除去するなどのための貯砂ダム３が設けられ、この
貯砂ダム３内の河川水はダム１のコンクリート構造物２
に配設された水流通孔４からダムｌに流入するようにな
っている、また、コンクリート構造物２内の水流通孔４
付近には、後述するリン吸着材からなる透水性構造物５
が配備され、貯砂ダム３からの河川水が水流通孔４を通
過する時にリン吸着材との接触反応によるリンの除去が
行われる。

また、透水性構造物５の上部に吊り環６を設け、クレー
ン７のフック８により吊り上げ、系外に取り出し可能に
すれば、透水性構造物５の交換あるいはリン吸着材の再
生に便利となる。

図中、９はダムｌ内の水の流出部を示す。

第２図は本発明の他の実施例を示し、貯砂ダム３内に下
端を地底から離隔し上端を水面上に高めた隔壁１０を設
け、この隔壁ｌＯとダムｌのコンクリート構造物２との
間に粒状のリン吸着材を充填した網状構造物５′を支持
したもので、貯砂ダム３内に流入した河川水が網状構造
物５′中を上向きに通過して水中のリンが除去され、ダ
ムｌのコンクリート構造物２の水流通孔４からダム１内
に流入するものである。この第２図示例の場合の網状構
造物５′も系外に取り出し可能にすれば便利である。

第３図示例は、網状構造物５′を貯砂ダム３とダムｌの
底部に浸漬、配置したものである。

また、第４，５図示例は、さらに本発明の他の実施例を
示し、貯砂ダム３内にリン吸着材からなる板状の透水性
構造物５を水流と直角に多数植設すると共に、交互に連
通部を形成して水流を左右に迂回させるようにしたもの
で（第５図参照）、貯砂ダム３内の流路を長くして一層
のＷＪ質除去効果を期待することができる。この場合の
透水性構造物５も系外に取り出し可能にすることができ
る。

前記透水性構造物５や網状構造物５′を構成するリン吸
着材としは、大量に入手容易な鹿沼土等のアロフェンを
主成分とする物質を坑底して表面の官能基を変化させ、
リン吸着能力を高めたものを使用するが、多くの実験結
果から焼成温度としては２００℃〜６００℃、焼成時間
は２時間程度とするのが好ましい。

そして、粒状原料を坑底したリン吸着材は、例えば第６
図のように網状袋体内に充填し、網状構造物５′として
水中の濁質除去も同時に行うもの、原料を粉砕して第７
図のように透水孔１１を有する直方体に底形して坑底し
たものや、第８．９図のように透水孔１１を有する円柱
状１球形状に底形して坑底したものなどがあり、さらに
はこれら透水孔１１を必ずしも有しないものなどがある
。

また、リンを吸着したリン吸着材は、系外にて水により
リンを溶出させたり、アルカリ溶液に浸漬あるいは加熱
することにより再生することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明は、貯水池に流入する河川水の
流入経路に、大量に人手容易なアロフェンを主成分とす
る物質を坑底したリン吸着材からなる透水性構造物を配
備したものであり、またこの透水性構造物を着脱可能に
配備したものであるから、大量の河川水中に低濃度に含
まれるリンを効率的かつ経済的に除去し、ダム、湖沼等
の富栄養化を防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は一実施例を示す
一部省略断面図、第２〜４図はそれぞれ他の実施例を示
す一部省略断面図、第５図は第４図の平面図、第６〜９
図はそれぞれ本発明に使用するリン吸着材からなる透水
性構造物の例を示す説明図である。 １・・・ダム、２・・・コンクリート構造物、３・・・
貯砂ダム、４・・・水流通孔、５・・・透水性構造物、
５′・・・網状構造物、６・・・吊り環、７・・・クレ
ーン、８・・・フック、９・・・流出部、ｌＯ・・・隔
壁、１１・・・透水孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯水池に流入する河川水の流入経路に、アロフェ
   ンを主成分とする物質を焼成したリン吸着材からなる透
   水性構造物を配備したことを特徴とする水中のリン除去
   装置。
2. （２）前記透水性構造物を着脱可能に配備したことを特
   徴とする請求項１記載の水中のリン除去装置。