JPH06218366A - 水域のリン除去方法および装置 - Google Patents
水域のリン除去方法および装置Info
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- JPH06218366A JPH06218366A JP2963293A JP2963293A JPH06218366A JP H06218366 A JPH06218366 A JP H06218366A JP 2963293 A JP2963293 A JP 2963293A JP 2963293 A JP2963293 A JP 2963293A JP H06218366 A JPH06218366 A JP H06218366A
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Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 湖沼、ダム貯水池、池、河川、海などの自然
の水域の中に含まれるリン酸イオンを、設備費や設置面
積が少なくて、かつ効果的に除去する方法および装置を
提供すること。 【構成】 内部にリン吸着剤を充填保持した筒体を水域
内に配置せしめ、エアリフト手段、ポンプ手段あるいは
プロペラパドルなどの送水手段によって筒体内に水を流
過させることにより、水域内のリン酸イオンを吸着処理
する水域のリン除去方法及び除去装置。特に好ましいリ
ン吸着剤は高吸水性高分子より成るヒドロゲル粒子内に
金属水酸化物を保持させた複合粒状体である。
の水域の中に含まれるリン酸イオンを、設備費や設置面
積が少なくて、かつ効果的に除去する方法および装置を
提供すること。 【構成】 内部にリン吸着剤を充填保持した筒体を水域
内に配置せしめ、エアリフト手段、ポンプ手段あるいは
プロペラパドルなどの送水手段によって筒体内に水を流
過させることにより、水域内のリン酸イオンを吸着処理
する水域のリン除去方法及び除去装置。特に好ましいリ
ン吸着剤は高吸水性高分子より成るヒドロゲル粒子内に
金属水酸化物を保持させた複合粒状体である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水域の富栄養化を防止
するために、湖沼、ダム貯水池、池、海や河川などの水
中に含まれる微量なリン酸イオンを効果的に吸着除去す
るリン除去方法および装置に関するものである。
するために、湖沼、ダム貯水池、池、海や河川などの水
中に含まれる微量なリン酸イオンを効果的に吸着除去す
るリン除去方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の水域の富栄養化の原因として水中
に含まれるリン酸イオンが指摘されている。従来水中に
含まれるリン酸イオンを植物プランクトンに吸収させな
いよう、植物プランクトンの駆除、水塊を曝気筒により
循環することで植物プランクトンの増殖の抑制、嫌気化
によるリン溶出を防止、あるいは底質固化や浚泄などの
方法による底質から水中へのリン酸イオンの回帰を防止
する技術が研究されている。また、流入リン負荷量を軽
減するための発生源でのリン酸イオン除去技術も発表さ
れている。
に含まれるリン酸イオンが指摘されている。従来水中に
含まれるリン酸イオンを植物プランクトンに吸収させな
いよう、植物プランクトンの駆除、水塊を曝気筒により
循環することで植物プランクトンの増殖の抑制、嫌気化
によるリン溶出を防止、あるいは底質固化や浚泄などの
方法による底質から水中へのリン酸イオンの回帰を防止
する技術が研究されている。また、流入リン負荷量を軽
減するための発生源でのリン酸イオン除去技術も発表さ
れている。
【０００３】しかしながら、既に水域内に存在するリン
酸イオンや自然に流入するリン酸イオンなどの希薄で膨
大な量のリンを含む水域からのリン除去に関する効果的
な技術は開発されていない。例えば、下水処理、し尿処
理、産業廃水処理の分野では、リン除去プロセスとし
て、凝集沈殿、晶析脱リン、生物脱リンなど多くの方法
が実用化もしくは実用化を試みられているが、このよう
な人為的発生源から排出される汚水以外の、流入水や、
自然のままの水域（海、河川、池、湖沼、ダム貯水池）
に含まれている微量のリン酸イオンを効果的に除去する
方法は知られていなかった。
酸イオンや自然に流入するリン酸イオンなどの希薄で膨
大な量のリンを含む水域からのリン除去に関する効果的
な技術は開発されていない。例えば、下水処理、し尿処
理、産業廃水処理の分野では、リン除去プロセスとし
て、凝集沈殿、晶析脱リン、生物脱リンなど多くの方法
が実用化もしくは実用化を試みられているが、このよう
な人為的発生源から排出される汚水以外の、流入水や、
自然のままの水域（海、河川、池、湖沼、ダム貯水池）
に含まれている微量のリン酸イオンを効果的に除去する
方法は知られていなかった。
【０００４】また例えば、湖水中に含まれるリン酸イオ
ンを除去するために、湖水をポンプアップし、陸上また
は船上に設けた凝集沈殿装置に導き、リン酸イオンを除
去したのち、処理水を再び湖に放流するというシステム
が容易に考えられるが、次のような欠点があるため、実
用的な方法といえない。すなわち、 凝集沈殿汚泥が多量に発生し、しかも該汚泥は難脱水
性であるため処分が極めて困難である。 凝集沈殿槽、凝集剤注入設備、ｐＨ制御装置、攪拌装
置、汚泥貯留槽、汚泥処理設備などが必要なため広い設
備設置面積と大きな設備費を必要とする。 配管* のためのコストが大きい。（＊装置を陸上に設
ける場合は、原水配管と処理水を湖に放流するための配
管、また装置を船上に設ける場合は、凝集沈殿汚泥を陸
上に輸送する配管を必要とする） 船上にリン除去設備を設けると、観光地の湖などでは
美観を損ねる。
ンを除去するために、湖水をポンプアップし、陸上また
は船上に設けた凝集沈殿装置に導き、リン酸イオンを除
去したのち、処理水を再び湖に放流するというシステム
が容易に考えられるが、次のような欠点があるため、実
用的な方法といえない。すなわち、 凝集沈殿汚泥が多量に発生し、しかも該汚泥は難脱水
性であるため処分が極めて困難である。 凝集沈殿槽、凝集剤注入設備、ｐＨ制御装置、攪拌装
置、汚泥貯留槽、汚泥処理設備などが必要なため広い設
備設置面積と大きな設備費を必要とする。 配管* のためのコストが大きい。（＊装置を陸上に設
ける場合は、原水配管と処理水を湖に放流するための配
管、また装置を船上に設ける場合は、凝集沈殿汚泥を陸
上に輸送する配管を必要とする） 船上にリン除去設備を設けると、観光地の湖などでは
美観を損ねる。
【０００５】また、微生物による吸収を目的として微生
物を担持した接触材を水中に設置する方法や、水草など
の生物体にリン酸イオンを置換する方法も提案されてい
るが、美観、設置面積、回収の手間などに問題がある
上、効率が悪くまた吸収や置換の平衡に達してしまうと
逆効果を生じるなど、現状のところその効果は疑わし
い。すなわち、湖沼、池、ダム貯水池、河川のような自
然水系の中に含まれるリン酸イオンを除去する技術に、
従来優れた方法や装置は存在しない。
物を担持した接触材を水中に設置する方法や、水草など
の生物体にリン酸イオンを置換する方法も提案されてい
るが、美観、設置面積、回収の手間などに問題がある
上、効率が悪くまた吸収や置換の平衡に達してしまうと
逆効果を生じるなど、現状のところその効果は疑わし
い。すなわち、湖沼、池、ダム貯水池、河川のような自
然水系の中に含まれるリン酸イオンを除去する技術に、
従来優れた方法や装置は存在しない。
【０００６】従って、下記の様な条件を満たす、すなわ
ち、 １．陸上にリン除去設備を設ける必要がなく、 ２．船も必要なく、 ３．汚泥も発生せず、リン吸着に使用できる面積が可能
な限り大きいく、 ４．薬注のための付帯設備も不要で、 湖沼、ダム貯水池、池、河川、海などの自然の水域の中
に含まれるリン酸イオンを、効果的に除去する新規な技
術を開発することが強く望まれている。
ち、 １．陸上にリン除去設備を設ける必要がなく、 ２．船も必要なく、 ３．汚泥も発生せず、リン吸着に使用できる面積が可能
な限り大きいく、 ４．薬注のための付帯設備も不要で、 湖沼、ダム貯水池、池、河川、海などの自然の水域の中
に含まれるリン酸イオンを、効果的に除去する新規な技
術を開発することが強く望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は湖沼、ダム貯
水池、池、河川、海などの自然の水域の中に含まれるリ
ン酸イオンを、設備費や設置面積が少なくて、かつ効果
的に除去する方法および装置を提供することにある。
水池、池、河川、海などの自然の水域の中に含まれるリ
ン酸イオンを、設備費や設置面積が少なくて、かつ効果
的に除去する方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は以下の新
規なリン除去方法および装置の開発によって解決され
る。すなわち、（１）内部にリン吸着剤を充填保持した
筒体を水域内に配置せしめ、加温・冷却手段、エアリフ
ト手段、ポンプ手段、プロペラ、スクリューパドル、リ
ニアモータより選ばれた１以上の送水手段によって筒体
内に水を流過させることにより、水域内のリン酸イオン
を吸着処理することを特徴とする水域のリン除去方法。 （２）内部にリン吸着剤を充填保持した筒体を水域内に
配置せしめると共に、前記筒体内に水を強制的に流過さ
せる加温・冷却手段、エアリフト手段、ポンプ手段、プ
ロペラ、スクリューパドル、リニアモータより選ばれた
１以上の送水手段を該筒体に連絡せしめたことを特徴と
する水域のリン除去装置。
規なリン除去方法および装置の開発によって解決され
る。すなわち、（１）内部にリン吸着剤を充填保持した
筒体を水域内に配置せしめ、加温・冷却手段、エアリフ
ト手段、ポンプ手段、プロペラ、スクリューパドル、リ
ニアモータより選ばれた１以上の送水手段によって筒体
内に水を流過させることにより、水域内のリン酸イオン
を吸着処理することを特徴とする水域のリン除去方法。 （２）内部にリン吸着剤を充填保持した筒体を水域内に
配置せしめると共に、前記筒体内に水を強制的に流過さ
せる加温・冷却手段、エアリフト手段、ポンプ手段、プ
ロペラ、スクリューパドル、リニアモータより選ばれた
１以上の送水手段を該筒体に連絡せしめたことを特徴と
する水域のリン除去装置。
【０００９】（３）高吸水性高分子より成り、水中で膨
潤して弾性を示すヒドロゲル粒子内に金属水酸化物を保
持させたリン吸着剤を内部に充填保持した筒体を水域内
に配置せしめ、加温・冷却手段、エアリフト手段、ポン
プ手段、プロペラ、スクリューパドル、リニアモータよ
り選ばれた１以上の送水手段によって筒体内に水を強制
的に流過させることにより、水域内のリン酸イオンを吸
着処理することを特徴とする水域のリン除去方法。 （４）高吸水性高分子より成り、水中で膨潤して弾性を
示すヒドロゲル粒子内に金属水酸化物を保持させたリン
吸着剤を内部に充填保持した筒体を水域内に配置せしめ
ると共に、前記筒体内に水を強制的に流過させる加温・
冷却手段、エアリフト手段、ポンプ手段、プロペラ、ス
クリューパドル、リニアモータより選ばれた１以上の送
水手段を該筒体に連絡せしめたことを特徴とする水域の
リン除去装置。 である。
潤して弾性を示すヒドロゲル粒子内に金属水酸化物を保
持させたリン吸着剤を内部に充填保持した筒体を水域内
に配置せしめ、加温・冷却手段、エアリフト手段、ポン
プ手段、プロペラ、スクリューパドル、リニアモータよ
り選ばれた１以上の送水手段によって筒体内に水を強制
的に流過させることにより、水域内のリン酸イオンを吸
着処理することを特徴とする水域のリン除去方法。 （４）高吸水性高分子より成り、水中で膨潤して弾性を
示すヒドロゲル粒子内に金属水酸化物を保持させたリン
吸着剤を内部に充填保持した筒体を水域内に配置せしめ
ると共に、前記筒体内に水を強制的に流過させる加温・
冷却手段、エアリフト手段、ポンプ手段、プロペラ、ス
クリューパドル、リニアモータより選ばれた１以上の送
水手段を該筒体に連絡せしめたことを特徴とする水域の
リン除去装置。 である。
【００１０】本発明においては、送水手段として散気に
よるエアリフト、加温器および／あるいは冷却器を用い
た温度差利用の対流を利用したり、ポンプ、プロペラ
（インペラ）、スクリューパドルなどの機械的手段、ま
た水の極性を利用したＭＨＤ式リニアモータなどの手段
を適宜利用できる。特にほぼ垂直に筒体を配置する場合
には、散気装置によるエアリフトによることが好まし
い。また、送水手段としては、筒体の取水側に外側に広
がりをもつ漏斗状インテーク部材を配したり、安定翼や
舵のようなスタビライザにより取水部を常に流れの来る
方向に向けるような構造を設けても良い。また、筒体は
その開口部が取水と出水の区別を有すれば２ヶ所でも３
ヶ所でも良い。さらにまた、開口部の形状も限定される
ものではなく、目的に応じ最適のものが選定できる。
よるエアリフト、加温器および／あるいは冷却器を用い
た温度差利用の対流を利用したり、ポンプ、プロペラ
（インペラ）、スクリューパドルなどの機械的手段、ま
た水の極性を利用したＭＨＤ式リニアモータなどの手段
を適宜利用できる。特にほぼ垂直に筒体を配置する場合
には、散気装置によるエアリフトによることが好まし
い。また、送水手段としては、筒体の取水側に外側に広
がりをもつ漏斗状インテーク部材を配したり、安定翼や
舵のようなスタビライザにより取水部を常に流れの来る
方向に向けるような構造を設けても良い。また、筒体は
その開口部が取水と出水の区別を有すれば２ヶ所でも３
ヶ所でも良い。さらにまた、開口部の形状も限定される
ものではなく、目的に応じ最適のものが選定できる。
【００１１】なお、本発明の高吸水性高分子とは、従来
紙オムツ、生理用品、土木工事のシールド工法などに広
く利用されている高分子であり、該高吸水性高分子から
なる粒状体パウダーを水中に投入すると、速やかに水を
数十乃至数百倍も吸収して膨潤する性質を有する高分子
である。かかる高吸水性高分子の例としては、アクリル
酸−ビニルアルコール共重合体、またはイソブチレン−
無水マレイン酸共重合体などを架橋して三次元網目共重
合体としたものが好例である。
紙オムツ、生理用品、土木工事のシールド工法などに広
く利用されている高分子であり、該高吸水性高分子から
なる粒状体パウダーを水中に投入すると、速やかに水を
数十乃至数百倍も吸収して膨潤する性質を有する高分子
である。かかる高吸水性高分子の例としては、アクリル
酸−ビニルアルコール共重合体、またはイソブチレン−
無水マレイン酸共重合体などを架橋して三次元網目共重
合体としたものが好例である。
【００１２】本発明において使用する水域とは湖沼、ダ
ム貯水池、池、河川、海などの自然に天然水が存在する
場所はもちろん、そればかりでなく人工的な貯水池、廃
水路などをも含んでいる。しかしながら、特に自然に天
然水が存在する水域は広大な領域であり、かかる広大な
水域にも効果的に適用できることが本発明のリン除去方
法および装置の特徴である。
ム貯水池、池、河川、海などの自然に天然水が存在する
場所はもちろん、そればかりでなく人工的な貯水池、廃
水路などをも含んでいる。しかしながら、特に自然に天
然水が存在する水域は広大な領域であり、かかる広大な
水域にも効果的に適用できることが本発明のリン除去方
法および装置の特徴である。
【００１３】以下に本発明のリン除去装置の具体的構成
例を図１を参照しながら詳しく説明する。ただし、本発
明のリン除去装置はこれに制限されるものではない。１
は上部ａと下部ｂに開口部をもつ筒（ドラフトチュー
ブ）である。２は木、ドラム缶など中空の鋼缶、発泡ス
チロールなど任意の材質のフロートであり、ドラフトチ
ューブ１を湖沼、河川などの水面３の下部に浸漬させた
状態で、支持材４によって懸垂している。実用上は装置
の流失が懸念される場合が多く、特定の水塊に処理を行
いたい場合もあるので通常はアンカー（図示せず）を設
け、やはり支持材（図示せず）により本装置を固定する
ことが好ましい。
例を図１を参照しながら詳しく説明する。ただし、本発
明のリン除去装置はこれに制限されるものではない。１
は上部ａと下部ｂに開口部をもつ筒（ドラフトチュー
ブ）である。２は木、ドラム缶など中空の鋼缶、発泡ス
チロールなど任意の材質のフロートであり、ドラフトチ
ューブ１を湖沼、河川などの水面３の下部に浸漬させた
状態で、支持材４によって懸垂している。実用上は装置
の流失が懸念される場合が多く、特定の水塊に処理を行
いたい場合もあるので通常はアンカー（図示せず）を設
け、やはり支持材（図示せず）により本装置を固定する
ことが好ましい。
【００１４】ドラフトチューブ１の下方部には上昇流発
生手段として空気散気部材５が設けられ、フロート２の
上に設置されたブロワー６によって空気供給管１１を通
して空気などの酸素含有気体が供給される。ブロワー６
の駆動電力はやはりフロート２上に設けた太陽電池を利
用するのが好適である。ドラフトチューブ１の上部開口
部ａと下部開口部ｂにはネットなどの多孔性部材７およ
び８がそれぞれ張設されている。
生手段として空気散気部材５が設けられ、フロート２の
上に設置されたブロワー６によって空気供給管１１を通
して空気などの酸素含有気体が供給される。ブロワー６
の駆動電力はやはりフロート２上に設けた太陽電池を利
用するのが好適である。ドラフトチューブ１の上部開口
部ａと下部開口部ｂにはネットなどの多孔性部材７およ
び８がそれぞれ張設されている。
【００１５】上部開口部ａと下部開口部ｂに多孔性部材
７および８を張設したドラフトチューブ１内にはリン酸
イオンを効果的に吸着する物質（例えば活性アルミナ、
鹿沼土の造粒物、酸化鉄、水酸化鉄など）を含むリン吸
着剤Ａが装填してある。そしてこれらリン吸着性物質を
含むリン吸着剤Ａは多孔性部材７および８によってドラ
フトチューブ１外に流出することを防止されている。な
お、多孔性部材７および８の下部には発泡スチロールビ
ーズなど水に浮く粒状物９および１０が充填され、多孔
性部材７および８ではドラフトチューブ１外に流出する
恐れのあるリン吸着性物質を含むリン吸着剤Ａも完全に
流出が阻止される。また大型の水生生物などによってリ
ン吸着剤Ａが攪乱されるのを防止するのにも役立つ。
７および８を張設したドラフトチューブ１内にはリン酸
イオンを効果的に吸着する物質（例えば活性アルミナ、
鹿沼土の造粒物、酸化鉄、水酸化鉄など）を含むリン吸
着剤Ａが装填してある。そしてこれらリン吸着性物質を
含むリン吸着剤Ａは多孔性部材７および８によってドラ
フトチューブ１外に流出することを防止されている。な
お、多孔性部材７および８の下部には発泡スチロールビ
ーズなど水に浮く粒状物９および１０が充填され、多孔
性部材７および８ではドラフトチューブ１外に流出する
恐れのあるリン吸着性物質を含むリン吸着剤Ａも完全に
流出が阻止される。また大型の水生生物などによってリ
ン吸着剤Ａが攪乱されるのを防止するのにも役立つ。
【００１６】ドラフトチューブ１のフロート２には上記
発泡スチロールの他、可動式の筏や船であっても良い。
ドラフトチューブ１の上部開口部ａは水面３より上に出
ていてもドラフトチューブ１を通過した処理水がチュー
ブ１外に吐出できれば構わない。ドラフトチューブ１は
水中のどのような位置に浮遊しておかれても構わない。
また水中に懸垂状態におかれるのでなく、底から支柱で
支えられたものでも良い。勿論多少斜めになっていても
構わない。本発明にいうほぼ垂直とはこのような状態を
意味する。要するに水域の水がドラフトチューブ１に流
入し処理水として吐出できれば良い。このようにドラフ
トチューブ１は水中のどのような位置にも設置できるの
で、本発明の副次的効果として水塊を水域の表水層や深
水層のいかなる水層においても循環させることができ
る。
発泡スチロールの他、可動式の筏や船であっても良い。
ドラフトチューブ１の上部開口部ａは水面３より上に出
ていてもドラフトチューブ１を通過した処理水がチュー
ブ１外に吐出できれば構わない。ドラフトチューブ１は
水中のどのような位置に浮遊しておかれても構わない。
また水中に懸垂状態におかれるのでなく、底から支柱で
支えられたものでも良い。勿論多少斜めになっていても
構わない。本発明にいうほぼ垂直とはこのような状態を
意味する。要するに水域の水がドラフトチューブ１に流
入し処理水として吐出できれば良い。このようにドラフ
トチューブ１は水中のどのような位置にも設置できるの
で、本発明の副次的効果として水塊を水域の表水層や深
水層のいかなる水層においても循環させることができ
る。
【００１７】また例えば、停滞期を有する湖沼やダム貯
水池においては、水域の水温差に起因する密度躍層のた
め、表水層ではフリーな栄養塩としてのリンは藻類など
に吸収され不足するのに対し、深水層には嫌気溶出した
フリーなリンが多量に存在している。このような場合、
水域の成層構造を破壊することは好ましくない。従っ
て、深水層中に本発明の装置をほぼ水平に配置させ、プ
ロペラなどの送水手段を用いて該層中のリンを除去すれ
良い。ここで、水平に配置させる方法は支柱で支える方
法でも良い。勿論多少斜めになっていても構わない。ま
た、海流や湖流のある水域には安定翼などにより上下左
右に流れ方向に筒体の取水口の向きを変化しても良い。
水池においては、水域の水温差に起因する密度躍層のた
め、表水層ではフリーな栄養塩としてのリンは藻類など
に吸収され不足するのに対し、深水層には嫌気溶出した
フリーなリンが多量に存在している。このような場合、
水域の成層構造を破壊することは好ましくない。従っ
て、深水層中に本発明の装置をほぼ水平に配置させ、プ
ロペラなどの送水手段を用いて該層中のリンを除去すれ
良い。ここで、水平に配置させる方法は支柱で支える方
法でも良い。勿論多少斜めになっていても構わない。ま
た、海流や湖流のある水域には安定翼などにより上下左
右に流れ方向に筒体の取水口の向きを変化しても良い。
【００１８】
【作用】本発明に係る筒体を垂直に配置する場合を例と
して以下に本発明の作用について説明する。本発明によ
り水域の水を、リン酸イオンを効果的に吸着する物質を
含有するリン吸着剤Ａを充填したドラフトチューブ１に
流入し、該リン吸着剤Ａと懸濁状態に混合接触させるこ
とにより、水域の水に含まれている微量のリン酸イオン
を吸着剤Ａに吸着させ除去できる。水域の水を散気によ
りドラフトチューブ１中を循環させる場合には処理は酸
素富化作用を示すので、これによりリン酸イオンの嫌気
溶出を抑制することができる。
して以下に本発明の作用について説明する。本発明によ
り水域の水を、リン酸イオンを効果的に吸着する物質を
含有するリン吸着剤Ａを充填したドラフトチューブ１に
流入し、該リン吸着剤Ａと懸濁状態に混合接触させるこ
とにより、水域の水に含まれている微量のリン酸イオン
を吸着剤Ａに吸着させ除去できる。水域の水を散気によ
りドラフトチューブ１中を循環させる場合には処理は酸
素富化作用を示すので、これによりリン酸イオンの嫌気
溶出を抑制することができる。
【００１９】上記水域の水をドラフトチューブ１に流入
し処理水として吐出させる水循環は、フロート２の上に
設置されたブロワー６によって空気供給管１１を通して
ドラフトチューブ１に空気を送り込むことによる空気の
上昇流に随伴して上昇水流が起こることによるが、この
液の循環はポンプ手段やプロペラパドルなどの機械的手
段やＭＨＤ式リニアモータなどによって行うこともでき
る。機械的手段やモータなどの手段で水を循環させれば
ドラフトチューブ１の上部開口部ａから水を流入し下部
開口部ｂから処理水を吐出させる逆方向の水循環も行わ
せることができるが、エアリフト手段による方法によれ
ば水中の溶存酸素を高めることもできるため最も好まし
い。
し処理水として吐出させる水循環は、フロート２の上に
設置されたブロワー６によって空気供給管１１を通して
ドラフトチューブ１に空気を送り込むことによる空気の
上昇流に随伴して上昇水流が起こることによるが、この
液の循環はポンプ手段やプロペラパドルなどの機械的手
段やＭＨＤ式リニアモータなどによって行うこともでき
る。機械的手段やモータなどの手段で水を循環させれば
ドラフトチューブ１の上部開口部ａから水を流入し下部
開口部ｂから処理水を吐出させる逆方向の水循環も行わ
せることができるが、エアリフト手段による方法によれ
ば水中の溶存酸素を高めることもできるため最も好まし
い。
【００２０】ドラフトチューブ１内で、水域の水をリン
吸着性物質を含有する吸着剤Ａと接触させる方法には、
リン吸着剤Ａの充填固定床を通す方法、リン吸着剤Ａの
流動床をドラフトチューブ１内に形成する方法および吸
着剤Ａを水域の水中に懸濁流動する状態におく懸濁流動
法などが挙げられる。ドラフトチューブ１内にリン吸着
剤Ａの充填固定床を設けて被処理水を充填固定床を通す
方法では、充填するリン吸着粒状体Ａとしては前記例え
ば活性アルミナ、鹿沼土の造粒物、酸化鉄、水酸化鉄な
どリン酸イオンを効果的に吸着する物質を適当な粒状体
に造粒するか、適当な担体に担持させて充填固定床に充
填して使用できる。しかしながら、充填固定床を通す方
法は充填したリン吸着剤Ａに目詰まりが生じ易くエアリ
フトによる循環水流を十分に確保できないので、懸濁流
動法が好ましい。これは筒体を垂直に配置する場合のみ
ならず、水平に配置する場合も同様である。
吸着性物質を含有する吸着剤Ａと接触させる方法には、
リン吸着剤Ａの充填固定床を通す方法、リン吸着剤Ａの
流動床をドラフトチューブ１内に形成する方法および吸
着剤Ａを水域の水中に懸濁流動する状態におく懸濁流動
法などが挙げられる。ドラフトチューブ１内にリン吸着
剤Ａの充填固定床を設けて被処理水を充填固定床を通す
方法では、充填するリン吸着粒状体Ａとしては前記例え
ば活性アルミナ、鹿沼土の造粒物、酸化鉄、水酸化鉄な
どリン酸イオンを効果的に吸着する物質を適当な粒状体
に造粒するか、適当な担体に担持させて充填固定床に充
填して使用できる。しかしながら、充填固定床を通す方
法は充填したリン吸着剤Ａに目詰まりが生じ易くエアリ
フトによる循環水流を十分に確保できないので、懸濁流
動法が好ましい。これは筒体を垂直に配置する場合のみ
ならず、水平に配置する場合も同様である。
【００２１】本発明において懸濁流動法を使用する場
合、リン吸着剤Ａに懸濁流動をおこさせるための条件と
しては吸着剤Ａの比重が出来るだけ水に近いことが望ま
れる。比重が大きいと、吸着剤Ａはドラフトチューブ１
の底に沈んで懸濁流動しなくなる。従来の活性アルミナ
を代表例とするリン吸着剤はすべて比重が２〜２．５と
極めて大きく、エアリフト作用による水流では容易に懸
濁流動しないという欠点があった。本発明者は比重が水
に近い新規なリン吸着剤を開発し、エアリフト作用によ
る水流によって容易にリン吸着剤を懸濁流動させ、本発
明をより実施可能な態様のシステムとした。
合、リン吸着剤Ａに懸濁流動をおこさせるための条件と
しては吸着剤Ａの比重が出来るだけ水に近いことが望ま
れる。比重が大きいと、吸着剤Ａはドラフトチューブ１
の底に沈んで懸濁流動しなくなる。従来の活性アルミナ
を代表例とするリン吸着剤はすべて比重が２〜２．５と
極めて大きく、エアリフト作用による水流では容易に懸
濁流動しないという欠点があった。本発明者は比重が水
に近い新規なリン吸着剤を開発し、エアリフト作用によ
る水流によって容易にリン吸着剤を懸濁流動させ、本発
明をより実施可能な態様のシステムとした。
【００２２】本発明者が開発した比重が水に近い新規な
リン吸着剤とは、水中で膨潤して球状などのヒドロゲル
粒子に変わる高吸水性高分子のヒドロゲル内にリン吸着
力をもつＡｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉなどの水酸化物などの
金属水酸化物を保持せしめることによって、比重が１を
越えることα／１００〜α／１０程度の極めて小さい、
弱い水流によって流動容易なリン吸着剤を得た。このよ
うなリン吸着剤は従来知られていないものである。
リン吸着剤とは、水中で膨潤して球状などのヒドロゲル
粒子に変わる高吸水性高分子のヒドロゲル内にリン吸着
力をもつＡｌ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｔｉなどの水酸化物などの
金属水酸化物を保持せしめることによって、比重が１を
越えることα／１００〜α／１０程度の極めて小さい、
弱い水流によって流動容易なリン吸着剤を得た。このよ
うなリン吸着剤は従来知られていないものである。
【００２３】本発明の新規なリン吸着剤を製造する方法
の１例を説明する。リン吸着力の高いＦｅ（ＯＨ）3 を
その内部に析出・保持せしめたヒドロゲルを例に挙げて
説明する。濃度１０％のＦｅＣｌ3 水溶液に高吸水性高
分子からなる粒状体パウダーを添加し、攪拌しながら１
時間放置すると、ＦｅＣｌ3 をゲル内部に吸収したヒド
ロゲルが生成する。これを取り出し水洗した後、アルカ
リ水溶液でｐＨ４〜６に中和するとヒドロゲル内部で沈
殿生成反応がすすみ、Ｆｅ（ＯＨ）3 をその内部に保持
したヒドロゲル粒子が得られる。このヒドロゲル粒子の
粒径は２〜５ｍｍで、比重は１．０５〜１．２程度なの
で、極めて容易に水中で懸濁流動する。ここで、金属水
酸化物をヒドロゲル内部に保持せしめる方法としては必
ずしも上記析出法によるとは限らない。
の１例を説明する。リン吸着力の高いＦｅ（ＯＨ）3 を
その内部に析出・保持せしめたヒドロゲルを例に挙げて
説明する。濃度１０％のＦｅＣｌ3 水溶液に高吸水性高
分子からなる粒状体パウダーを添加し、攪拌しながら１
時間放置すると、ＦｅＣｌ3 をゲル内部に吸収したヒド
ロゲルが生成する。これを取り出し水洗した後、アルカ
リ水溶液でｐＨ４〜６に中和するとヒドロゲル内部で沈
殿生成反応がすすみ、Ｆｅ（ＯＨ）3 をその内部に保持
したヒドロゲル粒子が得られる。このヒドロゲル粒子の
粒径は２〜５ｍｍで、比重は１．０５〜１．２程度なの
で、極めて容易に水中で懸濁流動する。ここで、金属水
酸化物をヒドロゲル内部に保持せしめる方法としては必
ずしも上記析出法によるとは限らない。
【００２４】
（実施例１）図１の装置のドラフトチューブ１内に、上
記方法でヒドロゲル内部にＦｅ（ＯＨ）3 を保持させた
リン吸着剤を懸濁せしめた流動床を形成させ、６．５ｍ
四方の人工池においてリン吸着処理を行った。人工の富
栄養化池水として、下水２次処理水の希釈水を用いた。
この希釈水中に含まれたリン酸イオン（ＰＯ4 3- イオン
濃度はリン原子として０．０８７〜０．１０７ｍｇ／リ
ットル）の除去処理を行った。処理期間は２ヶ月間とし
た。
記方法でヒドロゲル内部にＦｅ（ＯＨ）3 を保持させた
リン吸着剤を懸濁せしめた流動床を形成させ、６．５ｍ
四方の人工池においてリン吸着処理を行った。人工の富
栄養化池水として、下水２次処理水の希釈水を用いた。
この希釈水中に含まれたリン酸イオン（ＰＯ4 3- イオン
濃度はリン原子として０．０８７〜０．１０７ｍｇ／リ
ットル）の除去処理を行った。処理期間は２ヶ月間とし
た。
【００２５】 除去処理の条件と結果 粒状物の充填層の高さ ２ｍ 充填層カラム直径 １５０ｍｍφ（円筒） 流 速 ２５０ｍ／日 池水のリン濃度 ０．００８１〜０．００９２ｍｇ／リットルａｓＰ 処理後の池水のリン濃度は０．０１ｍｇ／リットル以
下、すなわち環境類型IIの基準をクリアするものであ
た。ここで、「ａｓＰ」はリン原子として表したリン濃
度であることを示す。
下、すなわち環境類型IIの基準をクリアするものであ
た。ここで、「ａｓＰ」はリン原子として表したリン濃
度であることを示す。
【００２６】また、下水２次処理水のＳＳは０．８〜
１．２ｍｇ／リットルであったが、予め別のろ過装置で
ろ過することなく、そのまま上記本発明のドラフトチュ
ーブ１内にリン吸着剤を懸濁せしめた流動床を形成させ
た脱リンカラムに供給した。その結果、リン除去能力の
悪化は認められず、本発明の脱リン方法はＳＳの存在に
よって悪影響を受けないことが認められた。
１．２ｍｇ／リットルであったが、予め別のろ過装置で
ろ過することなく、そのまま上記本発明のドラフトチュ
ーブ１内にリン吸着剤を懸濁せしめた流動床を形成させ
た脱リンカラムに供給した。その結果、リン除去能力の
悪化は認められず、本発明の脱リン方法はＳＳの存在に
よって悪影響を受けないことが認められた。
【００２7 】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような重要な効
果が得られ、海、河川、池、湖沼、ダム貯水池などの自
然水域中の微量のリン酸イオンを極めて効果的に除去す
ることができる。 陸上にリン除去設備を設ける必要なく、船上にリン除
去設備を設ける必要もない。 システムが極めてシンプルであり、各種薬注設備は全
く要らないので、設備費が安い。 ブロワーの電源として、湖沼などの水面を利用した太
陽電池を利用することによって、岸からの長い配線が不
必要になる。 汚泥が発生しない。薬品も不要である。 配管が不要である。 比重が水に近い新規なリン吸着剤を開発したので、エ
アリフト作用によって、リン吸着剤を容易に懸濁流動で
き、ヘッドロスが起こらず、充填層の目詰まりも起きな
いので、メンテナンスが容易である。 以上の特徴を持つリン除去システムによって、自然水域
中の理想的なリン除去が可能になり、環境保全および回
復上の効果が著しい。
果が得られ、海、河川、池、湖沼、ダム貯水池などの自
然水域中の微量のリン酸イオンを極めて効果的に除去す
ることができる。 陸上にリン除去設備を設ける必要なく、船上にリン除
去設備を設ける必要もない。 システムが極めてシンプルであり、各種薬注設備は全
く要らないので、設備費が安い。 ブロワーの電源として、湖沼などの水面を利用した太
陽電池を利用することによって、岸からの長い配線が不
必要になる。 汚泥が発生しない。薬品も不要である。 配管が不要である。 比重が水に近い新規なリン吸着剤を開発したので、エ
アリフト作用によって、リン吸着剤を容易に懸濁流動で
き、ヘッドロスが起こらず、充填層の目詰まりも起きな
いので、メンテナンスが容易である。 以上の特徴を持つリン除去システムによって、自然水域
中の理想的なリン除去が可能になり、環境保全および回
復上の効果が著しい。
【図１】本発明のリン除去装置の１例の説明図
１ ドラフトチューブ ２ フロート ３ 水面 ４ 支持材 ５ 散気部材 ６ ブロワー ７ 多孔性部材 ８ 多孔性部材 ９ ポリスチロールビーズ層 １０ ポリスチロールビーズ層 １１ 空気供給管 Ａ リン吸着剤 ａ 上部開口部 ｂ 下部開口部
Claims (4)
- 【請求項１】 内部にリン吸着剤を充填保持した筒体を
水域内に配置せしめ、加温・冷却手段、エアリフト手
段、ポンプ手段、プロペラ、スクリューパドル、リニア
モータより選ばれた１以上の送水手段によって筒体内に
水を流過させることにより、水域内のリン酸イオンを吸
着処理することを特徴とする水域のリン除去方法。 - 【請求項２】 内部にリン吸着剤を充填保持した筒体を
水域内に配置せしめると共に、前記筒体内に水を強制的
に流過させる加温・冷却手段、エアリフト手段、ポンプ
手段、プロペラ、スクリューパドル、リニアモータより
選ばれた１以上の送水手段を該筒体に連絡せしめたこと
を特徴とする水域のリン除去装置。 - 【請求項３】 高吸水性高分子より成り、水中で膨潤し
て弾性を示すヒドロゲル粒子内に金属水酸化物を保持さ
せたリン吸着剤を内部に充填保持した筒体を水域内に配
置せしめ、加温・冷却手段、エアリフト手段、ポンプ手
段、プロペラ、スクリューパドル、リニアモータより選
ばれた１以上の送水手段によって筒体内に水を強制的に
流過させることにより、水域内のリン酸イオンを吸着処
理することを特徴とする水域のリン除去方法。 - 【請求項４】 高吸水性高分子より成り、水中で膨潤し
て弾性を示すヒドロゲル粒子内に金属水酸化物を保持さ
せたリン吸着剤を内部に充填保持した筒体を水域内に配
置せしめると共に、前記筒体内に水を強制的に流過させ
る加温・冷却手段、エアリフト手段、ポンプ手段、プロ
ペラ、スクリューパドル、リニアモータより選ばれた１
以上の送水手段を該筒体に連絡せしめたことを特徴とす
る水域のリン除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2963293A JPH06218366A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 水域のリン除去方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2963293A JPH06218366A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 水域のリン除去方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218366A true JPH06218366A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=12281468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2963293A Pending JPH06218366A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 水域のリン除去方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06218366A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326355C2 (de) * | 1992-08-05 | 2001-10-31 | Honda Motor Co Ltd | Lenkeinrichtung mit variablem Lenkwinkelverhältnis |
| JP2005320548A (ja) * | 2004-05-05 | 2005-11-17 | Lanxess Deutschland Gmbh | 鉄オキシヒドロキシ顆粒を含有するフォームおよびその使用 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP2963293A patent/JPH06218366A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326355C2 (de) * | 1992-08-05 | 2001-10-31 | Honda Motor Co Ltd | Lenkeinrichtung mit variablem Lenkwinkelverhältnis |
| JP2005320548A (ja) * | 2004-05-05 | 2005-11-17 | Lanxess Deutschland Gmbh | 鉄オキシヒドロキシ顆粒を含有するフォームおよびその使用 |
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