マイクロバブルで池の浄化を(アオコ・悪臭・藻類発生抑制および改善)

グラナのご紹介

グラナの製作コンセプト

池等の閉鎖性水域における既存水質浄化法と問題点

1.水質汚濁の要因と誘引する水質障害

水質は適切な浄化手法をとらず放置した場合、確実に悪化の度合いが進行します。 閉鎖性水域でアオコ・藻類・悪臭など水質障害を惹起する一般的な要因は下記のとおりです。

  1. 水域に流入する有機物等(魚類の糞や残餌を含む)による水質の富栄養化
    • アオコ・藻類の増殖及び悪臭(アオコ増殖の場合はカビ臭)の発生。
    • 貧酸素化や病原菌発生による魚類生息環境への悪影響。
  2. 閉鎖性による対流、回流阻害と水温の成層化
    (温暖化による高温期の長期化現象も含む)
    • 水の腐敗による腐敗臭などの悪臭の発生。
    • 貧酸素化と不活性化による、魚類及び水生植物の生育阻害等。
  3. 堆積し続ける有機汚泥(魚類の糞や残餌を含む)
    • 有機汚泥の貧酸素化で嫌気分解が起こり硫化水素、メタンガス等が発生することによるドブ臭などの悪臭の発生。
    • 藻類等の増殖。

※池の構造がコンクリート造り等の場合、特に水温上昇期には一層過酷な水質状態となります。

2.現在一般的に施されている水質浄化手法

(1)陸上プラント施設による濾過法
 陸上に施設した濾過槽等に池の水を通過させ返送することによって、懸濁物質、 主に粘土、泥、ゴミ、無機物質等の細かい不純物質の除去を目的とする。
しかし有機物の除去や分解ができない為、アオコや藻類の発生の抑制はできず、効果は小規模な池の透明度改善程度に限定される。

 濾過水を池へ返送することで水域の回流、対流阻害はある程度改善されるが、広面積や水深が深い大規模な水域へのプラント設置の場合、 イニシャルコストや濾剤交換等保守に要するコストが大きくなり、保守が不十分な場合は濾過槽に悪玉菌である嫌気性雑菌が増殖して、 逆に汚濁を招くことがある。すなわち、濾過槽等に池の水を通過させ返送する方法では底質や貧酸素化の改善には至らない。
さらに、ろ過槽を陸上設置することによる景観阻害も懸念される。

(2)汚泥浚渫法
 有機物堆積汚泥の除去は直接汚濁物質を除去するので、即効性のある水質改善や悪臭の予防対策といえる。 しかし除去後も汚泥は堆積する為、継続的に除去処理をしなければならず、特に汚泥浚渫後に、貧酸素化や回流、 対流改善を可能とする装置の設置がなければ、一時的な改善にしかならない。 施工費用等に多額なコストを要する割には汚濁の根本的改善にならない等の問題がある。

(3)凝集剤、酸化剤等の薬品散布及びオゾンによる化学的殺菌法
 この方法は、薬剤の殺菌作用や凝集反応を利用するもので、最近はオゾンも殺菌効果の目的で使用されることがあり、 比較的簡単に藻類やアオコの処理ができて、透明度もよくなる。

しかし悪性菌類は薬剤に対して徐々に耐性菌に変態し、薬剤投入を継続した場合その効力が減退するので、 年々その投入量を増やさざるを得なくなる場合が多い。 またオゾンは良性菌も同時に滅菌するので、濃度が強い場合は水生生物をへい死させるなど自然環境を保全する水域には適さない。

凝集沈殿効果目的の凝集剤も、単に池底に藻類等を沈殿又は浮上させるものであり、 分解、解消効果までには至らず、効果は一過性かむしろ逆に汚濁を増幅させる可能性もあるため、 生態系への影響や公衆衛生上、自然環境を考えた場合むしろ避けるべき方法と考えられる。

(4)木炭等の浄化法
 竹炭やコークスを含む木炭の構造体は細かい空砲のある多孔質となっており、その多孔質が水を浄化する 好気性微生物を養生したり、表面が汚濁物質を濾過し臭気を吸収するといわれている。 しかし水域内の汚泥やその他SS(懸濁物質)等により多孔質が目詰まりした場合、 嫌気性雑菌いわゆる悪玉菌の温床となり、逆汚濁を誘引する原因ともなる。従って頻繁なメンテナンスが必要なため、 イニシャルコストは小さく収まるが維持コストが大きい。

また水域内の貧酸素化を改善する対流や回流作用がないところでは、木炭だけで浄化しても効果は薄く、 回流、対流改善を図れる装置の併設がなければ、汚泥の堆積が多い閉鎖性池の効果が薄い。 従って、浅い小川のセセラギのような水域には向いている。

(5)バクテリア(特別な微生物)投入による浄化法
 バクテリア(特別な微生物)と称する製品の中には実際は薬剤等、化学物質である場合や それらが混入しているものが多く、注意が必要である。
自然浄化を促すのに、本来、池にはその池の水域環境に適した特有の微生物が存在しており、 全く相違する環境にバクテリア(特別な微生物)を投入してもその水域に適合するかどうかは不明であり、 別の環境変化を誘引する可能性もある。
また、仮に適合したとしても、好気性のバクテリア(微生物)の場合 には貧酸素化水域での持続的効果は望めず、貧酸素化や回流、対流改善を目的とする装置を併設しなければ効率的な持続効果は発揮できない。

ちなみに、食品工場排水や上下水処理で活用されている「活性汚泥法」は微生物を用いているが、 嫌気処理や好気処理により管理法も変わり、好気処理には曝気装置による強い攪拌や大量の酸素供給が必要とされる。

(6)水生植物(葦、パピルス、ホテイアオイ等)や草魚による浄化法
 水草等の水生植物は水中の窒素やリンを栄養分として成長する事から、池や水辺に植栽する事により 富栄養化した水質を改善するという論理に立った浄化法である。しかし、水生植物が吸収する窒素、 リンはごぐ微量であり、仮に水域に窒素5/mlあったと仮定し、どれくらいの葦(又はホテイアオイ)を植栽すればその数値が下がるかの定量的基準はない。

過去にホテイアオイによる池の水質浄化が提唱され、全国に広がった事があるが、浄化はおろか夏季に繁殖し冬にかけて大量に枯れ、 腐敗していくホテイアオイにより一層汚濁が大きくなり、またその処分に莫大な費用が掛かる為、 放棄され未だに問題を抱えている池や沼も多い。 これは葦も同様であり、昔はすだれ等日用品に再生されたが、現在そのような再生使用は殆どない為、 琵琶湖の葦も冬場刈り取り焼却や破棄されている。

水生植物での水質浄化は理想ではあるが、後の処分方法まで想定し実施しなければ、逆に大きな汚濁の原因を作る事になる。 水生植物はあくまでも鑑賞用と自然のバランスと考えるべきである。
また、藻類を餌にするという草魚を水質浄化として飼育する池があるが、現実に草魚が餌にするのは、 水生植物であり、水域の殆どが餌として食べつくされ、睡蓮や蓮など花を観賞する事も出来なくなる。

また、体長は1m以上になる場合もあり、糞の量も多く逆に水質汚濁の原因となり、酸欠や病気等で へい死した場合などの処理にも問題が残る。 基本的に自然の生物循環での水質浄化は重要であるが、人工的な水生植物や草魚による水質浄化は逆汚濁を招く 場合が多く安易な実施は避けるべきと判断される。

(7)通常のエアレーションや攪拌装置、水循環装置、噴水、人工滝、地下水等による浄化法
 噴水装置も本来は浄化装置であるが、水域への溶存酸素増加効率は低く、また水深の浅い水域では汚泥を吸い込み巻上げたり、 土中や水域のレジオネラ菌等の雑菌を飛散させる事が知られている。
従って大阪府や神奈川県の保健所では人が集まる水域においては十分水質を維持、管理する必要性を公表している。
またコンプレッサーやブロワ装置のみのエアレーション方式は気泡が大きい為、大気中に逃げる率が大きく水中への溶存率が 極めて少ない。
また水車式の攪拌装置や水中ポンプによる曝気法も、回流、対流効果はあるが水域の表層付近の効果であり 水域全体の溶存酸素を向上させるまでには至らない。

尚、人工滝や地下水流入等配管を要する水循環設備は、配管内に徐々に汚濁物質が付着する点及び設備停止期間が長期 (夏場は1日程度でも)となる場合、配管内の水が腐敗し再稼働の際、腐敗した水を池内に流入する事となる為、 水の逆汚濁や魚類への病原菌発生となる要因を作りだす事になる。従って清掃等十分な管理が必要である。

地下水流入による水交換、循環システムもよく使われる手法であるが、見た目では綺麗に見える地下水も、最近は高度な窒素、 リンが含まれている場合が多く、逆に汚濁を助長する要因となる場合が多々ある。従って使用前には水質検査での調査が必要である。

現在まで大きく主にこの7つの手法及びそれを組み合わせた工法が用いられてきました。
そしてこの7つの工法に対するユーザー評価は「イニシャルやランニングコストが大きい割には満足な効果がない」と言うことが現実です。
「水と住環境を考える」唐津 一 東海大学名誉教授
唐津一教授

過去我が国において高度成長期の経済優先指向による環境破壊が見過ごされ大気や水環境は悪化の度合いを深めて参りました。 しかし最近は経済環境や社会環境も大きく変化しサステナビリティの取組みが最も緊急視されております。

生活の中で身近な水辺も長年汚濁の一途を辿ってきましたが、社会においてビオトープ運動等、親水環境への改善思考が大きく高まっています。

この「悪化の度合いを深めた水環境」を一切の薬品を使用せず、ミクロン単位の対流微細気泡で水域の貧酸素化状態を改善し、水質浄化に有効な働きをする土着菌(好気性微生物)を活性化することにより汚濁を改善する画期的な技術を街の民間企業 株式会社UTKが事業開発に成功しました。

この技術は普及が容易となるよう一切の過剰設備を排除し経済性と効率を加味したバランスのとれた技術に完成されており、親水環境への改善に寄与しております。

この装置で各地に点在する全国40万余のため池、公園等の池が浄化され、住みよい街づくりに生まれ変わることに期待し私も応援しています。
唐津一
「グラナ」の開発について

 弊社は先に記した水質汚濁要件を改善し、アオコ、藻類、悪臭の解消、抑制を図る技術として、環境面や公衆衛生上の安全性を確認できる技術、としては「自浄改善方式」所謂曝気方式が最善であると判断しました。

しかし、既存法である「噴水・人工滝方式」「水車式攪拌方式」「エアレーション(散気管含む)曝気」等は汚濁が進み、 温暖化による高温期が長い現在では効果は発揮できず、噴水や人口滝は水域内のレジオネラ菌等の雑菌を飛散させるため、 人が多く集う都市型の水系施設には問題が提起されています。


 従って公衆衛生上に配慮した効果的な曝気法は、水中への極めて効率的な「微細気泡」による対流攪拌法が有効であると判断し、「グラナ」開発の基本的な制作思想と致しました。

また、装置、工法の開発にあたって、ユーザー側の声として要望の多い次のポイント3点をコンセプトと致しました。

【 グ ラ ナ 3 つ の コ ン セ プ ト 】
 @ 明らかな効果を示せる技術
(技術の信頼性・普遍性)
 A システム・技術の安全性が確認できる技術。
(環境面,公衆衛生上の安全性)
 B イニシャル、ランニングコストが見合う技術
   (耐久性等も含め経済性)

つまり、明らかに普遍的な効果があり、環境や公衆衛生上の安全性が確認され、現実的な経済性に見合う技術、工法ということです。

 基礎的な技術と知識の習得後、平成8年より本格的な開発を手がけ、その気泡発生法や効率、効果を追求しながら様々な条件下の約20ヶ所の実態水域で実験検証を繰り返しました。

そして平成14年に大阪府SBIR事業認定による大阪府との共同研究の検証により効果性、安全性、効率性が認証され、現在の装置「グラナ」として技術を確立しました。


以後関西地区を中心に50水域に納入し公的評価とユーザー評価を受け、
国土交通省「ネティス」
の事前審査を終了し「評価試行」の登録を受けております。

グラナの特徴・効果

グラナ装置の効果
公的実証検証及び導入先の検証により、下記の効果が認証されています。

@ アオコ、藍藻類、悪臭の解消、若しくは発生の抑制効果。
A 水質検査にてクロロフィルa, COD,T−N,T−P,SS,EC,透視度等の改善効果。
B 底質検査にてCOD,T−N,T−P,強熱減量値、有機汚泥(ヘドロ)の改善効果
C 鯉・金魚等魚類の生息環境への好影響効果。

※ あらゆる水域形態の検証・実証資料があります。
※ 本製品は国土交通省「ネティス」」に認定登録となっており、
1.安全性 2.耐久性 3.品質出来形 4.施工性 5.環境等の項目について全て「問題ない」の判定を受けております。

グラナ装置の7つの特徴
安全性や、環境面に配慮した持続的かつ普遍的な水質浄化の方法は、極めて微細な気泡を水中へ直接放出し、対流攪拌することが最も有効であると考え装置、工法の開発を致しました。

【1】
装着された特殊ノズルより、対象水と大気を混合し効率的なミクロン単位の微細気泡として、水中に放出し対流を発生させます。 これにより貧酸素化した対象水域全体の溶存酸素濃度を高め浄化担体である好気性微生物を活性化します。

【2】
「微生物ドッグ」等の装着により、水中に生息する好気性微生物をドック内で養生させ活性化することにより効果を助成し、生態系の活動を安定的に維持します。
※特にコンクリート造りの人工池等 (機種により装着の有無あり)

【3】
酸化剤や凝集剤等、一切の薬品・処理剤を使用しない為、人体や自然環境には、最も安全な手法です。

【4】
装置の耐久性に優れたコンパクトな設計をすることにより、大規模な湖沼・ため池から低水位(水深30cm程度)の鑑賞池まで幅広く設置可能と致しました。

【5】
一切の過剰設備を排除する事によりイニシャルコストやランニングコスト(電気代・保守コスト等)を軽減します。
<電源能力は装置型式により、100Vor200V 0.15kwから4kwまで。>

【6】
設置方法も容易であり、鑑賞池や景勝池の場合は、周囲の景観に配慮し、稼動音や違和感を感じさせない設置が可能です。(大規模な土木工事を必要としません)

【7】
都市型水系施設(人口滝・噴水等)のようなレジオネラ菌等の雑種飛散による人体への影響の心配がありません。

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