[发明专利]水净化系统以及净化对象水中的溶解氧浓度的增加方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用生物从存在于河流、水渠、运河、池、湖沼、湾、湖岔、海洋等中的淡水、半咸水、海水等环境水和工业废水及污水中除去污浊物质的水净化系统，以及净化对象水中的溶解氧浓度的增加方法。

背景技术

近年来，水质污染不仅在日本而且在世界各国日趋加剧。可以说水华(water bloom)的产生、赤潮(red tide)的产生等水质污染从今往后成为全球环境问题。特别是水资源的确保，是继全球变暖或二氧化碳减少问题之后的全球规模的环境问题。若该状况恶化，则可能会引起水战争。

和自然界所具有的恢复力相比，水被人为地污染、污浊对水质污染加剧的影响更大。若水质污染进一步加剧，则在河流、湖沼等的水底部会堆积含有恶臭物质的底泥。底泥通常被称为淤泥(sludge)。

针对所述情况，人们已经开发出了各种方法作为对水进行净化的水质净化方法。但是，即使利用以前的方法来进行水质净化，底泥也不分解，因此有时污浊物质会从沉积在河底、池底或湖底的底泥(淤泥)中溶出，而难以将水质完全净化。因此，为了可靠地进行水质净化，必须将底泥分解或者除去。

淤泥堆积的原因可以举出：水中的溶解氧浓度降低，在该环境下，分解污浊物质的微生物难以生存。因此，为了除去底泥，必须使分解污浊物质的好氧性的微生物繁殖，由此分解污浊物质而将水净化。但是，为了使好氧性微生物分解污浊物质而将水净化，水中的溶解氧不可缺少。其原因在于，当水中无溶解氧时，成为厌氧状态，好氧性微生物对污浊物质的分解速度、也就是水的净化速度明显下降。

这里，关于除去底泥的其他方法，通常广为人知的是疏浚(dredging)。但是，目前实施的利用抽吸泵来汲取底泥的疏浚方法中，生存在底泥中的有用的生物群例如微生物、细菌等也被汲取出而废弃。而且，水草等植物群也被强制除去，因此也会破坏生态系统。

针对该问题，日本专利特开2001-47095号公报中公开了以下方法：不使用疏浚而利用由炼钢厂排出的炼钢渣来进行淤泥的脱磷、脱氮、脱氨。但是，该方法是以淤泥中的氮或磷的分解除去为目的，而并非以分解除去淤泥的主要成分即碳成分为目的，所以淤泥的分解效率低。因此，无论如何都必须使用网状袋体等来人为地补充脱氮细菌等以分解底泥。

发明内容

发明要解决的技术课题

鉴于以上所说明的以往技术所具有的各种问题，本发明的目的在于提供一种不人为地疏浚底泥，或人为地在水底补充设置微生物、细菌等来分解底泥，而是直接利用自然界中存在的生物资源来分解除去底泥的水净化系统以及净化对象水中的溶解氧浓度的增加方法。

另外，本发明的目的在于提供一种使自然界中存在的生物在净化对象水中积极地增殖，从净化对象水中分解除去污染物质或污浊物质而将净化对象水净化，并且将增殖的生物积极地用于净化对象水中的底泥的分解除去的水净化系统以及净化对象水中的溶解氧浓度的增加方法。

解决课题的技术手段

本发明人发现，碳材料适合于好氧性细菌的繁殖和固定，从而想到，通过在水中配置碳纤维，在底泥中配置碳材，而有效地分解底泥，进行环境水的净化。并且本发明人发现，此时通过在水中配置碳纤维制水质净化材料等纤维制水质净化材料，并且在底泥中埋入木炭、碳纤维等碳材，可以使具有分解底泥的能力的好氧性细菌繁殖而分解底泥。而且，根据该发现而构思出了本发明的水净化系统，该水净化系统可以在不破坏生态系统的情况下分解底泥，而且有效地利用存在于净化对象水中的生物，也可以有效地分解水中的污浊物质或污染物质，由此可以进行污浊水或污染水的净化。

这里，本发明人推测，在本发明的水净化系统中，存在于水中的好氧性细菌附着于浸渍在水中的碳纤维制水质净化材料等特定的纤维制水质净化材料并增殖，并且通过纤维制水质净化材料而增殖的好氧性细菌的一部分移动到水底部，好氧性细菌在水底部所配置的碳材中繁殖，由此好氧性细菌对底泥的分解受到促进而引起底泥的分解。

另外，本发明人推测，在如上所述的水净化系统中，好氧性细菌在水底部增殖，结果植物性浮游生物(plankton)或植物等繁殖，由植物等产生氧气而水中的溶解氧浓度增加，好氧性细菌对底泥的分解进一步受到促进。因此，本发明人为了确认这些推测而进行了各种实验，结果再次确认到，本发明的水净化系统高效地分解底泥而使其减少。