JP2002516180A - 任意の程度へ及び飲用水への、生物学的な水の浄化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 水が装置に進入し、入った水が、生きた微視的及び肉眼で見える生物と接触し、水に懸濁する含有物であって入ってくる水中に存在するか又は水が装置に入って生物と接触した後に産生されるものを、スラッジとして水から除去する第１のセクション（２、１５）。構造（３）様の一連の構造を含み、それぞれが、その水を次の構造に排出するよう連結され、構造（３）の形式の各構造は、不活性材料の層であって、その中で適切な植物であってその生長に入ってくる水中の含有物を利用する植物が生長する不活性材料の層を含み、それにより前記含有物が流れる水から除去される第２のセクション（３、４、５）とを順に含む水の浄化装置及び方法。構造（３）様の構造の一連の総面積は、入ってくる水の特定の品質に対する、排出される水の所望の純度の程度から決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】

水は、現在、２つの主な目的で浄化されている： 「A」河川の水を飲用水に浄化する、及び 「B」下水の水を、河川に排出するのに適合するのに十分に浄化する。

【０００２】 他の多くのケース、例えば、浄化されることが求められる河川の水をある種の
産業に利用可能な程度に浄化する場合等もある。このような列挙に余りある様々
なケースの全ては、上記の一般的な「A」及び「B」の範疇の下位概念的なものと
考えられる。生物学的浄化の対象とならない産業施設からの流出物は、提案され
る装置の主題ではない。

【０００３】 上記ケース「A」の場合、水の浄化は、コストのかかるコンクリート構造物を
用いた、物理的及び化学的方法を用いて行われる。一方上記ケース「B」の場合
もまた、水の浄化は、コストのかかるコンクリート構造物を用いて行われるが、
物理化学的方法と組み合わせて、生物学的方法を用いて行われる。

【０００４】 提案される装置は、上記「A」及び「B」方法とは、かなり違ったものをもたら
す。これは、水の浄化を、主に農業的な方法に変え、その結果コストのかかる大
掛かりなコンクリート構造物を用いないようにすることを目的とする。

【０００５】 植物の根は、植物に栄養を供給する。栄養としては様々なものがあるが、主に
はリン酸化合物及び窒素化合物である。勿論、植物は、植物の栄養に加えて、水
及び二酸化炭素を吸収する。従って、草食性の動物の体内において、植物と、酸
素及び水とに由来する化合物が見出される。ヒト等の肉食をする動物の体内にお
いては、酸素、水及び草食動物の体内にもともとあったもの由来の化合物が見出
される。

【０００６】 居住区域からの水の不純物は、主にヒトの身体から（便所、流し、浴室等）生
成される。その結果、下水は、植物栄養に由来する窒素性及びリン性の化合物を
含有する。そのような不純物は、分解され、微生物の食物として消費される。植
物の成長が促進される環境を創生することが提案される。植物は収穫され、不純
物がシステムに入るやいなや、システム外に持ち去られる。

【０００７】 図１は、提案の例であるシステムの垂直断面であり、図２は平面図である。こ
のようなシステムは、既に達成された知識と、今まで知られていなかった新しい
構造との組み合わせである。

【０００８】 数字１は、システムへの水の入り口を示し、管７は流出する飲用水を、再循環
システムへ導く。構造２において、不純物は主として大気性の気体の非存在下で
分解され、スラッジが低部にたまる。ポンプステーション８は２つの働きを行う
。即ち、構造２の最後のコンパートメントから第１のコンパートメントへ水を再
循環させ、且つ構造２の底からスラッジをとり、管１０を通してコンポスト生産
区域にくみ出す。構造２は、今日まで知られていない。

【０００９】 構造３、４及び５は、今日まで知られていない。これらは、土の構造であり、
不透水性の膜で覆われている。このような膜は、他の不透性な材料でできた手段
、例えばコンクリートの層と置換することができる。構造３及び５は、砕石で覆
われる。ここに、石の空隙内に根を生長させる植生物が植えられる。季節の野菜
又はクローバーなどの動物飼料等、どのような植物を生長させることもできる。
構造物中の植生物が収穫されたら直ちに新しい作物を植えることが好ましい。構
造４においては魚を生産する。排出される水の最終目的地が河川である場合、所
望であれば、構造５及び６は、不要であることが所望される場合は不要であり、
消毒、例えば塩素消毒を省略することができる。もし高度の水の浄化が必要であ
れば、構造５及び６が必要とされる。

【００１０】 構造６においては、既知の水の浄化方法が用いられる。例えば膜、ミクロろ過
(micro filtration)又は他の方法を用いることができ、消毒、例えば塩素化の後
、水を飲用水再循環システムに導くことができる。

【００１１】 管１０は、スラッジをコンポスト生産区域に導く。植生物とスラッジの交互の
層が互いの上に、通常は平面に垂直な形状で、便利な高さまで積み重ねられる。
そこで生物が、物質を分解し、高温を産生し、病原性生物を殺す。最終産物は、
高品質のコンポストである。堆積物の外表面を高温に保つため、そのような堆積
物は、既に病原性生物が無くなった、既に産生されたコンポストの層で覆われる
。スラッジからのコンポストの産生は、既に知られている。にもかかわらず、本
発明の浄化装置には、これは概して含まれない。多量の病原を含むスラッジは、
現状では、乾燥され、農夫により取られ、時に地表面下で作物を産する野菜と接
触される。

【００１２】 赤痢等の公衆への危険はかなりのものである。これは、コンポストの産生がこ
こに提案される浄化の過程の一部である場合に、避けることができる。

【００１３】 図３及び４において、構造２は省略され、構造１５及び１４が代わりに置かれ
る。ここで構造１５は、今まで知られていないものである傾斜面を提供し、ここ
で水は構造１４に向かって降りてゆく。スラッジは、構造１４にたまる。それは
、ポンプステーション１１によりとられ、管１３を通って、図１及び２の場合と
同様に、コンポストを生産する区域に輸送される。ポンプステーション１１によ
りなされる第２の作業は、水を構造１４のスラッジより上の水準から取り、構造
１４の傾斜表面の上流に送ることである。傾斜表面が突起を有するので、傾斜表
面上の水の通路は不均一であり、その結果水は、そうでない場合に比べてより多
く大気に接触し、従って水の浄化が増強される。

【００１４】 一方では図１及び２に、他方では図３及び図４に、２つの異なる構造群が記載
されている。これらは、一つの点を除いては同一である。一つの相違点は、水が
システムに入る部分にある。構造２は、構造１４及び１５と異なる。

【００１５】 水が河川へ排出されることが予定される場合、構造４は比較的中程度の寸法と
する必要がある。その目的は、河川に排出される水が魚類生物に有害でないこと
を証明することにある。しかしながら、もし水が飲用される場合は、それを、よ
り大きな程度で、太陽、大気及び一般的には河川の動物相及び植物相に接触させ
るようにする必要がある。

【００１６】 植生、例えば葦の群等は、水が植生に接触した後に水の品質を促進することが
できることは公知である。

【００１７】 残念ながら、このような知識は水の浄化装置の構造にあまり影響していなかっ
た。対照的に、提案されるシステムは、継続的に、多量の植生を収穫し、窒素性
及びリン酸性の植物栄養が装置に入ると、直ちに植生はシステムから除かれる。

【００１８】 雨が地面に落ち、海への経路を見出し、蒸気に変換され、雲となり、再び雨と
なる循環があるように、植物栄養の循環がある。植生は栄養、水及び二酸化炭素
を吸収する。草食性の動物は植生を食べ、肉に変換する。以前は植物性の栄養で
あったものを、水及び大気性の酸素と共に、ヒト等の肉食性の動物は、身体に導
入する。ヒトの身体由来の使用済みの水が、同様にもともと植物栄養であったも
のの組み合わせを含むことは驚くに値しない。

【００１９】 循環を完結するために、我々は植物栄養を最良の方法で除く方法を適用しなけ
ればならない。最良の方法は勿論、そのような作業をする植物を植えることであ
る。対照的に、我々は、現状では、そのような植物栄養を除くために物理化学的
方法を適用しており、それが高コストであることは驚くに値しない。提案される
水の浄化方法では、植物にその作業をさせる。我々が卵を生産しようとする場合
に、高価な製造研究室を建造して卵を合成的に生産すべきであろうか、それとも
鶏にその作業をさせるべきであろうか。本願の方法では、コミュニティーを、水
浄化の高価な方法の負担から解放することが提案される。

【００２０】 本願で提案される方法では、これまでに述べられていないことで、収入を得る
。灌漑を行う農夫が無料の潅水と彼の作物のための無料の肥沃化を提供されたら
、彼は以前より富むことになる。同様に、提案される浄化システムを所有する者
は経済的に繁栄する。

【００２１】 構造２には、４つのコンパートメントがある。

【００２２】 不純物はそこで、微生物により消費され、その結果不純物の量は、コンパート
メントからコンパートメントへと減少し、同時に微生物が倍増する。コンパート
メントの数は、４未満又は４を超える数とすることができる。これは、設計者の
判断に任せられる。

【００２３】 構造４は、他の構造と同程度とすることができ、又は沼又は湖とし、地元居住
者の娯楽を提供することができる。後者は、飲用水が産生される場合において有
益である。このことは、市街からの下水が、下水が何キロメートルにもわたり河
川を流れると、新しい不純物が水に添加されることなしに、河川により浄化され
ることができることに着目すれば明らかである。提案される生物学的浄化方法で
は、河川と同じ作業が行われるが、作業はより短い距離で行われる。なぜならば
、そのような短い距離に、多量の生物が集中しているからである。

【００２４】 システム中に生育させる植物の型は殆ど限定されない。平方メートルあたりよ
り多くの物質を産生する植物は、単位面積当たりでより多量の植物栄養を除去す
るので有利である。植物は、他の要素に比べて非常に大きな程度で、窒素及びリ
ンを含む植物栄養を根から吸収する。これらの他の要素は、市街地の下水におい
て常に存在する。生育させるものとして選択された植物は、動物若しくはヒトの
食物とすることができる。地面より高い水準において果物を与え、当該果物が水
と接触せず、従ってヒト又は動物に危険を与えない植物を優先することが好まし
い。

【００２５】 ヒト及び／又は動物への安全性がないと考えられる場合には、砕石の上に格子
を設け、水を隔離することができる。本願の生物学的システムの多くにおいて、
乾燥されたスラッジを、それを生物学的装置から除いた農夫がどのように用いる
かについては、当局の規制は何も無い。

【００２６】 多量の病原性生物を含みうるそのようなスラッジは、例えばヒトにより消費さ
れるニンジン又はビート等と接触しうる。将来の、提案される装置内で生産され
た野菜の試料を生産市場からの同種の野菜の試料と比較する、化学的及び生物学
的分析が、提案される装置からの野菜が、ヒトにとって、現在の生産市場からの
通常の野菜よりも危険であることはないことを示すと期待される。それが、むし
ろより危険性が少ないことが期待される。根が、糞便の大腸菌と接触することは
、後者にとり敵対的である。このことを比較分析を通じて示すことが提案される
。

【００２７】 羊、馬又は牛などの様々な動物からの堆肥は異なるが、それらはいずれも価値
ある天然の肥料である。実験をすることなしに、ヒトの排泄物が価値ある肥料で
ないと推測することができようか。当局、例えば公立の研究所等は、当然、化学
的及び医学的見地から、提案された装置を調査し、既存のものと比較すべきであ
る。提案された装置が、より危険性が低いことを見出すことは、驚くに値せず、
それには２つの理由がある。第1に植物の根は病原に対して敵対的であり、第２
に生産されたコンポストは現状のスラッジ操作に比べてより安全であることが示
される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄化される任意の程度の不純物を含む水を、任意の必要とさ
   れる浄化程度に浄化する、生物学的な浄化装置であって： 第１のセクションであって、そこで水が装置に進入し、入った水が、生きた微
   視的及び肉眼で見える生物と接触し、水に懸濁する含有物であって入ってくる水
   中に存在するか又は水が装置に入って生物と接触した後に産生されるものを、ス
   ラッジとして水から除去することを達成する第１のセクション（２、１５）と 構造（３）様の一連の構造を含み、それぞれが、その水を次の構造に排出する
   よう連結され、構造（３）の形式の各構造は、不活性材料の層であって、その中
   で適切な植物であってその生長に入ってくる水中の含有物を利用する植物が生長
   する層を含み、それにより前記含有物が流れる水から除去される第２のセクショ
   ン（３、４、５）とを順に含み、 構造（３）様の構造の一連の総面積は、入ってくる水の特定の品質に対する、
   排出される水の所望の純度の程度から決定される、浄化装置。
2. 【請求項２】 前記第１のセクション（２、１５）から取り出される前記ス
   ラッジが、コンポストの産生のための生物の反応により生成する高温の発生によ
   り消毒に供されることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 排出される水が天然の湖沼、河川等の天然の水域に排出され
   る際、一連の構造（３）からの流出点と天然水域との間に、構造（４）が挿入さ
   れており、前記構造（４）中には排出される水が天然水域に排出されるのに適切
   であることの証明として魚類が生育されることを特徴とする請求項１又は２記載
   の装置。
4. 【請求項４】 前記第１のセクション（２、１５）が、嫌気性生物の発達及
   び嫌気性反応の発生のための、複数コンパートメントの腐敗槽構造（２）から構
   成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
5. 【請求項５】 前記第１のセクション（２、１５）が、好気性生物の発達及
   び好気性反応の発生のための、傾斜表面（１５）から構成されることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか１項記載の装置。
6. 【請求項６】 前記第１のセクション（２、１５）の流出水部分（８、１１
   ）において、流出する水の一部、好ましくは複数列の入ってきた水が再循環され
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 再循環される前記流出する水の一部が、前記第１のセクショ
   ン（２、１５）から十分距離をおいた上流において、主流入流に入り（１）、悪
   臭を除くことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 前記第２のセクション（３、４、５）内で生育する植物が、
   経済的利益をもたらす植物であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項
   記載の装置。
9. 【請求項９】 飲用水への生産のための請求項１〜８のいずれか１項記載の
   装置。
10. 【請求項１０】 任意の程度の不純物を含む水を、任意の程度の所望の純度
    に浄化する生物学的な浄化方法であって、前記浄化が、請求項１〜９のいずれか
    １項記載の装置により達成されることを特徴とする浄化方法。