JP2003019494A - 植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置 - Google Patents

植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置

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JP2003019494A JP2001208538A JP2001208538A JP2003019494A JP 2003019494 A JP2003019494 A JP 2003019494A JP 2001208538 A JP2001208538 A JP 2001208538A JP 2001208538 A JP2001208538 A JP 2001208538A JP 2003019494 A JP2003019494 A JP 2003019494A
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裕之 高砂
Masayuki Yanagi
雅之 柳
Yoshi Kudo
善 工藤
Toshiki Tanaka
俊樹 田中
Koichi Yamura
幸一 八村
Tadaharu Toriyama
忠治 通山
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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】活着率が高く、高い浄化効率を安定的に維持で
きる植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置を提供する。 【解決手段】植栽基盤10となる細粒土15を植物16の根系
17が貫通可能な孔13が穿たれた底壁12上に該孔13より大
きな中粒土14を介して載置し、植栽基盤10を水面４に底
壁12を浸水させて支持し、孔13から水中に生長させた植
物16の根系17に水中汚濁物質を吸着・吸収させる。好ま
しくは、植栽基盤10の下方の水中に浄化用接触濾床６を
配置し、植栽基盤10から水中に生長させた植物16の根系
17を濾床６に絡み付かせる。更に好ましくは、浄化用接
触濾床６を溝状水路２内の水中に水路長さ方向と交差さ
せて設け、植栽基盤10を前記濾床６上の水面４に水路全
幅に亘り設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は植栽基盤利用の水質
浄化方法及び装置に関し、とくに水面に支持した植栽基
盤から水中に生長させた植物の根系に水中汚濁物質を吸
着・吸収させる水質浄化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水道や農業集落排水、合併浄化槽等か
らの二次処理水、生活排水が流入する河川や湖沼等の水
域を浄化する技術として、植物を利用した水質浄化が注
目されている。植物を利用した水質浄化は、水質汚濁の
原因となる窒素やリン等の栄養塩類の浄化が期待でき、
更に水中の植物体表面に付着した微生物群が有機物の分
解や栄養塩類の除去に重要な役割を果たしていることが
知られている（尾崎保夫、阿部薫「用水と排水」Vol.3
5、No.9、p5）。また、設備建設費や維持管理費が安
く、運転管理が容易で省エネルギー的な処理技術である
といえる。
【０００３】従来の植物を利用した水質浄化は、ホテイ
アオイやヨシ等の水生植物・抽水植物を中心に開発が進
められており、フロート等を用いて植物体を被処理水の
水面に支持して被処理水を浄化する方法等が提案されて
いる。この方法は、植物体の根系に微生物を付着させ、
根系と微生物との相乗効果により水質を浄化するもので
ある。
【０００４】また、ホテイアオイ等の水生植物は利用価
値が低いことから、特公平3-046200号は、イネ、サトイ
モ等の有用植物を用いて水質を浄化する方法を提案して
いる。この方法は、図８に示すように、幅と深さと緩や
かな傾斜とを有する水路２に有用植物の株28を支持・固
定することなく置き、植物の根17の実質的部分が水面４
の下にあり且つ水路底５まで完全に達するような水深と
し、しかも植物の株28が流されない程度の流速で水路２
に河川・湖沼水や栄養塩に富む排水を流し、これによっ
て有価植物を栽培すると同時に河川・湖沼水や排水を浄
化するものである。被処理水の流水１を前述した水深及
び流速とすることにより、植物の根17に絶えず水を流通
させると共に、プランクトンや糞の分解物29を植物の根
17に効果的に吸収させる。
【０００５】更に特開昭61-082898号公報は、濾材と植
物を組み合わせることで、水生植物に限らず陸生植物を
も水質浄化に利用する技術を提案している。この方法
は、図９に示すように、粘土鉱物及び／若しくは細砂
が充填された濾床35に有用植物36を植え込んでバイオジ
オフィルタ31を調製すること、バイオジオフィルタ31
に窒素、リン、及び／若しくはその他の無機成分を主成
分とする汚濁成分を含む被処理水37を導くこと、有用
植物36に被処理水37及び／若しくは濾床35に吸着された
主として窒素及びリンを吸収させて有用植物36を成育さ
せること、及びバイオジオフィルタ31から処理水を回
収することを包含するものである。同図において、供給
路から培養槽32に供給された被処理水37は濾床35を通
り、培養槽32の底部の多孔板34を介して集水渠33に入
り、排水口38から外部へ処理水として排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフロー
トで植物を支持する水質浄化方法や水上緑化方法で
は、、植栽当初に水面上で植物を根付かせて生長させる
（以下、「活着させる」ということがある。）際に、風
当たり等の環境条件や植物の種類によっては活着率が低
い問題点がある。また、この方法では客土厚を調整する
ことで陸生植物の利用も可能であるが、湖沼や池沼等は
一般に植物の根の伸張深さに対して水深が深いため、水
質浄化効率は低いのが現状である。
【０００７】前記植物の根を水底に接触させる方法は、
水生植物の利用が前提であり、この方法で陸生植物を活
着させることは困難である。また、被処理水を浅い水路
又は水槽に導いて浄化する必要があるので、広い水平面
積の浄化施設を必要とする問題点がある。
【０００８】他方、前記バイオジオフィルタを用いる浄
化方法は、陸生植物を含む幅広い植物が利用できる利点
はあるが、被処理水中の懸濁物質の濃度（汚濁負荷）が
高い場合に目詰まりが発生し易く、定期的に濾材中に堆
積した汚泥の引抜き等を行わなければ安定した運転が維
持できないという問題点がある。
【０００９】そこで本発明の目的は、活着率が高い植栽
基盤利用の水質浄化方法及び装置を提供することにあ
る。また本発明の他の目的は、高い浄化効率を安定的に
維持できる植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１の実施例を参照する
に、本発明の植栽基盤利用の水質浄化方法は、植栽基盤
10となる細粒土15を植物16の根系17が貫通可能な孔13が
穿たれた底壁12上に該孔13より大きな粒度の土14を介し
て載置し、植栽基盤10を水面４に底壁12を浸水させて支
持し、孔13から水中に生長させた植物16の根系17に水中
汚濁物質を吸着・吸収させてなるものである。
【００１１】好ましくは、植栽基盤10の下方の水中に浄
化用接触濾床６を配置し、植栽基盤10から水中に生長さ
せた植物16の根系17を濾床６に絡み付かせる。更に好ま
しくは、浄化用接触濾床６を溝状水路２内の水中に水路
長さ方向と交差させて設け、植栽基盤10を前記濾床６上
の水面４に水路全幅に亘り設ける。
【００１２】また、図１を参照するに、本発明の植栽基
盤利用の水質浄化装置は、植物16の根系17が生長可能な
貫通孔13が穿たれた底壁12上に該孔13より大きな粒度の
土14を介して細粒土15を載置して形成した植栽基盤10、
及び植栽基盤10を水面４に底壁12を浸水させて支持する
支持手段18（図２参照）を備え、植栽基盤10から水中に
生長させた植物16の根系17に水中汚濁物質を吸着・吸収
させてなるものである。
【００１３】好ましくは、植栽基盤10の下方の水中に固
定した浄化用接触濾床６を設け、植栽基盤10から水中に
生長させた植物16の根系17を濾床６に絡み付かせる。更
に好ましくは、植栽基盤10を溝状水路２の全幅に亘る幅
と貫通孔13が穿たれた底壁12とを有するカセット容器11
内に載置し、支持手段18にカセット容器11の底壁12と水
路水面４との間の相対位置の調節手段（図示せず）を含
める。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、河川や被処理水を導いた
溝状の水路２に本発明を適用した実施例を示す。以下、
同図を参照して本発明を説明するが、本発明は水路２へ
の適用に限定されるものではなく、例えば湖沼や水槽内
に本発明の水質浄化装置を設置して被処理水を浄化する
ことも可能である。水路や水槽の深さや形状は、浄化対
象の被処理水や施設的な条件により定めることができ
る。
【００１５】本発明で用いる植栽基盤10は、植物16の初
期生育に必要な細粒土15を有する。細粒土15として通常
の自然土壌や培養土を使用できるが、パーライトやバー
ミキュライト、ゼオライト等の人工土壌資材を植栽基盤
として使用することも可能である。細粒土15は、植栽基
盤10上での植物16の根量を増やして植栽初期の活着率を
向上させるために有効である。また、植栽基盤10だけを
脱着可能なカセット式にしておけば、あらかじめ植物16
が活着しある程度生育した植栽基盤10を用いることで、
安定した植物機能の利用を図ることができる。
【００１６】植栽基盤10の底壁12には、植物16の生長し
た根系17が伸出可能な貫通孔13を設ける。貫通孔13の大
きさは、底壁12を浸水させたときに植栽基盤10の土壌が
過剰に通過し漏れることなく、かつ、植物16の根系17が
通過できる程度の口径とする。底壁12の浸水時に貫通孔
13からの細粒土15の漏出を最小限に抑えるため、細粒土
15は、貫通孔13より大きな粒度の土（以下、中粒土とい
うことがある。）14を介して底壁12上に載置する。例え
ば、貫通孔13より大きな人工用土を中粒土14として用い
ることができる。中粒土14としてはパーライト等の人工
資材のほか天然軽石等も利用可能である。
【００１７】植栽基盤10は、支持手段18（図２参照）に
より、底壁12を浸水させて水面４に支持する。植栽基盤
10をどの程度水面下に沈めるかは、使用する植物16の種
類や特性によって異なるため、調整可能とすることが好
ましい。例えば、植栽基盤10に水生植物のように十分湿
った土壌条件を好む植物16が植栽されている場合は基盤
10を深めに水中に沈め、一般的な陸生の草花等が植栽さ
れている場合は浅めとする。植栽基盤10の底壁12と水路
水面４との間の相対位置は、例えば支持手段18により調
節する。
【００１８】植栽基盤10の底壁12の浸水時においても、
植栽基盤10内の細粒土15は中粒土14を介して底壁12上に
載置されているので、底壁12の貫通孔13からの細粒土15
の漏出は最小限に抑えることができる。細粒土15を浸水
させても中粒土14の層により細粒土15の漏出が防げるの
で、植物16の種類や特性に適した浸水深さを選択でき
る。他方、細粒土15中で伸びる植物16の根系17は、中粒
土14の隙間を介して貫通孔13に到達し、水中に生長する
ことができる。
【００１９】［実験例１］本発明者は、植栽基盤10とし
て、図２に示すような網目大きさ４〜６mmの網状構造の
底壁12を有する園芸用植物栽培トレイ等の底に、その網
目より大きな人工用土等の中粒土14を詰め、その上に通
常の自然土壌・培養土等の細粒土15を載置したものを用
い、本発明の効果を確認する実験を行った。支持手段18
として水路２の両側壁３、３の上端に係止する金具を園
芸トレイに取り付け、この金具により植栽基盤10を水面
上に支持した。中粒土14として粒径が５〜10ｍｍ程度の
黒曜石パーライトを使用し、細粒土15としてバーミキュ
ライト、ピートモス、パーライト等の混合培養土を使用
した。また植物16として、ミント、ナデシコ、ガザニア
等の何れも植え替えが不要な宿根性植物を植栽した。被
処理水は、水耕栽培用の液肥の所定量と水道水の所定量
とを液肥混入器により混合した人工汚水を用いた。
【００２０】トレイ両端の支持手段18により、中粒土14
の頂面が浸水しない浸水深さで植栽基盤10を水面上に４
月から９月までの半年間支持したところ、細粒土15上で
植物16を活着させ、また図４に示すように植物16の根系
17を底壁12から水中に生長させ、人工汚水により植物16
を順調に成育させることができた。本実験の結果から、
細粒土15を用いることで植栽基盤10を水面上に支持した
場合でも植物16を確実に活着させることができ、植物16
の根系17が植栽基盤10から水中に生長した後は水中の汚
濁物質によって植物16の生長が安定することが確認でき
た。
【００２１】すなわち、本発明によれば、水面上への植
物16の活着率を高め、植物16の根系17による水浄化を長
期間安定的に維持できる。また、水生植物だけでなく陸
生植物を水面上に活着させることができるので、例えば
根量が多い陸生植物の植栽により浄化効率の向上を図る
ことができる。こうして本発明の目的である「活着率が
高い植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置」の提供が達
成できる。
【００２２】
【実施例】本発明は、水面４に支持した植栽基盤10のみ
による水質浄化が可能である。しかし、植栽基盤10のみ
では水との接触面積が小さく、また垂直方向への根系17
の生長にも限界がある。図１の実施例では、植栽基盤10
による水質浄化と浄化用接触濾床６の接触酸化法による
水質浄化とを垂直方向に組み合わせ、根系17と濾床６と
の相乗効果により被処理水の浄化の効率化を図ってい
る。
【００２３】接触濾床６の一例は、複数の紐状接触材７
を流水１と交差させて設けたものである。紐状接触材７
の一例は、図７に示すように、多数の天然繊維又は合成
樹脂製の輪状体を各輪状体の輪の面と交差する方向に重
ね合わせて弾性的に結合して紐状としたものである。紐
状接触材７は微生物が付着し易いので生物膜の形成が容
易であり、微生物が高密度で付着できるので生物膜によ
る有機物や懸濁物質の捕捉力が高く、しかも空隙が多く
て目詰まりの心配がないのでメンテナンスが比較的容易
であるという特徴がある。
【００２４】図示例では、水路２内を通る流水１中に複
数の紐状接触材７を固定して浄化用接触濾床６を設置し
ている。例えば図１では、流水１の流れ方向と平行に所
定間隔で並べた複数の紐状接触材７の各々を、水路２の
水面４の近傍と水底５との間で波形に折り曲げながら固
定することにより接触濾床６を形成している。紐状接触
材７は、水路の側壁３に直接下垂又は支持するか、又は
既存の水路２の場合は架台等を設置して固定する。図示
例の濾床６は、複数の紐状接触材７を波形に折り曲げて
水路側壁３へ固定するだけで水中に配設することができ
るので装着が比較的簡単であり、同様な理由から取外し
も比較的簡単である特徴を有する。
【００２５】ただし、紐状接触材７による濾床６の形成
方法は図１の例に限定されない。例えば図２に示すよう
に、流水１と交差する方向の紐状接触材７を水路２の水
面４と水底５との間で波型に折り曲げながら固定して接
触材７の面を形成し、流水１と交差する接触材７の面を
流水１の水路長さ方向に沿って複数設けて接触濾床６と
することができる。また図３に示すように、紐状接触材
７に替えて、適当な接触材７が充填された網籠状架台19
を流水１中に設置して接触濾床６としてもよい。この場
合は、網籠状架台19の網目の大きさを接触材７の漏出が
防止でき且つ植物16の根系17が伸入可能な大きさとす
る。また、水底に支持した網籠状架台19の頂壁を植栽基
盤10の支持手段18とすることができる。
【００２６】図１のように植栽基盤10を接触濾床６の上
方に支持することにより、生長により植栽基盤10の底部
から流水１中に伸出した植物16の根系17を濾床６に接触
又は絡み付かせることができる。接触濾床６は、流水１
中の有機物や懸濁物質等の汚濁物質を高効率で捕捉し、
捕捉した有機物を生物膜により分解する。また、流水１
中に生長した根系17は、流水１中の窒素やリン等の汚濁
物質を吸着・吸収すると共に、根系17にも微生物膜が形
成されることにより付着した有機物を分解する。すなわ
ち、根系17による窒素・リン等の汚濁物質の吸着・吸収
と濾床６による有機性汚濁物質の付着・分解との相乗効
果による被処理水の効率的浄化が図れる。
【００２７】更に、根系17と濾床６との絡み付きによ
り、根系17の発達の促進が期待できる。また、濾床６に
捕捉された窒素・リン等の汚濁物質を植物16の根系17で
吸収・除去することも期待できる。濾床６に捕捉された
窒素・リン等の汚濁物質は、接触酸化処理と嫌気処理と
を繰り返す等の特別な処理工程を経ない限り、濾床６の
生物膜による分解は難しいと考えられている。本発明に
よれば、濾床６と根系17とを絡み付かせることにより、
濾床６及び根系17に捕捉された流水１中の汚濁物質を、
接触濾床６上の生物膜と植物16の根系17との共同作業で
分解・吸収することが期待できる。
【００２８】［実験例２］実験例１で用いた被処理水
を、図２に示すような幅60cm、深さ60cm、長さ20mの実
験用の溝状水路２に導き、植栽基盤10と浄化用接触濾床
６との組合わせによる水質浄化の実証試験を行った。水
路２の両側壁３、３に塩化ビニル製の架台20を設置し、
その架台20にリングレース（登録商標）と呼ばれる紐状
接触材７を図示例のように波形に取り付け、接触濾床６
を流水１中に固定した。濾床６の上方の水面４に、実験
例１で用いた植栽基盤10を支持手段18により底壁12を浸
水させて支持した。
【００２９】図４に示すように植物16の根系17が濾床６
と接触するまで生長したのち、４月から９月までの半年
間、流入水と流出水の水質を分析した。その結果、６ヶ
月間の平均で、流入水の硝酸態窒素濃度が12.2mg・
L-1、リン酸態リン濃度が2.8mg・L-1であったのに対
し、流出水は硝酸態窒素濃度は7.4mg・L-1、リン酸態リ
ン濃度が0.5mg・L-1であった。従来の紐状接触材７のみ
を設置した水路では流入水と流出水の窒素及びリン酸の
濃度がほとんど同じであったのに対し、本実験では植物
16の根系17の吸収により人工汚水中の窒素及びリン酸が
浄化されている。
【００３０】以上の実験によって、本発明では接触濾床
６と植物16の根系17との相乗効果により、被処理水を高
効率で浄化できることが確認できた。また本発明は、接
触濾床６と植栽基盤10とを垂直方向に配置するので、両
者を水平的に組合わせた場合に比し、浄化施設の面積を
格段に小さくできる。しかも、接触濾床６は目詰まりの
心配がないのでメンテナンスが容易であり、浄化効率を
長期間安定して維持することができる。
【００３１】図１及び２の実施例において、水路２の内
面を多孔質（ポーラス状）とすれば、水路２の内面にも
生物膜を積極的に形成して流水１の汚濁物質を捕捉・分
解させることにより、流水１の浄化の更なる効率化が期
待できる。この場合、植栽基盤10から流水１中に生長さ
せた植物16の根系17を水路内面に接触させ、根系17に流
水１中の汚濁物質と水路内面に付着した汚濁物質とを吸
収させることにより、上述した接触濾床６と根系17との
絡み付きによる相乗効果と同様の効果を得ることも期待
できる。
【００３２】また、接触濾床６を天然椰子製の網状体や
生分解性の不織布マット等の生物処理可能材料製とすれ
ば、水質浄化後の濾床６を絡み付いた植物16の根系17と
共に植栽基盤10から分離し、分離した濾床６を根系17と
共に生物処理することができる。例えば、水質浄化後の
濾床６と根系17とをコンポスト化し、有価資源としてリ
サイクルする。
【００３３】更に、植栽基盤10を水路２への脱着が容易
なカセット容器11内に載置すれば、植栽基盤10のメンテ
ナンスの容易化が図れる。図２の例では、流水１が通る
水路２の全幅に亘る幅と貫通孔13が穿たれた底壁12とを
有するカセット容器11内に、貫通孔13より大きな中粒土
14を介して植栽基盤10を載置している。カセット容器11
の水路側壁３と対向する側縁に支持手段18として係止部
材を取り付け、係止部材をそれぞれ対向する側壁３上へ
係止することによりカセット容器11を水面４に着脱容易
に支持する。また、図示例の支持手段18はカセット容器
11の側縁の水路側壁３に対する係止高さの調節手段を有
し、カセット容器11に植栽する植物16の種類や特性に応
じて、支持手段18によりカセット容器11の底壁12と水面
４との間の相対位置を調節することができる。
【００３４】図示例のカセット容器11に載置した植栽基
盤（以下、カセット形植栽基盤ということがある。）10
は、例えば水路２に沿って複数個を隣接させて支持する
ことにより、水路２の水面４を水路長さ方向に沿って覆
う植栽基盤10とすることができる。この場合は、接触濾
床６に付着した生物膜に酸素を供給するため、植栽基盤
10で覆われた水路２の流水１中に空気や酸素を送る送気
装置８を設けることが好ましい。図示例の送気装置８は
散気管９と空気ポンプ（図示せず）を有し、ポンプによ
り散気管９を介して流水１中に送気する。空気送入で水
が攪拌されることにより、水中の汚濁物質と微生物膜と
の接触機会が増え、微生物の活性及び水質浄化の効率を
向上すると共に、植物の根の健全な生育を促すことがで
きる。
【００３５】更に、接触濾床６を下端が自由移動可能な
ものとすることにより、メンテナンスの更なる容易化を
図ることができる。この場合は接触濾床６に、図５及び
６に示すように、平行な複数の紐状接触材７へ直角に所
定間隔で固定した複数の棹21と、紐状接触材７と平行に
棹21へ固定した複数の屈曲可能な高靭性補強帯23と、各
棹21の両端を水路２の幅方向に渡して係止する係止手段
24と、隣接する棹21の中間部位で紐状接触材７と補強帯
23とに固定した重錘棒25とを設ける。使用に際し、水路
２の側壁又は水路２に設けた架台20に棹21を係止し、重
錘棒25と紐状接触材７と補強帯23とを自重により垂下さ
せる。紐状接触材７は本来屈曲自在であり、補強帯23も
屈曲可能な部材であるから、重錘棒25が水中で下降を続
けるとやがて隣接棹21の間で補強帯23は長さ一杯に延
び、そして重錘棒25を頂点とするＶ字形となった位置で
濾材６の下向き展開が終り、同図に示すような波形の接
触濾床６が形成できる。
【００３６】棹21は、例えば水路２の対向側面３の水面
近傍に同一高さで対向させて取付けたアングル部材から
なる架台20に係止する。架台20の支持を補強するため、
必要に応じて取付けブラケット27（図６参照）を側面３
に固定してもよい。係止手段24の一例は、架台20に穿っ
た棹21の端部より大きな径の孔である。補強帯23は、重
錘棒25の垂下を可能にする屈曲容易性と最下点到達後は
流水等の外力があっても重錘棒25の位置を移動させない
高い靭性とを併有する必要があり、その材料の例はテト
ロン布、ポリプロピレンテープ、ナイロン布等である。
好ましくは、補強帯23を棹21の両端に設け、重錘棒25の
位置の安定化を図る。重錘棒25は、水中で紐状接触材７
と補強帯23との垂下を誘導するように機能するものであ
れば足り、製作及び取り扱いの便宜のために棹21と同一
の部材としてもよい。紐状接触材７と補強帯23とを棹21
及び重錘棒25に固定するため、断面弧状の抑えカセット
22を用いることができる。
【００３７】図５及び６から理解できるように、補強帯
23が高い靭性を有するので、接触濾床６の展開時の波形
は流水１に抗して維持される。また、補強帯23により棹
21から吊下げられた重錘棒25は一定範囲内で前後左右に
移動可能であり、また濾床６の機能を損うことなく紐状
接触材７及び重錘棒25を上向きに押上げることも可能で
ある。即ち、図示例の接触濾床６は上部のみ固定で下部
はフリーであり、濾床６の取付け及び取外しが極めて容
易である。
【００３８】以上、水質浄化方法及び装置について説明
したが、本発明を水域及び陸域における水質浄化式緑化
方法及び装置として利用することも可能である。すなわ
ち、植栽基盤10となる細粒土15を植物16の根系17が貫通
可能な孔13が穿たれた底壁12上に該孔13より大きな中粒
土14を介して載置し、植栽基盤10を緑化対象水域又は陸
域の水面４に底壁12を浸水させて支持し、植栽基盤10上
の植物16を貫通孔13から水中に生長させた根系17に水中
汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させる。ま
た、植栽基盤10の下方の水中に浄化用接触濾床６を配置
し、植栽基盤10から水中に生長させた植物16の根系17を
濾床６に絡み付かせることにより、根系17の発達の促進
が期待できる。
【００３９】また本発明は、緑化方法及び装置としてだ
けでなく、水質浄化式の有用植物栽培方法及び装置とし
て利用することが可能である。例えば精油の原料とな
るミントや食材・ポプリとして利用されているバジル・
ローズマリー等のハーブ類、カラー等の観賞用切り
花、ソルガム・セスバニア等の飼料用作物、ケナフ
・パピルス等の非木質パルプ資源作物などの有用植物の
栽培に本発明の適用が考えられる。本発明によれば、下
水道や農業集落排水、合併浄化槽等からの二次処理水等
の排水を利用して、これらの有用植物が栽培できる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の植栽基盤
利用の水質浄化方法及び装置は、植物の根系が貫通可能
な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな中粒土を介して
細粒土を載置した植栽基盤を水面に底壁を浸水させて支
持し、前記孔から水中に生長させた植物の根系に水中汚
濁物質を吸着・吸収させるので、次の顕著な効果を奏す
る。
【００４１】（イ）植物を水面上へ活着させ、水域の富
栄養化や汚濁の原因となる窒素やリンを含む生活雑排水
や工業・農業排水、湧水等を長期間安定的に浄化するこ
とができる。 （ロ）植栽基盤の下方の水中に接触濾床を配置すれば、
植物の根系と接触濾床との相乗効果による被処理水の高
効率浄化が期待できる。 （ハ）流水の水路内面を多孔質とすれば、水路内面に形
成された生物膜と根系との相乗効果による水質浄化の更
なる効率化も期待できる。 （ニ）生物処理可能材料製の接触濾床を用いることによ
り、水質浄化後の濾床を絡み付いた根系と共にコンポス
ト化処理することができる。
【００４２】（ホ）植栽基盤と接触濾床とを垂直的に組
合わせることができ、両者を水平的に組合わせた場合に
比し、格段に小さい面積で水質の高度浄化が達成でき
る。 （ヘ）植栽基盤を水路に脱着可能なカセット形植栽基盤
とすることができ、植栽基盤のメンテナンスの容易化を
図ることができる。 （ト）下端が自由移動可能な接触濾床とカセット形植栽
基盤とを組合わせることにより、メンテナンスが極めて
容易な水質浄化装置とすることができる。 （チ）水生植物だけでなく陸生植物を植栽できるので、
利用価値の高い陸生植物等を用いることにより、付加価
値を高めることができる。
【００４３】（リ）植え替えが不要な宿根草等を植栽す
ることにより、植栽基盤のメンテナンスの一層の容易化
を図ることができる。 （ヌ）植物による水域の景観の向上が期待でき、ミント
等ハーブ類を利用することで香りを楽しめる等のアメニ
ティ性の向上も期待できる。 （ル）親水公園、農村公園、教育福祉等との施設と一体
化を図り、環境啓蒙や環境教育の点からも付加価値の高
い浄化施設の構築に貢献できる。 （ヲ）下水道や農業集落排水等の排水を利用した有用植
物の栽培への利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の一実施例の斜視図である。
【図２】は、本発明の他の実験例の断面図である。
【図３】は、本発明の更に他の実験例の断面図である。
【図４】は、本発明で用いる植栽基盤の一例を示す写真
である。
【図５】は、本発明で用いる浄化用接触濾床の一例の斜
視図である。
【図６】は、図５の実施例の側面を接触濾床の内側から
見た図である。
【図７】は、本発明で用いる紐状接触材の一例の説明図
である。
【図８】は、従来の植物利用の水質浄化方法の一例の説
明図である。
【図９】は、従来の植物利用の水質浄化方法の他の一例
の説明図である。
【符号の説明】
１…流水 ２…水路 ３…水路側壁 ４…水面 ５…水路底面 ６…浄化用接触濾床 ７…紐状接触材 ８…送気装置 ９…散気管 10…植栽基盤 11…カセット容器 12…底壁 13…貫通孔 14…中粒土 15…細粒土 16…植物 17…根系 18…支持手段 19…網籠状架台 20…架台 21…棹 22…抑えカセット 23…補強帯 24…係止手段 25…重錘棒 27…取り付けブラケット 28…有用植物の株 29…プランクトンや糞の分解物 31…バイオジオフィルタ 32…培養槽 33…集水渠 34…多孔板 35…濾床 36…有用植物 37…被処理水 38…排水口
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 3/10 Ａ０１Ｇ 27/00 ５０２Ｅ (72)発明者 工藤 善 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 田中 俊樹 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 八村 幸一 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 通山 忠治 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 Ｆターム(参考） 2B022 AB04 AB20 2B027 ND01 ND15 NE10 QA05 QB03 4D003 AA01 AA08 AB02 BA07 EA14 EA17 EA19 EA30 4D040 CC01 CC02 CC05 CC07

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】植栽基盤となる細粒土を植物の根系が貫通
    可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を
    介して載置し、前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水さ
    せて支持し、前記孔から水中に生長させた植物の根系に
    水中汚濁物質を吸着・吸収させてなる植栽基盤利用の水
    質浄化方法。
  2. 【請求項２】請求項１の浄化方法において、前記植栽基
    盤の下方の水中に浄化用接触濾床を配置し、前記植栽基
    盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付
    かせてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。
  3. 【請求項３】請求項２の浄化方法において、前記接触濾
    床を複数の紐状接触材により形成してなる植栽基盤利用
    の水質浄化方法。
  4. 【請求項４】請求項３の浄化方法において、前記紐状接
    触材を、多数の天然繊維又は合成樹脂製の輪状体を各輪
    状体の輪の面と交差する方向に重ね合わせて弾性的に結
    合したものとしてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。
  5. 【請求項５】請求項２から４の何れかの浄化方法におい
    て、前記浄化用接触濾床を水路内の水中に水路長さ方向
    と交差させて設け、前記植栽基盤を前記濾床上の水面に
    水路全幅に亘り設けてなる植栽基盤利用の水質浄化方
    法。
  6. 【請求項６】請求項５の浄化方法において、前記植栽基
    盤で覆われた水路の水中に送気してなる植栽基盤利用の
    水質浄化方法。
  7. 【請求項７】請求項５又は６の浄化方法において、前記
    濾床に臨む水路内面を多孔質としてなる植栽基盤利用の
    水質浄化方法。
  8. 【請求項８】請求項２から７の何れかの浄化方法におい
    て、前記接触濾床を生物処理可能材料製とし、水質浄化
    後の前記濾床を該濾床に絡み付いた植物の根系と共に前
    記植栽基盤から分離して生物処理してなる植栽基盤利用
    の水質浄化方法。
  9. 【請求項９】植栽基盤となる細粒土を植物の根系が貫通
    可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を
    介して載置し、前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水さ
    せて支持し、前記植栽基盤上の植物を前記孔から水中に
    生長させた根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させること
    により成育させてなる水質浄化式緑化方法。
  10. 【請求項１０】請求項９の緑化方法において、前記植栽
    基盤の下方の水中に浄化用接触濾床を配置し、前記植栽
    基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み
    付かせてなる水質浄化式緑化方法。
  11. 【請求項１１】植栽基盤となる細粒土を植物の根系が貫
    通可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土
    を介して載置し、前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水
    させて支持し、前記植栽基盤上の植物を前記孔から水中
    に生長させた根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させるこ
    とにより成育させてなる植物培養方法。
  12. 【請求項１２】請求項１１の培養方法において、前記植
    栽基盤の下方の水中に浄化用接触濾床を配置し、前記植
    栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡
    み付かせてなる植物培養方法。
  13. 【請求項１３】植物の根系が生長可能な貫通孔が穿たれ
    た底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して細粒土を載
    置して形成した植栽基盤、及び前記植栽基盤を水面に前
    記底壁を浸水させて支持する支持手段を備え、前記植栽
    基盤から水中に生長させた植物の根系に水中汚濁物質を
    吸着・吸収させてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。
  14. 【請求項１４】請求項１３の浄化装置において、前記植
    栽基盤の下方の水中に配置した浄化用接触濾床を設け、
    前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾
    床に絡み付かせてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。
  15. 【請求項１５】請求項１４の浄化装置において、前記接
    触濾床を複数の紐状接触材により形成してなる植栽基盤
    利用の水質浄化装置。
  16. 【請求項１６】請求項１５の浄化装置において、前記紐
    状接触材を、多数の天然繊維又は合成樹脂製の輪状体を
    各輪状体の輪の面と交差する方向に重ね合わせて弾性的
    に結合したものとしてなる植栽基盤利用の水質浄化装
    置。
  17. 【請求項１７】請求項１５又は１６の浄化装置におい
    て、前記浄化用濾床に、平行な複数の紐状接触材へ所定
    間隔で固定した複数の棹、前記紐状接触材と平行に前記
    棹へ固定した複数の屈曲可能な高靭性補強帯、前記各棹
    の両端を水路の幅方向に渡して係止する係止手段、及び
    隣接する前記棹の中間部位で前記紐状接触材と補強帯と
    に固定した重錘棒を含め、前記棹を係止した時に前記重
    錘棒と紐状接触材と補強帯とを自重により垂下させて接
    触濾床を形成してなる植栽基盤利用の水質浄化装置。
  18. 【請求項１８】請求項１４から１７の何れかの浄化装置
    において、前記接触濾床を生物分解可能材料製としてな
    る植栽基盤利用の水質浄化装置。
  19. 【請求項１９】請求項１３から１８の何れかの浄化装置
    において、前記植栽基盤を水路の全幅に亘る幅と前記貫
    通孔が穿たれた底壁とを有するカセット容器内に載置
    し、前記支持手段に前記カセット容器底壁と水面との間
    の相対位置の調節手段を含めてなる植栽基盤利用の水質
    浄化装置。
  20. 【請求項２０】請求項１９の浄化装置において、前記植
    栽基盤で覆われた水路の水中に送気装置を設けてなる植
    栽基盤利用の水質浄化装置。
  21. 【請求項２１】植物の根系が生長可能な貫通孔が穿たれ
    た底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して細粒土を載
    置して形成した植栽基盤、及び前記植栽基盤を水面に前
    記底壁を浸水させて支持する支持手段を備え、前記植栽
    基盤上の植物を前記孔から水中に生長させた根系に水中
    汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させてなる
    水質浄化式緑化装置。
  22. 【請求項２２】請求項２１の緑化装置において、前記植
    栽基盤の下方の水中に配置した浄化用接触濾床を設け、
    前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾
    床に絡み付かせてなる水質浄化式緑化装置。
  23. 【請求項２３】植物の根系が生長可能な貫通孔が穿たれ
    た底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して細粒土を載
    置して形成した植栽基盤、及び前記植栽基盤を水面に前
    記底壁を浸水させて支持する支持手段を備え、前記植栽
    基盤上の植物を前記孔から水中に生長させた根系に水中
    汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させてなる
    植物栽培装置。
  24. 【請求項２４】請求項２３の栽培装置において、前記植
    栽基盤の下方の水中に配置した浄化用接触濾床を設け、
    前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾
    床に絡み付かせてなる植物栽培装置。
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