JP2748752B2 - 排水の浄化処理構造 - Google Patents

排水の浄化処理構造

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JP2748752B2 JP3299497A JP29949791A JP2748752B2 JP 2748752 B2 JP2748752 B2 JP 2748752B2 JP 3299497 A JP3299497 A JP 3299497A JP 29949791 A JP29949791 A JP 29949791A JP 2748752 B2 JP2748752 B2 JP 2748752B2
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排水中のリンや有機成
分ばかりでなく窒素をも除去することができる排水の浄
化処理構造に関する。
【0002】
【従来の技術】近年リゾート地域の開発や都市部の再開
発にともなって、このような地域では各種排水が公共水
域に放流されるケースが多くなっている。このような場
合、排水を受け入れる公共水域としての河川,湖沼等の
水質汚濁、特に富栄養化にともなうアオコ,赤潮等の発
生を防止するため、放流前に排水中の汚濁成分を除去す
ることが不可欠である。
【0003】このような排水中の汚濁成分を除去するた
めの簡易なシステムとして、自然の浄化能力を活用した
土壌浄化法が従来用いられている。これは、土壌中に排
水を通して、土壌中を通過する間に汚濁物質を吸着さ
せ、さらには土壌微生物により汚濁物質を分解させる等
して、排水中の汚濁物質を除去しようとするものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の土壌浄化法にあっては、排水中のリンや有機
成分は除去することができるが、窒素成分は除去するこ
とができないという問題点があった。
【0005】一方、発明者らは、土壌表面に植栽される
植物がその成長過程で窒素成分を吸収することから、従
来の土壌浄化法と組合せることにより、より高度な排水
処理が可能となるとの見通しを得た。
【0006】本発明は前記問題点ならびに知見に基づい
てなされたもので、その目的は、簡易な構成をもって、
リンや有機成分ばかりでなく、窒素成分をも除去するこ
とができる排水の浄化処理構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、土壌中に排水を通水して排水の浄化を図る
排水の浄化処理方法において、前記土壌を表層土と下層
土との二層をもって形成し、該表層土の表面には植物を
植栽するとともに、該表層土と前記下層土との境界付近
おいて、被処理排水を供給するための有孔管を、当該
有孔管の下方部分を覆って土壌中に支持するベッド上に
配設し、かつ前記有孔管を不織布によって覆うとともに
これの両端を前記有孔管の径方向に延在したことを特徴
とする。
【0008】
【作用】以上の構成によれば、表層土と下層土との二層
の境界付近に非処理排水を供給するための通路を配設す
るとともに、前記表層土の表面に植物を植栽したので、
排水中に含まれるリンやその他の有機物質は土壌に吸着
され、あるいは土壌微生物に分解されて除去され、さら
に排水中の窒素成分は表層土表面に植栽された植物の根
を通じて植物に吸収される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。図1は本発明に係る排水の浄化処理構造
試験フローを示す系統図、図2は本発明に係る排水の浄
化処理構造の試験に供するモデル土槽の一部破断側断面
図である。
【0010】図1に示すように、人工下水作成プラント
10で人工的に作成された生活排水(BOD濃度200
ppm)は、嫌気方式と好気方式とを併用する合併浄化
槽20に流入し、前処理として生物処理が施される。そ
して、合併浄化槽20からのオーバーフロー水がポンプ
ピット30に流入し、ポンプピット30内に据え付けら
れた移送ポンプ32によって分配槽40に送られる。分
配槽40では、5ヶ所に設置されたモデル土槽50の各
々に被処理排水が分配供給される。なお、この被処理排
水の性状は、試験期間中を通じて、BOD1〜5pp
m,COD3.1〜4.2ppm,全窒素(T−N)
9.5〜13.7ppm,全リン(T−P)3.4〜
5.3ppmであった。
【0011】前記5ヶ所のモデル土槽50には、浄化作
用を比較するために、それぞれ異なった土壌が形成され
るとともに、その表層土の地表面に異なる種類の緑化植
物が植栽されている。
【0012】前記被処理排水は、それぞれのモデル土槽
50に形成された土壌の表層土と下層土との間に配設さ
れた供給管52を介して土壌中に供給され、浄化処理さ
れた後、モデル土槽50内の最下部に設けられた集水管
54を通じてモデル土槽50から導出され、放流枡70
を経由して放流用のU字溝80へ放流される。
【0013】以上述べた被処理排水の通水経路は、図1
中に矢印を付した太線で示されている。
【0014】次に、モデル土槽50の構成について説明
する。モデル土槽50に用いる土槽としては、気温変化
の影響を受けにくいコンクリート製のボックスカルバー
ト50aを使用した。また、その寸法は、各種植栽植物
の生育状況を観察比較し、かつ被処理排水の均等な供給
状況を確認するための最小規模として、長さ,幅各2m
とし、植栽植物の根が生育する表層土である表層根圏土
壌として30〜40cm、下層土である下層浄化土壌と
して同じく30〜40cmを確保するために、高さ1m
とした。さらに、浄化処理後の処理水を採取する必要か
ら、モデル土槽50は地上に設置した。
【0015】ボックスカルバート50aの内部には、図
2に示すように、その底部側から砕石層68、下層浄化
土壌66、砂層64、表層根圏土壌62の順に層状のモ
デル土壌が形成されている。そして、表層根圏土壌62
と下層浄化土壌66との境界付近には、表層根圏土壌6
2との間に砂層64を介して、被処理排水の供給管52
が埋設されている。
【0016】供給管52は、内部を流通する被処理排水
が、周囲の土壌中に浸透するための透水孔が多数設けら
れた有孔管52aと、有孔管52aを土壌中に安定して
支持するためのベッド52bとから構成されている。ま
た、有孔管52aの周囲には不織布56が捲回され、そ
の両端は有孔管52aの径方向に延在されて、被処理排
水が適度に土壌中に湿潤されるようになっている。
【0017】表層根圏土壌62の地表面には、芝等の緑
化植物60が植栽され、その根60aは表層根圏土壌6
2の内部を下方に向かって生育、伸長している。
【0018】最下部の砕石層68には浄化処理された高
度処理水を集めてモデル土槽50の外部に導出する集水
管54が設けられている。
【0019】次に、本実施例の作用について、1990
年5月〜1990年11月に前記試験設備を使用して実
施した試験の結果を参照して説明する。表1に、各モデ
ル土槽50での緑化植物60,表層根圏土壌62および
下層浄化土壌66の組み合わせをまとめて示す。
【0020】 1.窒素(N)の除去能 試験期間中の5月から7月にかけては、表層根圏土壌の
表面にベントグラスを植栽したNo.1槽が、Nの除去
量が多く、除去率は23〜38%であった。これに対し
て、8月から10月中旬にかけては、表層根圏土壌の表
面にコウライシバを植栽したNo.2槽,No.3槽で
のNの除去量が多く、除去率は23〜33%であった。
また、地表にタマリュウ・シバザクラを植栽したNo.
4槽は、全試験期間を通じて1ppm程度の除去量があ
り、除去率は10%程度であった。一方、地表になにも
植栽されていない裸地のNo.5槽では、全試験期間を
通じてNの除去量が0.6ppmと低く、除去率も5%
程度であった。
【0021】以上の結果から、 (1)Nの除去能は、表層根圏土壌の表面に植栽された
植物の種類に影響される。 (2)芝が植栽されたモデル土槽(No.1〜No.3
槽)では、タマリュウ・シバザクラが植栽されたモデル
土槽(No.4槽)と比較して、Nの除去効果が大き
い。 (3)それぞれの芝の特徴として、ベントグラスは5月
から7月にかけて、コウライシバは8月から10月にか
けてNの除去量が大きい。ということが確認された。 2.リン(P)の除去能 Pの除去能を検討するにあたっては、原水および処理水
ともに、全リン(T−P)中に占めるリン酸リン(PO
4 −P)の比率が95〜98%であったため、原則とし
てPO4 −Pの除去能について検討した。
【0022】No.2槽では、全試験期間を通じてPO
4 −Pはほとんど除去されていた。No.3槽,No.
4槽,No.5槽では、6月から8月にかけてPO4
Pの吸収率は44〜65%であったが、その後除去率が
悪くなり、5〜22%に減少した。No.1槽では、全
試験期間を通じて30〜40%の除去率であった。
【0023】以上のことから、Pの除去能は、リン酸吸
収係数が高い黒ボク土を下層浄化土壌に使用したモデル
土槽で高いことが確認された。 3.シバの生育量と全窒素(T−N)除去量との関係 前記表1に示した緑化植物60のうち、No.1槽〜N
o.3槽のシバについては、ほぼ定期的に刈り込みを行
ない、その生育量を調査した。この結果、シバの刈り込
み収量とT−N除去量との関係から、シバの生育量の増
大とともに、各モデル土槽でのT−Nの除去量が大きく
なっていることが確認された。モデル土槽で除去された
T−Nがすべてシバに吸収されたものと仮定すると、シ
バのT−N含有量の理論値は2.5〜3.3%程度であ
るが、実際に刈り込んだシバのT−N含有量は2.1〜
4.1%であり、前記理論値にほぼ相当する値であっ
た。
【0024】以上のことから、No.1槽〜No.3槽
の各モデル土槽で除去されたT−Nのほとんどは、表層
根圏土壌62の地表面に生育しているシバに吸収された
ことが確認された。
【0025】以上の試験結果に基づいて、本実施例の作
用について述べると、被処理排水は、モデル土槽50の
表層根圏土壌62と下層浄化土壌66との境界付近に埋
設設置された供給管52の有孔管52aの内部を流通
し、有孔管52aに設けられた多数の透水孔を通じて土
壌中に浸透していく。この際、有孔管52aの周囲に
は、透水係数の高い砂層64が形成されているので、被
処理排水は、容易に有孔管52aから外部に滲出するこ
とができる。また、有孔管52aの周囲には不織布56
が捲回され、これが砂層64と下層浄化土壌66との間
に延在されているので、有孔管52aから滲出した被処
理排水は、不織布56に沿って浸透していき、土壌中に
被処理排水を均一に供給することができる。
【0026】表層根圏土壌62の地表面に植栽された緑
化植物60の根60aは、土壌中に浸透してきた被処理
排水を求めて砂層64の付近まで伸長し、被処理排水中
に含有される肥料要素、特に窒素を顕著に吸収するの
で、被処理排水中の全窒素(T−N)が効果的に除去さ
れるとともに、緑化植物60には、水分と肥料とが与え
られる。
【0027】緑化植物60に吸収されなかった被処理排
水は、下層浄化土壌66を透過して、下方に移動してい
く。この過程で、被処理排水中の全リン(T−P)が土
壌に吸着されて除去されるとともに、被処理排水中の有
機物質等の汚濁物質が土壌微生物によって分解されると
いう作用も同時に得られ、簡単な構成で高度の排水処理
を実施できる。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る排水の浄化構造によれば、表層土と下層土との二層の
境界付近に被処理排水を供給するための通路を配設する
とともに、前記表層土の表面に植物を植栽したので、排
水中に含まれるリンやその他の有機物質は土壌に吸着さ
れ、あるいは土壌微生物に分解されて除去され、さらに
排水中の窒素成分は表層土表面に植栽された植物の根を
通じて植物に吸収され、排水中のリンあるいは有機成分
ばかりでなく、窒素成分をも除去することができ、排水
の富栄養化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る排水の浄化処理構造の試験フロー
を示す系統図である。
【図2】本発明に係る排水の浄化処理構造の試験に供す
るモデル土槽の一部破断側断面図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−126996(JP,A) 特開 昭62−171791(JP,A) 特開 昭58−45788(JP,A) 特開 昭53−108662(JP,A) 実開 昭59−154398(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 土壌中に排水を通水して排水の浄化を図
    る排水の浄化処理構造において、 前記土壌を表層土と下層土との二層をもって形成し、 該表層土の表面には植物を植栽するとともに、 該表層土と前記下層土との境界付近において、被処理排
    水を供給するための有孔管を、当該有孔管の下方部分を
    覆って土壌中に支持するベッド上に配設し、かつ前記有
    孔管を不織布によって覆うとともにこれの両端を前記有
    孔管の径方向に延在したことを特徴とする排水の浄化処
    構造
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