JP2835394B2 - 汚水の浄化方法及び装置 - Google Patents
汚水の浄化方法及び装置Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- 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)
- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、汚水の処理方法、特に生活排水や屎尿処理
水、下水等の汚水中に含まれる窒素分や燐分を、土壌或
いはゼオライト等の充填材を利用して高度に処理する新
規な方法及び装置に関する。
水、下水等の汚水中に含まれる窒素分や燐分を、土壌或
いはゼオライト等の充填材を利用して高度に処理する新
規な方法及び装置に関する。
［従来の技術］ 従来実施されている土壌浄化法の問題点、及び土壌に
要求される性質は、以下の３点に要約される。
要求される性質は、以下の３点に要約される。
透水性が十分高く、目詰りが起きにくいこと。
活性アルミニウムや活性鉄等の燐酸を吸着できる化
合物の含量が高いこと。
合物の含量が高いこと。
アンモニア態窒素の硝化に必要な好気的な土壌と、
微生物による脱窒作用に必要な炭素源の供給が可能でし
かも相対的に嫌気的な土壌層が共存し、汚水は両層を十
分な速さで通過し、且つ両層に十分接触浸透できる構造
になっていること。
微生物による脱窒作用に必要な炭素源の供給が可能でし
かも相対的に嫌気的な土壌層が共存し、汚水は両層を十
分な速さで通過し、且つ両層に十分接触浸透できる構造
になっていること。
この、相矛盾する条件を共に満足させうるものとし
て、本発明者は通気性及び透水性に優れた土壌層（砂、
マサ土、ゼオライト粒等の層：以下「透水・好気性土壌
層」と言う）と、通気性、透水性は劣るが活性アルミニ
ウムや活性鉄及び炭素源に富む土壌層（黒ボク、赤土等
の層：以下「難透水・嫌気性土壌層」と言う）を組み合
わした、多段土壌層法とでも言うべき理想的な土壌浄化
方法及び装置を開発した（特願昭60−52729、特開昭61
−212386。） 更に、第４図に示すように、難透水・嫌気性土壌16を
透水性のある容器や袋体13に詰めた一種の土壌ブロック
17として難透水・嫌気性土壌層を形成することによっ
て、施工性の問題を解決した。また、これらの容器や袋
体の素材として、木材やジュート等の炭素率（C/N比）
の高いものを用いることによって、脱窒能力の向上を確
保した（特願昭61−10730）。
て、本発明者は通気性及び透水性に優れた土壌層（砂、
マサ土、ゼオライト粒等の層：以下「透水・好気性土壌
層」と言う）と、通気性、透水性は劣るが活性アルミニ
ウムや活性鉄及び炭素源に富む土壌層（黒ボク、赤土等
の層：以下「難透水・嫌気性土壌層」と言う）を組み合
わした、多段土壌層法とでも言うべき理想的な土壌浄化
方法及び装置を開発した（特願昭60−52729、特開昭61
−212386。） 更に、第４図に示すように、難透水・嫌気性土壌16を
透水性のある容器や袋体13に詰めた一種の土壌ブロック
17として難透水・嫌気性土壌層を形成することによっ
て、施工性の問題を解決した。また、これらの容器や袋
体の素材として、木材やジュート等の炭素率（C/N比）
の高いものを用いることによって、脱窒能力の向上を確
保した（特願昭61−10730）。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記した従来の多段土壌層法による装置に
ついては、特に難透水・嫌気性土壌（土壌ブロック）に
いくつかの問題が存在する。即ち、透水・好気性土壌は
アンモニア態窒素の硝化に必要な条件を十分満たしてお
り、また高負荷に耐える良好な透水性を示し何ら問題は
ない。
ついては、特に難透水・嫌気性土壌（土壌ブロック）に
いくつかの問題が存在する。即ち、透水・好気性土壌は
アンモニア態窒素の硝化に必要な条件を十分満たしてお
り、また高負荷に耐える良好な透水性を示し何ら問題は
ない。
これに対し、難透水・嫌気性土壌は微生物による脱窒
作用に必要な炭素源の供給は十分であったが、嫌気的な
土壌層として考慮した場合、脱窒能力の安定化及び微生
物（脱窒菌）の活性の高さの点ではまだ改善の余地が認
められた。即ち、窒素浄化能は脱窒菌の脱窒反応速度に
よって規定されるが、汚水は難透水・嫌気性土壌中をあ
まり通過せず主としてブロックの周縁部を通過する。そ
のため、流入負荷量（/m2・日）を増やすと周縁部で
の流速が速くなって浄化能が低下する。また、流入負荷
が一定の場合は多段土壌層の厚みと浄化能は比例する
が、容量負荷量（/m3・日）を一定とし土壌量の厚み
を厚く（例えば２倍）して流入負荷量を増やす（例えば
２倍）と、浄化率は悪化する傾向にある。従って、装置
の汚水処理可能容量（/m3・日）を増やすには面積を
大きくする必要がある。そのため、施工場所が限定され
るし、高コストになり実施化に大きな障害となる。
作用に必要な炭素源の供給は十分であったが、嫌気的な
土壌層として考慮した場合、脱窒能力の安定化及び微生
物（脱窒菌）の活性の高さの点ではまだ改善の余地が認
められた。即ち、窒素浄化能は脱窒菌の脱窒反応速度に
よって規定されるが、汚水は難透水・嫌気性土壌中をあ
まり通過せず主としてブロックの周縁部を通過する。そ
のため、流入負荷量（/m2・日）を増やすと周縁部で
の流速が速くなって浄化能が低下する。また、流入負荷
が一定の場合は多段土壌層の厚みと浄化能は比例する
が、容量負荷量（/m3・日）を一定とし土壌量の厚み
を厚く（例えば２倍）して流入負荷量を増やす（例えば
２倍）と、浄化率は悪化する傾向にある。従って、装置
の汚水処理可能容量（/m3・日）を増やすには面積を
大きくする必要がある。そのため、施工場所が限定され
るし、高コストになり実施化に大きな障害となる。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記に鑑みなされたもので、脱窒作用に重要
な影響を及ぼす難透水・嫌気性土壌に代わって、透水性
に優れた土壌や充填材に金属鉄を混合した易透水・嫌気
性の改良土壌（以下「易透水・嫌気性土壌」と言う）を
使用することにより、処理能力の増大とともに、脱窒菌
の活性を向上させて脱窒能力を飛躍的に向上できるよう
にするものである。
な影響を及ぼす難透水・嫌気性土壌に代わって、透水性
に優れた土壌や充填材に金属鉄を混合した易透水・嫌気
性の改良土壌（以下「易透水・嫌気性土壌」と言う）を
使用することにより、処理能力の増大とともに、脱窒菌
の活性を向上させて脱窒能力を飛躍的に向上できるよう
にするものである。
即ち、還元鉄等の金属鉄が空気を含んだ水と接触した
場合、中性域では空気中の酸素による酸化作用により微
量の鉄イオンが溶出する。この現象を利用して、汚水中
の酸素を消費することにより土壌層を嫌気的雰囲気に保
ち、脱窒菌の活性を向上させる。更に、嫌気性土壌部分
の透水性を良くして、万遍なく汚水が浸透して脱窒作用
を良好に行わせんとするものである。
場合、中性域では空気中の酸素による酸化作用により微
量の鉄イオンが溶出する。この現象を利用して、汚水中
の酸素を消費することにより土壌層を嫌気的雰囲気に保
ち、脱窒菌の活性を向上させる。更に、嫌気性土壌部分
の透水性を良くして、万遍なく汚水が浸透して脱窒作用
を良好に行わせんとするものである。
金属鉄は、必ずしも純鉄に限らない。また、反応性の
点では還元鉄が好ましいが、必ずしもこれに限らない。
金属鉄の形状は、取り扱い易さや溶性を考慮すると、粒
状のものが好ましい。その大きさは、通常５〜20メッシ
ュ程度のものを用いる。
点では還元鉄が好ましいが、必ずしもこれに限らない。
金属鉄の形状は、取り扱い易さや溶性を考慮すると、粒
状のものが好ましい。その大きさは、通常５〜20メッシ
ュ程度のものを用いる。
金属鉄の使用割合は、金属鉄の純度や粒の大きさ、原
水（汚水）中の窒素濃度や溶存酸素量、処理水量等など
を基に計算或いは実験によって決定される。鉄粒の場
合、通常２〜10重量％特に４〜６％程度が好ましい。こ
れより少ないと、脱窒効率が落ちるし、多すぎると鉄イ
オンの溶出の問題が生じる。
水（汚水）中の窒素濃度や溶存酸素量、処理水量等など
を基に計算或いは実験によって決定される。鉄粒の場
合、通常２〜10重量％特に４〜６％程度が好ましい。こ
れより少ないと、脱窒効率が落ちるし、多すぎると鉄イ
オンの溶出の問題が生じる。
尚、金属鉄が溶解して生じる鉄イオンは、燐酸イオン
と結合して沈澱するので、燐の除去にも優れた効果を示
す。
と結合して沈澱するので、燐の除去にも優れた効果を示
す。
易透水・嫌気性土壌層を構成する土壌としては、砂、
マサ土の他、砂丘未熟土、粗粒火山灰土、粗粒褐色森林
土等透水性の優れた土壌が用いられる。また、土壌の替
わりに用いられる充填材としては、ゼオライト粒やパー
ライト、バーミキュライト等の天然或いは人工の粒状鉱
物の他、プラスチック粉砕品等も用いられる。これらの
土壌や充填材中の炭素含量が少ない場合は、炭素源とし
て、ジュート、稲藁、木の葉、その他の植動物体、余剰
活性汚泥等炭素率（C/N比）の高い物質を混入しておい
てもよい。
マサ土の他、砂丘未熟土、粗粒火山灰土、粗粒褐色森林
土等透水性の優れた土壌が用いられる。また、土壌の替
わりに用いられる充填材としては、ゼオライト粒やパー
ライト、バーミキュライト等の天然或いは人工の粒状鉱
物の他、プラスチック粉砕品等も用いられる。これらの
土壌や充填材中の炭素含量が少ない場合は、炭素源とし
て、ジュート、稲藁、木の葉、その他の植動物体、余剰
活性汚泥等炭素率（C/N比）の高い物質を混入しておい
てもよい。
易透水・嫌気性土壌は、そのまま装置内に充填しても
よいが、透水性のある容器や袋体に詰めた一種の土壌ブ
ロックとすると、取り扱いが極めて簡単になる。また、
金属鉄と土壌との比重の違いによる装置全体としての金
属鉄の偏在も防止されるし、透水・好気性土壌との処理
割合も設計通りにできる等の利点も生じる。また、これ
らの容器や袋体の素材として、木材やジュート等の炭素
率（C/N比）の高いものを用いると、脱窒能力の向上が
図れる。
よいが、透水性のある容器や袋体に詰めた一種の土壌ブ
ロックとすると、取り扱いが極めて簡単になる。また、
金属鉄と土壌との比重の違いによる装置全体としての金
属鉄の偏在も防止されるし、透水・好気性土壌との処理
割合も設計通りにできる等の利点も生じる。また、これ
らの容器や袋体の素材として、木材やジュート等の炭素
率（C/N比）の高いものを用いると、脱窒能力の向上が
図れる。
一方、前記易透水・嫌気性土壌層或いはブロックの間
に充填される透水・好気性土壌としては、砂やマサ土等
前記易透水・嫌気性土壌と同じものの他に、同じくゼオ
ライト粒その他の充填材も用いられる。
に充填される透水・好気性土壌としては、砂やマサ土等
前記易透水・嫌気性土壌と同じものの他に、同じくゼオ
ライト粒その他の充填材も用いられる。
この透水・好気性土壌の主要な役割は、汚水を易透水
・嫌気性土壌の層やブロックになるべく効率的に接触，
拡散，浸透できるようにするとともに、装置の目詰りを
防止して速やかに透水させることである。また、この透
水・好気性土壌を中心として、SS分,BOD及びCOD分その
他の有機物の好気的分解や硝化，脱臭等が行なわれる。
従って、この土壌には通気性及び透水性が大きいこと
（例えば、飽和透水性係数が10-2〜10-3cm/sよりも大）
が要求される。場合によっては、砂や礫、適当な大きさ
の木の枝や人工芝等、透水性を促進させるもを混入して
もよい。
・嫌気性土壌の層やブロックになるべく効率的に接触，
拡散，浸透できるようにするとともに、装置の目詰りを
防止して速やかに透水させることである。また、この透
水・好気性土壌を中心として、SS分,BOD及びCOD分その
他の有機物の好気的分解や硝化，脱臭等が行なわれる。
従って、この土壌には通気性及び透水性が大きいこと
（例えば、飽和透水性係数が10-2〜10-3cm/sよりも大）
が要求される。場合によっては、砂や礫、適当な大きさ
の木の枝や人工芝等、透水性を促進させるもを混入して
もよい。
透水・好気性土壌として、ゼオライト粒を用いた場合
には、ゼオライトはアンモニウムイオン保持能が大き
く、吸着されたアンモニウムイオンは硝化菌の作用を受
けて硝酸態窒素に変化し、ゼオライト粒から離脱する。
そして、再びアンモニウムイオンが吸着されるという過
程が繰り返される。こうした挙動は装置内における窒素
の滞留時間を長くする効果を持ち、窒素除去に有利に働
くことになる。更に、ゼオライトの大きなCECは硝化に
伴う汚水のpH低下に対する緩衝作用を持っており、装置
内における微生物活動を保護するなど好ましい作用を行
なうものである。
には、ゼオライトはアンモニウムイオン保持能が大き
く、吸着されたアンモニウムイオンは硝化菌の作用を受
けて硝酸態窒素に変化し、ゼオライト粒から離脱する。
そして、再びアンモニウムイオンが吸着されるという過
程が繰り返される。こうした挙動は装置内における窒素
の滞留時間を長くする効果を持ち、窒素除去に有利に働
くことになる。更に、ゼオライトの大きなCECは硝化に
伴う汚水のpH低下に対する緩衝作用を持っており、装置
内における微生物活動を保護するなど好ましい作用を行
なうものである。
［作用］ しかして、第１図で模式的に示すように、汚水供給源
としての汚水撒水管１から供給された汚水（原水）
（Ａ）は、マサ土等からなる被覆土壌層２中で、土壌生
物の消化分解作用や土の吸着や濾過作用によりSS分やBO
D及びCOD成分その他の有機物の好気的分解や除去作用を
受ける。またアンモニア態窒素も硝化細菌等の作用で硝
化されて、処理水（Ｂ）となる。
としての汚水撒水管１から供給された汚水（原水）
（Ａ）は、マサ土等からなる被覆土壌層２中で、土壌生
物の消化分解作用や土の吸着や濾過作用によりSS分やBO
D及びCOD成分その他の有機物の好気的分解や除去作用を
受ける。またアンモニア態窒素も硝化細菌等の作用で硝
化されて、処理水（Ｂ）となる。
この処理水（Ｂ）の一部は被覆土壌層２の表面から蒸
散するが、大部分はトレンチ３下方の浄化層４に重力的
に浸透流下する。浄化層４は、透水・好気性土壌５の層
と易透水・嫌気性土壌６の層を複数層（図では２層）積
層したものである。浄化槽４としては、易透水、嫌気性
土壌６をジュート製袋体等に充填した易透水・嫌気性土
壌ブロックを、上下と前後左右を間隙をあけて配置し、
その間隙に透水・好気性土壌５を充填したものでもよ
い。
散するが、大部分はトレンチ３下方の浄化層４に重力的
に浸透流下する。浄化層４は、透水・好気性土壌５の層
と易透水・嫌気性土壌６の層を複数層（図では２層）積
層したものである。浄化槽４としては、易透水、嫌気性
土壌６をジュート製袋体等に充填した易透水・嫌気性土
壌ブロックを、上下と前後左右を間隙をあけて配置し、
その間隙に透水・好気性土壌５を充填したものでもよ
い。
透水・好気性土壌５中に浸透した処理水（Ｂ）はより
酸化的条件下に置かれ、被覆土壌槽２と同様に有機物の
好気的分解や硝化作用を受ける。尚、ゼオライト粒を用
いている場合は、ここでアンモニア態窒素の固定や硝化
も行なわれる。
酸化的条件下に置かれ、被覆土壌槽２と同様に有機物の
好気的分解や硝化作用を受ける。尚、ゼオライト粒を用
いている場合は、ここでアンモニア態窒素の固定や硝化
も行なわれる。
次いで、処理水（Ｂ）は易透水・嫌気性土壌６中に浸
透し、その中に含まれる還元剤例えば鉄粒に接触して、
次の反応を生じる。
透し、その中に含まれる還元剤例えば鉄粒に接触して、
次の反応を生じる。
そのため、処理水（Ｂ）や易透水・嫌気性土壌６中の
酸素を多量に消費する。この作用によって易透水・嫌気
性土壌６の層全体が常に嫌気性に保たれ、脱窒菌の活性
が向上する。従って、処理水（Ｂ）中のNO2やNO3−Ｎ
（硝酸態窒素）は、該土壌６の層中を浸透流下する時に
脱窒菌によってN2やN2Oに変化し、効率的に脱窒され
る。またこの過程で、処理水（Ｂ）中の燐酸（正及びポ
リ）は易透水・嫌気性土壌中の鉄イオンFe2と反応し
て燐酸鉄の沈澱となり、土壌６の層中に吸着固定され
る。
酸素を多量に消費する。この作用によって易透水・嫌気
性土壌６の層全体が常に嫌気性に保たれ、脱窒菌の活性
が向上する。従って、処理水（Ｂ）中のNO2やNO3−Ｎ
（硝酸態窒素）は、該土壌６の層中を浸透流下する時に
脱窒菌によってN2やN2Oに変化し、効率的に脱窒され
る。またこの過程で、処理水（Ｂ）中の燐酸（正及びポ
リ）は易透水・嫌気性土壌中の鉄イオンFe2と反応し
て燐酸鉄の沈澱となり、土壌６の層中に吸着固定され
る。
かくして、SS分,BOD及びCOD成分その他の有機物に加
えて窒素分や燐が大幅に除去された浄化水（Ｃ）が、排
水層７に集められ、排水管８を通って装置外に排出され
る。
えて窒素分や燐が大幅に除去された浄化水（Ｃ）が、排
水層７に集められ、排水管８を通って装置外に排出され
る。
［実施例］ 次に、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
第２図は、本発明に係る実験室規模の汚水浄化装置の
一例を示す。この汚水浄化装置９は、巾10cm、長さ45c
m、深さ45cmの内法寸法のアクリル製の槽10の中に各土
壌を納めたものである。即ち、上部から汚水撒水管１を
配置した被覆土壌槽２、中央部は浄化層４、下部は排水
管８を組み込んだ排水層７となっている。排水層７には
礫11を充填する。符号12はネットである。
一例を示す。この汚水浄化装置９は、巾10cm、長さ45c
m、深さ45cmの内法寸法のアクリル製の槽10の中に各土
壌を納めたものである。即ち、上部から汚水撒水管１を
配置した被覆土壌槽２、中央部は浄化層４、下部は排水
管８を組み込んだ排水層７となっている。排水層７には
礫11を充填する。符号12はネットである。
被覆土壌層２（厚み5cm）及び浄化層４に於ける透水
・好気性土壌５（厚み5mm）は、ゼオライト粒（２〜3mm
φ）を使用した。
・好気性土壌５（厚み5mm）は、ゼオライト粒（２〜3mm
φ）を使用した。
一方、易透水・嫌気性土壌６としてはマサ土に鉄粒
（10〜20メッシュ）を５％混合したものを用いた。この
改良された易透水・嫌気性土壌６の活性アルミニウム及
び活性鉄の含量（乾土重量基準）は0.1％と5.3％であっ
た。そして、この易透水・嫌気性土壌６を3cm×5cm×10
cm（一部3cm×2.5cm×10cm）サイズのジュート製袋体13
に充填（200g）して易透水・嫌気性土壌ブロック14と
し、これを、上下と左右に5mmの間隔をおいて並べた。
各層の土壌ブロック14は、処理水（Ｂ）が十分に接触浸
透できるように2.5cmずつずらして配置した。使用した
土壌ブロック14は77個で９段積みした。
（10〜20メッシュ）を５％混合したものを用いた。この
改良された易透水・嫌気性土壌６の活性アルミニウム及
び活性鉄の含量（乾土重量基準）は0.1％と5.3％であっ
た。そして、この易透水・嫌気性土壌６を3cm×5cm×10
cm（一部3cm×2.5cm×10cm）サイズのジュート製袋体13
に充填（200g）して易透水・嫌気性土壌ブロック14と
し、これを、上下と左右に5mmの間隔をおいて並べた。
各層の土壌ブロック14は、処理水（Ｂ）が十分に接触浸
透できるように2.5cmずつずらして配置した。使用した
土壌ブロック14は77個で９段積みした。
このジュート製袋体13は、単に易透水・嫌気性土壌を
充填するユニットを構成しているだけでなく、それ自体
好気的土壌と嫌気性土壌の界面に存在する網状体であ
り、両層の接触界面であらゆる方向に水の浸透・移動を
可能にしている。またジュート製袋体13は、炭素率（C/
N比）が極めて高い（通常50以上）ので脱窒菌の炭素源
ともなり、装置の脱窒活性を高める働きもする。尚、前
記汚水浄化装置９の構造や土壌ブロック14の素材形状は
あくまでも一例であり、本発明はこれらに限定されるも
のではない。
充填するユニットを構成しているだけでなく、それ自体
好気的土壌と嫌気性土壌の界面に存在する網状体であ
り、両層の接触界面であらゆる方向に水の浸透・移動を
可能にしている。またジュート製袋体13は、炭素率（C/
N比）が極めて高い（通常50以上）ので脱窒菌の炭素源
ともなり、装置の脱窒活性を高める働きもする。尚、前
記汚水浄化装置９の構造や土壌ブロック14の素材形状は
あくまでも一例であり、本発明はこれらに限定されるも
のではない。
しかして、この汚水浄化装置９に、原水（Ａ）として
人工汚水（NO3−N40mg/＋PO4−P20mg/）を１／日
の割合で供給した。実験は、昭和61年９月から１ケ月間
連続して行なった。その結果（平均値）は、表−１に示
すようにＴ−Ｎ、Ｔ−Ｐとも99％以上で、極めて満足す
べきものであった。尚、この装置で１／日の供給量
は、25/m2・日の流入負荷量に相当する。
人工汚水（NO3−N40mg/＋PO4−P20mg/）を１／日
の割合で供給した。実験は、昭和61年９月から１ケ月間
連続して行なった。その結果（平均値）は、表−１に示
すようにＴ−Ｎ、Ｔ−Ｐとも99％以上で、極めて満足す
べきものであった。尚、この装置で１／日の供給量
は、25/m2・日の流入負荷量に相当する。
次に、従来例として第４図に示す装置を用いて同様の
汚水浄化試験を行なった結果を同じく表−１に示す。こ
の従来の汚水浄化装置15は、第２図の本発明装置におい
て、易透水・嫌気性土壌６の代わりに黒ボク土壌16を充
填した難透水・嫌気性土壌ブロック17を用いた点のみが
異り、他は全く同じものである。尚、黒ボク土壌の活性
アルミニウム及び活性鉄の含量（乾燥土重量基準）は5.
6％と0.6％であった。
汚水浄化試験を行なった結果を同じく表−１に示す。こ
の従来の汚水浄化装置15は、第２図の本発明装置におい
て、易透水・嫌気性土壌６の代わりに黒ボク土壌16を充
填した難透水・嫌気性土壌ブロック17を用いた点のみが
異り、他は全く同じものである。尚、黒ボク土壌の活性
アルミニウム及び活性鉄の含量（乾燥土重量基準）は5.
6％と0.6％であった。
比較例１は前記実施例と同様に排水管８を第４図
（イ）の状態にして、１／日の原水供給を３ケ月間連
続して行なった。表−１の数値は平均値であり、浄化水
（Ｃ）のＴ−Ｎ濃度は経時的に上昇し３ケ月で浄化能が
著しく低下した。
（イ）の状態にして、１／日の原水供給を３ケ月間連
続して行なった。表−１の数値は平均値であり、浄化水
（Ｃ）のＴ−Ｎ濃度は経時的に上昇し３ケ月で浄化能が
著しく低下した。
比較例２は、比較例１に引き続いて１／日の負荷水
量で２ケ月間連続して原水を供給した。但 し、この場合は排水管８を第４図の（ロ）の状態にして
浄化層４を湛水状態（嫌気状態）にして使用した。その
結果、浄化水中のＴ−Ｎが当初5mg/程度まで低下した
が再び上昇し、２ケ月後にはＴ−Ｎの浄化能が著しく低
下した。尚、比較例１、比較例２とも、Ｔ−Ｐの除去率
は99％以上であった。
量で２ケ月間連続して原水を供給した。但 し、この場合は排水管８を第４図の（ロ）の状態にして
浄化層４を湛水状態（嫌気状態）にして使用した。その
結果、浄化水中のＴ−Ｎが当初5mg/程度まで低下した
が再び上昇し、２ケ月後にはＴ−Ｎの浄化能が著しく低
下した。尚、比較例１、比較例２とも、Ｔ−Ｐの除去率
は99％以上であった。
以上の比較例の結果から見て、従来型装置では浄化水
（Ｃ）のＴ−Ｎの目標処理水質を10mg/とした場合、
長期的には流入負荷量は25/m2・日程度が限界である
と思われる。
（Ｃ）のＴ−Ｎの目標処理水質を10mg/とした場合、
長期的には流入負荷量は25/m2・日程度が限界である
と思われる。
次に、本発明装置がどの程度の流入負荷量に耐えるか
を実験してみた。即ち、昭和62年５月から原水（Ａ）の
供給量を増やして得られた浄化水（Ｃ）の浄化の程度を
調べる実験を行なった。その結果（各期間中の平均値）
を表−２に示す。
を実験してみた。即ち、昭和62年５月から原水（Ａ）の
供給量を増やして得られた浄化水（Ｃ）の浄化の程度を
調べる実験を行なった。その結果（各期間中の平均値）
を表−２に示す。
尚、装置９は前記実施例と同じものを用いた。原水
（Ａ）は、人工汚水（NO3−N36.6mg/＋PO4−P21.4mg/
）を用い、その供給は表中備考欄に示す通りに行いこ
れらを連続して計３ケ月半行なった。また、表−２中の
流入負荷量（/m2・日）は、この装置での供給量をm2
当たりに換算したものである。この結果、本発明装置で
は浄化水（Ｃ）のＴ−Ｎの目標処理水質を10mg/とし
た場合、250/m2・日程度の流入負荷量及び高速処理に
十分耐え得ることが判明した。これは、施工面積やコス
トを勘案して実用に十分耐るものである。
（Ａ）は、人工汚水（NO3−N36.6mg/＋PO4−P21.4mg/
）を用い、その供給は表中備考欄に示す通りに行いこ
れらを連続して計３ケ月半行なった。また、表−２中の
流入負荷量（/m2・日）は、この装置での供給量をm2
当たりに換算したものである。この結果、本発明装置で
は浄化水（Ｃ）のＴ−Ｎの目標処理水質を10mg/とし
た場合、250/m2・日程度の流入負荷量及び高速処理に
十分耐え得ることが判明した。これは、施工面積やコス
トを勘案して実用に十分耐るものである。
上記実施例を示した装置は、易透水・嫌気性土壌６を
ジュート製袋体13に充填して土壌ブロック化して使用し
たものであるが、勿論これに限定されるものではない。
例えば、第３図に示すように透水・好気性土壌５と易透
水・嫌気性土壌６を層状に多段化（図では２段）した汚
水浄化装置18も十分な脱窒能力を発揮させることが可能
である。
ジュート製袋体13に充填して土壌ブロック化して使用し
たものであるが、勿論これに限定されるものではない。
例えば、第３図に示すように透水・好気性土壌５と易透
水・嫌気性土壌６を層状に多段化（図では２段）した汚
水浄化装置18も十分な脱窒能力を発揮させることが可能
である。
この汚水浄化装置18は、汚水撒水管１の周りに礫19を
充填し浄化層４との間にネット20を配設したものであ
る。浄化層４の上部を占める透水・好気性土壌５として
は、前記したゼオライトの他、マサ土、砂等が使用でき
る。浄化層４の下部の易透水・嫌気性土壌６としては、
マサ土や砂等に鉄粒を５％程度混入した改良土壌が使用
できる。さらに、炭素源として前記炭素率（C/N比）の
高い物質を混入する。その他、汚水の供給源として汚水
層や汚水枡も考えられる。
充填し浄化層４との間にネット20を配設したものであ
る。浄化層４の上部を占める透水・好気性土壌５として
は、前記したゼオライトの他、マサ土、砂等が使用でき
る。浄化層４の下部の易透水・嫌気性土壌６としては、
マサ土や砂等に鉄粒を５％程度混入した改良土壌が使用
できる。さらに、炭素源として前記炭素率（C/N比）の
高い物質を混入する。その他、汚水の供給源として汚水
層や汚水枡も考えられる。
要は、本発明は透水・好気性土壌５と易透水・嫌気性
土壌６の層やブロックを組み合わして浄化層４とし、且
つ易透水・嫌気性土壌６として透水性に優れた土壌に鉄
粒その他の還元剤を混入したものであり、汚水浄化装置
の他の部分の構成には何ら限定さるものではない。
土壌６の層やブロックを組み合わして浄化層４とし、且
つ易透水・嫌気性土壌６として透水性に優れた土壌に鉄
粒その他の還元剤を混入したものであり、汚水浄化装置
の他の部分の構成には何ら限定さるものではない。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の汚水浄化方法は、透水
性土壌に還元剤を混入した易透水・嫌気性土壌を使用
し、この土壌層に供給した汚水中の酸素を消費させるこ
とにより土壌層を強制的に嫌気状態とし、脱窒菌の活性
を向上させて脱窒効果を飛躍的に向上せしめるものであ
る。
性土壌に還元剤を混入した易透水・嫌気性土壌を使用
し、この土壌層に供給した汚水中の酸素を消費させるこ
とにより土壌層を強制的に嫌気状態とし、脱窒菌の活性
を向上させて脱窒効果を飛躍的に向上せしめるものであ
る。
更に、この易透水・嫌気性土壌と透水・好気性土壌と
を多段に組み合わせて、透水・好気性土壌中で汚水中の
SS分等の有機物の好気的分解や除去を行わせると同時に
アンモニア態窒素の硝化をはかり、易透水・嫌気性土壌
中で脱窒及び脱燐させて汚水の総合的な浄化を図るもの
である。
を多段に組み合わせて、透水・好気性土壌中で汚水中の
SS分等の有機物の好気的分解や除去を行わせると同時に
アンモニア態窒素の硝化をはかり、易透水・嫌気性土壌
中で脱窒及び脱燐させて汚水の総合的な浄化を図るもの
である。
従って、嫌気性土壌層の透水性向上とあいまって装置
の汚水処理可能容量を大幅に増大させ、高負荷運転が可
能となり、装置をコンパクト化できるため、施工場所の
選定を含めて施工及びコスト面でも従来にない優れた効
果を奏するものである。
の汚水処理可能容量を大幅に増大させ、高負荷運転が可
能となり、装置をコンパクト化できるため、施工場所の
選定を含めて施工及びコスト面でも従来にない優れた効
果を奏するものである。
又本発明の汚水浄化装置は、嫌気性土壌として入手が
簡単な砂やマサ土を使用し、還元剤としても鉄粒等を用
いるので、安価且つ容易に構築できるとともに、使用す
る土壌全体が透水性に優れており、コンパクトな装置で
大量の汚水を処理することができる。また、易透水・嫌
気性土壌をジュート製袋体等に充填してブロック化する
と、易透水・嫌気性土壌層全体として見ると還元剤と透
水性土壌との混合割合の均一化が図れるとともに、取り
扱いが簡単になる利点がある。
簡単な砂やマサ土を使用し、還元剤としても鉄粒等を用
いるので、安価且つ容易に構築できるとともに、使用す
る土壌全体が透水性に優れており、コンパクトな装置で
大量の汚水を処理することができる。また、易透水・嫌
気性土壌をジュート製袋体等に充填してブロック化する
と、易透水・嫌気性土壌層全体として見ると還元剤と透
水性土壌との混合割合の均一化が図れるとともに、取り
扱いが簡単になる利点がある。
第１図は本発明の汚水浄化原理を説明する概略図、第２
図は本発明にかかる実験室規模の汚水浄化装置の一例を
示し（ａ）は縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）におけるＸ
−Ｘ線部分で断面した装置の縦断面図、第３図は実験室
規模の汚水浄化装置の他の例を示し（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は同図（ａ）におけるＹ−Ｙ線部分で断面した装
置の縦断面図、第４図は比較例を示し（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は同図（ａ）におけるＺ−Ｚ線部分で断面し
た装置の縦断面図である。 １……汚水撒水管 ２……被覆土壌層 ４……浄化層 ５……透水・好気性土壌 ６……易透水・嫌気性土壌 ９・18……汚水浄化装置 13……ジュート製袋体 14……易透水・嫌気性土壌ブロック Ａ……汚水（原水） Ｂ……処理水 Ｃ……浄化水
図は本発明にかかる実験室規模の汚水浄化装置の一例を
示し（ａ）は縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）におけるＸ
−Ｘ線部分で断面した装置の縦断面図、第３図は実験室
規模の汚水浄化装置の他の例を示し（ａ）は縦断面図、
（ｂ）は同図（ａ）におけるＹ−Ｙ線部分で断面した装
置の縦断面図、第４図は比較例を示し（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は同図（ａ）におけるＺ−Ｚ線部分で断面し
た装置の縦断面図である。 １……汚水撒水管 ２……被覆土壌層 ４……浄化層 ５……透水・好気性土壌 ６……易透水・嫌気性土壌 ９・18……汚水浄化装置 13……ジュート製袋体 14……易透水・嫌気性土壌ブロック Ａ……汚水（原水） Ｂ……処理水 Ｃ……浄化水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 3/00 C02F 3/02 - 3/10 C02F 3/28 - 3/34
Claims (5)
- 【請求項１】金属鉄を混入した易透水性土壌或いは充填
材の層に汚水を供給して、汚水中の酸素を鉄の酸化によ
り消費することにより易透水性土壌或いは充填材の層を
嫌気的雰囲気に保ち、透水性を確保しながら脱窒菌の活
性を向上させて脱窒を効果的に行わせることを特徴とす
る汚水の浄化方法。 - 【請求項２】易透水性土壌或いは充填材の層に、金属鉄
とともに炭素源を混入するものである請求項１記載の汚
水浄化方法。 - 【請求項３】汚水を透水・好気的な土壌或いは充填材の
層に通水して汚水中のアンモニア態窒素を硝化させたの
ち、金属鉄を混入した易透水性土壌或いは充填材の層に
浸透させて脱窒させることを特徴とする汚水の浄化方
法。 - 【請求項４】易透水性土壌或いは充填材の層に、金属鉄
とともに炭素源を混入するものである請求項３記載の汚
水浄化方法。 - 【請求項５】汚水供給源の下方に、透水・好気的な土壌
或いは充填材の層又はブロックと、金属鉄を混入した易
透水性土壌或いは充填材の層又はブロックとを組み合わ
して配置したことを特徴とする汚水の土壌式浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27035988A JP2835394B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 汚水の浄化方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27035988A JP2835394B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 汚水の浄化方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119992A JPH02119992A (ja) | 1990-05-08 |
| JP2835394B2 true JP2835394B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=17485174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27035988A Expired - Fee Related JP2835394B2 (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 汚水の浄化方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835394B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2678923B1 (fr) * | 1991-07-08 | 1993-11-05 | Paris Gestion Eaux | Procede de denitrification de l'eau utilisant du fer metallique et installation pour sa mise en óoeuvre. |
| US6719902B1 (en) | 1997-04-25 | 2004-04-13 | The University Of Iowa Research Foundation | Fe(o)-based bioremediation of aquifers contaminated with mixed wastes |
| WO1998049106A1 (en) * | 1997-04-25 | 1998-11-05 | The University Of Iowa Research Foundation | Fe(o)-based bioremediation of aquifers contaminated with mixed wastes |
| WO2009129406A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | Integrated Land Management, Inc. | Bioretention system and method |
| CN104229987B (zh) * | 2014-09-05 | 2016-01-06 | 河海大学 | 一种生物反硝化去除水中含氮物质的装置 |
| JP2017221872A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 被処理水の浄化装置及び被処理水の浄化方法 |
| CN113880359A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-01-04 | 深圳顺天环保实业有限公司 | 一种微动力生物生态净化的污水处理系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07115022B2 (ja) * | 1985-03-16 | 1995-12-13 | 利之 若月 | 汚水の浄化方法及び装置 |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP27035988A patent/JP2835394B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02119992A (ja) | 1990-05-08 |
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