JP2849020B2 - 湖沼や池のような滞留性水域の水質保全システム - Google Patents

湖沼や池のような滞留性水域の水質保全システム

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JP2849020B2 JP8239093A JP8239093A JP2849020B2 JP 2849020 B2 JP2849020 B2 JP 2849020B2 JP 8239093 A JP8239093 A JP 8239093A JP 8239093 A JP8239093 A JP 8239093A JP 2849020 B2 JP2849020 B2 JP 2849020B2
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、湖沼や池のように静止
的に水が滞留している水域の水質保全システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】湖沼や池のような滞留性水域において
は、多様な動植物や微生物が生息し、これらが互いや環
境と動的に相互作用をなすことにより生態系を形成して
いる。そして、このような生態系は、その生活活動に伴
ういわゆる“自然浄化機能”を一定の範囲で持ってい
る。
【0003】しかし、滞留性水域の周囲の水系において
は生活排水や農業排水等により汚染負荷がますます増大
する傾向にあり、自然浄化機能だけではこれを吸収でき
なくなったり、あるいはできなくなりつつある。このよ
うな状態を放置すると滞留性水域の汚染は加速的に進行
し、既にいくつかの湖沼について現実化しているよう
に、その回復が極めて困難であるような汚染状態を招い
てしまう。
【0004】そのため、既に汚染が大きく進行した水質
の回復は勿論必要があるとして、先ず余り大きな汚染が
進まない時点で何らかの対処を行い、ますます増大する
傾向にある汚染負荷を吸収できるようにしておくことが
さらに大事なことと言える。また、このような予防的対
処を主眼とする処理においては、自然との調和について
十分に配慮することが特に望まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、増大する汚染負荷にさらされている滞留性水域の水
質や既に汚染が進行してしまった滞留性水域の水質の保
全あるいは回復・保全をできるだけ自然との調和を保ち
つつなせるような水質保全システムの提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による水質保全シ
ステムは、通水性を有する護岸を湖沼や池のような滞留
性水域の岸に沿って岸から適度の距離で形成すると共
に、この護岸と岸の間に浅水深ゾーンを形成し、この浅
水深ゾーンに水性植物群を植栽して形成するものとして
いる。
【0007】この水質保全システムでは、護岸により形
成した浅水深ゾーン及び護岸が以下のように機能するこ
とにより水質の浄化・保全がなされる。即ち、先ず滞留
性水域の周囲から流入する汚染成分が滞留性水域内に拡
散するのを浅水深ゾーンの水性植物群により防止し、こ
れに伴って浅水深ゾーンに集まる汚染成分を水性植物群
及びそこに共生する多種多様な微生物によるBOD成分
の分解や富栄養化成分の吸収等として除去する。また、
浅水深ゾーンでは水性植物群によりDOの供給がなされ
る。一方、護岸は、その通水性によるフィルタ効果や生
物膜的効果により汚染成分の除去に機能する。これらは
何れも“自然浄化機能”に備えられる種々の浄化メカニ
ズムを増幅させるものとして働いており、自然との調和
性が高い処理を実現できる。また、浅水深ゾーンの水性
植物群落により野鳥や水中動物に恰好の生活場を与える
こともでき、自然により優しい条件となっている。
【0008】浅水深ゾーンの滞留性水域全体に対する面
積比率は10%前後とするのが処理能力や自然との調和
の関係から好ましく、その水深は深い所で30cm前後
とするのが水性植物のより有効な活動にとって好まし
い。また、通水性構造の護岸は砕石を積み上げて形成す
るようにすれば、礫間接触的効果を有効に活用できるの
で、より好ましい。
【0009】水性植物としては、例えばヨシ、アシ、マ
コモ、ガマ、フトイ等の大型抽水植物、ウォーターポピ
ー、クレソン、セリ等の抽水浮葉植物、及びタヌキモ、
スギモ等の沈水植物をそれぞれの生活形態に応じて組み
合わせて用いるのが好ましい。
【0010】以上のような水質保全システムについて
は、生物学的な水処理装置による処理を付加し、これに
より滞留性水域内の水を循環的に処理するようにするの
が好ましい。そのための水処理装置は、護岸の外側に沿
わせる状態で設け、護岸による支持機能あるいは波に対
する保護機能等を有効に利用するようにするのが好まし
い。また、この水処理装置には、窒素及びリンの除去能
を与えると共に、この水処理装置の上に樹木を植栽し、
この樹木に水処理装置で除去した窒素及びリンを吸収さ
せる構造に形成するのが好ましい。
【0011】また、上記のような水質保全システムにつ
いては、沖の適宜の位置に上降流形成手段を設け、この
上降流形成手段により滞留性水域の水を上降循環的に攪
拌することにより、深部水と浅部水の水を入れ換えつつ
滞留性水域全体に適度な水流を与えるようにするのが好
ましい。即ち、深部水と浅部水の水の入れ換えにより深
部へのDOの供給がなされ、また上降循環流に伴って滞
留性水域全体に生じる適度な水流が浅水深ゾーンにおけ
る浄化機能に促進に働き、浅水深ゾーンでの浄化能力を
向上させることができる。
【0012】さらに、上記のような水質保全システムに
ついては、沖の適宜の位置に曝気手段を設けてDOの供
給を助長するようにすればより好ましく、またこの曝気
手段を噴水構造とすれば景観的にもの好ましいものとな
る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。この実施
例は、面積が2ha程度で約60000m3 の水量であ
る池を対象として設計された例で、この池は、その周囲
に蜜柑畑を主体とした農地や公園等が主な汚染負荷源と
なっており、現時点ではBODが1.2 程度でSSが2.3
程度と良好な状態にあるが、今後の汚染の増進が予想さ
れる状態にある。
【0014】このような池について、図1及び図2に模
式化して示すように、池1の岸に沿って通水構造の護岸
2を形成する。護岸2の形成は、一般的な護岸工事に準
じて行えるもので、砕石を積み重ねて行ない、岸側の側
面には後述の浅水深ゾーン形成用の土砂止め用としてネ
ット3を張る。この護岸2の高さは美観等を配慮してそ
の先端が水面に僅かに没する程度とする。このように形
成された護岸2は、後述の上降流形成手段による循環流
や自然の循環流により矢示Xの如くして水流が通水する
ことにより、フィルタ効果や生物膜的効果を発揮する。
尚、この例では特に農地における肥料の浸出による富栄
養化成分の供給が多い側の岸を主体に護岸を形成するよ
うにしているが、必要に応じて岸の全体に形成するよう
にしてもい。
【0015】このような護岸2と岸との間には、土砂を
埋めて深い所で30cm程度の水深となる浅水深ゾーン
4を形成し、この浅水深ゾーン4に岸側から順に小ガマ
やフトイ等の大型抽水植物群5及びウォーターポピーや
クレッソン等の抽水浮葉植物群6を植栽する。
【0016】一方、護岸2の外側には、これに沿わせる
状態で水処理装置10を適度な距離で離した位置に2基
設置する。この水処理装置10は、図3に示すように、
例えば断熱性の高いコンクリートを用いて防水構造で形
成した第1〜第3の三つの処理槽11、12、13を連
続的に設けた構造とされている。
【0017】第1処理槽11は、生物膜法的にBOD成
分の分解除去を行うことを主な目的としており、汚泥ピ
ット11pとして設けた下部空間を除いてその全体に鉱
物系のろ材11fが充填されてなっている。
【0018】第2処理槽12は、窒素の除去を主になす
もので、槽内に下から順に汚泥ピット12p、資化物層
14、及び吸着材層15を設けてなっている。資化物層
14は、植物の枯死体を適度の通水性が得られる密度に
充填して形成される。具体的には、例えば藁を筵のよう
な構造として用いた表皮層14sの間に古畳の芯や枯枝
あるいは椎茸のほた木等を適度な大きさに砕いたものを
コア層14cとして充填して形成される。この資化物層
14は処理対象水に浸漬することにより高度に嫌気化
し、これに伴って硝酸態窒素のアンモニア態窒素及び窒
素ガスへの変換を生じる(特願平4−296533号参
照)。吸着材層15は、資化物層14で生じたアンモニ
ア態窒素を酸化が生じる前に吸着して除去するためのも
ので、吸着材15aとして礫状のゼオライトを充填して
形成されている。
【0019】第3処理槽13は、第2処理槽12の吸着
材層15で吸収し残した分のアンモニア態窒素の補助的
な吸着除去をなすと共にリンの吸着除去をなすもので、
吸着材層15と同様の吸着材を充填した補助吸着材層1
6a、16bの間にリン吸着材層17を設けた構造とさ
れている。リンの吸着材17aとしてはアルミや鉄を多
く含む鉱物系の吸着材が用いられる。
【0020】このような各処理槽11、12、13にお
いては、それぞれに設けた仕切り壁11w、12w、1
3wに規制されて処理対象水が矢示Yの如く上昇と下降
を繰り返しつつ強制的に通水するようにされており、そ
の通水量は2基の水処理装置10、10で池1の全容量
(60000m3 )を1年で一循環させることができる
ように設定される。
【0021】吸着材15a及び吸着材17aはそれぞれ
に吸着された窒素やリンを何らかの形で回収しないと飽
和してしまうことになるので、水面から突出させた水処
理装置10の上部に土盛りして例えば柳のように湿地に
強い樹木を吸着材15aや吸着材17aにその根が届く
状態で植栽し、この樹木により窒素やリンの回収を行う
ことにより吸着材の持ちをよくするようにしている。
【0022】護岸2から離れた沖にはプロペラ構造の上
降流形成手段20及び噴水構造の曝気手段21を数カ所
ずつ設け、上降流形成手段20により上昇流を生じさせ
池1の水全体に上降的な矢示Zの如き循環流を形成する
(図4)と共に、曝気手段21により池1の水を噴き上
げてDOの供給を行うようにする。これにより、池1の
水にまんべんなくDOが供給され、水処理装置10にお
ける第1処理槽11に必要な好気的雰囲気のためのエア
ーレーションとしても機能させることができる。また、
循環流は浅水深ゾーン4に向けての緩やかな水流ともな
るのでそこにおける浄化機能の促進にも働く。
【0023】
【発明の効果】本発明による水質保全システムは、以上
説明したように、護岸及びこれにより形成した浅水深ゾ
ーンにより、自然が本来的に持つ浄化機能を増幅的に活
用するようにしてなるものなので、増大する汚染負荷に
さらされている滞留性水域の水質や既に汚染が進行して
しまった滞留性水域の水質の保全あるいは回復・保全を
自然との調和を保ちつつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水質保全システムを池に施す場合の構
成図。
【図2】浅水深ゾーン及び護岸の断面構造を示す模式
図。
【図3】本発明に用いる水処理装置を簡略化して示す断
面図。
【図4】上降流形成手段による水流の状態を示す模式
図。
【符号の説明】
1 池 2 護岸 4 浅水深ゾーン 5 大型抽水植物群 6 抽水浮葉植物群 10 水処理装置 20 上降流形成手段 21 曝気手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−110399(JP,A) 特開 平4−62214(JP,A) 特開 昭58−70893(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C02F 3/32 ZAB C02F 3/06 ZAB C02F 7/00 ZAB E02B 3/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通水性を有する護岸を湖沼や池のような
    滞留性水域の岸に沿って岸から適度の距離で形成すると
    共に、この護岸と岸の間に浅水深ゾーンを形成し、この
    浅水深ゾーンに水性植物群を植栽して形成してなる水質
    保全システムにおいて、護岸の外側に沿わせる状態で生
    物学的な水処理装置を設け、この水処理装置に湖沼や池
    の水を強制的に循環させるようにしたことを特徴とする
    水質保全システム。
  2. 【請求項2】 水処理装置に窒素及びリンの除去能を与
    えると共に、この水処理装置の上に樹木を植栽し、この
    樹木に水処理装置で除去した窒素及びリンを吸収させる
    ようにした請求項1に記載の水質保全システム。
  3. 【請求項3】 護岸を砕石の積み上げにより形成するよ
    うにした請求項1又は請求項2に記載の水質保全システ
    ム。
  4. 【請求項4】 沖の適宜の位置に滞留性水域の水を上降
    循環させるための上降流形成手段を設けるようにした請
    求項1〜請求項3の何れかに記載の水質保全システム。
  5. 【請求項5】 沖の適宜の位置に曝気手段を設けるよう
    にした請求項1〜請求4の何れかに記載の水質保全シス
    テム。
  6. 【請求項6】 曝気手段が噴水構造とされている請求項
    5に記載の水質保全システム。
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