JP4877546B2 - 伏流式人工湿地システム - Google Patents
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Description
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ドイツで開発された伏流式のハイブリッドシステムの場合、懸濁物質濃度の高い汚水処理では縦型湿地の表面の目詰まりが問題となることがあり、特に寒地では有機物の分解が進みづらいためこの問題は避けがたい(例えば、非特許文献4)。
一方、近年ヨーロッパで開発された伏流式人工湿地システムは、面積当たりの浄化能が高く、冬季も浄化機能が維持される特長があるが、寒地での高濃度汚水処理技術として実用化するためには、有機物の分解が遅いことによる目詰まりやリン酸流出及び炭素源不足の問題点がある。
(1)請求項1に記載の伏流式人工湿地システムは、汚水を浄化するべく前記汚水を順次流通させるように配設した第1の伏流式縦型湿地(3)と、第2の伏流式縦型湿地(4)と、伏流式横型湿地(7)とを備え、前記第1及び第2の伏流式縦型湿地において酸化的汚水浄化を行うとともに前記伏流式横型湿地において還元的汚水浄化を行うものである。
(2)請求項2に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1において、前記第1及び第2の伏流式縦型湿地の各々に対し前記汚水を間欠的に供給するべく該第1及び第2の伏流式縦型湿地の各々の流入側に設置された自動サイフォン(2)をさらに備え、前記自動サイフォンは、サイフォン貯水容器(21)と、吸入口(23a)と排出口(23b)の間にて上方に凸の湾曲部(23c)を形成されたサイフォン主管(23)と、前記サイフォン主管の前記湾曲部の下側に取り付けられたフロート(25)とを具備し、前記フロートに1つの入水孔(25a)と1つの排水管(26)とを設けたことを特徴とする。
(3)請求項3に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項2において、前記サイフォン主管(23)が前記サイフォン貯水容器(21)に1本のみ設けられていることを特徴とする。
(4)請求項4に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記第1及び/または第2の伏流式縦型湿地(3、4)における表面(31b1、41c1)と最下層(31a、41a)との間に亘るように鉛直方向に、または鉛直方向に対して傾斜させて縦型暗きょ管(35a〜35f、45a〜45f)をさらに設置したことを特徴とする。
(5)請求項5に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項4において、前記第1及び/または第2の伏流式縦型湿地(3、4)における前記縦型暗きょ管(35a〜35f、45a〜45f)の中に合成樹脂製の紐を挿通させたことを特徴とする。
(6)請求項6に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記横型湿地(7)において、下層(71b)の粒度よりも上層(71a)の粒度を粗くしたことを特徴とする。
(7)請求項7に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記横型湿地(7)においてさらに、流入管(73b)と連通しかつ入口側から出口側へ向かう方向に対し平行に配置された複数の横型暗きょ管(76b、76c)を前記下層に設置したことを特徴とする。
(8)請求項8に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項7において、前記複数の横型暗きょ管(76b、76c)の各々の周囲に前記下層(71b)の粒度より粗い粒度の領域(79)を配置したことを特徴とする。
(9)請求項9に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1〜8のいずれかにおける前記横型湿地(7)において、前記下層の高さ範囲にて外部に取り出された流出管(78)の排出側開口(78b)の高さにより該横型湿地の水位を設定することを特徴とする。
(10)請求項10に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1〜9のいずれかにおいて、前記第2の伏流式縦型湿地(4)と前記横型湿地(7)との間に、前記汚水中のリンを吸着するべくリン吸着桝(5)をさらに配置し、前記リン吸着桝は流入口(52)と流出口(55)の間で前記汚水が流通するための流路と、前記汚水が通過するように該流路上に設けたリン吸着資材(54)とを備えたことを特徴とする。
(11)請求項11に記載の伏流式人工湿地システムは、請求項1〜10のいずれかにおいて、前記第2の伏流式縦型湿地(4)と前記横型湿地(7)との間に、前記汚水中に有機物を添加するための有機物添加桝(6)をさらに配置し、前記有機物添加桝は流入口(62)と流出口(65)の間で前記汚水が流通するための流路と、前記汚水が通過するように該流路上に設けた有機物添加資材(64)とを備えたことを特徴とする。
図1は、本発明による伏流式人工湿地システム10の概略的な全体構成図である。本発明の伏流式人工湿地システム10は、寒地でも恒久的に汚水を浄化できるものである。
図2(A)は、第1縦型湿地3の概略的な縦断面図であり、図2(B)は平面図である。なお、図2(B)の平面図において上下対称な構成要素については上半分の構成要素にのみ符号を付している。第1縦型湿地3は、例えば略直方形状の空間を形成するように掘削した凹所の内側に遮水シート32を敷設して形成される。遮水シート32により汚水が周囲の土壌に漏出することを防止している。なお、縦型湿地では、汚水が表面から下層へ移動する過程で浄化を行う構成上、凹所の深さ方向の長さについては浄化効果が十分達成できる長さに設定する。平面図における縦横の長さは処理量によって適宜設定する。
Org-C↓→CO2↑
Org-N↓→NH4-N→NO3-N
Org-P↓→PO4-P
NO3-N+Org-C→N2↑
・自動サイフォン(容量約3300リットル/回)
・第1縦型湿地(横16m×縦(流入口と流出口間距離)16m×高さ1m)
・第2縦型湿地(横16m×縦(流入口と流出口間距離)16m×高さ1m)
・リン吸着桝6m3
・有機物添加桝6m3
・横型湿地(横16m×縦(流入口と流出口間距離)50m×高さ1m)
2 自動サイフォン
3 第1の伏流式縦型湿地
35a〜35f 縦型暗きょ管
4 第2の伏流式縦型湿地
45a〜45f 縦型暗きょ管
5 リン吸着桝
6 有機物添加桝
7 伏流式横型湿地
76b、76c 横型暗きょ管
8 横型湿地出口
9 ヨシ
10 伏流式人工湿地システム
Claims (11)
- 汚水を浄化するべく前記汚水を順次流通させるように配設した第1の伏流式縦型湿地(3)と、第2の伏流式縦型湿地(4)と、伏流式横型湿地(7)とを備え、前記第1及び第2の伏流式縦型湿地において酸化的汚水浄化を行うとともに前記伏流式横型湿地において還元的汚水浄化を行う、伏流式人工湿地システム。
- 前記第1及び第2の伏流式縦型湿地の各々に対し前記汚水を間欠的に供給するべく該第1及び第2の伏流式縦型湿地の各々の流入側に設置された自動サイフォン(2)をさらに備え、
前記自動サイフォンは、サイフォン貯水容器(21)と、吸入口(23a)と排出口(23b)の間にて上方に凸の湾曲部(23c)を形成されたサイフォン主管(23)と、前記サイフォン主管の前記湾曲部の下側に取り付けられたフロート(25)とを具備し、
前記フロートに1つの入水孔(25a)と1つの排水管(26)とを設けたことを特徴とする請求項1に記載の伏流式人工湿地システム。 - 前記サイフォン主管(23)が前記サイフォン貯水容器(21)に1本のみ設けられていることを特徴とする請求項2に記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記第1及び/または第2の伏流式縦型湿地(3、4)における表面(31b1、41c1)と最下層(31a、41a)との間に亘るように、鉛直方向に、または鉛直方向に対して傾斜させて縦型暗きょ管(35a〜35f、45a〜45f)をさらに設置したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記第1及び/または第2の伏流式縦型湿地(3、4)における前記縦型暗きょ管(35a〜35f、45a〜45f)の中に合成樹脂製の紐を挿通させたことを特徴とする請求項4に記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記横型湿地(7)において、下層(71b)の粒度よりも上層(71a)の粒度を粗くしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記横型湿地(7)においてさらに、流入管(73b)と連通しかつ入口側から出口側へ向かう方向に対し平行に配置された複数の横型暗きょ管(76b、76c)を前記下層に設置したことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記複数の横型暗きょ管(76b、76c)の各々の周囲に前記下層(71b)の粒度より粗い粒度の領域(79)を配置したことを特徴とする請求項7に記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記横型湿地(7)において、前記下層の高さ範囲にて外部に取り出された流出管(78)の排出側開口(78b)の高さにより該横型湿地の水位を設定することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記第2の伏流式縦型湿地(4)と前記横型湿地(7)との間に、前記汚水中のリンを吸着するべくリン吸着桝(5)をさらに配設し、前記リン吸着桝は流入口(52)と流出口(55)との間で前記汚水が流通するための流路と、前記汚水が通過するように該流路上に設けたリン吸着資材(54)とを備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の伏流式人工湿地システム。
- 前記第2の伏流式縦型湿地(4)と前記横型湿地(7)との間に、前記汚水中に有機物を添加するための有機物添加桝(6)をさらに配設し、前記有機物添加桝は流入口(62)と流出口(65)との間で前記汚水が流通するための流路と、前記汚水が通過するように該流路上に設けた有機物添加資材(64)とを備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の伏流式人工湿地システム。
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