JPH081188A - ヨシを利用する汚染水浄化ユニット及びそれを用いた汚水又はヘドロ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自然の浄化機能を利用できるヨシの水浄化能
力を生かした効率のよい汚染水浄化施設及び湖沼地、湿
地閉鎖性海域などでのヘドロ処理浄化施設を提供する。 【構成】 ヨシの生育する苗床を、該苗床中の培養用土
底部が浸水可能となるよう水浮上性構造体に固定せし
め、汚染水浄化作用に適するようにされているヨシを利
用する汚染水浄化ユニットを利用することで、ヨシを種
子から簡単に育成でき、その浮体ヨシ汚染水浄化ユニッ
トを汚染水浄化用水路に浮遊可能に配置しかつ流水可能
とすることですぐれた特性を有する汚染水浄化装置が得
られる。さらにヘドロ沈積汚濁水域から浚渫したヘドロ
堆積区画内に、上記水浮上性のヨシを利用する汚染水浄
化ユニットが設置され、ヨシによりヘドロの安定化及び
汚濁水の浄化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自然の浄化機能を利用
できるヨシ（「葦（アシ）」ともいう）の水浄化能力を
生かした水浮上性汚染水浄化ユニット、そのヨシを利用
する水浮上性汚染水浄化ユニットを用いた汚染水浄化施
設、さらにヨシを利用する水浮上性汚染水浄化ユニット
を用いてのヘドロ処理浄化施設並びにその方法に関す
る。

【０００２】

【従来技術及び解決すべき課題】産業の発達及び生活の
近代化などに伴って工場排水、都市排水などにより河川
などの汚染が広がり、その対策が問題となっている。ま
た沼、湿地、閉鎖性海域などの汚染も問題となってい
る。こうした河川や湖沼・海域には多くの魚類など動物
・植物が生活していることから、これら河川や湖沼・海
域の水の汚染や水質の悪化は大きくその生態系を破壊す
ることとなる。こうして汚濁河川や湖沼・閉鎖性海域な
どの水の浄化や生活排水の浄化は、環境破壊を防ぐ意味
でもますますその重要度が増加している。排水浄化施設
が設置されて水の浄化が図られてはいるが、その河川や
湖沼・海域の環境保全にあっては、できるならより自然
な形で浄化することのできる施設を用いることで行うこ
とが好ましいと考えられる。さらに、最近ではこのよう
な河川や湖沼・海域などの水の浄化にあたっては、自然
に備わった浄化作用を極力利用するのが好ましいと考え
られてもおり、また自然の景観を損なわないかつ比較的
コストのかからない方法が求められている。こうした観
点から、汚濁河川水の浄化や生活排水の浄化に水辺植物
であるホテイアオイやヨシなどを利用することが有望視
されている。ところがホテイアオイなどを浮かべて栄養
塩を植物に吸収させて水を処理する方法では、ホテイア
オイは水に浮かぶがその根はさして長くなく、表層水し
か浄化できないし、ホテイアオイはたとえ苦労して設け
ても越冬できないので毎年メインテナンスが必要になる
などの多くの問題がある。

【０００３】一方、抽水植物であるヨシは、ホテイアオ
イに比較してその根が、長く水中深くまで伸びて密生す
ることから、そのヨシをうまく利用できればより浄化効
率を上げることができると期待されている。また、ヨシ
は耐塩性があるため河口域等の汽水性の海域にも適用可
能である。従来ヨシを用いた水質浄化は、土壌または礫
にヨシを植えつけ、汚濁水をその表層に流す表面流れ方
式（図１）や土壌５に浸透させる浸透流れ方式（図２）
によってその汚濁水を浄化しようとするものであった。
これらの方法では、ヨシ２の成長に伴う栄養塩（窒素、
リン）の吸収だけでなく、前者では汚濁水が土壌４，５
やヨシ２の茎と接触する過程で、沈殿や生物膜による分
解によって水質を浄化するものである。また後者では、
ヨシ２の根の表面に存在する微生物による分解や、土壌
４，５による濾過や吸着などの物理化学的過程により排
水が浄化されていると考えられる。なお、図中、１は汚
濁水、２はヨシ、３は処理水、４は土壌、５は土壌又は
礫である。しかし、表面流れ方式はヨシ２の植生面から
の水深が１０ｃｍ以下（寒冷期で４５ｃｍ以下）と、そ
れをそれほど深くできないため、浄化能を左右するヨシ
２の茎と接触する汚水との間で形成される生物膜の面積
が小さく、処理効率が悪いという問題がある。またその
方式ではヨシの茎の面を主として利用するため、茎より
もはるかに密生している根群を利用するに比べると効率
が非常に劣るという問題がある。また、浸透流れ方式で
は土壌４，５による目詰りがあるため、茎より密生して
いる根群を利用することはできるものの、処理水量を多
くできないなどの問題があった。このような問題のた
め、ヨシ２を用いた水質浄化は単位面積あたりの処理水
量が小さく、膨大な土地が必要になることが普及のネッ
クとなっていた。

【０００４】類似の技術として礫間接触酸化法による河
川浄化の技術もあるが、礫の間に捕捉した汚泥により目
詰まりが生ずることや、汚泥から栄養塩が回帰するとい
う問題もある。また水を処理するための接触材を充填す
ることが必要になるという問題があった。さらに酸素を
供給して好気的に維持するため曝気するための手段を必
要とする。また、別の問題として、富栄養化した汚濁水
域、例えば湖沼・閉鎖性海域などには、栄養塩を多量に
含むヘドロが底部に沈積しており、これが溶出して藻類
の異常発生を引き起こすという問題もある。一旦、藻類
が大量に発生したりすると魚類、貝などが酸素不足など
で大量死するなど生態系が破壊されることとなるし、ヘ
ドロに起因する悪臭なども耐えがたいものである。ヘド
ロの堆積物により派生する問題を解決するためには、一
般的にはそのヘドロを浚渫して除去することによる水質
の改善策が施されている。つまりヘドロの浚渫は水域浄
化の基本施策として各地で実施されている。しかしなが
ら、浚渫されたヘドロはそれを処分するための場所やそ
れにより生じる２次公害対策の問題があり、その対策に
苦慮しているのが現状である。このような汚濁水の浄化
などの対策に上記したように抽水植物のヨシを利用する
ことが考えられているが、これまでの方法では満足でき
る結果しか得られていない。さらに、ヨシを利用するた
めヨシの茎を用いてヨシの移植を行う方法では、ヨシの
茎を大量に入手しなければならないためどうしても既存
のヨシの生えている湿地から採取してくる必要がある
が、ヨシの生えている湿地からのヨシの茎の採取にはそ
こが湿地帯ということもあり多大の労力がかかり、大変
であった。さらにこうして得られたヨシの茎もその活着
率は非常に悪く、その上既存のヨシ群落の生態系をも破
壊するという問題もある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これらヨ
シの特性を有効利用する道を見いだすべく鋭意研究した
結果、工業的に種子から簡単にヨシを育てるのに適した
苗床を使用し、さらにその苗床と水浮上性構造体とを組
み合わせて用いれば、既存のヨシの生態系を破壊しない
で、簡便かつ確実に、低いコストで、ヨシの浮遊体群落
から懸垂した根群を水処理用接触材として設けることが
できることを見出し、本発明に到達したものである。か
くして、本発明は、ヨシの生育する苗床を、該苗床中の
培養用土底部が浸水可能となるよう水浮上性構造体に固
定せしめ、汚染水浄化作用に適するようにされているヨ
シを利用する汚染水浄化ユニットを提供し、さらにはそ
の水浮上性のヨシを利用する汚染水浄化ユニットを汚染
水浄化用水路に浮遊可能に配置しかつ流水可能とした汚
染水浄化装置を提供するものである。また、本発明に従
えば、ヘドロ沈積汚濁水域から浚渫したヘドロ堆積区画
内に、上記水浮上性のヨシを利用する汚染水浄化ユニッ
トが設置され、ヨシによりヘドロの安定化及び汚濁水の
浄化を図ることを特徴とするヨシを利用するヘドロ処理
施設が提供される。特に、ヘドロ沈積汚濁水域に、該水
域一定部分の周囲を取り囲む閉鎖系を形成する区画を設
置し、次に該区画内に浚渫したヘドロを堆積後、ヨシの
生育する苗床を該苗床中の培養用土底部が浸水可能とな
るよう水浮上性構造体に固定せしめてありかつ浄化作用
に適するようにされているヨシを利用する汚染水浄化ユ
ニットを、該区画内に設置し、ヨシの根が十分に堆積ヘ
ドロ内に伸長するまで生育させ、該ヨシを利用する汚染
水浄化ユニットと堆積ヘドロとが一体化した後、浄化さ
れるべき水を通水可能な状態とし、ヨシを利用してヘド
ロの安定化と汚濁水を処理するところのヘドロ処理方法
が提供される。

【０００６】すなわち、本発明を整理して記載すると以
下のとおりである。 （１）ヨシの苗床を、該苗床中の少なくとも培用土底部
が浸水可能となるよう水浮上性構造体に固定せしめて構
成したことを特徴とするヨシを利用する汚染水浄化ユニ
ット。 （２）ヨシの苗床が、ヨシを種子から育成するに適した
苗床である（１）項記載のヨシを利用する汚染水浄化ユ
ニット。 （３）ヨシの生育する苗床が、合成樹脂製の網状容器の
中にピートモスを主成分とした培養用土を詰めたもので
ある（１）又は（２）項記載のヨシを利用する汚染水浄
化ユニット。 （４）水浮上性構造体が、発泡合成樹脂で作られている
（１）ないし（３）項のいずれかに記載のヨシを利用す
る汚染水浄化ユニット。 （５）水浮上性構造体が、厚さ１０〜２５ｃｍのヘチマ
状に成型された発泡合成樹脂から成るものである（１）
ないし（４）項のいずれかに記載のヨシを利用する汚染
水浄化ユニット。 （６）前記（１）ないし（５）項のいずれかに記載のヨ
シを利用する汚染水浄化ユニットを、汚染水浄化用水路
に浮遊可能に配置せしめ、かつ流水可能とされているこ
とを特徴とするヨシを利用する汚染水浄化装置。 （７）ヘドロ沈積汚濁水域から浚渫したヘドロ堆積区画
内に、（１）ないし（５）項のいずれかに記載のヨシを
利用する汚染水浄化ユニットが設置され、ヨシによりヘ
ドロの安定化及び汚濁水の浄化を図ることを特徴とする
ヨシを利用するヘドロ処理施設。 （８）ヘドロ沈積汚濁水域に、該水域の一定部分の周囲
を取り囲んで閉鎖系を形成する区画を設置し、該区画内
には浚渫したヘドロが堆積され、（１）ないし（５）項
のいずれかに記載のヨシを利用する汚染水浄化ユニット
が、該区画内に設置してあって、ヨシの根が十分に堆積
ヘドロ内に伸長するまで生育させることができ、該ヨシ
を利用する汚染水浄化ユニットと堆積ヘドロとが一体化
した後には、浄化されるべき水が通水可能な状態となる
ことができることを特徴とするヨシを利用するヘドロ処
理施設。

【０００７】（９）ヘドロ沈積汚濁水域に、該水域の一
定部分の周囲を取り囲んで閉鎖系を形成する区画を設置
し、次に該区画内に浚渫したヘドロを堆積後、（１）な
いし（５）項のいずれかに記載のヨシを利用する汚染水
浄化ユニットを該区画内に設置し、ヨシの根が十分に堆
積ヘドロ内に伸長するまで生育させ、該ヨシを利用する
汚染水浄化ユニットと堆積ヘドロとが一体化した後、浄
化用水を通水可能な状態とすることを特徴とするヨシを
利用するヘドロ処理方法。 (１０)ヘドロが堆積している水域の一部を、木柵で囲
い、その囲いの内側に浚渫ヘドロの余剰水を排出できる
孔を有する浮体遮水シートを設置し、余剰水排出口の周
囲には、シルトプロテクターを設置し、該ヘドロ沈積汚
濁水域に設けられた該水域の一定部分の周囲を取り囲む
閉鎖系を形成する区画に、ヘドロが堆積している水域の
ヘドロを浚渫して投入し、該柵の高さまで充填し、ヘド
ロの浚渫が終了後、次に（１）ないし（５）項のいずれ
かに記載の汚染水浄化ユニットを浮体遮水シートの内側
に浮かべ、浮体ヨシが生育し、ヨシの根群が水域からヘ
ドロの内部に伸長し、浮体ヨシ群落とヘドロが一体化し
た段階で、浮体遮水シートの浮き子を撤去し、シートを
沈めるか取り除き、外部水域との間で水の交換が可能な
状態にする（９）項記載のヨシを利用するヘドロ処理方
法。

【０００８】本発明で用いられる苗床としては、ヨシを
種子から育成するに適した苗床であり、例えば素焼き容
器、合成樹脂製の容器の中にピートモスなどを主成分と
した培養用土を詰めたものなど、市販の植物を種から育
てるに適したものが挙げられる。該容器としては、培養
用土などを保持できれば特に限定されないが、通気性、
通水性などが十分確保できるものが好ましく、さらにヨ
シの成長に伴い根などの伸長するのを妨げないものが好
ましく、網状のもの、多孔性のものなどが挙げられる。
また容器は自然に還元可能な材料とすることもできる。
合成樹脂製の網状容器に用いられる合成樹脂としては、
塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹
脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。苗床に用いら
れる培養用土としては、市販されているものの中から選
んで用いることができ、主としてピートモス、バーミキ
ュライト、腐葉土、パーライト、川砂、水苔などを用
い、必要に応じ、それらを単独で用いてもよいし又は互
いに適当に配合してあるもので、窒素、リン、カリなど
の発芽・生育に必要な栄養素の配合してあるものが挙げ
られる。容器の形状は、通常は円筒状であっても箱型状
であってもよく、合成樹脂製の網で円筒などの周りが型
崩れしないようにされたものが挙げられる。こうした苗
床としては、市販されているものの中から選んで用いる
ことができ、例えばジーフィー７などの商品名で売られ
ているものなどが挙げられる。代表的な苗床では、約５
ｃｍの直径の円柱で、主としてピートモスを用土として
いるものが挙げられる。代表的な本発明で用いられる苗
床としては、図３に斜視図で符号８として示されるよう
なものが挙げられる。

【０００９】本発明では、自然に植生しているヨシから
種子を採取し、次に図３に示される苗床８（型崩れしな
いよう合成樹脂製の網で囲まれている）にその種子７を
植えて、必要に応じ、発芽やその生育などを促進させな
がら、例えばビニールハウスなどで保温下育成し、十分
移植に耐えられるまで成長させたヨシの苗とする。例え
ば、約５ｃｍ〜約３５ｃｍの背丈あるいはそれ以上の背
丈のヨシの苗となるようにすることができる。本発明に
従い、こうして得られたヨシの生育する苗床は、水浮上
性構造体に該苗床中の培養用土底部が浸水可能となるよ
うに固定せしめられる。該水浮上性構造体としては、水
に対してヨシの生育する苗床を十分浮上させておくだけ
の浮力を有するものでありかつヨシの生育する苗床をと
ころどころに取付け可能となっているものであればその
材質や形状は、特に限定されない。構造体に用いる材料
としては、例えば水より小さな比重を有する合成樹脂か
らなるものや発泡加工されたものが挙げられる。また構
造体は自然に還元可能な材料から作ることもできる。合
成樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、変成ポリフェニ
レンエーテル、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、
メラミン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。

【００１０】形状は、スポンジブロック状のもの、ヘチ
マ状になっている平面ブロック状のものあるいは逆台形
のユニットを組み合わせた型のものなどが挙げられる。
さらにハニカム状の構造、断面Ｓ字状または波状のコア
ーを持つ構造、キルティング状の連続体、格子状、網
状、波状、管状、球状などの断面をもつ構造材からでき
ているものなどが挙げられる。該水浮上性構造体として
は、好ましくは厚さ約１０〜約２５ｃｍのヘチマ状に成
型され、水に対してヨシの生成する苗床を十分浮上させ
ておくだけの浮力を有する構造のものが挙げられる。例
えば、比重約０．９３の市販の浮上性樹脂成型体で作ら
れたものが挙げられ、その代表的な形状は図４に一部断
面斜視図として符号１０で示すものが挙げられる。ヨシ
の生育する苗床８は、例えば厚さ約１５〜約２０ｃｍの
ヘチマ状に成型されたその水浮上性構造体１０に竹串９
などを用いて固定される。その代表的な固定法の例は、
図５に模式的に示される。本発明の汚染水浄化ユニット
は、ヨシの生育する苗床の培地の底部が水に浸かるだけ
でそのユニット自体は水面に浮かぶので、ヨシ植生の下
側の所に浄化すべき汚染水を流すことが可能になる。た
とえ、湖沼などに隣接したような環境で、水量が一時的
に増えてもヨシの生育する苗床が全部冠水することがな
く、ヨシの生育に適した環境を絶えず維持できるので、
特にヨシの移植初期などでもヨシの生育により適した条
件がえられる。また、ヨシが成長し、自重で沈むことが
あってもヨシ自体が水に浮くので浮上性構造体が底まで
沈むことはない。また、その流水の水深は、根の成長に
応じて変えることも可能であり、例えば水深を約１ｍあ
るいはそれ以上まで伸ばすことができ、処理水とヨシの
根群の表面との間で形成される生物膜の面積を大きくす
ることができ、流すことのできる処理水の単位量を大き
くできる。

【００１１】本発明の汚染水浄化ユニットは、汚染水浄
化用水路に浮遊可能に配置される。この汚染水浄化用水
路は、汚濁水の流入側から処理水の流出側に沿って該汚
染水浄化ユニットが配置され、流入側から流れ込んだ汚
濁水は該汚染水浄化ユニットに生育しているヨシの根群
の間を通って処理水の流出側まで流れる。該浄化用水路
の流出側には越流堤が設けられ、処理水はこの堤を越え
て流れ出る。図６に代表的な汚染水浄化用水路の構造が
示してある。越流堤はヨシの根の生育度にあわせてその
高さを調節できる。こうして汚水処理の至適環境を維持
できる。汚染水浄化ユニットは絶えず水面に浮上してい
ることから、汚濁水はヨシの根群に形成される大きな容
量の生物膜と接触することとなる。ヨシの根は、茎に比
べてその数が極めて多く、かつその成長速度も早いし、
更にその長さも約１ｍあるいはそれ以上まで伸ばすこと
ができる。こうして根の間を通る間に汚濁水中の浮遊物
質はヨシの根の間に捕捉される。しかし、ヨシの根の間
の空隙率は土壌などに比してはるかに大きいので目詰ま
りしづらく、もし目詰まりしてもそのままヨシ湿地とし
て有効利用できること、さらに汚泥中の栄養塩をヨシが
吸収して、水系に栄養塩が溶けだすことを防ぐという利
点が得られる。本発明の汚染水浄化用水路によれば、ヨ
シの根による接触沈殿、接触酸化、栄養塩吸収作用を最
大限生かすことが可能であり、水路の底層水まで処理で
きるので浄化効率が高い。

【００１２】本発明によれば、ヨシを工業的にその種子
から育苗して大量にかつ安価にヨシの苗を供給でき、さ
らにこうして得られたヨシの苗及び苗床を容易に浄化の
必要な水域に自由にかつ簡単に配置でき、さらに無理無
くヨシの生育に適したようにすることができる。こうし
て既存の生態系を破壊することなく、大量に得られるヨ
シの苗を用いて簡単に、かつ確実に広いヨシの根群を形
成させ、低いコストで効率よく水処理用接触材としてヨ
シを利用できる。本発明によれば、大幅にスペースを省
くことができ土地利用のコストを安くでき、従来法のヨ
シを用いた水質浄化に比較し格段に優れている。ヨシを
ヨシの種子を採取し、その採取した種子から温室などを
使用して大量に早く栽培できるので、水処理用接触材と
してのヨシ供給という点でも優れ、こうして得られたヨ
シの苗を浮体構造体に固定することで、ヨシの浮遊群落
をつくるので、簡単にかつ確実な活着が図れ、安定して
ヨシの浮遊群落を作ることができる。こうして簡単、確
実にかつ安定して水処理施設を設けることができる。さ
らにヨシは多年草であり、越冬できるので永続的にその
施設で使用でき、毎年維持管理のための作業などは不要
である。ヨシはその根から酸素を外部に供給するので、
根に付着するところのいわゆる生物膜は好気的に維持さ
れ、したがって曝気の必要はなく、施設の運転費を安く
できる。

【００１３】本発明の汚染水浄化ユニットは、浚渫ヘド
ロの安定化及びそのような場所での汚濁水の浄化に用い
て有用である。図７には、富栄養化した汚濁水域の状況
を一部断面斜視図として模式的に示す。こうしたヘドロ
が堆積している水域の一部を、例えば柵で囲い、その囲
いの内側に浚渫ヘドロの余剰水を排出できる孔を有する
浮体遮水シートを設置する。余剰水排出口の周囲には、
シルトプロテクターを設置することが好ましい。柵での
囲いは当該水域の中央部でも沿岸部でもいずれにも設け
ることもできる。その場所は景観、自然との調和、コス
トなどを勘案して選定されることができる。該柵は、木
製、竹製などであってよく、水面下が約４０ｃｍ〜約１
５０ｃｍとなるようにすることができる。柵は浚渫した
ヘドロが囲いの外に流出しないようなものであれば特に
限定されない。上記のようにヘドロ沈積汚濁水域に設け
られた該水域一定部分の周囲を取り囲む閉鎖系を形成す
る区画に、ヘドロが堆積している水域のヘドロを浚渫し
て投入する。投入にあたっては、ヘドロに起因する悪臭
などが飛散しないように、パイプラインなどの当該分野
で知られた機械装置などを用いて、例えば、水面外へヘ
ドロを晒さないようにして浚渫し堆積することが好まし
い。こうしてヘドロは該柵の高さまで充填する。代表的
な設備の配置を、図８に模式的に示す。

【００１４】こうしてヘドロの浚渫が終了したら、次に
本発明の汚染水浄化ユニットを浮体遮水シートの内側に
浮かべる。本発明に従っての浮体ヨシ群落形成施設を図
９に模式的に示す。こうして浮体ヨシが生育し、ヨシの
根群が水域からヘドロの内部に伸長し、浮体ヨシ群落と
ヘドロが一体化した段階で、浮体遮水シートの浮き子を
撤去し、シートを沈めるか取り除き、外部水域との間で
水の交換が可能な状態にする。ここで浮体ヨシ群落とヘ
ドロが一体化した段階とは、ヨシの根群がヘドロ内に伸
長繁茂し、浮体ヨシからなる汚染水浄化ユニットが十分
固定化され移動しなくなった状態を指す。浮体ヨシ群落
は、区画を形成している柵の存在下でヘドロと一体化し
ているか、あるいは任意に必要に応じ、柵の一部又は全
部を除いた状態でヘドロと一体化していてよい。本発明
に従っての浮体ヨシ群落形成施設とヘドロとが一体化し
た模様を図１０に模式的に示す。こうすることでヘドロ
に含まれていた栄養塩は、ヨシの根から吸収され、ヨシ
の成長などに利用され、その溶出は抑制される。汚濁水
は、ヨシの根群中を吹送流などの自然エネルギーによる
通水で、ヨシの根群により接触沈殿や接触酸化作用によ
り浄化される。通水を確保するため、機械的な手段を講
ずることもできる。上記した原理に基づいたヘドロの処
理方法もまた本発明の一部を成すものである。

【００１５】本発明のヘドロ処理法によれば、富栄養化
した汚濁水域内から浚渫ヘドロを外部に持ち出さないで
処分でき、運送などのコスト、労力がかからない。また
水面下に浚渫ヘドロを充填したままヨシを植栽できるの
で臭気などの二次公害の問題が少ない。浚渫ヘドロに直
接ヨシを植栽せず浮体構造物にヨシを植栽し、その浮体
構造物を浮遊配置すればよいことから、施工性が良く、
労力もかからず、コストを大幅に節減できる。ヨシがヘ
ドロの栄養塩を吸収するとともに、ヨシの根群が接触沈
殿及び接触酸化作用に関与でき、安価にヘドロの安定化
が可能である。またヘドロの安定化が済んだ後には、そ
のままヨシはさらに該水域の水の浄化に寄与できる。ヨ
シを利用しているので、植生による緑豊かな景観が作ら
れ、さらにヨシを主とした植物による浄化であることか
らより自然な生態系が創出できる。

【００１６】

【実施例】次に実施例を示して、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこの具体例により限定されるもの
でなく、その思想に従うかぎり各種の形態で実施できる
ことは理解されるべきである。

【００１７】実施例１ 図３（苗床と、種からヨシへの苗の育成の原理説明図）
に示されるよう約５ｃｍの直径の円盤形の市販ピートモ
ス・ポット８苗床を水に漬けて植物の生育に適するよう
に水を含ませたものに、野性ヨシ６から採取したヨシ種
子７を播種し、ビニールハウス内で約１５〜３０℃の温
度下で育成する。背丈約１０〜２５ｃｍに伸びたヨシの
苗の生えたピートモスポット８苗床を、図４（苗床を固
定せしめるため用いられる本発明の代表的な水浮上性構
造体の一部断面斜視図）に示されるようなポリプロピレ
ン樹脂製で、かつ厚さ約１５〜約２０ｃｍのヘチマ状に
成型された比重約０．９３の市販の浮上性構造体（樹脂
の成型体）１０に図５（苗床を本発明の代表的な水浮上
性構造体に固定せしめる場合の概説断面図）に示される
ように竹串９を用いて固定する。

【００１８】該水浮上性構造体１０は、図６（Ａ）、
（Ｂ）に示されるような汚染水浄化用水路１２に順次浮
かべる。なお、（Ａ）は概説平面図、（Ｂ）は概説断面
図である。通水下で約９．５ｃｍの背丈のヨシ２は、１
週間で１．５ｃｍの背丈の伸びを示した。一方、根の方
は、１週間で平均して約１０ｃｍ伸び、さらに密生して
生えていた。なお、符号３は処理水、１１は越流堤であ
る。ヨシの根は、茎に比べてその数が極めて多く、かつ
その成長速度も早く、更にその長さも約１ｍあるいはそ
れ以上まで伸びることが認められた。また根の間を通る
間に汚濁水中の浮遊物質はヨシの根の間に捕捉された。
密生したヨシの根群を通過した処理水は、栄養塩の減少
が認められた。こうして、本発明の汚染水浄化用水路に
よれば、ヨシの根による接触沈殿、接触酸化、栄養塩吸
収作用を最大限生かすことが可能であり、水路の底層水
まで処理でき、浄化効率が高いことが認められた。

【００１９】実施例２ 図７に一部断面斜視図で示されるような富栄養化した汚
濁水域で、図８に一部断面斜視図で示すようにヘドロ１
４が堆積している水域の一部を、その囲いの水面下の深
さが約５０ｃｍとなるように木柵１５で囲った。その囲
いの内側に浚渫ヘドロの余剰水を排出できる孔を有する
浮体遮水シート１６を設置した。余剰水排出口１７の周
囲には、シルトプロテクター１８を設置した。上記のよ
うにヘドロ沈積汚濁水域に設けられた該水域一定部分の
周囲を取り囲む閉鎖系を形成する区画に、堆積している
ヘドロを浚渫して投入する。ヘドロは該柵の高さまで充
填する。こうしてヘドロの浚渫が終了した後、次に実施
例１で得られた汚染水浄化ユニットを浮体遮水シートの
内側に浮かべた。図９に一部断面斜視図で示すように浮
体ヨシ群落形成施設とした。

【００２０】浮体ヨシを１週間生育させたところ、ヨシ
の根群が水域からヘドロの内部に伸長した。約９．５ｃ
ｍの背丈のヨシの苗を用いたところ、１週間でその根は
約１０ｃｍ伸び、密生して生えていた。１年後には、図
１０に一部断面斜視図として示すように浮体ヨシ群落形
成施設とヘドロとが一体化した。浮体ヨシ群落とヘドロ
が一体化した段階で、浮体遮水シートの浮き子を撤去
し、シートを取り除き、外部水域との間で水の交換が可
能な状態にした。ヘドロに含まれていた栄養塩は、ヨシ
の根から吸収され、ヨシの成長などに利用され、その溶
出は抑制される。汚濁水は、ヨシの根群中を吹送流など
の自然エネルギーによる通水で、ヨシの根群により接触
沈殿や接触酸化作用により浄化される。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、既存の生態系を破壊す
ることなく、工業的にヨシの種子から育苗して大量にか
つ安価にヨシの苗を供給でき、さらにこうして得られた
ヨシの苗及び苗床を浮体構造体に固定することで、容易
に浄化の必要な水域に自由に配置して、簡単にかつ確実
に広いヨシの根群を形成させ、低いコストで効率よく水
処理用接触材としてヨシを利用できる。本発明によれ
ば、大幅にスペースを省くことができ土地利用のコスト
を安くでき、従来法のヨシを用いた水質浄化に比較し格
段に優れている。ヨシの苗の簡単にかつ確実な活着が図
れ、ヨシは多年草であり、越冬できるので永続的にその
施設で使用でき、毎年維持管理のための作業を必要とし
ないし、ヨシはその根から酸素を外部に供給するので、
根に付着するところのいわゆる生物膜は好気的に維持さ
れ、したがって曝気の必要はなく、施設の運転費も安く
できる。

【００２２】本発明のヘドロ処理法によれば、富栄養化
した汚濁水域内から浚渫ヘドロを外部に持ち出さないで
処分でき、運送などのコスト、労力がかからず、また水
面下に浚渫ヘドロを充填したままヨシを植栽できるので
臭気などの二次公害の問題が少ない。浚渫ヘドロに直接
ヨシを植栽せず浮体構造物にヨシを植栽し、その浮体構
造物を浮遊配置すればよいことから、施工性が良く、労
力もかからず、コストを大幅に節減できる。ヨシがヘド
ロの栄養塩を吸収するとともに、ヨシの根群が接触沈殿
及び接触酸化作用に関与でき、安価にヘドロの安定化が
可能である。またヘドロの安定化が済んだ後には、その
ままヨシはさらに該水域の水の浄化に寄与できるし、ヨ
シを利用しているので、植生による緑豊かな景観が作ら
れ、さらにヨシを主とした植物によるより自然な生態系
が創出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来使用の汚濁水をその表層に流す表面流れ方
式に従ったヨシを用いた水質浄化法の概説断面図を示
す。

【図２】従来使用の汚濁水を土壌に浸透させる浸透流れ
方式に従ったヨシを用いた水質浄化法の概説断面図を示
す。

【図３】代表的な本発明で用いられる苗床と、種からヨ
シへの苗の育成の原理説明図を示す。

【図４】本発明で用いられる苗床を固定せしめるため用
いられる本発明の代表的な水浮上性構造体の一部断面斜
視図を示す。

【図５】本発明で用いられる苗床を本発明の代表的な水
浮上性構造体に固定せしめる場合の概説断面図を示す。

【図６】本発明の代表的な水浮上性構造体を用いる、ヨ
シの根群による汚染水浄化用水路の構造図を示す。Ａ：
平面図、Ｂ：断面図

【図７】富栄養化した汚濁水域の状況の一部断面斜視図
を示す。

【図８】ヘドロ沈積汚濁水域に設けられた本発明の代表
的な設備の配置を一部断面斜視図として模式的に示す。

【図９】本発明に従っての浮体ヨシ群落形成施設を一部
断面斜視図として模式的に示す。

【図１０】本発明に従っての浮体ヨシ群落形成施設とヘ
ドロとが一体化した模様を一部断面斜視図として模式的
に示す。

【符号の説明】

１ 汚濁水 ２ ヨシ ３ 処理水
４ 土壌 ５ 土壌又は礫 ６ 自然に植生しているヨシ
７ ヨシの種子 ８ ピートモスポット（苗床） ９ 竹串 １
０ 水浮上性構造体 １１ 越流堤 １２ 汚染水浄化水路
１３ 沈殿汚泥 １４ ヘドロ １５ 木柵
１６ 浮体遮水シート １７ 余剰水排出口 １８ シルトプロテクター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田沢 竜三 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 清水 勝公 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 濱本 宗弘 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨシの苗床を、該苗床中の少なくとも培
   用土底部が浸水可能となるよう水浮上性構造体に固定せ
   しめて構成したことを特徴とするヨシを利用する汚染水
   浄化ユニット。
2. 【請求項２】 ヨシの生育する苗床が、合成樹脂製の網
   状容器の中にピートモスを主成分とした培養用土を詰め
   たものである請求項１記載のヨシを利用する汚染水浄化
   ユニット。
3. 【請求項３】 水浮上性構造体が、発泡合成樹脂で作ら
   れている請求項１又は２記載のヨシを利用する汚染水浄
   化ユニット。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のヨ
   シを利用する汚染水浄化ユニットを、汚染水浄化用水路
   に浮遊可能に配置せしめ、かつ流水可能とされているこ
   とを特徴とするヨシを利用する汚染水浄化装置。
5. 【請求項５】 ヘドロ沈積汚濁水域から浚渫したヘドロ
   堆積区画内に、請求項１ないし３のいずれかに記載のヨ
   シを利用する汚染水浄化ユニットが設置され、ヨシによ
   りヘドロの安定化及び汚濁水の浄化を図ることを特徴と
   するヨシを利用するヘドロ処理施設。
6. 【請求項６】 ヘドロ沈積汚濁水域に、該水域の一定部
   分の周囲を取り囲んで閉鎖系を形成する区画を設置し、
   該区画内には浚渫したヘドロが堆積され、請求項１ない
   し３のいずれかに記載のヨシを利用する汚染水浄化ユニ
   ットが、該区画内に設置してあって、ヨシの根が十分に
   堆積ヘドロ内に伸長するまで生育させることができ、該
   ヨシを利用する汚染水浄化ユニットと堆積ヘドロとが一
   体化した後には、浄化されるべき水が通水可能な状態と
   なることができることを特徴とするヨシを利用するヘド
   ロ処理施設。
7. 【請求項７】 ヘドロ沈積汚濁水域に、該水域の一定部
   分の周囲を取り囲んで閉鎖系を形成する区画を設置し、
   次に該区画内に浚渫したヘドロを堆積後、請求項１ない
   し３のいずれかに記載のヨシを利用する汚染水浄化ユニ
   ットを該区画内に設置し、ヨシの根が十分に堆積ヘドロ
   内に伸長するまで生育させ、該ヨシを利用する汚染水浄
   化ユニットと堆積ヘドロとが一体化した後、浄化用水を
   通水可能な状態とすることを特徴とするヨシを利用する
   ヘドロ処理方法。