JPS62171791A

JPS62171791A - 土壌浄化装置

Info

Publication number: JPS62171791A
Application number: JP1268186A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Wakatsuki; 若月　利之; Takao Kunimatsu; 国松　孝男; Shuichi Komura; 小村　修一; Yuji Abe; 安部　裕治
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-01-23
Filing date: 1986-01-23
Publication date: 1987-07-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、汚水特に下水や人・家畜の座尿の一次、二次
処理水や生活排水を、土壌を利用して更に高度に浄化す
る土壌浄化装置の改良に関する。

〔技術的背景及び従来技術の問題点〕

表面に近い土壌層中に汚水を浸透させて処理する土壌浄
化法は、汚水中の悪臭成分やＢＯＤ、ＣＯＤ分、燐・窒
素公吏には細菌やビールスまでも効率的に除去するもの
で、ここ数年来脚光を浴びてきている。これは、土壌動
物や土壌微生物の硝化・分解機能や土壌コロイドの持つ
吸着機能を積極的に利用するもので、処理コストの面か
らも優れたものである。

ただ、土壌浄化法の泣き所は目詰り現象を生起すること
である。この問題は極めて重要でありながら現在のとこ
ろ完全には解決されておらず、そのために汚水処理能力
が変動したり、ついには処理不能に陥る。また、安全率
の過大化により余分な設置面積を要しコスト高を招来す
るなど、土壌浄化法の信頼性を低下させる要因となって
いる。

ところで、この目詰りは主として■汚水中の有機性浮遊
物・土壌微生物の死骸等有機物質、■無機性浮遊物特に
粘土質微粒子に起因する。

この内■については、好気微生物の方が嫌気微生物より
も有機物の分解能が格段に高いことから、有孔撒水管を
含むトレンチや汚水槽開口部の周辺土壌を好気的状態に
保つことにより、目詰りをある程度解消できる。例えば
、汚水を断続的に供給したり適宜間隔を置いて一時供給
を休止したり、Ｉ・レンチを２系列設けて一方に汚水他
方に空気を供給する（特公昭５ｍ−１９２６７号）こと
が行われている。もっとも、窒素分の除去に必要な脱窒
反応は嫌気的条件下で行なわれるので、装置内には嫌気
的部分が必要になる。嫌気状態では透水率が大きく低下
するので、嫌気状態を制御し、脱窒作用を最大限に活性
化させると同時に、それに伴って減少する浸透能の低下
を最小にするよう装置の構造に工夫をこらす必要がある
。

一方■の場合、土壌浄化装置では従来殆ど問題視されて
いない。しかし、粘土粒子は汚水の流れに従って土壌内
空隙を順次埋めていくので、長期間使用していると水は
勿論気体の移動も十分に行なわれなくなる。その結果、
汚水から発生するガスや脱窒反応により生じる窒素ガス
の揮散が妨げられ、好気的状態であるべき部分への酸素
の供給も不十分となる。しかも土壌中の気泡は目詰りを
更に悪化させ、遂には処理不能に陥る。

ところが、粘土粒子による目詰りについては汚水の流入
を休止しても回復の見込は全くない。従来これに対する
対策は全くとられておらず、ただ土壌に粘土質を含まな
い砂を用いる程度である。

しかし、砂質土壌を用いればこんどは装置の浄化能の大
幅な低下はまぬがれないことになる。

〔問題を解決する手段〕

そこで、本発明者は上記問題を解決すべく鋭意研究した
結果、カルシウムイオンによる粘土粒子の凝集現象に着
目して本発明を完成させた。

即ち、一般にカルシウムイオンを添加すると土壌の構造
が安定することが知られている。一方、汚水中にはナト
リウムイオンが含まれていることが多い。

そこで、土壌を充填したカラムに、Ｎａ　１００ｍｇ／
ｌ／８液とＮ　ａ　　１００ｍｇ／　ｉ　＋　Ｃａ　　
２００ｍｇ／　（！　／ｇ液を連続流入し、飽和透水係
数を３０日間毎日測定したところ、土壌の種類や充填の
程度にもよるが下前者では飽和通水係数が１〜４割程度イ咽−後者では逆
に１〜３割程度増加すると言う結果が得られた。

かかる結果が得られた理由は、以下の如きものと考えら
れる。即ち、粘土粒子が溶液中のカチオンを吸着する性
質を有しており、ナトリウムイオンを吸着した粘土粒子
（Ｎａ型粘土）はファン・デル・ワールスカよりも反撥
力が強いため分散しやすい。これに対しカルシウムイオ
ンを吸着した粘土粒子（Ｃａ型粘土）は反撥力の方が弱
いため凝集しやすく、周囲に空隙ができる。しかも好ま
しいことには、粘土粒子との吸着力はカルシウムイオン
の方が遥かに強（、カルシウムイオンが存在するとＮａ
型粘土がＣａ型粘土に置き替わる。

勿論、汚水中にはナトリウムイオンやカルシウムイオン
以外に種々な金属イオンが含まれており、粘土粒子に対
する作用も様々である。しかし、深床処理水や生活排水
中にはナトリウムイオンが最も多く、目詰りに対する好
ましくない形りも最も大きい。一方、粘土粒子に対して
カルシウムイオンと同様な作用をする他の金属イオンも
考えられるが、安全性・入手のし易さ・価格等を考慮す
るとカルシウムが最適である。

本発明は以上の諸考察からなされたもので、土壌浄化装
置における粘土粒子による目詰りを有効に解決すること
を目的とする。そして、供給される汚水中にカルシウム
イオンを人為的に添加すべく、土壌浄化装置中にカルシ
ウム源を配置したことを最大の特徴とする。

カルシウム源としては、石灰石、炭酸カルシウムの粉末
や顆粒、骨粉、貝殻、コーラルリーフロック等多くのも
のが考えられる。この内、取り扱いの面や価格等から考
えて石灰石やコーラルリーフロックが最も好ましい。

またカルシウム源の配置は、土壌中の汚水源（トレンチ
や汚水層）の内部或いは周辺部に配置する。或いは、該
被覆土壌層中に混入することにより行なう。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて更に詳細に
説明する。

（構成及び作用）第１図は本発明装置の一例を示す。これは、汚水撒水管
（１）の周囲を石灰石破砕品（２）・・・で囲み、その
上面に目詰り防止用の網状体（３）、下面に汚水拡散用
の隔板（４）を夫々設けてなるトレンチ（５）を、被覆
土壌層（６）中に配設したものである。

従来この種のトレンチでは、汚水撒水管（１１の周囲を
礫やプラスチック性人工濾材等で囲っている。

これは、汚水撒水管＜１）の周囲に安定した空隙を設け
ることにより、撒水孔の目詰りを防ぎ、汚水が大量に供
給された場合の一時的溜り場や土壌動物・微生物の住処
を提供し、更に好気的雰囲気を保つ等重要な働きをする
。

本例はこの礫等の替わりに石灰石破砕品（２）を用いた
もので、石灰石破砕品（２）は礫等と同様の働きをする
。と同時に、撒水孔から送り出される汚水は石灰石に万
遍なく接触して石灰石を徐々に溶解し、図の如くカルシ
ウムイオンを含んだ状態で装置全体に浸透していく。こ
のカルシウムイオンが粘土粒子に吸着され或いはナトリ
ウムイオンやア　　′ンモニウムイオンと置換して凝集
作用を起こすために粘土粒子の移動を防いで目詰りを防
止し、ｌη水の浸透や気体の蒸散を良好になさしめる。

尚、隔板（４）はプラスチックやゴムのシートや成型品
からなる中広のもので、石灰石破砕品（２）の施工に便
ならしめるとともに、側方に突出した中広なウィングに
より汚水を広い範囲にわたって均一に拡散させる。

ところで、石灰石の主成分たる炭酸カルシウムの溶解度
は１４ｍｇ／ｌ　（２５℃）である。従って、例えば汚
水流入量を１００！！／日とし石灰石を１５Ｋｇ用いた
とすると、全量が溶解するには理論上約２９年を要する
。これは、装置の性質から見て略半永久的である。ただ
、汚水中に炭酸ガスが存在すると炭酸カルシウムの溶解
度が増える。また汚水中のアンモニアが硝化するに伴っ
てｐＨが低下する。このことも炭酸カルシウムの溶解度
を増して寿命を短くする。更に、石灰石の純度や汚水の
流れのバラツキ等によっても寿命が左右される。また、
石灰石が熔解した後の空隙に被覆土壌が侵入して目詰り
を起こすことも考えられる。しかしこれらの問題に対し
ては、石灰石を計算値よりも多量に用いるとか、礫と併
用することにより等により解決できる。

（変形例・他の実施例）以上は石灰石の塊を汚水撒水管（１１の周囲に配置した
ものであるが、これに替えて或いはこれと併用して、図
の如く石灰石破砕品（２）、更には石灰石・炭酸カルシ
ウムの粉粒体、骨粉、貝殻、コーラルリーフロック等そ
の他のカルシウム源（７）を被覆土壌層（６）中に配置
或いは混入してもよい。この場合、汚水が万遍な（接触
するように、汚水撒水管（１）の周囲やその下方にカル
シウム源を置くとよい。

トレンチ（５）としては、その他例えば第２図に示すよ
うに石灰石破砕品（２）の層の下方に砂（８）の層を設
け、主としてここから汚水を周囲に？ｌ　ａさせるとか
更に砂層の下方に防水壁（９）を設けたものなどが考え
られる。

次に第３図及び第４図は、汚水供給源として汚水槽（ｌ
Ｏ）を用いたものの例を示す。第３図は沈澱を目的とす
るもので、従来は前記同様の目的からこの開口部を礫や
人工濾材等で覆っているが、本実施例ではこれらの替わ
りに石灰石破砕品（２）で覆ったものである。そして、
汚水は汚水槽（１０）内から被覆土壌層（６）中に浸透
拡散していく際に石灰石破砕品（２）に接触してカルシ
ウム源を溶解していく。

また第４図は曝気を目的とするもので、従来品では内外
に礫が充填されているが、本実施例ではその替わりに石
灰石破砕品（２）を充填したものである。

勿論汚水槽（ｌのの場合も、開口部周辺やその下方の土
壌中に、石灰石破砕品（２）やその他のカルシウム源（
７）を配置あるいは混入するとか礫との併用も前記汚水
撒水管（１１の場合と同様に可能である。また、これら
の槽（１０）に連なる排水管の内外部にも同様にカルシ
ウム源を配置してもよい。尚第３図及び第４図中、符号
（１１）はロスドル、（１２）は撒気管、（＋３）は汚
泥、ＷＬは汚水面である。

〔効果〕

以上詳述したように、本発明は被覆土壌中に配設された
汚水撒水管や汚水槽の内部や周辺部更には彼７土壌層中
に石灰石破砕品その他のカルシウム源を配置したもので
ある。従って、被覆土壌層中及び他の土壌層に供給され
る汚水はカルシウム源を溶解してカルシウムイオンを豊
富に含有する。

そのため土壌浄化装置内の粘土粒子がＣａ型となって安
定し、好気層・嫌気層ともに夫々好ましい通水及び通気
状態が永続的に保たれ、粘土粒子による土壌浄化機能の
低下が半永久的に避けられる。

また、アンモニアの硝化に伴うｐｌ＋の低下を防ぐこと
になるので、土壌微生物、特に硝化菌や脱窒閑の働きを
円滑にする作用もあり、窒素浄化能を高める結果となる
。

一方、汚水供給源の内外や被覆土壌層中にカルシウム源
を配置或いは混入するだけであるから施工も簡単で、特
に礫と置き換える場合には従来装置と全く同じ手間です
む。しかも、汚水によりカルシウム源が溶解されるので
カルシウムイオンの添加作用は連続して安定的に行なわ
れる上、カルシウムイオンの添加や管理に伴う煩わしさ
は一切ない等極めて優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】第１図（ａｌは本発明装置の一例を示す横断面図。ｆｂ）は同じく縦断面図、第２図、第３図及び第４図は
夫々光なる他の例を示す横断面図である。 ■・・・・・・汚水撒水管２・・・・・・石灰石破砕品３・・・・・・網状体４・・・・・・隔板５・・・・・・トレンチ６・・・・・・被覆土壌層７・・・・・・他のカルシウム源８・・・・・・砂９・・・・・・防水壁ＩＯ・・・・・・汚水槽１１・・・・・・ロスドル１２・・・・・・敗気管こａ）第１回Ｃ’Ｏ／

Claims

【特許請求の範囲】１、土壌で覆われた有孔撒水管や汚水槽の内部や周辺或
いは該被覆土壌層に、カルシウム源を配置したことを特
徴とする土壌浄化装置。２、カルシウム源として、石灰石を用いるものである特
許請求の範囲第１項記載の土壌浄化装置。