(57)【要約】  【課題】  木炭の吸着効果を利用しつつ、河川等の汚染物質を吸着した吸着済み木炭粒を有効利用する水質浄化方法を提供する。  【解決手段】  建設発生木材、製材加工屑又は間伐材等の廃棄物からなる木材廃材をチップ化した木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒の製造工程、該軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納して河川水、浄化槽排水等の流路に配置して水質を浄化する工程、該水質浄化工程で水質浄化等を行い吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生して再生木炭粒とする再生木炭粒の製造工程からなり、該再生木炭粒の製造工程で得られた再生木炭粒を前記水質浄化工程の木炭粒カセットへ還元して水質浄化を行う工程、該水質浄化を循環して行う工程で重金属を優先吸着した再生木炭粒については高温焼成処理する工程からなり、木炭粒を循環して水質浄化を行うことを特徴とする水質浄化方法とした。  【選択図】    図２
2006015256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設発生木材、製材加工屑又は間伐材等の廃棄物からなる木材廃材をチップ化した木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒の製造工程、該軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納して河川水、浄化槽排水等の流路に配置して水質を浄化する工程（水質浄化工程１）、該水質浄化工程１で水質浄化、脱臭、脱色操作を行い吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生して硬質炭粒子又はそれを賦活して活性炭とする再生木炭粒の製造工程からなり、該再生木炭粒の製造工程で得られた再生木炭粒を前記水質浄化工程の木炭粒カセットへ還元して単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化工程（水質浄化工程２）を循環して行うことを特徴とする木炭粒による水質浄化方法。
【請求項２】
建設発生木材、製材加工屑又は間伐材等の廃棄物からなる木材廃材をチップ化した木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒の製造工程、該軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納して河川水、浄化槽排水等の流路に配置して水質を浄化する工程（水質浄化工程１）、該水質浄化工程１で水質浄化、脱臭、脱色操作を行い吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生して硬質炭粒子又はそれを賦活して活性炭とする再生木炭粒の製造工程、該再生木炭粒の製造工程で得られた再生木炭粒を前記水質浄化工程の木炭粒カセットに還元して単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質を浄化する工程（水質浄化工程２）、該水質浄化工程２で重金属を優先吸着した再生木炭粒については高温焼成処理する工程からなり、前記水質浄化工程２で重金属以外を優先吸着した再生木炭粒については高温で再生して再々生木炭粒として前記水質浄化工程２の木炭粒カセットに還元して、単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質を浄化する工程（水質浄化工程３）を繰り返して、木炭粒を循環して水質浄化を行うことを特徴とする水質浄化方法。
【請求項３】
軽量多孔性木炭粒は、建設発生木材、製材加工屑又は間伐材等の廃棄物を４００〜９００℃の還元雰囲気で熱処理して製造される請求項１又は２記載の木炭粒による水質浄化方法。
【請求項４】
水質浄化工程は、軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを特定のコンクリート枡に収納して河川水の流路に配置して水質を浄化する又は、浄化槽の排水を受け入れるよう軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを特定の容器に収納して浄化槽排水の流路に配置して水質を浄化する請求項１又は２記載の木炭粒による水質浄化方法。
【請求項５】
再生木炭粒は、吸着済みの軽量多孔性木炭粒を９００〜１２００℃の還元雰囲気で熱処理して製造される請求項１又は２記載の木炭粒による水質浄化方法。
【請求項６】
水質浄化工程は、軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた複数個の木炭粒カセットを容器に収納して河川水、浄化槽排水等の流路に配置してなり、水質浄化工程２及び水質浄化工程３は再生木炭粒及び再々生木炭粒を前記複数個の木炭粒カセットのうち一部の木炭粒カセットへ単独又は軽量多孔性木炭粒と共に還元し、軽量多孔性木炭粒を投入した残りの木炭粒カセットと共に容器にセットして軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化を行うことを特徴とする請求項２記載の木炭粒による水質浄化方法。
【請求項７】
高温焼成処理する工程は、重金属を優先吸着した再生木炭粒を１２００〜１４００℃の高温酸化雰囲気で重金属とともに焼成処理することを特徴とする請求項１〜６記載の木炭粒による水質浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木炭粒を用いた河川水及び浄化槽排水等の水質浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
経済の発達、産業の高度化により、豊かな社会生活を送れるようになった反面、多種多様な廃棄物が大量に排出されるようになり大きな社会問題となっている。また、限りある地球資源を保護する観点から、バイオマス（生物資源）の有効利用が提唱されている。この様な状況は木材資源についても例外ではない。山間部では、木の生長を促して森林の健康を守るため一部の木を伐採する「間伐」が行われており、伐採された材木（間伐材）は、これまで再利用用途が少なく山中に放置されたままの状態となっていることが多かった。2001年4月に施行されたグリーン購入法で間伐材が環境物品として位置付けられたことから、間伐材のリサイクルが進みつつあり、業界では間伐材のチップ化（木材チップ化）に積極的に取り組んでいる。しかし、間伐材のみならず建設産業から排出される木材構造物、製材加工屑等の廃棄物も増加していることに加えて、木材チップの需要自体が伸び悩んでいることから、大量在庫問題が発生しつつあるのが現状である。そこで、木材チップを炭化させて木炭粒に加工し、水質浄化に使用する試みがなされている。
【０００３】
特許文献１〜４には河川等の水質浄化に木炭粒（特許文献１〜４では木炭片、木炭、木材炭化チップ、活性炭とそれぞれ表現）を用いる例が記載されている。これらの発明によれば、木炭粒の吸着作用により河川等の水質浄化を行うことが可能となり、比較的多くの木材チップを木炭粒に加工して有効利用することができる。しかし、水質浄化装置に使用されて河川等の汚染物質を吸着した使用済みの木炭粒（吸着済み木炭粒）についても、その一部は再度熱処理を行って土壌改良材として再使用されているものの、大量在庫問題が発生しつつあり再利用、有効利用の用途が切望されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４０２４０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１７４８０号公報
【特許文献３】特開平０９−３２７６９０号公報
【特許文献４】特開平０８−１４４２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、木炭粒の吸着効果を利用しつつ、河川等の汚染物質を吸着した使用済み木炭粒を再度有効利用する、木炭粒による水質浄化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、建設発生木材、製材加工屑又は間伐材等の廃棄物からなる木材廃材をチップ化した木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒の製造工程、該軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納して河川水、浄化槽排水等の流路に配置して水質を浄化する工程（水質浄化工程１）、該水質浄化工程１で水質浄化、脱臭、脱色操作を行い吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生して硬質炭粒子又はそれを賦活して活性炭とする再生木炭粒の製造工程からなり、該再生木炭粒の製造工程で得られた再生木炭粒を前記水質浄化工程の木炭粒カセットへ還元して単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化工程（水質浄化工程２）を循環して行うことを特徴とする木炭粒による水質浄化方法とした。また、建設産業から排出される木材構造物（建設発生木材）、製材加工屑又は間伐材等の廃棄物からなる木材廃材をチップ化した木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒の製造工程、該軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納して河川水、浄化槽排水等の流路に配置して水質を浄化する工程（水質浄化工程１）、該水質浄化工程１で水質浄化、脱臭、脱色操作を行い吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生して硬質炭粒子又はそれを賦活して活性炭とする再生木炭粒の製造工程、該再生木炭粒の製造工程で得られた再生木炭粒を前記水質浄化工程の木炭粒カセットに還元して単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質を浄化する工程（水質浄化工程２）、該水質浄化工程２で重金属を優先吸着した再生木炭粒については高温焼成処理する工程からなり、前記水質浄化工程２で重金属以外を優先吸着した再生木炭粒については高温で再生して再々生木炭粒として前記水質浄化工程２の木炭粒カセットに還元して、単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質を浄化する工程（水質浄化工程３）を繰り返して、木炭粒を循環して水質浄化を行うことを特徴とする水質浄化方法とした。
【０００７】
木材廃材をチップ化した木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒の製造工程からなることで、木材チップを軽量多孔性木炭粒に加工して有効利用することができる。また、軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納して、河川水、浄化槽排水等の流路に配置して水質を浄化する工程（水質浄化工程１）からなることで、木炭粒の吸着効果を利用した水質浄化方法となると同時に、吸着済み軽量多孔性木炭粒等の交換作業が容易でメンテナンス性に優れた水質浄化方法となる。さらに、水質浄化工程１で水質浄化、脱臭、脱色操作を行い、吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生して硬質炭粒子又はそれを賦活して活性炭とする再生木炭粒の製造工程からなることで、汚染物質を吸着した軽量多孔性木炭粒を再生することができる。加えて、再生木炭粒を前記水質浄化工程の木炭粒カセットへ還元して単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質を浄化する工程（水質浄化工程２）からなることで、汚染物質を吸着した使用済み木炭粒を有効利用することができる。さらに加えて、吸着済みの軽量多孔性木炭粒を高温で再生すると体積収縮が生じるため、より多くの吸着済み軽量多孔性木炭粒を再生木炭粒として前記水質浄化工程の木炭粒カセットへ還元することができ、汚染物質を吸着した使用済み軽量多孔性木炭粒をより多く有効利用することができる。体積収縮が生じた分だけ、新しい軽量多孔性木炭粒を加えて軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化を行うこともできる。吸着済みの軽量多孔性木炭粒は９００〜１２００℃の高温還元雰囲気下での熱処理により内部空間構造が重金属吸着に適した形状の再生木炭粒となり、重金属を含む水質浄化工程においては再生木炭粒を用いて重金属を吸着除去する方法が効率的となる。重金属を優先吸着した再生木炭粒は１２００〜１４００℃の高温酸化雰囲気において吸着した重金属とともに焼成処理を行う。水質浄化工程２で重金属以外を優先吸着した再生木炭粒については高温で再生して再々生木炭粒として前記水質浄化工程２の木炭粒カセットに還元して、単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質を浄化する工程（水質浄化工程３）を繰り返して、木炭粒を循環して水質浄化を行うことで、木炭粒をより有効利用することができる。本明細書において「重金属を優先吸着した」とは、主に重金属（水銀、クロム、ニッケル、コバルト等）を吸着している状態をいう。
【０００８】
このとき、軽量多孔性木炭粒は、建設発生木材、製材加工屑又は木材構造物等の廃棄物を４００〜９００℃の還元雰囲気で熱処理して製造される木炭粒による水質浄化方法とすることができる。木炭の吸着性については、比較的低温（４００〜９００℃）で加熱された場合、アンモニア性窒素や亜硝酸性窒素を吸着しやすく、比較的高温（９００℃以上）で加熱された場合、水銀、カドミウムといった重金属に対して一定の吸着性を示すことが知られている。すなわち、４００〜９００℃で熱処理することで河川の主要な汚染物質とされるアンモニア性窒素や、亜硝酸性窒素の吸着性に優れた水質浄化方法となる。
【０００９】
水質浄化工程は、軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを特定のコンクリート枡に収納して河川水の流路に配置して水質を浄化する木炭粒による水質浄化方法とすることが好ましい。木炭粒カセットを特定のコンクリート枡に収容して河川床等に設置することで、河川の増水等、水流の激しい場合であっても木炭粒カセットが流されにくくなる。
【００１０】
水質浄化工程は、浄化槽の排水を受け入れるよう、軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを特定の容器に収納して浄化槽排水の流路に配置して水質を浄化する木炭粒による水質浄化方法とすることも好ましい。これにより、浄化槽の排水を木炭粒による水質浄化方法によってさらに浄化することができ、浄化された排水を直接水道水に導入することが可能となる。
【００１１】
再生木炭粒は、吸着済みの軽量多孔性木炭粒を９００〜１２００℃の還元雰囲気で熱処理置して製造される木炭粒による水質浄化方法とすることも好ましい。これにより、水銀、カドミウムといった重金属の吸着に適した内部空間構造を持つ再生木炭粒となる。前述した様に、吸着済みの軽量多孔性木炭粒は９００〜１２００℃の高温還元雰囲気下での熱処理により内部空間構造が重金属吸着に適した形状の再生木炭粒となるのである。
【００１２】
水質浄化工程は軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた複数個の木炭粒カセットを容器に収納して、河川水、浄化槽排水等の流路に配置してなり、水質浄化工程２及び水質浄化工程３は再生木炭粒及び再々生木炭粒を前記複数個の木炭粒カセットのうち一部の木炭粒カセットへ単独又は軽量多孔性木炭粒と共に還元し、軽量多孔性木炭粒を投入した残りの木炭粒カセットと共に容器にセットして軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化を行うことを特徴とする木炭粒による水質浄化方法とすることも好ましい。
【００１３】
水質浄化工程は、軽量多孔性木炭粒を籠に詰めた複数個の木炭粒カセットを容器に収納して、河川水、浄化槽排水等の流路に配置してなることで、木炭粒カセット内の吸着済み軽量多孔性木炭粒等の交換作業がより容易になる。また、水質浄化と一口で言っても、汚染物質にはアンモニア性窒素や、水銀、カドミウムといった重金属まで様々であり、これら種々の汚染物質を除去する河川等の水質浄化方法が望まれていた。そこで、水質浄工程２及び水質浄化工程３は再生木炭粒及び再々生木炭粒を前記複数個の木炭粒カセットのうち一部の木炭粒カセットへ単独又は軽量多孔性木炭粒と共に還元し、軽量多孔性木炭粒のみを投入した残りの木炭粒カセットと共に容器にセットして軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化を行うことで、河川の主要な汚染物質とされるアンモニア性窒素、亜硝酸性窒素に加えて、水銀、カドミウム等の重金属の吸着にも適した浄化効率の高い水質浄化方法となる。さらに、再生木炭粒又は再々生木炭粒を単体でカセットに還元した場合、木炭粒カセット単位で内容物（軽量多孔性木炭粒又は再生木炭粒）を区別できるため、吸着済みの軽量多孔性木炭粒と吸着済みの再生木炭粒とを分別回収することが容易であり、例えば、吸着済みの軽量多孔性木炭粒のみを高温処理して再生木炭粒とする際、重金属を優先吸着した再生木炭粒を高温焼成処理する際および重金属以外を優先吸着した再生木炭粒を高温で再生する際における、吸着済みの軽量多孔性木炭粒、再生木炭粒及び再々生木炭粒の回収時の作業性が良好な水質浄化方法となる。
【００１４】
高温焼成処理は、重金属を優先吸着した再生木炭粒を１２００〜１４００℃の高温酸化雰囲気で重金属とともに焼成処理することを特徴とする木炭粒による水質浄化方法とすることも好ましい。高温焼成処理により、重金属を優先吸着した再生木炭粒は、ガス化した重金属と灰分に分離され、灰分は土壌改良材として森林に散布されることとなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の木炭粒による水質浄化方法は、木炭の吸着効果を利用しつつ、河川等の汚染物質を吸着した使用済み木炭粒を再生木炭粒又は再々生木炭粒として循環させることにより有効利用できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の木炭粒を用いた水質浄化方法を詳細に説明する。図１は木質バイオマスの流れの一例を示す模式図であり、図２は本発明の、木炭粒を用いた水質浄化方法を説明するための模式図である。図３は本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる籠に、木炭粒を投入する様子を示した斜視図、図４は本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる浄水ユニットの分解斜視図、図５は本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる浄水ユニットの外形斜視図、図６は本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる浄水ユニットの別例の分解斜視図であり、図７は図５の浄水ユニットを河川に設置した斜視図である。また、図８は本発明の水質浄化方法の実施態様の第２例で用いられる浄水ユニットを、合併浄化槽排水の流路に設置した状態を示す正面図である。本明細書中「浄水ユニット」とは、木炭粒を籠に詰めた木炭粒カセットを容器に収納したものである。また、説明の都合上、図７において河川手前の土手等を省略してあり、図８において浄水ユニットの手前の外装部を取り払った状態を想定している。
【００１７】
まず、図１を用いて、木質バイオマスの流れの一例について説明する。森林に放置された間伐材等は破砕機等によって木材チップに加工される。この木材チップは炭化装置によって炭化されて木炭粒となり、水質浄化装置の浄水ユニットに使用される。浄水ユニット内で不純物を吸着した吸着済み木炭粒の一部は再び炭化装置で熱処理され、土壌改良材として森林等に散布される。土壌改良材の散布された森林に木が成長し、再び間伐材が排出されるというサイクルを繰り返すことになる。前述した様に、このサイクルにおいて吸着済み木炭粒の在庫問題を抱えており、その有効利用が課題となっている。そこで、図２に示す様に、本発明の木炭粒による水質浄化方法は、木材チップを炭化装置で低温炭化焼成して軽量多孔性木炭粒とし、木炭粒カセットに投入して水質浄化装置の浄水ユニットに使用する。その後、吸着済み軽量多孔性木炭粒を炭化装置で高温再生して再生木炭粒とし、浄水ユニットの木炭粒カセットへ還元し、重金属を優先吸着した再生木炭粒は高温焼成処理するのである。重金属以外の不純物を優先吸着した再生木炭粒は再度炭化装置で高温再生して再々生木炭粒とする。
【００１８】
本発明の木炭粒による水質浄化方法において、木材チップを低温炭化焼成する際の焼成温度は４００〜９００℃が好ましい。４００〜９００℃で熱処理することで河川の主要な汚染物質とされるアンモニア性窒素や、亜硝酸性窒素の吸着性に優れた水質浄化方法となる。また、４００℃以上であると比較的短時間で十分炭化させることができる。９００℃以下であると適度なエネルギー量で比較的短時間に炭化させることができる。焼成温度はより好ましくは５００〜８００℃である。炭化焼成は還元雰囲気で行われる。
【００１９】
図３に示す様に、低温炭化焼成して得られた軽量多孔性木炭粒11を籠120に投入する。籠120には多くの通水孔121が形成されており、木炭粒カセット12を収納した浄水ユニット１（図４参照）を河川床に設置等した場合に、軽量多孔性木炭粒11に多くの水が行き渡って水質浄化効果を向上する様に構成されている。籠120の材質は樹脂性、金属性等が使用できるが、価格面、作業性を考慮すると安価かつ軽量な樹脂製が好ましい。籠120への木炭粒11の投入量は任意であるが、河川等の浄化効率を考慮すると、籠120満杯の量を投入することが好ましい。籠120に木炭粒11を投入後、通水性蓋13を木炭粒11上に載置する。通水性蓋13は例えばスポンジ等を使用できる。通水性蓋13は載置しなくても良いが、浄水ユニット１を流れの強い深めの河川等に設置する場合には、通水孔151（後述）からの木炭粒11の流出を避けるため、設けることが好ましい。
【００２０】
図４に示す様に、本実施の形態では、軽量多孔性木炭粒11が投入された木炭粒カセット12を４個準備する。各木炭粒カセット12上にそれぞれ通水性蓋13を載置する。そして、コンクリート枡（容器）14に、通水性蓋13が載置された木炭粒カセット12を横2列に並べたものを2段重ねにして載置後、コンクリート蓋15で蓋をするのである。コンクリート蓋15は、浅瀬の河川等に浄水ユニット１を設置する場合等には設けなくてもよい。軽量多孔性木炭粒11が河川に流される可能性が低いためである。しかし、浅瀬の河川等であっても増水等を考慮すると、コンクリート蓋15で蓋をしておくことが好ましい。コンクリート枡14には、通水性を高めるため側面に開口部142が設けられている。本実施の形態では、コンクリート製の枡と蓋とを使用しているが、これに限定されない。例えば河川に流されない程度の重量があれば、樹脂製や金属製でも良い。しかし、コスト、耐久性及び河川での流されにくさを考慮すると本実施の形態の様にコンクリート製が好ましい。コンクリート枡14の底と、コンクリート蓋15には通水孔141,151が設けられており木炭粒カセット12中の木炭粒11により多くの河川の水が行き渡る様に構成されている。コンクリート枡14に、コンクリート蓋15を固定して浄水ユニット１が完成する（図５）。
【００２１】
本実施の形態では、木炭粒カセット12の数は４個であるがこれに制限されず、図６に示す様に、コンクリート枡14内側の空間を占有する程度の大きさの木炭粒カセット12を１個のみでも良い。しかし、吸着済み軽量多孔性木炭粒11を木炭粒カセット12から取出す際及び再生木炭粒111を木炭粒カセット12に還元する際等の作業性を考慮すると、木炭粒カセット12は複数個であることが好ましい。これらの作業は安全面を考慮すると吸着済み軽量多孔性木炭粒11を木炭粒カセット12ごと河川岸まで運搬してから河川岸で行うことが好ましい。しかし、木炭粒カセットが１個の場合には、その重量がかさむため、コンクリート枡14から木炭粒カセットを取出して岸まで移動させる際に多大な労力を要することとなる。すなわち、大勢の人間が河川に入って木炭粒カセット12を岸まで移動させるか、場合によってはクレーン等でコンクリート枡14ごと岸に移動させることにならざるを得ない。しかし、図４に示す様に、木炭粒カセット12が複数個であるとその１個１個は軽量となるため、少人数、場合によっては一人の人間で直接コンクリート枡14から木炭粒カセットを1個ずつ取出して岸に移動させることができ、クレーン等を必要とせずより作業性に優れた水質浄化方法となるのである。また、後述する様に木炭粒カセット12内に再生木炭粒111と軽量多孔性木炭粒11とが混合して投入されている場合に、炭化装置で高温再生すること等を目的として、そこから吸着済み軽量多孔性木炭粒11のみを分別して取出すことは多大な労力がかかる。しかし、木炭粒カセット12を複数個設けて木炭粒カセット12ごとに軽量多孔性木炭粒11と再生木炭粒111とを分けて投入しておくことで、吸着済み軽量多孔性木炭粒11あるいは再生木炭粒111のみを瞬時にコンクリート枡14から取出すことができ、作業性がさらに向上する。再生木炭粒111を投入した木炭粒カセット12と軽量多孔性木炭粒11を投入した木炭粒カセット12とで籠120の色を変えても良い。これにより、どちらの木炭粒が投入された木炭粒カセット12であるか一目瞭然となり、より一層作業性が向上する。さらに、軽量多孔性木炭粒11と再生木炭粒111とを併用する場合に、後述する様に、河川の汚染状況によって再生木炭粒111が投入された木炭粒カセット12と木炭粒11が投入された木炭粒カセット12の数を変更して浄化効率を向上することが可能である点を考慮しても、浄水ユニット１は複数個の木炭粒カセットで構成されることがやはり好ましい。
【００２２】
木炭粒カセットの数はより好ましくは２〜６個である。６個以内であると、浄水ユニット１内部において籠120本体の占める体積が少なくなるため、多くの木炭粒11を浄水ユニット１内部に設けることができ浄水効率が向上する。木炭粒カセットの数は最も好ましくは４個である。４個であると、河川等の汚染状況に応じて軽量多孔性木炭粒11と再生木炭粒111との比率を細かく（約25％ごと）かつ容易に変更可能であり、浄水効率を容易に向上することができる。また、多くの木炭粒を浄水ユニット１内部に設けることができより浄水効率が向上する。
【００２３】
図７はこの浄水ユニット１を、河川２の河川床に設置した状態を示している。河川２の幅方向に３列、水流方向に３段の合計９個の浄水ユニット１を設置している。浄水ユニット１の川上には、２個のフトンカゴ21が二段に設置されている。フトンカゴ21は例えば瓦礫を網状鉄線で包んだ構成とすることができ、雑草等比較的大きなゴミを捕獲して、これらが浄水ユニット１内部に入らない様にしている。浄水ユニット１の下部には、砂利22が敷き詰められており、浄化した水がコンクリート枡14の通水孔141（図４参照）から地下に浸透しやすい様に構成している。浄水ユニット１を水の流れ方向に段差を設けて3段設置しているのは、より浄化効率を上げるためである。
【００２４】
このようにして、河川２等の浄化に使用されて不純物が吸着された、浄水ユニット１内の軽量多孔性木炭粒11は、浄水ユニット１から木炭粒カセット12ごとに取出すことができる。取出された吸着済みの木炭粒11は、炭化装置で高温再生されて再生木炭粒111となる。処理温度は９００〜１２００℃が好ましい。これにより、水銀、カドミウムといった重金属の吸着に適した内部構造を持つ再生木炭粒となる。また、９００℃以上であると吸着済みの不純物を十分分解することができる。１２００℃以下であると高温処理後の再生木炭粒が脆くならず、かつ、適度なエネルギー量で短時間に吸着済みの不純物を分解することができる。処理温度はより好ましくは１０００〜１１００℃である。また、賦活処理により活性炭としても良い。
【００２５】
図４に示す様に、再生木炭粒111を籠120に投入して木炭粒カセット12とし、コンクリート枡14に通水性蓋13を被せた4個の木炭粒カセット12を載置後、コンクリート蓋15で蓋をするのである。このとき、４個の籠120の全てに再生木炭粒111を投入しても良いが、一部の籠120にのみ再生木炭粒111を投入し、残りの籠120には、木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒11を投入することが好ましい。また、河川２の汚染状況によって、再生木炭粒111が投入された木炭粒カセット12と軽量多孔性木炭粒11が投入された木炭粒カセット12の数を変更して、浄化作用を向上することがより好ましい。例えば、汚染が進んだ都市部の河川２では、水銀、カドミウムといった重金属の吸着に適した再生木炭粒111を投入した木炭粒カセット12を３個、アンモニア性窒素等の吸着性に優れた軽量多孔性木炭粒11を投入した木炭粒カセット12を１個、浄水ユニット１内に設置することができる。４個の木炭粒カセット12内の吸着済みの軽量多孔性木炭粒11全てを高温で再生すると、３個の籠120を満たす程度の再生木炭粒111に体積が収縮する。そこで、再生木炭粒111を投入した３個の木炭粒カセット12に多孔性木炭粒11を投入した木炭粒カセット12を１個加えて、浄水ユニット１内に設置すればよい。
【００２６】
本実施の形態では木炭粒カセット12の数は４個であるが、前述した様に、これに制限されずコンクリート枡14内部の空間を占有する程度の大きさの木炭粒カセット12は１個でも良い（図６参照）。その場合は木炭粒カセット12内に再生木炭粒111と軽量多孔性木炭粒11とを混合して投入することになる。しかし、木炭粒カセット12を複数個設けて、木炭粒カセットごとに軽量多孔性木炭粒11と再生木炭粒111とを分けて投入しておくことが好ましいことは前述した通りである。重金属を優先吸着した再生木炭粒は１２００〜１４００℃の高温酸化雰囲気において吸着した重金属とともに焼成処理を行い、得られた灰分については土壌改良材として森林中に散布等される。重金属以外の不純物を吸優先吸着した再生木炭粒111は、再度炭化装置で高温再生して再生木炭粒（再々生木炭粒）とし、再び水質浄化工程の木炭粒カセットに還元して、単独又は軽量多孔性木炭粒と共に水質浄化を繰り返して行うことになる。
【００２７】
図８に、本発明の水質浄化方法の実施態様の第２例を示す。本実施態様では、合併浄化槽３の排水口31に浄水器（浄水ユニット）４が連結されており、浄水器４は合併浄化槽３の排水の流路に設置されていることとなっている。排水口31にはシャワーパイプ42が、木炭粒カセット45の出し入れの邪魔にならないように浄水器外装部（容器）41の内側に沿って取付けられている。浄水器４内部は、第１のスペース401,第２のスペース402,第３のスペース403,第４のスペース404からなり、それらの下部には、通水孔44が設けられている。そして、これら４つのスペース401,402,403,404それぞれに木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒11が投入された籠450が２段に載置されている。籠450はパンチングメタルで形成されている。
【００２８】
合併浄化槽３の排水口31からの排水は、第１のスペース401に設けられたシャワーパイプ42から第１のスペース401内部に設置された木炭粒カセット45上に降り注ぐ。シャワーパイプ42から降り注いだ排水は、第１のスペース401内部に設置された２つの木炭粒カセット45を通過して浄化され、さらに第２のスペース402、第３のスペース403、第４のスペース404にそれぞれ設けられた木炭粒カセット45を順次通過することでより浄化され、浄化排水口43から排水される。
【００２９】
本実施の形態においても、水質浄化を行った吸着済みの木炭粒11を９００〜１２００℃で高温処理して再生木炭粒111とし、再び籠450に投入して（木炭粒カセット45に還元して）排水の浄化を行う。上下の籠450のどちらかにのみ再生木炭粒111を投入して、他の一方には木材チップを低温炭化焼成して得られる軽量多孔性木炭粒11を投入しても良い。本実施の形態において木炭粒カセット45は８個であるが、これに限定されず例えば１個でも良い。しかし、木炭粒カセット45を複数個設けて木炭粒カセット45ごとに軽量多孔性木炭粒11と再生木炭粒111とを分けて投入しておくことで、吸着済み軽量多孔性木炭粒11あるいは再生木炭粒111のみを瞬時に浄水器外装部（容器）41から取出すことができ、作業性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】木質バイオマスの流れの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の、木炭粒を用いた水質浄化方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる籠に、木炭粒を投入する様子を示した斜視図である。
【図４】本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる浄水ユニットの分解斜視図である。
【図５】本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる浄水ユニットの外形斜視図である。
【図６】本発明の水質浄化方法の実施態様の第１例で用いられる浄水ユニットの別例の分解斜視図である。
【図７】図５の浄水ユニットを河川に設置した斜視図である。
【図８】本発明の水質浄化方法の実施態様の第２例で用いられる浄水ユニットを、合併浄化槽排水の流路に設置した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  浄水ユニット
11  軽量多孔性木炭粒
111  再生木炭粒
12,45  木炭粒カセット
120,450  籠
13  通水性蓋
14  コンクリート枡（容器）
142  開口部
15  コンクリート蓋
151  通水孔
２  河川
３  合併浄化槽
31  排水口
４  浄水器（浄水ユニット）
41  浄水器外装部（容器）
44  通水孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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