(57)【要約】【課題】目詰まりを抑制しつつ通水性を確保し、水路のどの部分においても常に濾材表面に付着した微生物と汚濁水との接触を良好に保つ。【解決手段】汚濁水１が供給される人工湿地の流入側から放流側に向かって汚濁水５を流す水路６を形成し、この水路６に複数の上部越流板８ａ，８ｂ…と下部浸透板７ａ，７ｂ…を交互に配置する。上部越流板８ａ，８ｂ…の位置においては汚濁水５を越流させ、下部浸透板７ａ，７ｂ…の位置においては汚濁水５を下端の浸透用の流路９を通して浸透させて、汚濁水５に垂直方向の流れを生成しながら水路６内に敷設した濾材４および前記人工湿地に植生する植物で汚濁水５を浄化する。上部越流板８ａ，８ｂ…の上端の高さ位置を１／８０以上のマイナス勾配に設定する。【選択図】図１
2006150351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚濁水が供給される人工湿地の流入側から放流側に向かって汚濁水を流す水路を形成し、該水路に汚濁水の流れに対して略直交する方向に複数の上部越流板と下部浸透板を交互に配置し、前記上部越流板の位置においては汚濁水をその上部越流板の上端を越流させ、前記下部浸透板の位置においては汚濁水をその下部浸透板の下端の浸透用の流路を通して浸透させて、前記上部越流板と下部浸透板により汚濁水に垂直方向の流れを生成しながら前記水路内に敷設した濾材および前記人工湿地に植生する植物で汚濁水を浄化する湿地型水質浄化処理システムにおいて、
前記複数の上部越流板の上端の高さ位置が上流側から下流に向かって０〜１／８０のマイナス勾配となるようにそれぞれの上部越流板の設置高さを設定してあることを特徴とする湿地型水質浄化処理システム。
【請求項２】
前記複数の上部越流板の上端の高さ位置が上流側から下流に向かって０〜１／８０のマイナス勾配となるようにそれぞれの上部越流板の設置高さを設定するのに代えて、
前記複数の下部浸透板の下端における浸透用の流路の相互関係として、下流側の下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積が、それよりも一つ上流側に位置する下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積と同等もしくはそれ以上の大きさに設定してあることを特徴とする請求項１に記載の湿地型水質浄化処理システム。
【請求項３】
前記複数の下部浸透板の下端における浸透用の流路の相互関係として、下流側の下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積が、それよりも一つ上流側に位置する下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積と同等もしくはそれ以上の大きさに設定してあることを特徴とする請求項１に記載の湿地型水質浄化処理システム。
【請求項４】
前記複数の上部越流板の上端の高さ位置が上流側から下流に向かって０〜１／８０のマイナス勾配となるようにそれぞれの上部越流板の設置高さを設定してあるのに代えて、
前記人工湿地は、前記汚濁水の水面の一部を露出させる水面露出部を備えていて、この水面露出部の流れ方向での少なくとも一部の表面側流路幅が特定の上部越流板の位置においてそれよりも一つ上流側の下部浸透板の位置における流路幅よりも狭くなるように設定してあることを特徴とする請求項１に記載の湿地型水質浄化処理システム。
【請求項５】
前記濾材を敷設してある水路を、前記上部越流板および下部浸透板のうち少なくともいずれか一方をもって汚濁水の流れ方向で２個以上の区画に仕切り、それらの区画のうち一部または全部の区画における濾材敷設領域の下部に汚泥貯留部を設けて、水路のうち前記汚泥貯留部を設けた部分では二重底構造としてあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の湿地型水質浄化処理システム。
【請求項６】
前記濾材を敷設した水路を、前記上部越流板をもって汚濁水の流れ方向で２個以上の区画に仕切り、それらの区画のうち一部または全部の区画における濾材敷設領域の下部に汚泥貯留部を設けて、水路のうち前記汚泥貯留部を設けた部分では二重底構造としてあるとともに、
前記上部越流板のうち汚泥貯留部に臨んでいる部分を可動式のものとしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の湿地型水質浄化処理システム。
【請求項７】
前記人工湿地の湿地基盤は、基盤支持材を介して前記水路の水位よりも上位に配置してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の湿地型水質浄化処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工湿地（ウエットランド）を利用して河川水や湖沼水等の水質浄化を行う湿地型水質浄化処理システムに関し、特に汚泥による濾材の目詰まりを防止し、長期的な水質浄化性能の確保並びにメンテナンスを容易にしたものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の湿地型水質浄化処理システムとして、汚濁水が供給される人工湿地の流入側から放流側に向かって汚濁水を流す水路を形成し、該水路に汚濁水の流れに対して略直交する方向に複数の上部越流板と下部浸透板を交互に配置し、前記上部越流板の位置においては汚濁水を前記上部越流板の上端を越流させ、前記下部浸透板の位置においては汚濁水を前記下部浸透板の下端の浸透用の流路を通して浸透（潜流）させて、前記上部越流板と下部浸透板により汚濁水に垂直方向の流れを作りながら汚濁水の処理を行う湿地型水質浄化処理システムが開発されている。このシステムにおいては、前記人工湿地の水生植物で汚濁水中の養分吸収や、有機分、窒素、りん分等の栄養塩類を前記水路内に敷設した濾材により捕捉、分解、吸収して汚濁水を浄化すると共に、水路上流部の底部に汚泥貯留部を設けることにより、該汚泥貯留部に溜まった汚泥の引抜きを可能にしている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２０９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のシステムでは、流入水中の浮遊成分等が多い場合には前記汚泥貯留部で汚泥を完全に処理することはできず、汚泥が前記汚泥貯留部よりも下流側に流れ出て濾材の目詰まりが発生する。
【０００４】
濾材の目詰まりが発生すると流れが悪くなるために前記目詰まり部分の上流側の水位が上昇し、最終的には水が浸透しなくなることによって下部浸透板の上部を越流して流れてしまい（いわゆる短絡流状態）、それに伴って汚泥が流出するほか、さらにその下流側の浸透部分に汚泥等が堆積しやすくなり、一段と目詰まりを助長することになる。この繰り返しのために濾材敷設領域に水が流れなくなることで濾過作用のほか濾材表面に付着した微生物と汚濁水が接触することができなくなり、水質浄化機能が低下するという問題点があった。
【０００５】
本発明は以上のような課題に着目してなされたものであり、水の流れを制御することにより目詰まりを抑制し、もって濾材敷設領域の通水性を確保することで水路のどの部分においても常に適正な濾過作用が得られるようにするとともに、濾材表面に付着した微生物と汚濁水との接触を良好に保ち、さらには汚泥の回収や濾材の洗浄（逆洗）等のメンテナンスを容易に行うことで湿地型水質浄化処理システムの本来の浄化性能をより長期に安定維持することを目的になされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、汚濁水が供給される人工湿地の流入側から放流側に向かって汚濁水を流す水路を形成し、該水路に汚濁水の流れに対して略直交する方向に複数の上部越流板と下部浸透板を交互に配置し、前記上部越流板の位置においては汚濁水をその上部越流板の上端を越流させ、前記下部浸透板の位置においては汚濁水をその下部浸透板の下端の浸透用の流路を通して浸透させて、前記上部越流板と下部浸透板により汚濁水に垂直方向の流れを生成しながら前記水路内に敷設した濾材および前記人工湿地に植生する植物で汚濁水を浄化する湿地型水質浄化処理システムにおいて、前記複数の上部越流板の上端の高さ位置が上流側から下流に向かって０〜１／８０のマイナス勾配となるようにそれぞれの上部越流板の設置高さを設定してあることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１の記載を前提とした上で、前記複数の上部越流板の上端の高さ位置が上流側から下流に向かって０〜１／８０のマイナス勾配となるようにそれぞれの上部越流板の設置高さを設定するのに代えて、前記複数の下部浸透板の下端における浸透用の流路の相互関係として、下流側の下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積が、それよりも一つ上流側に位置する下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積と同等もしくはそれ以上の大きさに設定してあることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１の記載を前提とした上で、前記複数の下部浸透板の下端における浸透用の流路の相互関係として、下流側の下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積が、それよりも一つ上流側に位置する下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積と同等もしくはそれ以上の大きさに設定してあることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項４に記載の発明は、同じく請求項１の記載を前提とした上で、前記複数の上部越流板の上端の高さ位置が上流側から下流に向かって０〜１／８０のマイナス勾配となるようにそれぞれの上部越流板の設置高さを設定してあるのに代えて、前記人工湿地は、前記汚濁水の水面の一部を露出させる水面露出部を備えていて、この水面露出部の流れ方向での少なくとも一部の表面側流路幅が特定の上部越流板の位置においてそれよりも一つ上流側の下部浸透板の位置における流路幅よりも狭くなるように設定してあることを特徴とする。
【００１０】
ここで、請求項１〜４のいずれかの記載を前提とした上で、請求項５に記載のように、前記濾材を敷設してある水路を、前記上部越流板および下部浸透板のうち少なくともいずれか一方をもって汚濁水の流れ方向で２個以上の区画に仕切り、それらの区画のうち一部または全部の区画における濾材敷設領域の下部に汚泥貯留部を設けて、水路のうち前記汚泥貯留部を設けた部分では二重底構造としてあることが汚泥の効率的回収の上で望ましい。
【００１１】
この場合、請求項６に記載のように、前記濾材を敷設した水路を、前記上部越流板をもって汚濁水の流れ方向で２個以上の区画に仕切り、それらの区画のうち一部または全部の区画における濾材敷設領域の下部に汚泥貯留部を設けて、水路のうち前記汚泥貯留部を設けた部分では二重底構造としてあるとともに、前記上部越流板のうち汚泥貯留部に臨んでいる部分を可動式のものとしてあっても良い。
【００１２】
さらに、請求項７に記載のように、前記人工湿地の湿地基盤は、基盤支持材を介して前記水路の水位よりも上位に配置してあっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の湿地型水質浄化処理システムによれば、複数の上部越流板の上端の高さ位置に上流側から下流に向かって所定のマイナス勾配を持たせたことにより、上流側と下流側の水頭差により汚濁水の流れを円滑にして目詰まりを抑制し、常に濾材表面に付着した微生物と汚濁水が接触することで水質浄化性能を長期的に安定維持することができる。
【００１４】
請求項２に記載の湿地型水質浄化処理システムによれば、複数の下部浸透板の下端における浸透用の流路の相互関係として、下流側の下部浸透板の下端における浸透用の流路の開口断面積の方が大きめとなるように所定の勾配を、持たせたことにより、下流側にゆくに従って増大する水抵抗の増加分を相殺して汚濁水の流れを円滑にして目詰まりを抑制し、常に濾材表面に付着した微生物と汚濁水が接触することで水質浄化性能を長期的に安定維持することができる。
【００１５】
請求項３に記載の湿地型水質浄化処理システムによれば、請求項１と請求項２に記載の発明の相乗効果により汚濁水の流れをより円滑にして目詰まりを抑制し、常に濾材表面に付着した微生物と汚濁水が接触することで水質浄化性能を長期的に安定維持することができる。
【００１６】
請求項４に記載の湿地型水質浄化処理システムによれば、人工湿地における水面露出部の流れ方向での少なくとも一部の表面側流路幅が特定の上部越流板の位置においてそれよりも一つ上流側の下部浸透板の位置における流路幅よりも狭くなるように設定してあるため、特に汚濁水の流速に変化をもたせて濾材表面における汚泥の沈殿を防止して目詰まりを抑制することができるほか、上部越流板の部分において水の流れを速くして所謂せせらぎ状態にして水が流れていることを実感させることができる。
【００１７】
請求項５，６に記載の湿地型水質浄化処理システムによれば、いわゆる二重底構造としたことより、バキュームカー等のバキュームパイプを挿入して吸引することにより前記水路内に沈殿した汚泥等を外部に強制的に排出することができる。また、エアーコンプレッサーのパイプ等を挿入して、圧縮空気を吹き込むことにより前記濾材の洗浄を簡単に行うことができる。
【００１８】
請求項７に記載の湿地型水質浄化処理システムによれば、人工湿地により水面に日光が当たるのを防止し、水中で藻や水草等が発生するのを防止することができる。また、枯れ死した藻や水草等により濾材が目詰まりを起こすのを未然に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明に係る湿地型水質浄化処理システムの基本概念を示す要部の断面図である。
【００２０】
湿地型水質浄化処理システムは、所定の取水口２と放流口３とを有する処理槽１を主要素として構成されていて、処理槽１内には所定の濾材４を敷設してあるとともに、周知のようにそれらの取水口２と放流口３との間には放流口３側の方が低位となるように所定の水位差（水頭差）を持たせてある。そして、上記の水位差のために、取水口２から供給された汚濁水５が処理槽１の流入側から放流側に向かって流れるように水路６を形成している。
【００２１】
水路６には汚濁水５の流れ方向に沿って複数の第１，第２‥第ｎまでの下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎと、第１，第２‥第ｎまでの上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎをそれぞれ交互に配置してあり、実質的に処理槽１内を水の流れ方向で複数の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎをもって複数の領域に仕切ってある。各々の下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの位置においては汚濁水５を当該下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの下端の開口部である浸透用の流路９を通して浸透（潜流）させる一方、各々の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの位置においては汚濁水５をこれら当該上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端を越流させて、これら複数の下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎと上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎとにより汚濁水５に垂直方向の流れ（いわゆる鉛直方向での浸透流）を積極的に生成するようにしてある。そして、汚濁水５が処理槽１内を放流側（下流側）に向かって流れる過程で内部に敷設した濾材４で汚濁水５を浄化するようになっている。なお、この浄化作用については後述する。
【００２２】
ここで、前記濾材４としては、流入する汚濁水５の汚濁度や性状、特に水中浮遊物（ＳＳ分）の状態によって使用するものが異なるが、特にコスト的に有利な砕石を使用する場合は、砕石の径として例えば単粒砕石４号（２０〜３０ｍｍ）のものや５号（１３〜２０ｍｍ）のもの、ぐり石（５０〜１５０ｍｍ）および割ぐり石（１５０〜２００ｍｍ）等を使い分けてもよい。また、濾材４は上記砕石に限定されるものではなく、浄化条件（例えば脱色、ＣＯＤ除去、窒素・りん除去など）に応じて例えば活性炭、木炭、竹炭などの吸着性炭化物質のほか、ゼオライトなどの吸着性鉱物に代表される吸着性多孔質物質などを使い分けても良い。また、汚濁負荷が高い場合のほか、目詰まりが懸念される場合等においては、プラスチック濾材（中空ボール状、ハニカム状など）、ひも状、糸状、布状等の空隙率の大きい濾材を使用しても良い。
【００２３】
一方、処理槽１自体は強度に優れたコンクリート構造物や鋼構造物等にて構築することが望ましいが、例えば所定の地盤を掘削して槽状の空間をつくり、その中に不透水製のシートを貼り込んだ上で濾材４を敷設するようにしても良い。また、下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの下端の浸透用の流路９は当該下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの全幅にわたって形成されているものであるが、流路９は下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの幅方向において少なくともその一部に形成されていても良い。
【００２４】
図１において、各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端の高さ位置は流入側（上流側）から放流側（下流側）に向かって漸次もしくは段階的に低くなるように設定してあり、同時にそれらの各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端の高さ位置を結んだ線１０が水平な基準線１１に対して所定角度θをもって下り勾配となるように設定してある。ここで、処理槽１の側壁１ａのうち線１０と基準線１１との交点に相当する位置を基準越流位置Ｑとしたとき、ΔＨ１は上記基準越流位置Ｑと第１の上部越流板８ａをそれぞれ水が乗り越える際の水頭差（単位はｍｍまたはｍである。以下、同じ。）を示す。同様に、ΔＨ２は第１の上部越流板８ａと第２の上部越流板８ｂをそれぞれ水が乗り越える際の水頭差を示す。さらに、ΔＨｎは上記基準越流位置Ｑと第ｎの上部越流板８ｎをそれぞれ水が乗り越える際の水頭差を示す。そして、基準越流位置Ｑおよび各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端の高さ位置を結んだ線１０の傾斜角度（勾配）θは例えば１／８０以上のマイナス勾配に設定されている。
【００２５】
なお、上記取水口２と放流口３との間に所定の水位差（水頭差）を設定してあれば、仮に上記の傾斜角度θ＝０であっても取水側から放流側に向かう汚濁水５の流れは生成される。なお、この構造については後述する。
【００２６】
また、上記ΔＨ１，ΔＨ２‥ΔＨｎの設定にあたっては、汚濁水５の流れに先に述べたような鉛直浸透流を利用しているがために濾材４等による流通抵抗を考慮する必要があり、上記ΔＨ１は、処理槽１の側壁１ａと第１の下部浸透板７ａの間の水の流通抵抗値（この流通抵抗値は水頭損失にほかならず、その単位はｍｍＨ2ＯまたはｍＨ2Ｏである。以下、同じ。）ΔＰ１−１に上記第１の下部浸透板７ａと第１の上部越流板８ａの間の水の流通抵抗値ΔＰ２−１を加えた値と同等またはそれよりも大きくなるように設定してある（ΔＨ１≧ΔＰ１−１＋ΔＰ２−１）。
【００２７】
同様に、上記ΔＨ２は、第１の上部越流板８ａと第２の下部浸透板７ｂの間の水の流通抵抗値ΔＰ１−２に第２の下部浸透板７ｂと第２の上部越流板８ｂの間の水の流通抵抗値ΔＰ２−２を加えた値と同等またはそれよりも大きくなるように設定してある（ΔＨ２≧ΔＰ１−２＋ΔＰ２−２）。
【００２８】
さらに、上記ΔＨｎは、処理槽１の側壁１ａから第ｎの下部浸透板７ｎの間までの水の流通抵抗値の総和と同等またはそれより大きくなるように設定してある（ΔＨｎ≧ΔＰ１−１＋ΔＰ２−１＋ΔＰ１−２＋ΔＰ２−２‥ΔＰ１−ｎ＋ΔＰ２−ｎ）。
【００２９】
一方、第１，第２‥第ｎまでの下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの下端での浸透用の流路９について、下流側のものほどその開口面積が漸次もしくは段階的に大きくなるように、それらの流路９の開口度合いには、上記基準越流位置Ｑおよび各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端の高さ位置を結んだ線１０の勾配とは逆のいわゆるプラスの勾配を予め持たせてある。すなわち、上記第１，第２‥第ｎまでの下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの下端での浸透用の流路９についての開口幅がいずれも処理槽１内の水路６の幅と同じであると仮定した場合に、その開口高さである流路９上端の高さｈ１，ｈ２‥ｈｎが下流側のものほど漸次もしくは段階的に高くなるように設定してある。これにより、流路９の下流になるに従って増加する水の流通抵抗をキャンセル（相殺）できるようになっている。
【００３０】
ここで、図１の例では、例えば上流側の下部浸透板７ａとそれよりも下流側の下部浸透板７ｂとの間にそれぞれ一枚の上部越流板８ａを介在させた場合について示したが、例えば上流側の下部浸透板７ａと下流側の下部浸透板７ｂとの間に上端の高さ位置が共に等しい二枚以上の上部越流板８ａ，８ａを介在させるようにしても良く、同様に例えば上流側の上部越流板８ａと下流側の上部越流板８ｂとの間に上流路の開口高さ位置が共に等しい二枚以上の下部浸透板７ｂ，７ｂを介在させるようにしても良い。
【００３１】
図２は、図１のシステムを前提とした上で、植栽として水性植物１３を植え込んだ人工湿地１２に前記水路６を流れる汚濁水５の水面の一部を露出させる水面露出部１４を設けた湿地型水質浄化処理システムの平面図を、図３は図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図を、図４は図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図をそれぞれ示している。なお、図２，３では濾材４を、図３では人工湿地１２をそれぞれ図示省略してある。
【００３２】
図２に示すように、人工湿地１２における水性植物１３の植え込み領域以外の領域が流れ方向において流路幅の広狭を繰り返しながら蛇行していて、その部分が前記水面露出部１４として非直線的に形成されている。具体的には、水性植物１３の植え込み領域を除いた水面露出部１４の流路幅は流れ方向で大きく変化していて、その水面露出部１４の一部では特に前記第１，第２‥第ｎの上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの部分での幅Ｗ１はそれよりも一段上流側に位置する下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎ相当部の幅Ｗ２よりも小さくなるように設定してある。
【００３３】
また、図４に示すように、前記水面露出部１４において濾材４の一部が除去されて溝状部１５が形成されている。この溝状部１５の幅は汚濁水５の流れ方向において変化していて、例えばこの溝状部１５の幅寸法はおおよそ水面露出部１４の幅と一致させてある。このように水面露出部１４や溝状部１５の幅寸法をその流れ方向で積極的に変化させることで、汚濁水５の表層部に流れを生成するべくその流速を高めて、特に表層部での浸透に有効な部分に汚泥が堆積しないように配慮してある。
【００３４】
図４において、前記水路６の底部には例えばグレーチングあるいはパンチングメタル等の多孔状の板材等のように剛性とともに透水性のある板材からなる中底板１６が流れ方向に沿って敷設されていて、これにより処理槽１自体がいわゆる二重底構造となっている。そして、この中底板１６は前記濾材４の通過を阻止しつつ水路６の底部に沈下してきた汚泥の通過を許容する機能を有していて、中底板１６よりも下側には汚泥を沈殿，堆積させるための流れ方向で独立した空間として複数の汚泥貯留部１７が形成されている。
【００３５】
この汚泥貯留部１７の幅方向の一端部は図５に示すように濾材４が入り込まないように例えば筒状に仕切られた作業筒体１８として水面上に突出していて、同図に示すようにその作業筒体１８から汚泥貯留部１７内にバキューム車１９のホース２０を挿入したり、あるいは図６に示すようにコンプレッサ２１のエアーホース２２を挿入することができるようになっている。なお、作業筒体１８に対しバキューム車１９のホース２０の挿入が可能であることは、汚泥貯留部１７内に沈殿，堆積した汚泥の汲み上げを可能にすることを意味し、また作業筒体１８に対しコンプレッサ２１のエアーホース２２の挿入が可能であることは、いわゆるエア噴射をもって特に濾材４の洗浄が可能であることを意味する。
【００３６】
なお、必要に応じて上記水性植物１３の一部または全部を陸生植物に置き換えることももちろん可能である。
【００３７】
したがって、このように構成された湿地型水質浄化処理システムによれば、取水口２から供給された汚濁水５が各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端での越流と各下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの下部の流路９を浸透する際のいわゆる鉛直浸透流とを何回か繰り返すことにより、全体として処理槽１の上流側から下流側に向かう緩やかな流れが生成される。そして、汚濁水５が濾材４を通過することによりその汚濁水５に含まれる水中浮遊物や汚泥が濾材４にて捕集されて、特に質量が大きな汚泥は下方の汚泥貯留部１７に沈殿，堆積することになる。
【００３８】
また、汚濁水５に含まれる溶解性の汚れ、すなわち濾過作用では除去できない溶解性の汚れについても汚濁水５が濾材間を通過することにより濾材４の表面に付着した微生物による有機物の分解作用により接触浄化される。さらに、人工湿地１２に植栽した水生植物１３の成長に伴う栄養吸収作用のために水中のりん及び窒素といった栄養塩類の除去が行われるとともに、水生植物１３の根の部分に付着している微生物による有機物の分解作用も同時に行われる。これらの浄化プロセスの複合作用により、処理槽１の下流側ほど処理水が浄化されて、放流口３から放流されることになる。
【００３９】
その上、前記人工湿地１２に前記水路６を流れる水面の一部を露出させる水面露出部１４を設け、この水面露出部１４の幅を流れ方向で積極的に変化させて、流れが広い部分と狭い部分とを併存させてあることから、特に流れが狭い部分では水の流れが速くなって、汚泥の沈降防止だけでなくいわゆるせせらぎのような外観を呈し、水が流れていることを実感させることができる。
【００４０】
そして、前記水路６の下部に汚泥が堆積したならば、図５に示すように、前記汚泥貯留部１７の幅方向の一端部に設けた作業筒体１８からバキューム車１９のホース２０を挿入して負圧吸引すれば、水路６の下部に堆積している汚泥を効率よく排出することができる。さらに、図６に示すように、前記作業筒体１８からコンプレッサ２１のエアーホース２２を挿入して前記汚泥貯留部１７内に洗浄媒体として圧縮空気を吹き込むことにより濾材４の洗浄を行うことができる。
【００４１】
ここで、図７〜９には上記処理槽１におけるいわゆる二重底構造の変形例を示す。
【００４２】
図７では、水路６を形成している処理槽１の内底部に、濾材４の進入を阻止しつつ水路６の底部に沈下してきた汚泥の浸入を許容する多数の孔２３を有する汚泥貯留部としての管状体２４を水路６の長さ方向に沿って配置したものである。上記管状体２４としては、周面に多数の孔を有するヒューム管、塩化ビニール管、鋼管等の有孔管が用いられる。
【００４３】
図８では、処理槽１の内底部に一段低い管状体収容部２５を予め形成した上でこの管状体収容部２５に上記と同様に汚泥貯留部としての管状体２４を埋設したものである。
【００４４】
また、図９では、管状体収容部２６にいわゆるコンクリート製のＵ字溝２７を配置した上でその開口部にグレーチング２８を載せて蓋をすることにより、これらのＵ字溝２７とグレーチング２８とにより汚泥貯留部としての管状体２９を形成したものである。
【００４５】
これらの図７〜９に示す変形例では、例えば処理槽１自体を先に述べた不透水性のシート等をもって形成する場合に汚泥貯留部としての管状体２４または２９を容易に設置することが可能であり、コスト的に著しく有利となる。
【００４６】
図１０は別の変形例を示し、図３と比較すると明らかなように、複数の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの上端の高さ位置を全て同じ高さ位置に揃える一方、各下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎの下端の流路９の開口高さを同じ高さに揃えたものである。この場合にも図３のものと同様の作用効果が得られる。
【００４７】
図１１〜１３には本発明に係る湿地型水質浄化処理システムの第２の実施の形態を示す。すなわち、図１１は、人工湿地１２を、水路６を流れる汚濁水５の水面よりも上位に配置し、汚濁水５の水面を人工湿地１２で覆い隠した湿地型水質浄化処理システムの平面図を、図１２は図１１のＸ１−Ｘ１線に沿う断面図を、図１３は図１１のＹ１−Ｙ１線に沿う断面図をそれぞれ示している。なお、これらの図において先の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４８】
人工湿地１２の土壌等の湿地基盤３０は、基盤支持材３１により水路６の水位よりも上位に配置されている。基盤支持材３１は、人工湿地１２の土壌等の湿地基盤３０を支持し、かつ人工湿地１２に植えられた例えば水性植物１３の根が通過するのを許容する無数の小孔を有するグレーチングや金属網、非金属製ネット、土木用吸出し防水シート、不織布等の単体あるいは複合体により形成されている。また、人工湿地１２の湿地基盤３０は、基盤支持材３１により水中に落下することのないように支持されている一方、人工湿地１２上に植生している水性植物１３の根は、基盤支持材３１の小孔や網目等を通して水面まで伸びることができる構成になっている。
【００４９】
このような湿地型水質浄化処理システムによれば、人工湿地１２を、水路６を流れる汚濁水５の水面よりも上位に配置したので、前記水面は前記人工湿地１２で覆われた状態になって直射日光が届かないので、水中では光合成ができず、従って水中ではアオミドロなどの藻類や水草等の繁殖がしないので、これら藻類や水草等が枯れて濾材４の目詰まりの原因になるのを未然に防止することができる。
【００５０】
また、人工湿地１２に水生植物１３以外の陸生植物を植えることもできる。さらに、本発明のシステムを河川敷に設置した場合に降雨による増水等によりシステムが冠水した場合でも、システムの最上部（表面）が人工湿地１２となっていて且つ土壌等の湿地基盤３０で水面は覆われた状態になっているので、浸入した泥水等は土壌等の湿地基盤３０で濾過された上でシステム内に浸入することになるので、冠水によりシステムの受けるダメージを最小限に押さえることができる。
【００５１】
図１４は本発明に係る湿地型水質浄化処理システムの第３の実施の形態を示し、先に説明した図１０と共通する部分には同一符号を付してある。
【００５２】
この第３の実施の形態では、図示を省略した取水口および放流口（図１０参照）を有する処理槽１の内部に、上端の高さ位置が共に等しい複数の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎと下部の開口高さ位置が共に等しい複数の下部浸透置板７ａ，７ｂ‥７ｎとを流れ方向に沿って交互に配置してある。これにより、処理槽１の内部は少なくとも上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎによって複数の領域に仕切られている。また、各下部浸透板７ａ，７ｂ‥７ｎに隣接して汚泥観測孔を兼ねた作業筒体３３を設けてあり、この作業筒体３３の上端は処理槽１内の水位よりも上方に突出している一方、作業筒体３３の下端は中底板１６よりも下方の汚泥貯留部１７に臨ませてある。つまり、汚泥貯留部１７はそれぞれに上流側と下流側の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎによって独立した空間として仕切られていることから、各汚泥貯留部１７にそれぞれに作業筒体３３が少なくとも一つ臨んでいることになる。
【００５３】
この第３の実施の形態によれば、作業筒体３３から汚泥貯留部１７に対していわゆる棒状のゲージを差し込むことにより、その感触または引き抜きによる目視をもって各汚泥貯留部１７での汚泥３４の堆積状況を確認することができる。そして、汚泥３４の堆積が確認されたならば、図５と同様に、作業筒体３３から汚泥貯留部１７にバキューム車１９のホース２０を挿入して負圧吸引すれば、汚泥貯留部１７に堆積している汚泥３４を効率よく排出することができる。さらに、図６と同様にして作業筒体３３からコンプレッサ２１のエアーホース２２を挿入して汚泥貯留部１７から上方に向けて洗浄媒体として圧縮空気を吹き込むことにより濾材４の洗浄をも行うことができる。
【００５４】
図１６〜１８は本発明に係る湿地型水質浄化処理システムの第４の実施の形態を示し、図１４と共通する部分には同一符号を付してある。
【００５５】
この第４の実施の形態では、図１６に示すように、複数の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎのうちその下半部、すなわち各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎのうち汚泥貯留部１７に臨んでいる部分を可動式のものとして、必要に応じて上流側の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎと下流側の上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎとで仕切られた各汚泥貯留部１７の独立性を解除して、隣接する汚泥貯留部１７，１７同士を連通させることができるようにしたものである。
【００５６】
より詳しくは、図１６のほか図１７に示すように、各上部越流板８ａ，８ｂ‥８ｎの下半部は可動仕切り板３５としてヒンジピン３６にて越流板本体３７の下端に揺動可能に連結されていて、通常状態では各可動仕切り板３５は鉛直状態を指向するようになっている。また、各可動仕切り板３５の下端部同士は、越流板本体３７同士のなすスパンと同じスパンとなるようにリンケージロッド３８にて相互に連結されているとともに、最も上流側に位置する上部越流板８ａの可動仕切り板３５と最も下流側に位置する上部越流板８ｎの可動仕切り板３５は、巻き取り機である第１のウインチ３９または第２のウインチ４０から引き出されたワイヤ４１にそれぞれ連結してある。なお、処理槽１の最上流部および最下流部には作業筒体３３を設けてあり、この作業筒体３３に上記ワイヤ４１を挿通してある。また、いずれか一つの上部越流板８ａに隣接して上下動可能なストッパ治具４２を設けてあり、図１６から明らかなように通常状態ではストッパ治具４２は最下降位置にあって且つ隣接する上部越流板８ａの可動仕切り板３５と重合状態となるようにその可動仕切り板３５をロックしている。
【００５７】
したがって、第４の実施の形態によれば、図１６に示す通常状態ではそれぞれの可動仕切り板３５が閉止位置にあるが故に、処理槽１の下部の汚泥貯留部１７はそれぞれに独立している。
【００５８】
その一方、汚泥貯留部１７に汚泥が堆積してその汚泥汲み取りの必要が生じた場合には、図１８に示すようにストッパ治具４２を上昇させてそれに隣接する可動仕切り板８ａのロックを解除する。そして、第２のウインチを回転操作して該当するワイヤ４１を牽引しつつ巻き上げると、各可動仕切り板３５が連動して一斉に揺動動作して開状態となる。なお、この時には第１のウインチ３９は第２のウインチ４０のワイヤ牽引動作に伴い該当するワイヤ４１の繰り出しを容易に許容する状態としておく。これにより、それまでの各汚泥貯留部１７の独立性が解除されて、それらの汚泥貯留部１７，１７同士が相互に連通して一つの大きな空間と化すことになる。
【００５９】
この状態で、図１５の場合と同様に作業筒体３３から汚泥貯留部１７にバキューム車１９のホース２０を挿入して負圧吸引すれば、処理槽１の下部に堆積している汚泥を一回の作業で効率よく排出することができる。さらに、図６と同様にして作業筒体３３からコンプレッサ２１のエアーホース２２を挿入して汚泥貯留部１７から上方に向けて洗浄媒体として圧縮空気を吹き込むことにより濾材４の洗浄をも行うことができる。
【００６０】
汚泥汲み取り等の作業が完了したならば、ストッパ治具４２を下降させて元の状態に戻した上で、第１のウインチ３９を使って特定の可動仕切り板３５がストッパ治具４２に当接してロック状態となるまで各々の可動仕切り板３５を元の閉止状態に戻す。なお、この時には第２のウインチ４０は第１のウインチ３９のワイヤ牽引動作に伴い該当するワイヤ４１の繰り出しを容易に許容する状態としておく。
【００６１】
このように第４の実施の形態によれば、先の第３の実施の形態と異なり一回の操作で処理槽１の下部に堆積した汚泥を一気に汲み取ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係るシステムの基本概念を示す要部の断面説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態として人工湿地に水面露出部を設けた湿地型水質浄化処理システムの平面説明図。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面説明図。
【図４】図２のＹ−Ｙ線に沿う断面説明図。
【図５】汚泥排出作業時の説明図。
【図６】濾材洗浄作業時の説明図。
【図７】汚泥貯留部の他の例を示す断面説明図。
【図８】同じく汚泥貯留部の他の例を示す断面説明図。
【図９】汚泥貯留部のさらに他の例を示す断面説明図。
【図１０】図３の変形例を示す断面説明図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態として人工湿地で水面を覆い隠した状態の平面説明図。
【図１２】図１１のＸ１−Ｘ１線に沿う断面説明図。
【図１３】図１１のＹ１−Ｙ１線に沿う断面説明図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態を示す湿地型水質浄化処理システムの断面説明図。
【図１５】図１４のシステムでの汚泥排出作業を示す説明図。
【図１６】本発明の第４の実施の形態を示す湿地型水質浄化処理システムの断面説明図。
【図１７】図１６の要部の拡大説明図。
【図１８】図１６の作動状態を示す断面説明図。
【符号の説明】
【００６３】
１…処理槽
２…取水口
３…放流口
４…濾材
５…汚濁水
６…水路
７ａ，７ｂ‥７ｎ…第１，第２‥第ｎの下部浸透板
８ａ，８ｂ〜８ｎ…第１，第２‥第ｎの上部越流板
９…下部浸透板の下部の浸透用の流路
１２…人工湿地
１３…水性植物
１４…水面露出部
１６…中底板
１７…汚泥貯留部
２４…管状体（汚泥貯留部）
２９…管状体（汚泥貯留部）
３０…湿地基盤
３１…基盤支持材
３５…可動仕切り板
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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