(57)【要約】【課題】装置荷重を可及的に小さくし、屋上設置が可能な土壌脱臭装置を提供すること。【解決手段】所定の粒径を有する塊状材料を敷設した拡散層上に微生物を生息させた土壌からなる土壌層を形成し、悪臭を含む有害ガスを前記拡散層に導入して拡散させた後、前記土壌に接触させて有害成分を土壌粒子に吸着し、土壌中の微生物により有害成分を分解して脱臭・浄化する土壌脱臭装置であって、前記拡散層を、比重が０．３〜０．９の塊状材料で構築した。また、前記塊状材料を、廃ガラスを原料とした人工軽量発泡資材とした。【選択図】図２
2008221084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の粒径を有する塊状材料を敷設した拡散層上に微生物を生息させた土壌からなる土壌層を形成し、悪臭を含む有害ガスを前記拡散層に導入して拡散させた後、前記土壌に接触させて有害成分を土壌粒子に吸着し、土壌中の微生物により有害成分を分解して脱臭・浄化する土壌脱臭装置であって、
前記拡散層を、比重が０．３〜０．９の塊状材料で構築したことを特徴とする土壌脱臭装置。
【請求項２】
前記塊状材料を、廃ガラスを原料とした人工軽量発泡資材としたことを特徴とする請求項１記載の土壌脱臭装置。
【請求項３】
前記土壌を、粒径２．０〜５．０ｍｍの細礫分としての粒状ゼオライトと、活性炭と、有機物と、種菌とを混合した脱臭浄化媒体とし、この脱臭浄化媒体における細礫分の含有率を６０〜９０重量％としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の土壌脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌中の微生物により悪臭を含む有害成分を分解して脱臭・浄化する土壌脱臭装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、土壌中の微生物により脱臭処理を行う土壌脱臭装置があり、アンモニア、硫化水素等の悪臭成分を含むガスを先ず水に溶解させ、溶解した悪臭成分を土壌層の土壌粒子表面に吸着させて液相から除くとともに、これを微生物によって分解し、かつ資化して微生物の増殖に利用し、分解された悪臭成分を土壌水とともに系外へ流出し、また、土壌中の嫌気性微生物により脱窒、脱硫して無臭のガスを土壌層表面から大気へ放出するものである。
【０００３】
土壌脱臭装置の一例として、地面に凹所を形成し、同凹所中に、下方から栗石や砕石などから構築された拡散層と、少なくとも５０重量％以上の細礫分を含む土壌層とを形成したものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
上記構成により、土壌層における通気抵抗値が減少するとともに、経年的な圧密現象を生じることがなく、土壌脱臭浄化装置を永続的に機能させるために重要な通気性及び排水性が著しく良好となり、ショートパスなどの発生を防止して安定した脱臭浄化作用を永続的に維持することが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−１２８０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した従来の土壌脱臭装置は、土壌層の支持床となる拡散層が、栗石や砕石により構築されており、これらは比重が２．０以上の重量物であるため、土壌脱臭装置の全体重量が増すとともに、栗石の搬送、敷き並べに重機を使用しなければならず、施工性が良好とは言い難い。
【０００６】
また、栗石などの材料は、品質を均一化することが難しく、地域によって品質にばらつきが生じるおそれがあった。
【０００７】
しかも、将来的には、下水処理場の土地の有効活用を図るため、土壌脱臭装置を処理場の建屋屋上に設置する試みがなされると考えられるが、従来の土壌脱臭装置では装置荷重が大き過ぎて、屋上スラブの設置荷重条件を満たせないことが明らかである。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することのできる土壌脱臭装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明では、所定の粒径を有する塊状材料を敷設した拡散層上に微生物を生息させた土壌からなる土壌層を形成し、悪臭を含む有害ガスを前記拡散層に導入して拡散させた後、前記土壌に接触させて有害成分を土壌粒子に吸着し、土壌中の微生物により有害成分を分解して脱臭・浄化する土壌脱臭装置であって、前記拡散層を、比重が０．３〜０．９の塊状材料で構築した。
また、請求項２記載の本発明では、請求項１記載の土壌脱臭装置において、前記塊状材料を、廃ガラスを原料とした人工軽量発泡資材としたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の本発明では、請求項１又は２に記載の土壌脱臭装置において、前記土壌を、粒径２．０〜５．０ｍｍの細礫分としての粒状ゼオライトと、活性炭と、有機物と、種菌とを混合した脱臭浄化媒体とし、この脱臭浄化媒体における細礫分の含有率を６０〜９０重量％としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、土壌脱臭装置の重量を大幅に低下させることができ、装置を建屋屋上に設置することが可能となる。したがって、例えば下水処理場などでは、土地の有効利用が図れる。また、拡散層の構築に際して、重機などを用いることなく、敷き均しなどを人力でも容易に行え、施工性を向上させることができる。
また、拡散層を構築する塊状材料を、廃ガラスを原料とした人工軽量発泡資材とした場合、地域を問わず品質を均一化することができるとともに、その比重が０．３〜０．９と極めて小さいことから、例えばトラックなどで陸送する場合、積載量が増加するため、単位体積当たりの運送単価が安くなり、運送コストを大幅に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る土壌脱臭装置は、所定の粒径を有する塊状材料を敷設した拡散層上に微生物を生息させた土壌からなる土壌層を形成し、悪臭を含む有害ガスを前記拡散層に導入して拡散させた後、前記土壌に接触させて有害成分を土壌粒子に吸着し、土壌中の微生物により有害成分を分解して脱臭・浄化するものであって、前記拡散層を、比重が０．３〜０．９の塊状材料で構築した点に特徴を有する。
【００１３】
すなわち、土壌層の支持床ともなる拡散層を大幅に軽量化することで、例えば建屋屋上などに土壌脱臭装置を構築することを可能としている。
【００１４】
屋上スラブの設置荷重条件は、１．５ｔ／ｍ2であるが、従来の土壌脱臭装置の標準構成では１ｍ2当たりの重量は３．４ｔ（栗石の見かけ比重を約２．８とした）であって、とても条件を満たすことはできなかったが、本実施形態の構成とすると、従来の略６０％の軽量化が図れ、１ｍ2当たりの重量が１．３ｔとなり、条件を満たすことができるのである。
【００１５】
また、拡散層を構築する前記塊状材料としては、廃ガラスを原料とした人工軽量発泡資材（以下、「ガラス質人工軽量資材」という）とすることが好ましい。
【００１６】
拡散層を構築可能な軽量な材料としては、例えばコンクリート用に用いられる軽量骨材があり、かかる軽量骨材としては、天然軽量骨材、副産物軽量骨材、人工軽量骨材などが知られている。しかし、天然軽量骨材や副産物軽量骨材は粒径が不揃いとなりやすく、品質を均一化することが簡単ではない。
【００１７】
また、人工軽量骨材は工場製品であるため、品質が均一化でき、また、安定供給も可能である。しかし、比重としては一般的には１．２〜２．０程度であり、土壌脱臭装置を屋上設置するためには、軽さとして不十分である。
【００１８】
そこで、本実施形態では、比重を０．３〜０．９の間の格段に小さい値となすことのできる、ガラス質人工軽量資材を、前記拡散層を構築する塊状材料として用いた。比重が０．３未満のものは、土壌層の支持床としては強度的に弱く、また、比重が０．９を越えるものは、前述した屋上スラブの設置荷重条件を満たさなくなるからである。
【００１９】
この廃ガラスを原料としたガラス質人工軽量資材は、比重コントロールも容易に行える利点があり、また、鉱物資源を採掘した前述の軽量骨材とは異なり、その処分が問題となっていた廃ガラスの再利用品であるため、廃ガラスの有効利用が行えることになり、環境の面からも有益である。
【００２０】
かかるガラス質人工軽量資材を用いて構築した前記拡散層の上方に積層した微生物が棲息する土壌層は、その通気抵抗値を減少させるために、少なくとも５０重量％以上の細礫分を含むことが好ましい。
【００２１】
具体的には、粒径２．０〜５．０ｍｍの細礫分と、有機物と、種菌とを混合した脱臭浄化媒体を土壌として用いることができる。この場合、同脱臭浄化媒体における細礫分の含有割合は６０〜９０重量％とすることが好ましい。
【００２２】
また、粒径２．０〜５．０ｍｍの細礫分としては粒状ゼオライトを好適に用いることができ、粒径２．０〜５．０ｍｍの細礫分としては粒状ゼオライトを、有機物としてはバーク堆肥を用いることができる。
【００２３】
また、本実施形態では、土壌として、さらに活性炭を混合して構成しており、配合割合としては、粒状ゼオライトと、活性炭と、バーク堆肥と、種菌とを、容積比で例えば３：３：３：１の割合としている。なお、このとき、含水率を３０〜３５％に調整しておくとよい。
【００２４】
拡散層には、風導管を埋設し、この風導管の基端を、例えば下水処理場等に設置された汚泥濃縮機等の臭気発生源に吸引ブロワを介して連通連結して、悪臭ガスを、先ず拡散層内に導入する。
【００２５】
風導管から拡散層内に導入された悪臭ガスは、拡散層内で拡散しながら上昇するが、ガラス質人工軽量資材は粒径などが均一であることから、各骨材同士間の間隙も均一となって、拡散層内でムラなく拡散する。その結果、脱臭浄化層となる土壌層全体に均一に流入し、さらに所定の速度で上昇して行く。
【００２６】
悪臭ガスは、土壌層を通過する間に、水に溶解した悪臭成分が粒状ゼオライトや粒状の活性炭の表面に吸着されて液相から除かれ、排水管を通り系外へ流出するほか、微生物により分解されて土壌層の表面から大気へ放出される。なお、土壌層の表面には、例えば芝生などを植えておくとよい。
【００２７】
かかる構成としたことにより、通気性・排水性が著しく良好で、ショートパスなどの発生を防止して安定した脱臭浄化作用を永続的に維持することが可能な土壌脱臭装置を、例えば、建屋屋上などに設置することが可能となり、土地の有効利用が図れる。
【００２８】
以下、図面に基き、本実施形態係る土壌脱臭装置について、より具体的に説明する。図１及び図２は土壌脱臭装置の説明図である。
【００２９】
本実施形態に係る土壌脱臭装置は、図示するように、下水処理場内の所定の建屋１０の屋上スラブ１１に設置されている。１５は手摺である。
建屋１０の屋上スラブ１１には、所定高さの周壁１２が築かれており、かかる周壁１２で囲繞された所定領域内には防水シート１３が張設されている。
そして、この防水シート１３上に、例えば５５０ｍｍの高さとなるように、多数のガラス質人工軽量資材Ａが敷設された拡散層１が形成されている。
【００３０】
拡散層１の上部には、微生物のすみかとなり、悪臭ガスの悪臭成分を分解するための土壌となる脱臭浄化層２を約５５０ｍｍの厚さで形成している。なお、ここで、本実施形態に係る土壌は、前述したように、粒径２ｍｍ以上の細礫分と、有機物と、種菌とを混合した脱臭浄化媒体から構成されたものとしている。なお、前記細礫分は、粒径が２．０ｍｍ〜４．７６の範囲のものとし、土壌全体の５０重量％以上含んだものとしている。
【００３１】
図中、５は前記拡散層１に埋設した風導管であり、この風導管５の基端は下水処理場等に設置された汚泥濃縮機等の臭気発生源（図示せず）に吸引ブロワ（図示せず）を介して連通連結して、悪臭ガスを、先ず上述の拡散層１内に導入するようにしている。なお、５１は風導管５から拡散層１内に伸延した網状管であり、風導管５からの悪臭ガスは同網状管５１の目から拡散層１内に放出される。
【００３２】
また、脱臭浄化層２の表面には芝生を植栽して芝生層６を形成しており、同芝生層６により、通気性、通水性を保持しながら景観を高めている。７は芝生層６に散水するためのスプリンクラーであり、同スプリンクラー７により必要に応じて散水を行い、脱臭浄化層２に適度な湿気を与えることができる。さらに、８は排水ピット、８１は排水管であり、拡散層１の内部から前記排水ピット８へ伸延している。
【００３３】
このように、土壌脱臭装置の表面層を芝生層６としたことにより、建屋１０の屋上緑化までも図れ、夏場などにおいては建屋１０内の温度上昇を抑制できる。
【００３４】
図２において、１４は拡散層１と脱臭浄化層２との境界部分に設けた防水シート１３の折り返し部であり、周壁１２の内面から約２００ｍｍの幅で折り返しており、悪臭ガスが防水シート１３に沿ってショートパスすることを防止している。
【００３５】
ここで、本実施形態に用いたガラス質人工軽量資材Ａは、脱臭浄化層２の支持床となる拡散層１を構築するに十分な硬さ及び強度を有するものであり、空きビンなどのガラス質廃材を粉砕して得られる所定の粒径以下の粉砕ガラス粉に、例えば所定量の炭化珪素を添加して加熱焼成した後、冷却して得られる。なお、粉砕ガラス粉に、予め所定の添加物をさらに適宜選択して混入することにより、極めて小さな比重のガラス質の発泡資材となすことができる。
【００３６】
かかるガラス質人工軽量資材Ａは、工場により製造されるものであるため、地域を問わず粒径や強度などの品質を均一化することができる。ここでは、比重が０．３〜０．９と極めて小さいながらも、一軸圧縮強さとして３．０〜５．０Ｎ／ｍｍ2のものとした。また、粒径としては、層の下方に５０〜８０ｍｍの比較的大径のものを、上方には２０〜５０ｍｍの比較的小径のものを用いている。
【００３７】
このように軽量なガラス質人工軽量資材Ａは、トラックなどで陸送する場合も積載量が増加するため、単位体積当たりの運送単価が安くなり、運送コストを大幅に低減できるとともに、人手により屋上スラブ１１上に敷き均すことができるため、重機などを用いる必要がないことから、土壌脱臭装置の施工コストを削減することができる。
【００３８】
上記構成の土壌脱臭装置を用いると、図１の矢印ｆ１で示すように風導管５から拡散層１内に導入された悪臭ガスは網状管５１から拡散しながら上昇して脱臭浄化層２全体に均一に流入し、脱臭浄化層２を約１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で通過する。
【００３９】
その間に、水に溶解した悪臭成分は粒状ゼオライトや粒状の活性炭の表面に吸着されて液相から除かれて排水管８１を通り、排水ピット８に集められ、その後、図１の矢印ｆ２で示すように系外へ流出するほか、微生物により分解されて、脱臭ガスが脱臭浄化層２の表面の芝生層６から大気へ放出される。
【００４０】
本実施形態では、脱臭浄化層２を、粒状ゼオライトと、活性炭と、バーク堆肥と、種菌とからなり、その配合割合を３：３：３：１とした人工的な脱臭浄化媒体としたことにより、長期にわたって圧密現象による脱臭浄化層２の表面の固結化を防止することができ、通気性及び排水性が著しく向上して、降雨時の冠水や悪臭ガスのショートパスを防止することができる。
したがって、定期的に耕転などを行い難い建屋１０の屋上スラブ１１に土壌脱臭装置を設備しても、永続的に効率的な脱臭浄化作用を維持することができる。
【００４１】
上述した実施形態より、以下の土壌脱臭装置が実現される。
所定の粒径を有する塊状材料（例えば、ガラス質人工軽量資材Ａ）を敷設した拡散層１上に微生物を生息させた土壌からなる土壌層（例えば、脱臭浄化層２）を形成し、悪臭を含む有害ガスを前記拡散層１に導入して拡散させた後、前記土壌に接触させて有害成分を土壌粒子に吸着し、土壌中の微生物により有害成分を分解して脱臭・浄化する土壌脱臭装置であって、前記拡散層１を、比重が０．３〜０．９の塊状材料で構築した土壌脱臭装置。
【００４２】
前記塊状材料が廃ガラスを原料とした人工軽量発泡資材（例えば、ガラス質人工軽量資材Ａ）である土壌脱臭装置。
【００４３】
前記土壌を、粒径２．０〜５．０ｍｍの細礫分としての粒状ゼオライトと、活性炭と、有機物と、種菌とを混合した脱臭浄化媒体とし、この脱臭浄化媒体における細礫分の含有率を６０〜９０重量％とした土壌脱臭装置。
【００４４】
以上、本発明を実施形態を通して説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の主旨を逸脱することのない限り、適宜設計変更などを行っても本発明に含まれるものである。
例えば、脱臭浄化層２は、脱臭浄化媒体に代えて、天然土を主体とした土壌で構築してもよい。また、拡散層１を構築するガラス質人工軽量資材Ａの粒径を上方層と下方層とで変えたが、全て均一にしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態に係る土壌脱臭装置の模式的説明図である。
【図２】本実施形態に係る土壌脱臭装置の断面視による模式的説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ  ガラス質人工軽量資材（塊状材料）
１  拡散層
２  脱臭浄化層（土壌層）
【図１】
2008221084.tif 000003
【図２】
2008221084.tif 000004