(57)【要約】【課題】  土壌浸透浄化法において、土壌層内の空隙を確保し、土壌の透水性を維持することで、長期使用に耐える実用的な処理排水処理装置を提供する。【解決手段】  土壌浸透式水質浄化装置１内に収容された土壌層２に、その上部から処理排水を散水させて浄化する。土壌層２は火山灰土壌等の土壌４を含有する。土壌層２の圧密を防止するため、複数の通路を有する中空骨格形状の成形ろ材５を土壌層中に混合させる。【選択図】  図１
2007014896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌浸透式水質浄化装置内に収容された土壌層に、その上部から処理排水を散水させて浄化するようにした土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層は、粒径が５０ｍｍ以下の土壌を含有し、さらに、複数の通路を有する中空骨格形状であって、上記土壌層の圧密を防止する成形ろ材を土壌層中に混合させたことを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌は火山灰系土壌であることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材は、中空球状または中空骨格塊状の形状からなり、外径が５〜２０ｃｍの範囲で、該成形ろ材の充填量が土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲で、さらに土壌の充填量が土壌層の容積比で４０〜９０％の範囲であることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか1に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層の透水係数が1×１０-2ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓ であることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材は、プラスチック成形体からなり、該成形ろ材には、複数の貫通孔が同一方向に開口して形成されていることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項６】
請求項５に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記複数の貫通孔は補強リブで連結され、少なくとも一部の貫通孔は、その貫通孔を形成する壁部に開口部が形成され隣接する貫通孔に連通され、また一部の貫通孔は、貫通方向で途中まで同一径でその後開放されている形状となっていることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌浸透式水質浄化装置の上部位置に処理排水流入口が設けられ、その下部位置には、上記処理排水が浄化された処理水が排出される処理水排出口が設けられ、上記処理排水流入口と処理水排出口との間に土壌層を支持する支持体を備え、該支持体の下部に空気を供給する送気管を備えることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記送気管には、外気温が低い時に空気の供給を停止させる制御手段を有することを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌浸透式水質浄化装置の土壌浸透浄化槽内に、水浄化機能を有する土壌、例えば、灰色土、黒色土、赤色土、黒ボク土、褐色森林土、鹿沼土、赤玉土、まさ土、軽石、シラス土等の火山灰系土壌層、粘土質土壌層、浄水汚泥の土壌層等を設け、畜産排水、工場排水、下水の二次処理排水や汚濁した河川水及び水路水等に含有するＢＯＤやリンを除去するための土壌浸透式水質浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から処理排水を黒ボク土、赤玉土、鹿沼土など火山灰土壌に接触させて処理する土壌浸透浄化法において、土壌に生息する微生物によるＢＯＤの分解や土壌のリン吸着などによって浄化処理する方法が知られている。
【０００３】
これは、浸孔を設けたパイプなどを散水管としこの周りを礫層で囲んだもので、処理排水を浄化処理した処理水は地下に浸透させたり、槽内に土壌を充填したものにあっては槽の下部から排出するものである。この土壌浸透浄化法は、自然の機構をほぼそのまま利用できるので資源やエネルギーの節約を図れる、装置構造が簡単で済む、悪臭や害虫の発生がない、維持管理の手間が少なくそのコストも低くて済む等々の他の浄化方法にない多くの利点を持っている。
【０００４】
しかしながら、この従来技術では、２つの点で問題があった。１つ目は、過大な負荷がかけられず、通常の通水負荷が５０〜１００Ｌ／ｍ2・日であって、処理能力が低いことである。２つ目は、土壌層の目詰まりが起こり易いことである。そのため、大量の処理排水を処理するには広大な敷地面積を要し、さらに目詰まりを起こさせない様に処理排水を河川水等で希釈するなど、運転管理が難しいことである。
【０００５】
上記土壌浸透法の問題点を改善させた方法として、土壌湿潤処理方法や多段土壌式土壌浸透浄化方法がある。
【０００６】
土壌湿潤処理方法としては、例えば、下部土壌層の上に処理排水拡散層が敷設され、この処理排水拡散層の中央上部に通水装置が配設され、この通水装置の周囲に上部土壌層が設置された構成のものが知られている（特許文献１）。単なる散水管で土壌層に湿潤するだけでは、処理排水を土壌全体に均一に拡散湿潤させることが困難であり、その湿潤が集中した部位の土壌に偏って目詰まりが発生するため、この特許文献１に示すものでは、処理排水が、処理排水拡散層から下部土壌層の上面全体に均一に拡散湿潤して浄化処理されることを狙っている。しかし、目詰まりを防止する点において、不十分であった。
【０００７】
また、多段土壌式土壌浸透浄化方法としては、砂利、ゼオライト、軽石、活性炭等の通水性粒体層と黒ボク土、赤土、まさ土、鹿沼土などの自然土壌からなる土壌含有層とが交互に積層したレンガ状の土壌層（多段土壌）とし、この土壌層の上部に処理すべき処理排水を散水させるようにしたものである（特許文献２、３）。
【０００８】
大部分の処理排水は水が浸透しやすい通水性粒体中を蛇行しながら流下し、一部は透水し難い土壌層を流下することで、処理排水と各層との接触時間は長くなり、微生物による浄化が良好となり、目詰まりの原因となる有機物は微生物分解を受け、土壌含有層の目詰まりが防止されることを狙ったものである。
【０００９】
この多段土壌法は、好気的な通水性粒体層と嫌気的な土壌含有層の分化を促進して、有機物、窒素、リンの除去能を向上させる特長を有するものであって、この多段式土壌浄化技術により、土壌浄化装置は、下水やし尿の一次、二次処理排水、生活雑排水などの処理排水、更には汚濁河川水などの用水を効率的かつ比較的高速に浄化できる装置として実用化されている。
【特許文献１】特開平８−５７４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９５７２号公報
【特許文献３】特開２００４−１５４６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この上記土壌湿潤処理方法や多段式土壌浄化方法においても、従来の土壌浸透浄化法に比べれば影響は少ないが、やはり土壌層での目詰まりの問題が発生する結果となっており、この目詰まり対策が強く望まれている。
【００１１】
以下、土壌浄化における目詰まりのメカニズムについて説明する。土壌層内で浄化が行われる場所は、大小さまざまな土粒子間の空隙内である。処理排水がこの空隙を浸透・通過して行く際に、土壌粒子表面にさまざまな無機物、有機物が保持され、ろ過・吸着・凝固等の物理化学的反応が行われる。主としてこの空隙内が微生物群の生活圏となって生物分解が行われ、処理排水を浄化処理することとなる。このことは、土壌層に一定の空隙が確保されないと浄化機能が維持できなくことを意味する。
【００１２】
また、土壌層は経時的に土壌の圧密化が進み、土壌の透水係数は著しく低くなってしまい、目詰まりを招く。
【００１３】
本発明の課題は、現在その土壌層構造が問題になっている土壌浸透浄化法において、土壌層内の空隙を確保し、土壌の透水性を維持することで、長期使用に耐える実用的な水質浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記に鑑み開発されたもので、即ち、水質浄化機能を有する土壌層が設けられた土壌浸透式水質浄化装置において、土壌層の閉塞、圧密防止及び空隙確保を図る成形ろ材を土壌層内に混合させることで、土壌層自体の透水性が維持でき、水質浄化機能を十分に発揮できることが判明して本発明に至った。
【００１５】
具体的には、請求項１に記載の発明は、土壌浸透式水質浄化装置内に収容された土壌層に、その上部から処理排水を散水させて浄化するようにした土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層は、粒径が５０ｍｍ以下の土壌を含有し、さらに、複数の通路を有する中空骨格形状であって、上記土壌層の圧密を防止する成形ろ材を土壌層中に混合させたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌は火山灰系土壌であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材は、中空球状または中空骨格塊状の形状からなり、外径が５〜２０ｃｍの範囲で、該成形ろ材の充填量が土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲で、さらに土壌の充填量が土壌層の容積比で４０〜９０％の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか1に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層の透水係数が1×１０-2ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓ であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材は、プラスチック成形体からなり、該成形ろ材には、複数の貫通孔が同一方向に開口して形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記複数の貫通孔は補強リブで連結され、少なくとも一部の貫通孔は、その貫通孔を形成する壁部に開口部が形成され隣接する貫通孔に連通され、また一部の貫通孔は、貫通方向で途中まで同一径でその後開放されている形状となっていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌浸透式水質浄化装置の上部位置に処理排水流入口が設けられ、その下部位置には、上記処理排水が浄化された処理水が排出される処理水排出口が設けられ、上記処理排水流入口と処理水排出口との間に土壌層を支持する支持体を備え、該支持体の下部に空気を供給する送気管を備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記送気管には、外気温が低い時に空気の供給を停止させる制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、成形ろ材が土壌層の閉塞、圧密化を防止でき、土壌層全体に均一な空隙が確保され、処理排水が土壌層全体に均一に浸透することによって、処理排水と浄化能力を有する土壌との接触効率が高くなり、リン、ＢＯＤ等の除去を効率よく行うことができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、黒ボク土等の土壌層に対して混合した成形ろ材が土壌層の閉塞、圧密化を防止でき、土壌層全体に均一な空隙が確保され、処理排水が土壌層全体に均一に浸透することによって、処理排水と土壌との接触効率が高くなり、ＢＯＤ、ＣＯＤ、色度及びリン等の除去を効率よく行うことができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、土壌層に所定量の成形ろ材と土壌を混成することによって、土壌層の透水性を維持できる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、処理排水を安定的に土壌層に流下させることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、成形ろ材が潰されることを防止し、且つ土壌が圧密化することが防止できるので、透水性を長期間に亘って維持できる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、成形ろ材が潰されることを効果的に防止でき、且つ土壌が圧密化することが効果的に防止できるので、透水性をより長期間に亘って維持できる。
【００２９】
請求項７に記載の発明によれば、土壌層下部から土壌層全体に空気を供給することによって、土壌層を好気的条件にすることができる。
【００３０】
請求項８によれば、外気温度の低い冬場においても、外気による土壌層の温度の低下を防止し、土壌層での処理を四季を通じて年中、効果的に機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
実施形態１に係る土壌浸透式水質浄化装置１は、図１に示すように、土壌浸透式水質浄化装置１内に土壌層２が設けられ、この土壌層２を支持する通水性を有する支持体３が設けられている。土壌層２は土壌４を含有し、この土壌層２中にプラスチック製の成形ろ材５が混合して配設されている。土壌層２の上部に処理排水供給用の散水ノズル６が配設されている。支持体３の下部には、土壌層２を浸透した処理水を排出する排出管７が配設され、微生物に活性を与えるための空気を供給する送気管８が配設されている。９は送気用ポンプである。
【００３２】
なお、本実施形態１では、支持体３の下部は空間としたが、例えばφ５〜２０ｃm程度の礫等、通気性が損なわれないものであれば、充填してもよい。
【００３３】
土壌４は、灰色土、黒色土、赤色土、黒ボク土、褐色森林土、鹿沼土、赤玉土、軽石、シラス土等の土壌の１種又は２種以上を混合した火山灰系の自然土壌に限らず、有機物除去能力等の水浄化機能を有する土壌であれば、花崗岩等の風化に伴って形成された砂やまさ土、さらにゼオライト等の天然物などでも使用可である。自然土壌としては、浄水処理場で発生する汚泥等も水浄化機能を有する土壌であり、この浄化汚泥からなる土壌も使用可能である。また、人工的に製造した土壌などでも使用可である。但し、人工的に製造した土壌は、製造コストがかかるが、火山灰土壌は自然の土壌であり、製造コストが安く、入手も容易であるメリットを有するので、火山灰土壌が好ましい。
【００３４】
また、成形ろ材５は、土壌４と一緒に土壌浸透式水質浄化装置１内の支持体３の上に投入する。成形ろ材５の土壌４に対する割合は、土壌量に比べて少なければ圧密防止効果が発揮されず、逆に多いと土壌４の量が少なくなり、土壌層２内で土壌によって保持できるリン等の吸着量や生息する微生物の量が少なくなるため、成形ろ材５の量は土壌４の形状、種類や通水負荷を考慮して適切に定める必要があるが、成形ろ材５の充填量は土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲が適当である。好ましくは、３０〜６０％が良い。
【００３５】
なお、土壌層２中の全体に成形ろ材を混合して配設したが、圧密化が起き易い土壌層２の下層のみに成形ろ材を混合することもできる。
【００３６】
また、土壌層に充填する土壌の充填量は土壌層の容積比で４０〜９０％の範囲とすることが好ましい。土壌が少な過ぎると、土壌層２内で土壌によって保持できるリン等の吸着量や生息する微生物の量が少なくなり、逆に土壌が多すぎると、空隙が少なくなり、透水性が低下するので、上記範囲とする。特に、成形ろ材５の空隙内部には、部分的に土壌が流れ込んでいても良いが、この成形ろ材５の内部は全て土壌で埋められるのではなく、空隙を確保することが必要であり、土壌２と成形ろ材５とは、空隙を確保して混合される。
【００３７】
上記空隙を確保するために、土壌２と成形ろ材５を混合して土壌層２を形成した際に、土壌層２の透水係数は1×１０-2ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓの範囲とすることが好ましい。透水係数が小さいと空隙が少なく土壌の圧密化か起こり、透水係数が大きいと空隙が多くて、浄化機能が不足するので、上記範囲とする。
【００３８】
また、成形ろ材５には、土壌層２に混入した際に、土壌や水によって長期的に安定して潰れない強度を有すること、また、その内部を土壌や水が通流でき、受入れた土壌が圧密にならないことが必要であり、その形状、大きさ、強度、素材等は以下の通りである。
【００３９】
成形ろ材の形状は、極端な棒状や板状は不適であって、中空球状または中空骨格塊状が好ましい。成形ろ材の大きさは、土壌粒径よりも小さければ圧密防止の効果は少なくなるが、本発明で用いる土壌粒径は、５０mm以下であることから、土壌粒径より大きい５〜２０cmの球状であることが好ましい。強度は、土壌層２に混合しても変形せず、水に対して脆くなく、砕けたりしない程度であれば十分である。素材は、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニル、アクリル等の化学製プラスチックが好ましいが、微生物によって分解されにくいものであれば、特に限定しない。
【００４０】
実施形態１で使用したプラスチック成形ろ材５は、図３に示すような構造であり、市販（関西化工株式会社：商品名「ＭＳフィラ」）されているポリプロピレン製で直径約５ｃｍの骨格球状成形ろ材である。
【００４１】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は成形ろ材５の具体的な構造を示す。図３（ａ）、（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は斜視図を示す。具体的な構造は、４つの貫通孔５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが貫通孔を形成する壁部５１によって９０°間隔で形成され、上記４つの貫通孔５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは同一方向に開口されており、対向する２個の貫通孔５１ａ及び５１ｃは貫通孔の一端から長手方向略半分まで同じ径で形成され、残り半分は開放されている。一方、貫通孔５１ｂ及び５１ｄも、貫通孔の他端から長手方向略半分まで同じ径で形成され、残り半分は開放されている。これら４つの貫通孔５１ａ〜５１ｄを形成する壁部５１は長手方向中間位置に設けられた鞍型の連結プレート５２で連結され一体化されている。さらに、対向する２つの貫通孔５１ａと５１ｃを形成する壁部５１同士は補強リブ５３で連結されている。同じく２つの貫通孔５１ｂと５１ｄとを形成する壁部５１同士も補強リブ５３で連結されている。また、貫通孔５１ａ〜５１ｄを形成する壁部５１と連結プレート５２とは補強リブ５４で連結されている。これらの連結構造により、強度を確保され、土壌の圧密化を防止している。４つの貫通孔５１ａ〜５１ｄ、連結プレート５２及び補強リブ５４には、開口部５５が形成され、水の通流路が確保される。
【００４２】
この成形ろ材５では、貫通孔５１ａ〜５１ｄは基本的に同じ方向に向けて設けられており、通流抵抗を少なくしている。その上で、連結プレート５２及び補強リブ５３、５４を設けて成形ろ材５の潰れを防止するとともに、貫通孔を形成する壁部５１、連結プレート５２、補強リブ５４に開口部５５が形成されることで、部分的に連通可能となっており、土壌と処理排水との接触効率を向上するようになっている。
【００４３】
図２に、上記成形ろ材５を土壌４に混合した土壌層２の模式図を示す。この鞍形を組合わせた表面積が広く、空隙率の高い形状である成形ろ材５を土壌層２に混合することによって、土壌の一部が成形ろ材５内に混入されても、成形ろ材５が形状を維持でき、成形ろ材５内の土壌の圧密化が防止できるので、成形ろ材５内の空隙内も通り易くなっている。そのために、処理排水は、成形ろ材５間も、成形ろ材５内の空隙も通流し易く、均等に土壌層２に浸透することができる。土壌層の空隙確保によって、処理排水と土壌の接触効率は向上し、多量の微生物を土壌に保持でき、また、リン等の土壌への吸着など、土壌浸透式水質浄化法の水質浄化機能を高めることができる。
【００４４】
（実施形態２）
実施形態２の係る土壌浸透式水質浄化装置１１を図４により説明する。本実施形態２では、幅０．８５ｍ×長さ１．３ｍ×高さ２．５ｍの規模の土壌浸透式水質浄化装置１１を用いた。土壌浸透式水質浄化装置１１内に支持体１３を設置し、この支持体１３上に土壌層１２を設けた。土壌層１２は、嵩容積で８００Ｌの黒ボク土の土壌１４に、図５に示す骨格球状成形ろ材１５を土壌層１２の容積比で４０％混合し、層高さ１ｍ（有効容積１．１ｍ3）の土壌層２を構成した。土壌層１２の上部に処理排水供給用の散水ノズル１６が配設されている。支持体１３の下部位置には、土壌層１２を流下した処理水を排出する排出管１７が配設され、微生物に活性を与えるための空気を供給する送気管１８が配設されている。送気用ポンプは省略した。２０は、外気温が低い時に送気管１８からの送気を止める制御装置を示す。
【００４５】
この実施形態２で使用した成形ろ材１５は、図５に示されるように、市販（関西化工：商品名「ＭＳボール」）されているポリプロピレン製で直径１５ｃｍの骨格球状成形ろ材１５である。図５（ａ）は成形ろ材の正面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は斜視図を示す。球体の中央に貫通孔２５１ａが貫通孔を形成する壁部２５１によって形成され、貫通孔２５１ａの周囲には、貫通孔２５１ａと間隔を空けて、貫通孔２５１ａと同方向に一方側から４つの貫通孔２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄが貫通孔を形成する壁部２５２によって９０°間隔で形成されている。他方側からは４つの貫通孔２５２ｅ、２５２ｆ、２５２ｇ、２５２ｈが貫通孔２５２ｅ〜２５２ｈを形成する壁部２５２によって９０°間隔で、一方の貫通孔２５２ａ〜２５２ｄの間に位置して形成されている。一方側の４つの貫通孔２５２ａ〜２５２ｄは貫通方向の略半分の位置まで同一径で形成され、その後は開放され、他方側の４つの貫通孔２５２ｅ〜２５２ｈは、反対側から略半分の位置まで同一径で形成され、その後は開放されている。８個の貫通孔２５２ａ〜２５２ｈを形成する壁部２５２は隣接する貫通孔を形成する壁部２５２と補強リブ２５３で連結され、中央の貫通孔２５１ａを形成する壁部２５１とも補強リブ２５４で連結されている。補強リブ２５３、２５４と貫通孔２５１ａ、２５２ａ〜２５２ｈで形成される空間に上記貫通孔２５２ａ〜２５２ｈが通流可能に連通している。貫通孔２５２ａ〜２５２ｈを形成する壁部２５２には開口部２５５が形成され、水の通流路が確保される。貫通孔２５２ａ〜２５２ｈを形成する壁部２５２の内壁には、補強用のブリッジ２５６が一体で形成されている。
【００４６】
この成形ろ材１５では、貫通孔２５１ａ及び２５２ａ〜２５２ｈは基本的に同じ方向に向けて設けられており、通流抵抗を少なくしている。その上で、補強リブ２５３、２５４を設けて成形ろ材１５の潰れを防止するとともに、隣接する貫通孔とも部分的に連通可能となっており、土壌と処理排水との接触効率を向上するようになっている。
【００４７】
本実施形態２では、土壌浸透式水質浄化装置１を、処理排水を上部の散水ノズル１６から流して長期間使用しても、土壌層１２が圧密化することが無く、透水性は良好に維持できた。その結果、処理排水中のＢＯＤも大幅に低減でき、処理排水を浄化できた。本実施形態２では、土壌層に適正容量の成形ろ材１５を混入することで、成形ろ材１５の強度が十分であって潰れることが無く、その上、土壌の圧密化を防止できて、通流性を維持できることを示している。
【００４８】
なお、実施形態２では、土壌浸透式水質浄化装置１１が大きい容積であり、成形ろ材１５も大きなものを使用した。しかし、成形ろ材は実施形態１のものを使用しても良く、両成形ろ材を混合して使用しても良い。
【００４９】
本実施形態２の土壌浸透式水質浄化装置１１では、ブロワ（図示せず）から送気管１８を経由して土壌層1２内に空気を供給する構成となっており、この空気の供給を、外気温によって停止させる制御手段２０を備えている。これによって、外気温が下がる冬季において、外気からの空気の供給を停止して、土壌層１２内の温度ないしは水温の低下を防止できる。このことによって、表１に示すように、土壌層１２内に生息する微生物群の活性を維持させることができる。表１に「空気の供給なし」と「空気供給あり」の水温、溶存酸素（ＤＯ）の比較を示す。表１から分かるように、外気温が下がる冬季において、空気の供給を停止した土壌層１２内の水温は、空気を供給した土壌層１２と比べて高くすることができた。なお、本実施形態２では、空気の供給を完全に停止しても、溶存酸素は著しく低下しなかったが、溶存酸素が十分に確保できない場合や土壌層１２内の温度や水温が著しく低下しない場合は、空気の供給は特に停止しなくてもよい。
【００５０】
この制御手段２０は、外気温を検出して、自動で空気の供給を停止するように制御しても良く、また、手動で例えば送気管１８に設けた開閉バルブ等を開閉するようにしても良い。外気温度は直接感知することもできるし、外気温に代わって、四季（冬期）の寒い時期を検出して、制御装置２０を制御するようにしても良い。
【００５１】
【表１】
2007014896.tif 000003
【００５２】
次に、実施形態１及び実施形態２について、比較例１及び比較例２とともに、透水性能や浄化性能を実験した結果について説明する。
【００５３】
（実施例１）
図１に示す土壌浸透式水質浄化装置１として、直径１５ｃｍ、高さ５０ｃmの規模の土壌浸透式水質浄化装置１を使用した。この土壌浸透式水質浄化装置１において、土壌層２の支持体３上に、黒ボク土の土壌４に、図３に示すポリプロピレン製で直径約５ｃｍの骨格球状成形ろ材を土壌層２の容積比で４０％混合し、層高さ３０ｃｍ（有効容積５．３Ｌ）の土壌層２を構成した（骨格球状成形ろ材を３２個、黒ボク土を３．５Ｌ充填）。また、土壌４の充填量は土壌層の容積比で６６％であった。
【００５４】
土壌層２には、まず支持体３の上に成形ろ材５を自然落下により投入して、次に黒ボク土を成形ろ材５が隠れるまで塗す（まぶす）ように投入した。これらの操作を繰り返しながら、土壌層２は、土壌４と成形ろ材５を混成した土壌層２を形成した。
【００５５】
なお、ろ材の容積比及び土壌の容積比は、それぞれ次式で算定した。
【数１】
2007014896.tif 000004
ここで、rはろ材の半径、ｎはろ材の充填個数、Vは土壌層の容積である。本実施例１では、ｒ=０．０２５ｍ、nは３２個、Vは５．３×１０-3ｍ3である。
【００５６】
【数２】
2007014896.tif 000005
ここで、ｖは充填土壌の嵩容積、Vは土壌層の容積である。本実施例１では、ｖ=３．５×１０-3ｍ3、Vは５．３×１０-3ｍ3である。
【００５７】
（比較例１）
なお、比較例１として、図１と同じ大きさ・形状の土壌浸透式水質浄化装置１の支持体３上に、同じ黒ボク土のみで層高さ３０ｃｍ（有効容積５．３Ｌ）の土壌層２を構成した（図６参照）。この図６では、図１と同様なものについては同じ符号を付して説明を省略する。
【００５８】
上記実施例１と比較例１とで、水の透水状態を実験して、比較した。なお、この実験では処理排水を畜産排水の二次処理排水とし、表２に処理排水性状を示すものを使用した。
【００５９】
【表２】
2007014896.tif 000006
【００６０】
実験では、処理排水を、通水負荷１．５ｍ3／ｍ2・日として、実施例１と比較例１の土壌浸透式水質浄化装置１の土壌層２の上部より供給しながら土壌層２に浸透させ、土壌層２の下部より排出した。また、土壌層２内の微生物を活性させるため、各々浄化槽の下部の送気管８から空気を送気した。試験期間中、水温は２０〜２５℃の範囲内であった。
【００６１】
なお、本発明での通水負荷とは、通水量又は処理水量を土壌槽の開口面積で除したものである。
【００６２】
両例とも、処理排水を１０日間、連続通水し、各通水開始時、終了時に各土壌浸透式水質浄化装置１の土壌層２の閉塞や圧密状況を知るため、変水位透水試験法に基づいて室内試験を行って各土壌層２の透水係数を求めた。この結果を表３に示す。
【００６３】
表３の結果から土壌４に骨格球状成形ろ材５を混合した本実施例１の土壌層２の透水係数は、通水開始時の透水係数で０．１４と高く、黒ボク土のみの土壌４からなる比較例１の土壌層２の透水係数よりもかなり大きい。また、通水から１０日間後の透水係数も０．１０と高いことから、土壌の圧密化を防止しつつ、目詰まりし難い土壌構造であることが明らかになった。
【００６４】
一方、黒ボク土のみを充填した土壌層２からなる比較例１では、通水開始時の透水係数は、２．２×１０-3 ｃｍ／ｓであったが、１０日後の通水終了後の透水係数は、さらに低下した。これは、処理排水の流入によって土壌粒間にＳＳ分や汚泥が蓄積され、さらに土壌自身の圧密化が進み、黒ボク土の土壌層は土壌浸透し難くなり、透水係数をさらに低下させたことによるものである。
【００６５】
【表３】
2007014896.tif 000007
【００６６】
（実施例２）
実施例２は、実施形態２に示される土壌浸透式水質浄化装置１を使用して実験した。図４は、幅０．８５ｍ×長さ１．３ｍ×高さ２．５ｍの規模の土壌浸透式水質浄化装置１１において、土壌層１２の支持体１３上に、嵩容積で８００Ｌの黒ボク土の土壌１４に、直径１５ｃｍの骨格球状成形ろ材１５を土壌層１２の容積比で４０％混合し、層高さ１ｍ（有効容積１.１ｍ3）の土壌層１２を構成した（骨格球状成形ろ材を２５０個、黒ボク土を８００L充填）。また、土壌４の充填量は土壌層の容積比で７３％であった。
【００６７】
なお、本実施例２では、実施例１の[数１]、[数２]と同様にして、ろ材の容積比及び土壌の容積比を算定した。
【００６８】
本実施例２では、土壌浸透式水質浄化装置１１の槽底部から土壌層１２内に空気を供給する送気管１８を設置し、１２０Ｌ／ｍｉｎで送気した。土壌層１２の底部より送気することで、土壌層１２全体に空気を供給でき、高度な好気的条件を維持できる。土壌層１２内の微生物を活性させるため、各々土壌浸透式水質浄化装置１１内に送気管１８から空気を送気した。
【００６９】
本実施例２では、処理排水をポンプ（図示せず）で圧送し散水ノズル１６又は複数の散水孔を有する散水管を経由して散水したが、処理排水を上方から均一に散水または滴下し得る散水方法であれば、上記散水ノズルに特に限定しない。
【００７０】
（比較例２）
比較例２として、図７に示す土壌浸透式水質浄化装置３１を使用した。図３と同じ大きさ・形状の土壌浸透式水質浄化装置３１の支持体３３上に、通水性粒体層３５と土壌含有層３４とが交互に積層したレンガ状の土壌層（多段土壌）で層高さ１ｍ（有効容積１．１ｍ3）の土壌層３２を構成した。比較例２では、通水性粒体層３５には粒径１〜３ｍｍのゼオライト又は軽石を充填し、土壌含有層３４には、黒ボク土を主体に粉末状木炭、おがくず及び金属鉄粒子を混合した。散水ノズル３６を土壌層３２の上部に設置し、支持体３３の下部に排出管３７を設置した。土壌層３２内の微生物を活性させるため、空気を積層土壌層中に供給する送気管３８を通水性粒体層３５中に挿入し、土壌浸透式水質浄化装置３１に送気管３８から空気を送気した。
【００７１】
実験では、処理排水を実施例１と同様に表１に示す処理排水を使用した。
【００７２】
処理排水は、通水負荷２ｍ3／ｍ2・日として、実施例２では土壌浸透式水質浄化装置１１の土壌層１２の上部の散水ノズル１６から供給しながら土壌層１２に浸透させ、土壌層１２の下部の排出管１７より排出させた。同様に、比較例２では土壌浸透式水質浄化装置３１の土壌層３２の上部の散水ノズル３６より、同じ処理排水を供給しながら土壌層３２に浸透させ、土壌層３２の下部より排出させた。
【００７３】
試験期間中、気温は３〜２５℃、水温は４〜２０℃の範囲内であった。
【００７４】
両例とも、処理排水を約６ヶ月間、連続通水して水質浄化試験した結果を表４に示す。
本実施例２においては、表４から分かるように、主な測定項目をあげると、通水開始から６ヶ月後の処理水におけるリンの平均除去率は、実施例２で８１％、比較例２で２８．６％、ＢＯＤの平均除去率は実施例２で７９．７％、比較例２で４７．５％、色度の平均除去率は、実施例２で４０．７％、比較例２で２２．２％であった。
【００７５】
【表４】
2007014896.tif 000008
【００７６】
実施例２の成形ろ材１５を混合した土壌層１２全体の透水係数は、通水開始時では０．２ｃｍ／ｓであった。また、通水開始時から６ヶ月経過しても、透水係数は０．１８ｃｍ／ｓであり、ほとんど低下せず、土壌層１２の閉塞、圧密化は生じず、土壌１４と処理排水との接触効率は確保され、その結果、リン、ＢＯＤ、色度等の除去率は高くなった。
【００７７】
それに対して、比較例２では、土壌層３２の全体の透水係数は、通水開始時では４×１０-2 ｃｍ／ｓを確保できるが、通水から６ヶ月経過した場合の通水性粒体層３５の透水係数は、０．８ｃｍ／ｓと高いものの、土壌含有層３４の透水係数は、１．２×１０-3 ｃｍ／ｓであった。通水性粒体層３５と土壌含有層３４の透水係数が大きく異なるので、図８に示すように、同一平面状の積層土壌層においては、通水性粒体層３５と土壌含有層３４の透水係数に差があったため、処理排水は土壌含有層３４にはほとんど浸透せず、通水性粒体層３５にその大部分が流下した。
【００７８】
この結果、表４に示すように、処理排水中の汚濁物質除去に最も寄与する土壌含有層３４に処理排水が接触浸透しなかったため、比較例２のＢＯＤ、リン、色度等の除去率は低くなった。
【００７９】
本実施例２で用いた処理排水は、畜産排水に由来する処理排水であるため、処理排水中に色度成分、ＤＯＣ等、難分解性有機物を含有しており、ＣＯＤ等の除去率は低かったが、場合によれば、土壌浸透浄化装置１１の後段に難分解性有機物を除去する活性炭等を充填した多孔質吸着処理槽を設置してもよい。
【００８０】
また、実施形態１、２では、散水ノズル６、１６の散水によって、土壌層２、１２の上部の土壌４、１４が土壌層２、１２の下部に流出することはなかったが、土壌の流出防止のために散水ノズル等を用いて、土壌層２、１２の上部全体に散水した方が好ましい。
【００８１】
また、実施形態１では、通水負荷１．５ｍ3／ｍ2・日とし、実施形態２では、通水負荷１．２ｍ3／ｍ2・日としたが、土壌と処理排水の接触時間を十分確保するためには、通水負荷を１０ｍ3／ｍ2・日以下にすることが好ましい。
【００８２】
さらに、実施形態１、２では土壌層２、１２を支持する支持体３、１３の下部は、充填物のない空間としたが、φ５〜２０ｃｍ程度の礫等を充填してもよい。
【００８３】
以上で明らかなように、本発明によれば、土壌層に成形ろ材を混合して構成し、土壌の閉塞、圧密防止が可能であり、土壌層の空隙確保によって、処理排水と土壌の接触効率は向上し、多量の微生物を土壌に保持でき、リン等の土壌への吸着など、土壌浸透浄化法の水質浄化機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施形態１に係る土壌浸透式水質浄化装置の概略図である。
【図２】実施形態１に係る土壌浸透式水質浄化装置の模式を示す概略図である。
【図３】実施形態１で使用した成形ろ材の図である。図３（ａ）、（ｂ）は成形ろ材の側面図、図３（ｃ）は斜視図を示す。
【図４】実施形態２に係る土壌浸透式水質浄化装置の概略図である。
【図５】実施形態２で使用した成形ろ材の図である。図５（ａ）は成形ろ材の正面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は斜視図を示す。
【図６】従来の土壌浸透式水質浄化装置について、比較例１を示す概略図である。
【図７】従来の土壌浸透式水質浄化装置について、比較例２を示す概略図である。
【図８】従来の土壌浸透式水質浄化装置の模式を示す比較例２の概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  土壌浸透式水質浄化装置
２  土壌層
３  支持体
４  土壌
５  成形ろ材
６  散水ノズル
７  排出管
８  送気管
【図３】
2007014896.tif 000009
【図５】
2007014896.tif 000010
【図１】
2007014896.tif 000011
【図２】
2007014896.tif 000012
【図４】
2007014896.tif 000013
【図６】
2007014896.tif 000014
【図７】
2007014896.tif 000015
【図８】
2007014896.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月14日(2005.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌浸透式水質浄化装置内に収容された土壌層に、その上部から処理排水を散水させて浄化した後土壌層下部から排水するようにした土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層は、粒径が５０ｍｍ以下の土壌を含有し、さらに、複数の通路を有する中空骨格形状であって、プラスチック製の成形ろ材を土壌層中に混合させて土壌層の透水性を維持するようにしたことを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、プラスチック製成形ろ材が土壌層全体に混合配置され、土壌層全体の空隙を継続して確保するようにしたことを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材の外径が５〜２０ｃｍの範囲であって、成形ろ材の充填量が土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲であることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材は、土壌が内部に進入可能な中空球状または中空骨格塊状の形状からなり、外径が５〜２０ｃｍの範囲で、該成形ろ材の充填量が土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲で、さらに土壌の充填量が土壌層の容積比で４０〜９０％の範囲であることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか1に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層の透水係数が1×１０-2ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓ であることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材には、複数の貫通孔が同一方向に開口して形成され、複数の貫通孔は補強リブで連結されていることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記複数の貫通孔は補強リブで連結され、少なくとも一部の貫通孔は、その貫通孔を形成する壁部に開口部が形成され隣接する貫通孔に連通され、また一部の貫通孔は、貫通方向で途中まで同一径でその後開放されている形状となっていることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌浸透式水質浄化装置の上部位置に処理排水流入口が設けられ、その下部位置には、上記処理排水が浄化された処理水が排出される処理水排出口が設けられ、上記処理排水流入口と処理水排出口との間に土壌層を支持する支持体を備え、該支持体の下部に空気を供給する送気管を備えることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【請求項９】
請求項８に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記送気管には、外気温が低い時に空気の供給を停止させる制御手段を有することを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌浸透式水質浄化装置の土壌浸透浄化槽内に、水浄化機能を有する土壌、例えば、灰色土、黒色土、赤色土、黒ボク土、褐色森林土、鹿沼土、赤玉土、まさ土、軽石、シラス土等の火山灰系土壌層、粘土質土壌層、浄水汚泥の土壌層等を設け、畜産排水、工場排水、下水の二次処理排水や汚濁した河川水及び水路水等に含有するＢＯＤやリンを除去するための土壌浸透式水質浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から処理排水を黒ボク土、赤玉土、鹿沼土など火山灰土壌に接触させて処理する土壌浸透浄化法において、土壌に生息する微生物によるＢＯＤの分解や土壌のリン吸着などによって浄化処理する方法が知られている。
【０００３】
これは、浸孔を設けたパイプなどを散水管としこの周りを礫層で囲んだもので、処理排水を浄化処理した処理水は地下に浸透させたり、槽内に土壌を充填したものにあっては槽の下部から排出するものである。この土壌浸透浄化法は、自然の機構をほぼそのまま利用できるので資源やエネルギーの節約を図れる、装置構造が簡単で済む、悪臭や害虫の発生がない、維持管理の手間が少なくそのコストも低くて済む等々の他の浄化方法にない多くの利点を持っている。
【０００４】
しかしながら、この従来技術では、２つの点で問題があった。１つ目は、過大な負荷がかけられず、通常の通水負荷が５０〜１００Ｌ／ｍ2・日であって、処理能力が低いことである。２つ目は、土壌層の目詰まりが起こり易いことである。そのため、大量の処理排水を処理するには広大な敷地面積を要し、さらに目詰まりを起こさせない様に処理排水を河川水等で希釈するなど、運転管理が難しいことである。
【０００５】
上記土壌浸透法の問題点を改善させた方法として、土壌湿潤処理方法や多段土壌式土壌浸透浄化方法がある。
【０００６】
土壌湿潤処理方法としては、例えば、下部土壌層の上に処理排水拡散層が敷設され、この処理排水拡散層の中央上部に通水装置が配設され、この通水装置の周囲に上部土壌層が設置された構成のものが知られている（特許文献１）。単なる散水管で土壌層に湿潤するだけでは、処理排水を土壌全体に均一に拡散湿潤させることが困難であり、その湿潤が集中した部位の土壌に偏って目詰まりが発生するため、この特許文献１に示すものでは、処理排水が、処理排水拡散層から下部土壌層の上面全体に均一に拡散湿潤して浄化処理されることを狙っている。しかし、目詰まりを防止する点において、不十分であった。
【０００７】
また、多段土壌式土壌浸透浄化方法としては、砂利、ゼオライト、軽石、活性炭等の通水性粒体層と黒ボク土、赤土、まさ土、鹿沼土などの自然土壌からなる土壌含有層とが交互に積層したレンガ状の土壌層（多段土壌）とし、この土壌層の上部に処理すべき処理排水を散水させるようにしたものである（特許文献２、３）。
【０００８】
大部分の処理排水は水が浸透しやすい通水性粒体中を蛇行しながら流下し、一部は透水し難い土壌層を流下することで、処理排水と各層との接触時間は長くなり、微生物による浄化が良好となり、目詰まりの原因となる有機物は微生物分解を受け、土壌含有層の目詰まりが防止されることを狙ったものである。
【０００９】
この多段土壌法は、好気的な通水性粒体層と嫌気的な土壌含有層の分化を促進して、有機物、窒素、リンの除去能を向上させる特長を有するものであって、この多段式土壌浄化技術により、土壌浄化装置は、下水やし尿の一次、二次処理排水、生活雑排水などの処理排水、更には汚濁河川水などの用水を効率的かつ比較的高速に浄化できる装置として実用化されている。
【特許文献１】特開平８−５７４８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３９５７２号公報
【特許文献３】特開２００４−１５４６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この上記土壌湿潤処理方法や多段式土壌浄化方法においても、従来の土壌浸透浄化法に比べれば影響は少ないが、やはり土壌層での目詰まりの問題が発生する結果となっており、この目詰まり対策が強く望まれている。
【００１１】
以下、土壌浄化における目詰まりのメカニズムについて説明する。土壌層内で浄化が行われる場所は、大小さまざまな土粒子間の空隙内である。処理排水がこの空隙を浸透・通過して行く際に、土壌粒子表面にさまざまな無機物、有機物が保持され、ろ過・吸着・凝固等の物理化学的反応が行われる。主としてこの空隙内が微生物群の生活圏となって生物分解が行われ、処理排水を浄化処理することとなる。このことは、土壌層に一定の空隙が確保されないと浄化機能が維持できなくことを意味する。
【００１２】
また、土壌層は経時的に土壌の圧密化が進み、土壌の透水係数は著しく低くなってしまい、目詰まりを招く。
【００１３】
本発明の課題は、現在その土壌層構造が問題になっている土壌浸透浄化法において、土壌層内の空隙を確保し、土壌の透水性を維持することで、長期使用に耐える実用的な水質浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記に鑑み開発されたもので、即ち、水質浄化機能を有する土壌層が設けられた土壌浸透式水質浄化装置において、土壌層の閉塞、圧密防止及び空隙確保を図る成形ろ材を土壌層内に混合させることで、土壌層自体の透水性が維持でき、水質浄化機能を十分に発揮できることが判明して本発明に至った。
【００１５】
具体的には、請求項１に記載の発明は、土壌浸透式水質浄化装置内に収容された土壌層に、その上部から処理排水を散水させて浄化した後土壌層下部から排水するようにした土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層は、粒径が５０ｍｍ以下の土壌を含有し、さらに、複数の通路を有する中空骨格形状であって、プラスチック製の成形ろ材を土壌層中に混合させて土壌層の透水性を維持するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、プラスチック製成形ろ材が土壌層全体に混合配設され、土壌層全体の空隙を継続して確保するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材の外径が５〜２０ｃｍの範囲であって、成形ろ材の充填量が土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材は、土壌が内部に進入可能な中空球状または中空骨格塊状の形状からなり、外径が５〜２０ｃｍの範囲で、該成形ろ材の充填量が土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲で、さらに土壌の充填量が土壌層の容積比で４０〜９０％の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌層の透水係数が1×１０-2ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓ であることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材には、複数の貫通孔が同一方向に開口して形成され、複数の貫通孔は補強リブで連結されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記複数の貫通孔は補強リブで連結され、少なくとも一部の貫通孔は、その貫通孔を形成する壁部に開口部が形成され隣接する貫通孔に連通され、また一部の貫通孔は、貫通方向で途中まで同一径でその後開放されている形状となっていることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記土壌浸透式水質浄化装置の上部位置に処理排水流入口が設けられ、その下部位置には、上記処理排水が浄化された処理水が排出される処理水排出口が設けられ、上記処理排水流入口と処理水排出口との間に土壌層を支持する支持体を備え、該支持体の下部に空気を供給する送気管を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記送気管には、外気温が低い時に空気の供給を停止させる制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１に記載の発明によれば、成形ろ材が土壌層の閉塞、圧密化を防止でき、土壌層全体に均一な空隙が確保され、処理排水が土壌層全体に均一に浸透することによって、処理排水と浄化能力を有する土壌との接触効率が高くなり、リン、ＢＯＤ等の除去を効率よく行うことができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、土壌層全体に均一な空隙が確保され、土壌層全体の透水性を維持でき、処理排水が土壌層全体に均一に浸透することによって、処理排水と土壌との接触効率が高くなり、ＢＯＤ、ＣＯＤ、色度及びリン等の除去を効率よく行うことができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、土壌層に所定量の成形ろ材と土壌を混成することによって、土壌層の透水性を維持できる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、土壌層に所定量の成形ろ材と土壌を混成することによって、土壌層の透水性を維持できる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、処理排水を安定的に土壌層に流下させることができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、成形ろ材が潰されることを防止し、且つ土壌が圧密化することが防止できるので、透水性を長期間に亘って維持できる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、成形ろ材が潰されることを効果的に防止でき、且つ土壌が圧密化することが効果的に防止できるので、透水性をより長期間に亘って維持できる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、土壌層下部から土壌層全体に空気を供給することによって、土壌層を好気的条件にすることができる。
【００３２】
請求項９によれば、外気温度の低い冬場においても、外気による土壌層の温度の低下を防止し、土壌層での処理を四季を通じて年中、効果的に機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（実施形態１）
実施形態１に係る土壌浸透式水質浄化装置１は、図１に示すように、土壌浸透式水質浄化装置１内に土壌層２が設けられ、この土壌層２を支持する通水性を有する支持体３が設けられている。土壌層２は土壌４を含有し、この土壌層２中にプラスチック製の成形ろ材５が混合して配設されている。土壌層２の上部に処理排水供給用の散水ノズル６が配設されている。支持体３の下部には、土壌層２を浸透した処理水を排出する排出管７が配設され、微生物に活性を与えるための空気を供給する送気管８が配設されている。９は送気用ポンプである。
【００３４】
なお、本実施形態１では、支持体３の下部は空間としたが、例えばφ５〜２０ｃm程度の礫等、通気性が損なわれないものであれば、充填してもよい。
【００３５】
土壌４は、灰色土、黒色土、赤色土、黒ボク土、褐色森林土、鹿沼土、赤玉土、軽石、シラス土等の土壌の１種又は２種以上を混合した火山灰系の自然土壌に限らず、有機物除去能力等の水浄化機能を有する土壌であれば、花崗岩等の風化に伴って形成された砂やまさ土、さらにゼオライト等の天然物などでも使用可である。自然土壌としては、浄水処理場で発生する汚泥等も水浄化機能を有する土壌であり、この浄化汚泥からなる土壌も使用可能である。また、人工的に製造した土壌などでも使用可である。但し、人工的に製造した土壌は、製造コストがかかるが、火山灰土壌は自然の土壌であり、製造コストが安く、入手も容易であるメリットを有するので、火山灰土壌が好ましい。
【００３６】
また、成形ろ材５は、土壌４と一緒に土壌浸透式水質浄化装置１内の支持体３の上に投入する。成形ろ材５の土壌４に対する割合は、土壌量に比べて少なければ圧密防止効果が発揮されず、逆に多いと土壌４の量が少なくなり、土壌層２内で土壌によって保持できるリン等の吸着量や生息する微生物の量が少なくなるため、成形ろ材５の量は土壌４の形状、種類や通水負荷を考慮して適切に定める必要があるが、成形ろ材５の充填量は土壌層の容積比で１０〜８０％の範囲が適当である。好ましくは、３０〜６０％が良い。
【００３７】
なお、土壌層２中の全体に成形ろ材を混合して配設したが、圧密化が起き易い土壌層２の下層のみに成形ろ材を混合することもできる。
【００３８】
また、土壌層に充填する土壌の充填量は土壌層の容積比で４０〜９０％の範囲とすることが好ましい。土壌が少な過ぎると、土壌層２内で土壌によって保持できるリン等の吸着量や生息する微生物の量が少なくなり、逆に土壌が多すぎると、空隙が少なくなり、透水性が低下するので、上記範囲とする。特に、成形ろ材５の空隙内部には、部分的に土壌が流れ込んでいても良いが、この成形ろ材５の内部は全て土壌で埋められるのではなく、空隙を確保することが必要であり、土壌２と成形ろ材５とは、空隙を確保して混合される。
【００３９】
上記空隙を確保するために、土壌２と成形ろ材５を混合して土壌層２を形成した際に、土壌層２の透水係数は1×１０-2ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓの範囲とすることが好ましい。透水係数が小さいと空隙が少なく土壌の圧密化か起こり、透水係数が大きいと空隙が多くて、浄化機能が不足するので、上記範囲とする。
【００４０】
また、成形ろ材５には、土壌層２に混入した際に、土壌や水によって長期的に安定して潰れない強度を有すること、また、その内部を土壌や水が通流でき、受入れた土壌が圧密にならないことが必要であり、その形状、大きさ、強度、素材等は以下の通りである。
【００４１】
成形ろ材の形状は、極端な棒状や板状は不適であって、中空球状または中空骨格塊状が好ましい。成形ろ材の大きさは、土壌粒径よりも小さければ圧密防止の効果は少なくなるが、本発明で用いる土壌粒径は、５０mm以下であることから、土壌粒径より大きい５〜２０cmの球状であることが好ましい。強度は、土壌層２に混合しても変形せず、水に対して脆くなく、砕けたりしない程度であれば十分である。素材は、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニル、アクリル等の化学製プラスチックが好ましいが、微生物によって分解されにくいものであれば、特に限定しない。
【００４２】
実施形態１で使用したプラスチック成形ろ材５は、図３に示すような構造であり、市販（関西化工株式会社：商品名「ＭＳフィラ」）されているポリプロピレン製で直径約５ｃｍの骨格球状成形ろ材である。
【００４３】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は成形ろ材５の具体的な構造を示す。図３（ａ）、（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は斜視図を示す。具体的な構造は、４つの貫通孔５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが貫通孔を形成する壁部５１によって９０°間隔で形成され、上記４つの貫通孔５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは同一方向に開口されており、対向する２個の貫通孔５１ａ及び５１ｃは貫通孔の一端から長手方向略半分まで同じ径で形成され、残り半分は開放されている。一方、貫通孔５１ｂ及び５１ｄも、貫通孔の他端から長手方向略半分まで同じ径で形成され、残り半分は開放されている。これら４つの貫通孔５１ａ〜５１ｄを形成する壁部５１は長手方向中間位置に設けられた鞍型の連結プレート５２で連結され一体化されている。さらに、対向する２つの貫通孔５１ａと５１ｃを形成する壁部５１同士は補強リブ５３で連結されている。同じく２つの貫通孔５１ｂと５１ｄとを形成する壁部５１同士も補強リブ５３で連結されている。また、貫通孔５１ａ〜５１ｄを形成する壁部５１と連結プレート５２とは補強リブ５４で連結されている。これらの連結構造により、強度を確保され、土壌の圧密化を防止している。４つの貫通孔５１ａ〜５１ｄ、連結プレート５２及び補強リブ５４には、開口部５５が形成され、水の通流路が確保される。
【００４４】
この成形ろ材５では、貫通孔５１ａ〜５１ｄは基本的に同じ方向に向けて設けられており、通流抵抗を少なくしている。その上で、連結プレート５２及び補強リブ５３、５４を設けて成形ろ材５の潰れを防止するとともに、貫通孔を形成する壁部５１、連結プレート５２、補強リブ５４に開口部５５が形成されることで、部分的に連通可能となっており、土壌と処理排水との接触効率を向上するようになっている。
【００４５】
図２に、上記成形ろ材５を土壌４に混合した土壌層２の模式図を示す。この鞍形を組合わせた表面積が広く、空隙率の高い形状である成形ろ材５を土壌層２に混合することによって、土壌の一部が成形ろ材５内に混入されても、成形ろ材５が形状を維持でき、成形ろ材５内の土壌の圧密化が防止できるので、成形ろ材５内の空隙内も通り易くなっている。そのために、処理排水は、成形ろ材５間も、成形ろ材５内の空隙も通流し易く、均等に土壌層２に浸透することができる。土壌層の空隙確保によって、処理排水と土壌の接触効率は向上し、多量の微生物を土壌に保持でき、また、リン等の土壌への吸着など、土壌浸透式水質浄化法の水質浄化機能を高めることができる。
【００４６】
（実施形態２）
実施形態２の係る土壌浸透式水質浄化装置１１を図４により説明する。本実施形態２では、幅０．８５m×長さ１．３ｍ×高さ２．５mの規模の土壌浸透式水質浄化装置１１を用いた。土壌浸透式水質浄化装置１１内に支持体１３を設置し、この支持体１３上に土壌層１２を設けた。土壌層１２は、嵩容積で８００Ｌの黒ボク土の土壌１４に、図５に示す骨格球状成形ろ材１５を土壌層１２の容積比で４０%混合し、層高さ１ｍ（有効容積１．１ｍ3）の土壌層２を構成した。土壌層１２の上部に処理排水供給用の散水ノズル１６が配設されている。支持体１３の下部位置には、土壌層１２を流下した処理水を排出する排出管１７が配設され、微生物に活性を与えるための空気を供給する送気管１８が配設されている。送気用ポンプは省略した。２０は、外気温が低い時に送気管１８からの送気を止める制御装置を示す。
【００４７】
この実施形態２で使用した成形ろ材１５は、図５に示されるように、市販（関西化工：商品名「ＭＳボール」）されているポリプロピレン製で直径１５ｃｍの骨格球状成形ろ材１５である。図５（ａ）は成形ろ材の正面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は斜視図を示す。球体の中央に貫通孔２５１ａが貫通孔を形成する壁部２５１によって形成され、貫通孔２５１ａの周囲には、貫通孔２５１ａと間隔を空けて、貫通孔２５１ａと同方向に一方側から４つの貫通孔２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄが貫通孔を形成する壁部２５２によって９０°間隔で形成されている。他方側からは４つの貫通孔２５２ｅ、２５２ｆ、２５２ｇ、２５２ｈが貫通孔２５２ｅ〜２５２ｈを形成する壁部２５２によって９０°間隔で、一方の貫通孔２５２ａ〜２５２ｄの間に位置して形成されている。一方側の４つの貫通孔２５２ａ〜２５２ｄは貫通方向の略半分の位置まで同一径で形成され、その後は開放され、他方側の４つの貫通孔２５２ｅ〜２５２ｈは、反対側から略半分の位置まで同一径で形成され、その後は開放されている。８個の貫通孔２５２ａ〜２５２ｈを形成する壁部２５２は隣接する貫通孔を形成する壁部２５２と補強リブ２５３で連結され、中央の貫通孔２５１ａを形成する壁部２５１とも補強リブ２５４で連結されている。補強リブ２５３、２５４と貫通孔２５１ａ、２５２ａ〜２５２ｈで形成される空間に上記貫通孔２５２ａ〜２５２ｈが通流可能に連通している。貫通孔２５２ａ〜２５２ｈを形成する壁部２５２には開口部２５５が形成され、水の通流路が確保される。貫通孔２５２ａ〜２５２ｈを形成する壁部２５２の内壁には、補強用のブリッジ２５６が一体で形成されている。
【００４８】
この成形ろ材１５では、貫通孔２５１ａ及び２５２ａ〜２５２ｈは基本的に同じ方向に向けて設けられており、通流抵抗を少なくしている。その上で、補強リブ２５３、２５４を設けて成形ろ材１５の潰れを防止するとともに、隣接する貫通孔とも部分的に連通可能となっており、土壌と処理排水との接触効率を向上するようになっている。
【００４９】
本実施形態２では、土壌浸透式水質浄化装置１を、処理排水を上部の散水ノズル１６から流して長期間使用しても、土壌層１２が圧密化することが無く、透水性は良好に維持できた。その結果、処理排水中のＢＯＤも大幅に低減でき、処理排水を浄化できた。本実施形態２では、土壌層に適正容量の成形ろ材１５を混入することで、成形ろ材１５の強度が十分であって潰れることが無く、その上、土壌の圧密化を防止できて、通流性を維持できることを示している。
【００５０】
なお、実施形態２では、土壌浸透式水質浄化装置１１が大きい容積であり、成形ろ材１５も大きなものを使用した。しかし、成形ろ材は実施形態１のものを使用しても良く、両成形ろ材を混合して使用しても良い。
【００５１】
本実施形態２の土壌浸透式水質浄化装置１１では、ブロワ（図示せず）から送気管１８を経由して土壌層1２内に空気を供給する構成となっており、この空気の供給を、外気温によって停止させる制御手段２０を備えている。これによって、外気温が下がる冬季において、外気からの空気の供給を停止して、土壌層１２内の温度ないしは水温の低下を防止できる。このことによって、表１に示すように、土壌層１２内に生息する微生物群の活性を維持させることができる。表１に「空気の供給なし」と「空気供給あり」の水温、溶存酸素（ＤＯ）の比較を示す。表１から分かるように、外気温が下がる冬季において、空気の供給を停止した土壌層１２内の水温は、空気を供給した土壌層１２と比べて高くすることができた。なお、本実施形態２では、空気の供給を完全に停止しても、溶存酸素は著しく低下しなかったが、溶存酸素が十分に確保できない場合や土壌層１２内の温度や水温が著しく低下しない場合は、空気の供給は特に停止しなくてもよい。
【００５２】
この制御手段２０は、外気温を検出して、自動で空気の供給を停止するように制御しても良く、また、手動で例えば送気管１８に設けた開閉バルブ等を開閉するようにしても良い。外気温度は直接感知することもできるし、外気温に代わって、四季（冬期）の寒い時期を検出して、制御装置２０を制御するようにしても良い。
【００５３】
【表１】
2007014896.tif 000017
【００５４】
次に、実施形態１及び実施形態２について、比較例１及び比較例２とともに、透水性能や浄化性能を実験した結果について説明する。
【００５５】
（実施例１）
図１に示す土壌浸透式水質浄化装置１として、直径１５ｃｍ、高さ５０ｃmの規模の土壌浸透式水質浄化装置１を使用した。この土壌浸透式水質浄化装置１において、土壌層２の支持体３上に、黒ボク土の土壌４に、図３に示すポリプロピレン製で直径約５ｃｍの骨格球状成形ろ材を土壌層２の容積比で４０%混合し、層高さ３０ｃｍ（有効容積５．３Ｌ）の土壌層２を構成した（骨格球状成形ろ材を３２個、黒ボク土を３．５Ｌ充填）。また、土壌４の充填量は土壌層の容積比で６６％であった。
【００５６】
土壌層２には、まず支持体３の上に成形ろ材５を自然落下により投入して、次に黒ボク土を成形ろ材５が隠れるまで塗す（まぶす）ように投入した。これらの操作を繰り返しながら、土壌層２は、土壌４と成形ろ材５を混成した土壌層２を形成した。
【００５７】
なお、ろ材の容積比及び土壌の容積比は、それぞれ次式で算定した。
【数１】
2007014896.tif 000018
ここで、rはろ材の半径、ｎはろ材の充填個数、Vは土壌層の容積である。本実施例１では、ｒ=０．０２５ｍ、nは３２個、Vは５．３×１０-3ｍ3である。
【００５８】
【数２】
2007014896.tif 000019
ここで、ｖは充填土壌の嵩容積、Vは土壌層の容積である。本実施例１では、ｖ=３．５×１０-3ｍ3、Vは５．３×１０-3ｍ3である。
【００５９】
（比較例１）
なお、比較例１として、図１と同じ大きさ・形状の土壌浸透式水質浄化装置１の支持体３上に、同じ黒ボク土のみで層高さ３０ｃｍ（有効容積５．３Ｌ）の土壌層２を構成した（図６参照）。この図６では、図１と同様なものについては同じ符号を付して説明を省略する。
【００６０】
上記実施例１と比較例１とで、水の透水状態を実験して、比較した。なお、この実験では処理排水を畜産排水の二次処理排水とし、表２に処理排水性状を示すものを使用した。
【００６１】
【表２】
2007014896.tif 000020
【００６２】
実験では、処理排水を、通水負荷１．５ｍ3／ｍ2・日として、実施例１と比較例１の土壌浸透式水質浄化装置１の土壌層２の上部より供給しながら土壌層２に浸透させ、土壌層２の下部より排出した。また、土壌層２内の微生物を活性させるため、各々浄化槽の下部の送気管８から空気を送気した。試験期間中、水温は２０〜２５℃の範囲内であった。
【００６３】
なお、本発明での通水負荷とは、通水量又は処理水量を土壌槽の開口面積で除したものである。
【００６４】
両例とも、処理排水を１０日間、連続通水し、各通水開始時、終了時に各土壌浸透式水質浄化装置１の土壌層２の閉塞や圧密状況を知るため、変水位透水試験法に基づいて室内試験を行って各土壌層２の透水係数を求めた。この結果を表３に示す。
【００６５】
表３の結果から土壌４に骨格球状成形ろ材５を混合した本実施例１の土壌層２の透水係数は、通水開始時の透水係数で０．１４と高く、黒ボク土のみの土壌４からなる比較例１の土壌層２の透水係数よりもかなり大きい。また、通水から１０日間後の透水係数も０．１０と高いことから、土壌の圧密化を防止しつつ、目詰まりし難い土壌構造であることが明らかになった。
【００６６】
一方、黒ボク土のみを充填した土壌層２からなる比較例１では、通水開始時の透水係数は、２．２×１０-3 ｃｍ／ｓであったが、１０日後の通水終了後の透水係数は、さらに低下した。これは、処理排水の流入によって土壌粒間にＳＳ分や汚泥が蓄積され、さらに土壌自身の圧密化が進み、黒ボク土の土壌層は土壌浸透し難くなり、透水係数をさらに低下させたことによるものである。
【００６７】
【表３】
2007014896.tif 000021
【００６８】
（実施例２）
実施例２は、実施形態２に示される土壌浸透式水質浄化装置１を使用して実験した。図４は、幅０．８５ｍ×長さ１．３ｍ×高さ２．５ｍの規模の土壌浸透式水質浄化装置１１において、土壌層１２の支持体１３上に、嵩容積で８００Ｌの黒ボク土の土壌１４に、直径１５ｃｍの骨格球状成形ろ材１５を土壌層１２の容積比で４０%混合し、層高さ１ｍ（有効容積１.１ｍ3）の土壌層１２を構成した（骨格球状成形ろ材を２５０個、黒ボク土を８００L充填）。また、土壌４の充填量は土壌層の容積比で７３%であった。
【００６９】
なお、本実施例２では、実施例１の[式１]、[式２]と同様にして、ろ材の容積比及び土壌の容積比を算定した。
【００７０】
本実施例２では、土壌浸透式水質浄化装置１１の槽底部から土壌層１２内に空気を供給する送気管１８を設置し、１２０Ｌ／ｍｉｎで送気した。土壌層１２の底部より送気することで、土壌層１２全体に空気を供給でき、高度な好気的条件を維持できる。土壌層１２内の微生物を活性させるため、各々土壌浸透式水質浄化装置１１内に送気管１８から空気を送気した。
【００７１】
本実施例２では、処理排水をポンプ（図示せず）で圧送し散水ノズル１６又は複数の散水孔を有する散水管を経由して散水したが、処理排水を上方から均一に散水または滴下し得る散水方法であれば、上記散水ノズルに特に限定しない。
【００７２】
（比較例２）
比較例２として、図７に示す土壌浸透式水質浄化装置３１を使用した。図３と同じ大きさ・形状の土壌浸透式水質浄化装置３１の支持体３３上に、通水性粒体層３５と土壌含有層３４とが交互に積層したレンガ状の土壌層（多段土壌）で層高さ１ｍ（有効容積１．１ｍ3）の土壌層３２を構成した。比較例２では、通水性粒体層３５には粒径１〜３ｍｍのゼオライト又は軽石を充填し、土壌含有層３４には、黒ボク土を主体に粉末状木炭、おがくず及び金属鉄粒子を混合した。散水ノズル３６を土壌層３２の上部に設置し、支持体３３の下部に排出管３７を設置した。土壌層３２内の微生物を活性させるため、空気を積層土壌層中に供給する送気管３８を通水性粒体層３５中に挿入し、土壌浸透式水質浄化装置３１に送気管３８から空気を送気した。
【００７３】
実験では、処理排水を実施例１と同様に表１に示す処理排水を使用した。
【００７４】
処理排水は、通水負荷２ｍ3／ｍ2・日として、実施例２では土壌浸透式水質浄化装置１１の土壌層１２の上部の散水ノズル１６から供給しながら土壌層１２に浸透させ、土壌層１２の下部の排出管１７より排出させた。同様に、比較例２では土壌浸透式水質浄化装置３１の土壌層３２の上部の散水ノズル３６より、同じ処理排水を供給しながら土壌層３２に浸透させ、土壌層３２の下部より排出させた。
【００７５】
試験期間中、気温は３〜２５℃、水温は４〜２０℃の範囲内であった。
【００７６】
両例とも、処理排水を約６ヶ月間、連続通水して水質浄化試験した結果を表４に示す。
本実施例２においては、表４から分かるように、主な測定項目をあげると、通水開始から６ヶ月後の処理水におけるリンの平均除去率は、実施例２で８１％、比較例２で２８．６％、ＢＯＤの平均除去率は実施例２で７９．７％、比較例２で４７．５％、色度の平均除去率は、実施例２で４０．７％、比較例２で２２．２％であった。
【００７７】
【表４】
2007014896.tif 000022
【００７８】
実施例２の成形ろ材１５を混合した土壌層１２全体の透水係数は、通水開始時では０．２ｃｍ／ｓであった。また、通水開始時から６ヶ月経過しても、透水係数は０．１８ｃｍ／ｓであり、ほとんど低下せず、土壌層１２の閉塞、圧密化は生じず、土壌１４と処理排水との接触効率は確保され、その結果、リン、ＢＯＤ、色度等の除去率は高くなった。
【００７９】
それに対して、比較例２では、土壌層３２の全体の透水係数は、通水開始時では４×１０-2 ｃｍ／ｓを確保できるが、通水から６ヶ月経過した場合の通水性粒体層３５の透水係数は、０．８ｃｍ／ｓと高いものの、土壌含有層３４の透水係数は、１．２×１０-3 ｃｍ／ｓであった。通水性粒体層３５と土壌含有層３４の透水係数が大きく異なるので、図８に示すように、同一平面状の積層土壌層においては、通水性粒体層３５と土壌含有層３４の透水係数に差があったため、処理排水は土壌含有層３４にはほとんど浸透せず、通水性粒体層３５にその大部分が流下した。
【００８０】
この結果、表４に示すように、処理排水中の汚濁物質除去に最も寄与する土壌含有層３４に処理排水が接触浸透しなかったため、比較例２のＢＯＤ、リン、色度等の除去率は低くなった。
【００８１】
本実施例２で用いた処理排水は、畜産排水に由来する処理排水であるため、処理排水中に色度成分、ＤＯＣ等、難分解性有機物を含有しており、ＣＯＤ等の除去率は低かったが、場合によれば、土壌浸透浄化装置１１の後段に難分解性有機物を除去する活性炭等を充填した多孔質吸着処理槽を設置してもよい。
【００８２】
また、実施形態１、２では、散水ノズル６、１６の散水によって、土壌層２、１２の上部の土壌４、１４が土壌層２、１２の下部に流出することはなかったが、土壌の流出防止のために散水ノズル等を用いて、土壌層２、１２の上部全体に散水した方が好ましい。
【００８３】
また、実施形態１では、通水負荷１．５ｍ3／ｍ2・日とし、実施形態２では、通水負荷１．２ｍ3／ｍ2・日としたが、土壌と処理排水の接触時間を十分確保するためには、通水負荷を１０ｍ3／ｍ2・日以下にすることが好ましい。
【００８４】
さらに、実施形態１、２では土壌層２、１２を支持する支持体３、１３の下部は、充填物のない空間としたが、φ５〜２０ｃｍ程度の礫等を充填してもよい。
【００８５】
以上で明らかなように、本発明によれば、土壌層に成形ろ材を混合して構成し、土壌の閉塞、圧密防止が可能であり、土壌層の空隙確保によって、処理排水と土壌の接触効率は向上し、多量の微生物を土壌に保持でき、リン等の土壌への吸着など、土壌浸透浄化法の水質浄化機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施形態１に係る土壌浸透式水質浄化装置の概略図である。
【図２】実施形態１に係る土壌浸透式水質浄化装置の模式を示す概略図である。
【図３】実施形態１で使用した成形ろ材の図である。図３（ａ）、（ｂ）は成形ろ材の側面図、図３（ｃ）は斜視図を示す。
【図４】実施形態２に係る土壌浸透式水質浄化装置の概略図である。
【図５】実施形態２で使用した成形ろ材の図である。図５（ａ）は成形ろ材の正面図、図５（ｂ）は側面図、図５（ｃ）は斜視図を示す。
【図６】従来の土壌浸透式水質浄化装置について、比較例１を示す概略図である。
【図７】従来の土壌浸透式水質浄化装置について、比較例２を示す概略図である。
【図８】従来の土壌浸透式水質浄化装置の模式を示す比較例２の概略図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  土壌浸透式水質浄化装置
２  土壌層
３  支持体
４  土壌
５  成形ろ材
６  散水ノズル
７  排出管
８  送気管
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月20日(2006.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材には、複数の貫通孔が開口して形成され、上記複数の貫通孔は補強リブで連結され、少なくとも一部の貫通孔は、その貫通孔を形成する壁部に開口部が形成され隣接する貫通孔に連通され、また一部の貫通孔は、貫通方向で途中まで同一径でその後開放されている形状となっていることを特徴とする土壌浸透式水質浄化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１に記載の土壌浸透式水質浄化装置において、上記成形ろ材には、複数の貫通孔が開口して形成され、上記複数の貫通孔は補強リブで連結され、少なくとも一部の貫通孔は、その貫通孔を形成する壁部に開口部が形成され隣接する貫通孔に連通され、また一部の貫通孔は、貫通方向で途中まで同一径でその後開放されている形状となっていることを特徴とする。