(57)【要約】【課題】簡素で設置が容易であり、かつ、浄化処理効率が良い汚水浄化システムを提供する。【解決手段】本発明の汚水浄化システム１００は、河川Ｒに沿って設置され、且つ、管路内に微生物が保持された浄化機能付管路２１０を含む。浄化機能付管路２１０の上流部には汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２が設けられ、下流部には、浄化機能付管路による処理水を河川へ流出させる処理水流出部ＯＦ１が設けられる。最も下流側の汚水流入部ＩＦ１２と処理水流出部ＯＦ１との間の距離は、２００ｍ以上であってよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川に沿って設置され、且つ、管路内に微生物が保持された浄化機能付管路と、
前記浄化機能付管路の上流部に設けられた汚水流入部と、
前記浄化機能付管路の下流部に設けられ、かつ前記浄化機能付管路による処理水を前記河川へ流出させる処理水流出部と、
を含む、汚水浄化システム。
【請求項２】
前記浄化機能付管路が河川の片側につき複数設置され、
複数の前記浄化機能付管路それぞれの前記汚水流入部が異なる汚水配水管に連結されている、請求項１に記載の汚水浄化システム。
【請求項３】
前記汚水流入部が複数設けられている、請求項１または２に記載の汚水浄化システム。
【請求項４】
最も下流側の前記汚水流入部と前記処理水流出部との間の距離が２００ｍ以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の汚水浄化システム。
【請求項５】
前記浄化機能付管路の長さが５００ｍ以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の汚水浄化システム。
【請求項６】
前記浄化機能付管路の内部が上部と下部に分離した構造を有し、前記下部に設けられた接触材に前記微生物を保持している、請求項１から５のいずれか１項に記載の汚水浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水浄化システムに関する。より具体的には、本発明は、河川に流入する汚水を処理し、河川の水質汚染を防止するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川の水質汚染を防止する方法は、大きく以下の２種類に分かれる。
１つ目は、汚水を河川の自然浄化能力を考慮して問題にならない程度まで浄化処理した後に河川に流入させる方法であり、下水処理場および合併処理浄化槽が用いられる。他に、特開平９−１７４０７６号公報（特許文献１）のような、充填材を充填した処理槽に処理対象水を通す装置も挙げられる。
【０００３】
２つ目は、汚染された河川の水を直接浄化する方法であり、特開平９−０３８６７６号公報（特許文献２）のような、河川に直接、浄化用の微生物を付着させるための接触材を設置する方法、およびヨシ原等の水生植物帯を利用する方法が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７４０７６号公報
【特許文献２】特開平９−０３８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下水処理場を設置する場合、下水処理場まで汚水を運ぶ管路も同時に設置する必要がある。このため、建設に時間が掛かること、建設費および運転管理費（特に電気代）が高くなるなどの欠点がある。また、下水処理場は一般に河川の下流側に設置されるため、上流での水量が減少するという欠点もある。
【０００６】
一方、合併処理浄化槽を設置する場合、建設の時間は短縮され、上流での水量減少という問題も解決できる。しかしながら、合併処理浄化槽は個人で設置されるため、適切な維持管理が行われないと、処理水質が担保できないという欠点がある。
【０００７】
充填材を充填した処理槽を設置する場合、浄化効果を得るために必要な処理槽の数が多く必要となる、建設費は依然として縮減されない。また、充填材が充填されているため、処理槽の一部を好気的に保持するためにブロワー等が必要になることから、電気代がかかる。
【０００８】
河川に直接接触材等を設置する場合、汚染が進んだ河川に対してはかなりの長さにわたって接触材を設置する必要がある。特に上記の特許文献２の技術は、鉄筋を川底に設置する必要があり、大規模な設置は難しい。また、降雨時等には、一時に大量の草木、土砂、ごみ等が流れてくるため、接触材が破損、閉塞する可能性がある。
【０００９】
また、ヨシ原等の水生植物帯を利用する場合、浄化能力が小さいため、汚染が進んだ河川に適用するのは難しい。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、河川の水質改善および／または染防止のため、簡素で設置が容易であり、かつ、浄化処理効率が良い汚水浄化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的を達成するため、本発明は以下の発明を含む。
（１）
本発明の汚水浄化システムは、河川に沿って設置され、且つ、管路内に微生物が保持された浄化機能付管路を含む。浄化機能付管路の上流部には汚水流入部が設けられ、下流部には、浄化機能付管路による処理水を河川へ流出させる処理水流出部が設けられる。
【００１２】
このように、管路内に微生物が保持された浄化機能付管路に、上流側から汚水を通して浄化処理し、下流から処理水を排出して河川に流す。このため、下水処理場および合併処理浄化槽を建設する必要もなく、また、河川に浄化装置を直接設置する必要もなく、簡素で設置が容易であり、かつ、浄化効率が良い汚水浄化システムとなる。このため、動力を不要としながらも、河川の水質改善および／または汚染防止が可能となる。
【００１３】
（２）
浄化機能付管路は、河川の片側につき複数設置され、複数の浄化機能付管路それぞれの汚水流入部が異なる汚水配水管に連結されていてよい。
【００１４】
この構成によって、複数の場所それぞれから汚水配水管を通って配水されてくる汚水を効率良く処理することができる。
【００１５】
（３）
１本の浄化機能付管路に、複数の汚水流入部が設けられていてよい。
【００１６】
この構成によって、複数の場所それぞれから汚水配水管を通って配水されてくる汚水を効率良く処理することができる。
【００１７】
（４）
最も下流側の汚水流入部と処理水流出部との間の距離は、２００ｍ以上であってよい。
【００１８】
この構成によって、汚水が十分に微生物と接触することができるため、汚水を効率良く処理することができる。
【００１９】
（５）
浄化機能付管路の長さは５００ｍ以上であってよい。
【００２０】
この構成によって、汚水が十分に微生物と接触すること、および／または、汚水流入部を十分に設けることが可能であるため、汚水を効率良く処理することができる。
【００２１】
（６）
浄化機能付管路は、その内部が上部と下部に分離した構造を有し、下部に設けられた接触材に微生物を保持していてよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡素で設置が容易であり、かつ、浄化処理効率が良い汚水浄化システムを提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の汚水浄化システムの一例を模式的に示す。
【図２】図１の一部（浄化機能付管路）の模式的分解図である。
【図３】図１の一部（浄化機能付管路）の断面拡大図である。
【図４】本発明の汚水浄化システムのより具体的な一例を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１に、本発明の汚水浄化システムの一例を模式的に示す。図１に示す汚水浄化システム１００は、河川Ｒに沿って設置された浄化機能付管路２１０を含む。図１では、左側が河川Ｒの上流、右側が下流であり、汚水浄化システム１００が設けられた図１の地域では上流から下流へ向かって下がり勾配となっている。浄化機能付管路２１０が河川Ｒに沿って設置されていることにより、河川Ｒを流下させる勾配を利用して浄化機能付管路２１０内の配水を自然に流下させることができる。したがって、埋設することなく配管を行うことができたり、埋設する場合にも、埋設する地上からの深さはほぼ一定で済むため、浄化機能付管路２１０の埋設工事のコストが削減される。
【００２５】
浄化機能付管路２１０は、上流部から汚水を取り込み、下流部で排水する構成を有する。
浄化機能付管路２１０の上流部には、汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２が設けられている。汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２は、それぞれ、汚水配水管４１１，４１２が連結されている。汚水配水管４１１，４１２は、それぞれ、区域Ｄ１１，Ｄ１２からの汚水の合流管である。これによって、それぞれの区域Ｄ１１，Ｄ１２で生じた汚水は、汚水配水管４１１，４１２で集水させられ、汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２から浄化機能付管路２１０内へ導入される。
【００２６】
図２に、浄化機能付管路２１０の一例の模式的分解図を示し、図３に図２に示す浄化機能付管路２１０を軸心に垂直な面で切断した場合の断面図を示す。
【００２７】
図２および図３に示すように、浄化機能付管路２１０は、管路２１９内にセパレータ２１２が挿入されて構成されている。セパレータ２１２は、管路２１９内を下部の空間である浄化部９１１と上部の空間である流量確保部９１５とに仕切る。さらに、セパレータ２１２の浄化部９１１に、担体２１４が配設される。セパレータ２１２は、塩化ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、および、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂などの熱硬化性樹脂、および繊維強化プラスチック（ガラス繊維、カーボン繊維などの繊維材料で樹脂が強化された複合材）などで構成される。
【００２８】
本実施形態では、担体２１４は、管路２１９の軸心と管路２１９の最下位置とを結ぶ面に関して対向して固定配設された長尺体であるが、浄化部９１１内に設けられていればどのような態様で設けられてもよいし、どのような形状でもよい。担体２１４は、比表面積が大きい構造体であって、多孔質材料（たとえば、無機質多孔体、無機質発泡体、樹脂発泡体など）、繊維質材料（たとえば、不織布、織布、単繊維体、網状体など）、層状材料（たとえば、シート積層体など）が挙げられる。多孔質材料の微細孔は連続孔であることが好ましい。本実施形態では、樹脂の発泡体が用いられる。樹脂としては、オレフィン系樹脂（特にポリエチレン）、ウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂などで構成される。担体２１４は汚水が接触させられることで微生物が担持されている。このように微生物が保持された担体２１４は、浄化用の接触材として機能する。浄化部９１１内で、微生物が担持された担体２１４つまり接触材に汚水が接触することで、汚水が分解処理される。浄化機能付管路２１０では、担体２１４に接触する汚水中の溶存酸素と、汚水の水位ｈの変化（低下）に伴う担体２１４の露出とにより、担体２１４に担持された微生物に酸素が供給される。このためブロワー等の電力を用いた酸素供給手段を必要としない。なお、深夜から早朝にかけての時間帯など、排水量が少なくなる時間帯は、区域Ｄ１１，Ｄ１２から流入する汚水量が減少する傾向にあるため、水位ｈが低下することにより担体２１４の露出面積がより大きくなり、より多くの微生物に酸素が供給される。
【００２９】
セパレータ２１２の中央部は、断面形状が下に凸となる形状によって配水を集めることにより、配水の流速を確保する。セパレータ２１２には透水孔２１５が穿設されており、流量確保部９１５内の水位が透水孔２１５の位置を超えた場合に、浄化部９１１へ配水を排出する。
【００３０】
汚水は、浄化機能付管路２１０内を配水中、浄化部９１１の担体２１４に接触することによって浄化処理される。浄化処理は、汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２から流入した時点から担体２１４に接触し浄化処理が開始されるが、汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２が設けられていない下流部においてより集中的に処理される。担体２１４に接触した汚水つまり処理水は、下流部で問題ない水質まで処理され、浄化機能付管路２１０の下流端に達すると、下流端の処理水流出部ＯＦ１に連結された排水管から排水され、河川Ｒへ放流される。
【００３１】
汚水は、担体２１４への接触量が多いほど、接触時間が長いほど、より高度に浄化される。したがって、汚水の担体２１４への接触機会をなるべく多く設けるために、汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２のうち最も下流側の汚水流入部ＩＦ１２と処理水流出部ＯＦ１との間の距離Ｌは、２００ｍ以上であることが好ましい。距離Ｌの範囲内の上限は特に限定されないが、浄化管の許容流量の観点から、たとえば１０００ｍであってよい。あるいは、浄化機能付管路２１０全体の長さＬＨに対する距離Ｌの長さの割合は、浄化効率の観点からたとえば４０％以上、浄化管の経済性の観点からたとえば６０％以下であってよい。
【００３２】
そして、浄化機能付管路２１０の全体の長さＬＨは、５００ｍ以上であってよい。これによって、汚水処理のための好ましい距離Ｌを確保しやすい。また、本実施形態では浄化機能付管路２１０の１本につき汚水流入部が２箇所設けられているが、より多くの汚水流入部を設けてもよい。浄化機能付管路２１０の１本の長さを上記のように十分な長さで設計することによって、より多くの汚水流入部を設け、より多くの区域から生じる汚水を効率よく処理することができる。
【００３３】
このように、区域Ｄ１１，Ｄ１２から河川Ｒに流入する排水を、動力なしで適切に処理することができるため、河川Ｒの汚染を効果的に防止することができ、また、既に汚染された河川Ｒの水質を改善することができる。
【００３４】
図４に、本発明の汚水浄化システムのより具体的な一例を模式的に示す。図４に示す汚水浄化システム１００ａでは、図１に示した汚水浄化システム１００に示した浄化機能付管路２１０と同様の複数の浄化機能付管路２２０，２３０，２４０が河川Ｒの片側に設けられている。浄化機能付管路２２０に関しては、汚水流入部ＩＦ２１，ＩＦ２２、汚水配水管４２１，４２２、処理水流出部ＯＦ２、区域Ｄ２１，Ｄ２２が；浄化機能付管路２３０に関しては、汚水流入部ＩＦ３１，３２、汚水配水管４３１，４３２、処理水流出部ＯＦ３、区域Ｄ３１，Ｄ３２が；浄化機能付管路２４０に関しては、汚水流入部ＩＦ４１，ＩＦ４２、汚水配水管４４１，４４２、処理水流出部ＯＦ４、区域Ｄ４１，Ｄ４２が、それぞれ、浄化機能付管路２１０に関する汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２、汚水配水管４１１，４１２、処理水流出部ＯＦ１、区域Ｄ１１，Ｄ１２に対応する。
【００３５】
複数の浄化機能付管路は、たとえば浄化機能付管路２１０と浄化機能付管路２３０との関係のように、河川Ｒの流化方向に対して直列的に（互いの管路は連通していないが）配設されてもよいし、浄化機能付管路２１０と浄化機能付管路２２０との関係のように、河川Ｒの流化方向に対して並列的に配設されてもよい。
【００３６】
複数の浄化機能付管路２１０，２２０，２３０，２４０を設けることにより、河川Ｒが存在する地域から生じる汚水を、区域Ｄ１１から区域Ｄ１２の地区用の浄化機能付管路２１０と、区域Ｄ２１から区域Ｄ２２の地区用の浄化機能付管路２２０と、区域Ｄ３１から区域Ｄ３２の地区用の浄化機能付管路２３０と、区域Ｄ４１から区域Ｄ４２の地区用の浄化機能付管路２４０とにそれぞれ分配する。浄化機能付管路２１０，２２０，２３０，２４０それぞれの処理能力に合わせて集水対象となる地区が分割されており、地区ごとに専用の浄化機能付管路を使用して処理するため、処理水質が安定する。
【００３７】
［変形例］
【００３８】
汚水浄化システム１００，１００ａでは、浄化機能付管路２１０，２２０，２３０，２４０が管路（浄化機能付管路２１０の場合、管路２１９）内に微生物担持担体が設けられたセパレータを有する構造を例示したが、この態様に限定されるものではない。浄化機能付管路２１０，２２０，２３０，２４０は、浄化機能が付いていればどのような態様のものでもよく、たとえば管路２１９の内壁全周を微生物含有膜体でライニングした態様、管路２１９内に微生物が定着可能な通水性の固定床を設けた態様、管路２１９内に微生物が付着したフィンが突設されている態様、管路２１９内に微生物が付着した複数の管が入れ子状態で設けられた態様、管路２１９が小径の管を収容し、当該小径の管内に微生物担持担体が収容された態様などが挙げられる。
【００３９】
本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。
【００４０】
［実施形態における各部と請求項の各構成要素との対応関係］
本明細書における汚水浄化システム１００，１００ａが請求項の「汚水浄化システム」に相当し、浄化機能付管路２１０，２２０，２３０，２４０が「浄化機能付管路」に相当し、担体２１４が「接触材」に相当し、汚水配水管４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２が「汚水配水管」に相当し、汚水流入部ＩＦ１１，ＩＦ１２，ＩＦ２１，ＩＦ２２，ＩＦ３１，ＩＦ３２，ＩＦ４１，ＩＦ４２が「汚水流入部」に相当し、汚水流入部ＩＦ１２，ＩＦ２２，ＩＦ３２，ＩＦ４２が「最も下流側の汚水流入部」に相当し、処理水流出部ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４が「処理水流出部」に相当し、浄化部９１１が「下部」に相当し、流量確保部９１５が「上部」に相当し、距離Ｌが「最も下流側の汚水流入部と処理水流出部との間の距離」に相当し、河川Ｒが「河川」に相当する。
【符号の説明】
【００４１】
１００，１００ａ  汚水浄化システム
２１０，２２０，２３０，２４０  浄化機能付管路
２１４  微生物を担持した担体（接触材）
４１１，４１２，４２１，４２２，４３１，４３２，４４１，４４２  汚水配水管
ＩＦ１１，ＩＦ１２，ＩＦ２１，ＩＦ２２，ＩＦ３１，ＩＦ３２，ＩＦ４１，ＩＦ４２  汚水流入部
ＩＦ１２，ＩＦ２２，ＩＦ３２，ＩＦ４２  最も下流側の汚水流入部
ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４  処理水流出部
９１１  浄化部（下部）
９１５  流量確保部（上部）
Ｌ  （最も下流側の汚水流入部と処理水流出部との間の）距離
Ｒ  河川
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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