(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも周囲を不透水性槽で囲んだ土壌層に汚水を導入して浄化させる方法において、汚水を導入する有孔汚水散水管より下方に、排水管と共に給水ポンプ或いは給水ポンプと空気圧送装置に連結した散気管を配し、且つ、給水ポンプから供給する目詰まり防止用の水にサポニン含有剤を混合して、散気管から供給される水或いは水と空気で土壌層を逆洗することを特徴とする汚水の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水を土壌浄化法を利用して浄化する浄化構造及び浄化方法の改良に係わり、ことに、目詰まりを防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
土壌浄化層による浄化方法は、土壌中の小動物や微生物による消化・分解機能などを利用するもので、悪臭を抑え、燐や窒素の除去を効果的に行なうことができ、低コストで汚水の浄化が達成できる方法である。
【０００３】
土壌浄化方法に依れば、特に下水道が完備されていない地域、放流禁止や放流規制がある地域での浄化手段として利用することが可能となる。また、土壌浄化層による浄化水はトイレ用水などのリサイクルに適し、上水道設備のない地域や、災害時の緊急避難的な施設ににおける浄化システムとして極めて有用視されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在実施されている土壌浄化法には目詰まり現象が発生しやすいという大きな問題がある。目詰まりが生じると、濾過速度が低下するばかりでなく未処理水の漏洩の原因となり、環境汚染に通じ、土壌浄化技術における重要な課題の一つとなっている。目詰まり現象は、浄化土壌層が物理的に、及び好気的条件から嫌気的条件に変化する生物的に生じることが主な要因であると考えられている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は上記問題に鑑み鋭意研究の結果、本発明を成し得たものであり、その特徴とするところは、物の発明にあっては、少なくとも周囲を不透水性槽で囲んだ土壌層に汚水を導入して浄化させる構造において、汚水を導入するための有孔汚水散水管より下方に、排水管と共に空気圧送装置に連結した散気管を設けたこと。方法の発明にあっては、少なくとも周囲を不透水性槽で囲んだ土壌層に汚水を導入して浄化させる方法において、汚水を導入する有孔汚水散水管より下方に排水管と共に散気管を配し、該散気管に空気圧送装置を連結して空気を吐出させて、散水管から排水管にいたる土壌層部分をいわば逆洗して目詰まりを回復させることにある。尚、散気管には、空気圧送装置と切り換えて又は併用して給水ポンプを連結してもよい。
【０００６】
ここで本明細書中でいう「土壌層」とは、汚水を接触、拡散、浸透させることによって、浄化するための土壌をいう。例えば、砂、マサ土、黒ボク土などであり、一般的にはＢＯＤ分、ＣＯＤ分、アンモニアその他の有機物の分解除去や、燐や窒素の除去、或いは脱臭や硝化を効率的に行なうことを目的として、種々の性質の土壌を組み合わせるようにする。このような土壌層の上方部に有孔汚水散水管を埋設して汚水を流出させる。そして、土壌層を通過させて浄化した浄化水を、土壌層の下方部に埋設した排水管から排水させる。土壌層の少なくとも周囲は、不透水性層で囲むことによって、汚水が周辺に漏洩しないようにする。不透水性層としては、例えば不透水性のコンクリートやＦＲＰ製のもの、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック製シートなどの他、透水性の低い土壌や粘土などでもよい。
【０００７】
「散気管」とは、有孔汚水散水管より下方に配設し、連結した空気圧送装置によって空気を吐出させるための装置をいう。散気管から空気を吐出させることで土壌層の目詰まりを防止する。目詰まりの防止は、空気の吐出による物理的効果の他、好気的条件を維持することで達成される。散気管による空気の吐出は、常時行う他、１日に数回数分単位など定期的に行うようにしてもよい。
【０００８】
空気圧送装置は、ブロワやエアコンプレッサーである。散気管には、空気圧送装置と共に或いは切り換えて、給水ポンプを連結して水を吐出させるようにしてもよい。これは、空気圧送装置だけでは目詰まりを完全に防止できない場合や、効果が低い場合に、水を吐出させることで補うためである。この場合の吐出させる水は、上水の他、排水管から排水された浄化水を利用してもよい。また、水の他或いは水と共にサポニン含有剤を吐出させてもよい。サポニンは、微生物の増殖、有機物の酸化分解の加速、油脂類の分解除去など、微生物の活性化に極めて有効に作用し、汚水の浄化作用を高い次元で維持させる効果がある。
【０００９】
サポニンとは、キラヤ酸をアグリコン（配糖体の非糖質部分）とするトリテルペン系の配糖体である。このサポニンは、ユッカ、大豆等の植物から抽出して製造される。特に、南米のチリ、ボリビア、ペルー等に自生する通称「シャボンの木」〔学名Quillaia saponaria Mol(Rosaceae)〕から抽出したキラヤサポニンが好適である。サポニンは、精製したものでも抽出した抽出液そのものでもよい。抽出の方法は、通常の方法でよく、エタノール等の低級アルコール等で抽出できる。さらに精製物や抽出物等を粉状、顆粒状、錠剤にしたものでもよい。また、適用が容易なように、他の溶媒等で希釈したものでもよい。これらのものを含めてサポニン含有剤という。
【００１０】
（実験例）
図１は、土壌層による排水処理の実験装置である。この実験装置は、メスシリンダーａの内部に、上下に礫層ｂ、ｃを挟んでマサ土層ｄを充填し、人工排水ｅをポンプｐでこのメスシリンダーａ内に圧入するものである。人工排水ｅは、ｐＨ7.１、濁度１0.０ppm 、ＳＳ１６ｍｇ／Ｌ、ＢＯＤ２５ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｎ9.１ｍｇ／Ｌ、Ｔ−Ｐ1.０ｍｇ／Ｌである。この実験装置は、１００〜１５０ｍｌ（約１０〜１５ｍｌ／分／ｍ2 ）の人工排水ｅを圧入すると、約３〜５日で目詰まり起こしてしまう。
【００１１】
そこで、散気管ｆに、空気圧送パイプｇや給水パイプｈを連結し、逆洗水や逆洗空気を送り込むと、目詰まりが回復した。逆洗効果を表１に示す。表１は、逆洗の種類と逆洗方法及び濾過の回復率を示す。
【表１】
0004317611.tif 000002
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図２は本発明に係る汚水の浄化構造１の実施の形態の一例を示すもので、不透水性のコンクリート槽２内に、下部に礫層３、上部にマサ土を被覆土壌層３として積層したものである。被覆土壌層３に有孔汚水散水管５を配設し、礫層３に排水管６及び散気管７を配設している。本例では、し尿処理を目的として浄化槽８を設置し、該浄化槽８に有孔汚水散水管５を連結して汚水を土壌層に導入させている。土壌層によって浄化された浄化水は、排水管６を通じて排水枡９に貯溜する。また、本発明の特徴である散気管７からブロワＢで空気を吐出させることにより、土壌層の目詰まりを防止して、浄化能力の維持を図っている。
【００１４】
図３は本発明に係る汚水の浄化構造１の実施の形態の他の例を示すもので、散気管７にポンプＰを連結し、該散気管７から水を吐出させるようにしたものである。これは、ブロワＢによる空気の吐出だけでは十分な目詰まり防止効果が果たせない場合、水を吐出させることで空気の吐出による目詰まりの除去を容易にするためのものである。本例では、排水管６から排水されて排水枡９に貯溜された浄化水を、ポンプＰで汲み上げて散気管７から吐出させるようにしている。サポニン含有剤を散気管７に導入させる手段としては、排水枡９の浄化水に添加したり、別途サポニン用の貯溜槽を設けてポンプＰに吸引させてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る汚水の浄化構造及び浄化方法は、少なくとも周囲を不透水性槽で囲んだ土壌層に汚水を導入して浄化させる構造において、汚水を導入するための有孔汚水散水管より下方に、排水管と共に空気圧送装置に連結した散気管を設けたこと。及び、少なくとも周囲を不透水性槽で囲んだ土壌層に汚水を導入して浄化させる方法において、汚水を導入する有孔汚水散水管より下方に排水管と共に散気管を配し、該散気管に空気圧送装置又は給水ポンプあるいはその両者を連結して空気、水、両者の混合物を吐出させることにより、土壌浄化システムの構造上の課題の一つであった目詰まり現象を簡単且つ確実に解消させることが可能となる。
【００１６】
目詰まり現象を防止したことにより、し尿の一次、二次処理水、生活雑排水や産業雑排水など大きな汚水負荷量にも容易に対応することが可能となる。また、従来経時的に低下していた浄化能力を、高い状態で長期に渡って継続させることができる。さらに、サポニン含有剤を散気管から吐出させるようにすれば、土壌の洗浄効果のみならず、土壌微生物に対し活性化させるなど有効に作用すると共に、窒素や燐などの除去効果が高くなるなど実用上極めて有益な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】土壌層による排水処理の実験装置の一例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る浄化構造の実施の形態の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る浄化構造の実施の形態の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  浄化構造
２  コンクリート槽
３  礫層
４  被覆土壌層
５  有孔汚水散水管
６  排水管
７  散気管
８  浄化槽
９  排水枡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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