274号目次

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51.2, 80％、T-N：30.6, 5.4, 73％、T-P：

プロジェクト紹介

排水浄 化では、有機 性汚 濁物質高かったと予想された。
2015年5月に14年間使用した担体

KIJI Masatoの鹿沼土を、全量の1/4を残して残り

株式会社四電技術コンサルタント
環境部副部長500

当社ではダム貯水池の水質改善
1

斜汚水

図3

163650718599

浄化開始からの経過時間（日）1130

供給に依存しており、滞留時間の理水には濁りと泡立ちが発生した。

他に表面積が律速条件になるとこれで洗剤の界面活性剤も浄化さ考えられた。
水を用いた浄化実験を行い、水量浄化活性の回復を実感できた。

面積負荷量とBOD 除去率との相関式を求めた。これを図4の凡例の赤丸と線形で示す。本 法による従来の活性汚泥法等の水中での様々な種類の排水浄化を行った。

生物学的水質浄化では、原水が装排水の種類によって、生活雑排水質浄化に利用する発想を得た。ま置に流入してから流出するまでの時よりも浄化が容易な排水（線形のこの開発目標は「①広く普及するた、土壌の表層には生物が多く、自間となる滞留時間（HRT）が浄化に右側）と、浄化が困難な排水（線形ための低コストでコンパクトな装置」

然界で最も自浄作用が強い場所と重要である。標準の活性汚泥法のの左側）があることがわかる。と「②水質浄化能力は有機性汚濁考えられることから、この表層土壌滞留時間は6〜8 時間である。

物質（BOD 等）のほかに富栄養化対を切り取って水質浄化に応用する方策から総窒素（T-N）、総リン（T-P）

式を検討した。

後者のダム上流域においては、未処理で放流されている台所排水や小規模事業場排水の浄化がある。の同時浄化が可能」という欲張った

図1

傾斜土槽

底面に傾斜をつけた薄層構造体

図 2 多段積み重ね運用

写真 1

台所排水の無動力浄化

100%

風呂･洗濯排水バルク排水食品工場:製麺
食品工場:佃煮
汚濁水路
人工排水
食品工場:醤油

人工排水の相関式に合致しない。

90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%

y = -0.0017x + 1.0531
R² = 0.9584

20%

人工排水の相関式に合致しない。

10%0%

本法は大気からの自然の酸素機構にダメージとなり、翌日から処■ 排水の浄化機構：滞留時間10■ 排水の浄化機構：面積負荷量と泡立ちは、2 週間程度で無くなり、処理水20滞留時間とBOD 除去率

脚20

地のダム貯水池に設置されている。

50

生活雑排水を想定した人工排遮水板（水塊分離膜法）を開発し、既に各

D-BOD除去率
BOD除去率
滞留時間れていたことが判明した。この濁り傾があり、前者では浮上式フェンス法をスポンジとした。この作業は浄化875る。
この対策には貯水池内と上流域

30175

000を目的とした技術開発を行ってい80に継続することがわかった。当初計

生地 正人

1000

4060

同時に浄化され、浄化効果は長期画の5 段使用なら、さらに除去率が■ はじめに9070（BOD 等）と栄養塩類（T-N、T-P）が台所排水
下水処理場
畜産排水
食品工場ドレッシング
弁当製造工場
汚濁湖沼
ディスポーザー排水
線形（人工排水）50100

この結果から本法による有機性途上国で利用可能な低エネルギー消費型の水質浄化法

滞留時間（分）除去率（％）。
5.88, 0.70, 81％であった 1）

BOD除去率（％）

Project brief 2

0100

200300400

水量面積負荷量（L･ｍ-2・d-1）

500

水量面積負荷量とBOD 除去率

図4

100%
90%
80%

BOD除去率（％）

建設コンサルタンツ協会ホーム

70%
60%
50%
40%
30%
20%

y = -0.162ln(x) + 1.0821
R² = 0.9402

10%0%

図51101001000

BOD面積負荷量（g・m-2・d-1）

10000

BOD 面積負荷量とBOD 除去率
（凡例は図 4と同じ）

図4のX軸を水量面積負荷量から傾斜土槽を9 段積みとし、醤油製対数表示のBOD面積負荷量としたで、排水処理分野の電力使用の順造工場の排水浄化を行った。このものを図 5に示す。図 4 の生活雑排位は低い。ネパールの首都カトマン

実験のBOD除去率と滞留時間の変水相当の相関式と合致しない排水

ズでは活性汚泥法の下水処理場が化を図3に示す。D-BODは溶解性のも、それぞれのBOD面積負荷量と4ヶ所建設されたが、電力不足で満この対策に傾斜土槽法と名付けものを傾斜土槽（図1）と呼び、これ所排水は流し台の底部から配管でBODを意味する。本法では 30 分程除去率には相関があることがわか足に機能せず、3ヶ所は廃止（埋立てて技術開発を行い、技術的な開発を用いた水質浄化法を傾斜土槽法

屋外に出し、流し台から地面（下水度の滞留時間で浄 化可能であっる3）。

処分）され、残った処理場では無曝目標は達成した。まだダム上流域でと名付けた。図 2 のように、傾斜土管）までの落差を利用して、無動力た。生物学的水質浄化の装置の容図 4で特異的に浄化容易な排水の普及には至っていないが、開発途槽を左右交互に積み重ねることで、での浄化を行った。

量は滞留時間で決定され、本法はコは、高濃度の油脂類（n-HEX、平均カトマンズの下水処理場で低電上国での上下水処理等への予想外コンパクトな装置となる。また、排水浄化は 2001年7月に開始し、毎月ンパクトな水質浄化装置となること

78,000mg/L）と 懸 濁 物 質（SS、力消費型の下水処理技術として、傾の展開が始まっている。の発生点と排水先の落差が利用での水質調査を4年4ヶ月間継続した。

がわかる。

13,000mg/L）を含むドレッシング工

斜土槽法による下水処理のデモンスきれば、無動力で水質浄化が可能

この期間の総処理水量は143.6m3、本法のBOD 浄化機構は、まず物場排水であった。水温は流入水よりトレーションを行った 4）（写真2）。になる。

日平均処理水量は92Lであり、期間理的なろ過と生物学的吸着作用にも処理水が最大で 3.7℃高かった。

図 6にCODcr の浄化結果を示す

中の担体（鹿沼土）交換等の維持管より汚濁物質が水と分離除去され、これは内部の微生物反応による発（BODは測定困難。電力不足で5日理は一切行っていない。

槽内に捕捉された汚濁物質は時間熱であり、水中の浄化ではみられな間の恒温維持が困難）。冬季の浄い現象であった。

化開始となったことで、当初の除去ものであった。に、鹿沼土やスポンジ等を充填した本法は、「水の浄化とは何か」を考える上で示唆に富むものと思われるので紹介する。

■ 排水浄化事例：台所排水■ 傾斜土槽法

傾斜土槽の3 段積みで、一般家庭水質の浄化結果を平均値（原水をかけて本来の浄化（有機物分解）ダム貯水池から上流の集落を眺（4人家族）の台所排水を浄化した

濃度 mg/L、処理水濃度 mg/L、除去が進む。30 分程度の滞留時間で浄めていた時、排水の発生場所から（写真1）。計画では5段積みであった率）で示すと、SS：153, 34.0, 74％、化されるのは、主に汚濁物質の水かBOD：819, 85.6, 83 ％、COD：542,らの分離除去である2）。

水域に至る落差のエネルギーを水046

Civil Engineering Consultant

VOL.274 January 2017

が、落差の制約から3段となった。台

■ 開発途上国の排水処理

開発途上国において電気は貴重気での放流も行われている。

率は低かったが、春季から除去率は上昇し、最終的には約90％に達した。現地の処理場の職員からも、非Civil Engineering Consultant

VOL.274 January 2017047

CODcr（mg/L）
2500
2000

除去率（％）
100

原水濃度
処理水濃度
除去率％

90
8070601500

50401000

30
20500

100

ネパールの傾斜土槽

写真 2

写真 3

無動力での下水処理

11/3 11/16 12/18 3/14 3/30

2011年

図62012年

5/8

6/29

8/8

9/13

0

下水処理結果（CODcr）

写真 4

スリランカの傾斜土槽

平野の国である。同国のヒ素汚染常にきれいな処理水だと称賛された水処理を行った。処理の流れは、原（写真3）。

水→傾斜土槽①→傾斜土槽②→バングラディシュで日本のNGO等吸着して存在していたヒ素が、洪水緩速ろ過→最終処理水である。傾により、傾斜土槽法によるヒ素を含等で流されて平野部の地層に含ま斜土槽の仕様と日処理水量を表1のむ重金属除去の実証試験が行われれ、地下水が嫌気的環境となること

注に示す 5）。

た 7）。本法は、装置面では現地で調で発生したと考えられている。

■ 浄水処理：濁度等

生物学的な浄水処理技術としては、上流のヒマラヤ山岳地帯で鉄とは緩速ろ過法がある。これは原水濁度は本法でもよく除去されてい達可能な材料で住民が製造可能な本法によるヒ素の除去機構は、バを鉛直方向に、砂利や砂のろ過層る。上記試験では緩速ろ過法の前点、運用面では住民による維持管理

ングラディシュの汚染機構の逆方向に流下させ、層内に生息する微生物処理であったが、現在は本法のみでと修理が可能な点が評価された。の酸化的浄化機構によるものであで原水の汚濁物質を浄化させる方浄水処理がされている。この原水と写真 6に現地での傾斜土槽の製る。井戸水を酸化的環境下に曝すこ法である。この方式は原水が比較処理水を写真4に示す。
原水は、グッ作状況（躯体は魚運搬用の発泡スとでオキシ水酸化鉄が生成し、ヒ素的清浄な場合は有効であるが、水ピーが泳ぐ白濁した水であったが、チロ−ル容器で担体はスポンジ）、は鉄酸化物と吸着して水から除去

質汚濁が進みBOD が増加すると、処理水は透明感のある美味しい水

写真7に維持管理（定期的なスポンされる。鉄の酸化には鉄バクテリア

ろ過層内部が酸素欠乏になり浄化ができていた（写真5）。

ジの洗浄）を示す。の関与も考えられる。

不能となる。経済発展の著しい途上国等では、上水源となる河川等の水質が悪化しており、緩速ろ過法の有浄水試験を行った原水（井戸水）■ 浄水処理：重金属類の 約 1 年 間 の 平 均 濃 度 はヒ 素

■ 途上国の水質浄化技術

写真 5

原水と処理水写真 6

バングラディシュの傾斜土槽

写真 7

スポンジ担体の定期洗浄量に発生する。本法では含水率の式である。この浄化効果は、生態系低い土壌が生成し、台所排水浄化を利用した水質浄化としては最高での生成土壌には肥料成分のリンレベルのものと考えられる。

ヒ素による上水源の汚染は世界

0.19mg/L、鉄 5.0mg/L、マン ガ ン

各地で報告されており、特にバング0.66mg/Lであった。鉄とマンガンの通常 H2Oの水分子自体に浄化の必

日本の下水処理場では、汚泥の技術の一つとなり、簡易で低エネル

傾斜土槽法は緩速ろ過法と同じ

ラディシュは汚染井戸の暴露人口

日 本 の 上 水 基 準 は、そ れ ぞ れ

要はなく、水中で水分子と混在して大部分は焼却や埋立て処分にされギー消費で浄化できることから、途生物学的な浄化機構であるが、排効性が危惧されている。

「水の浄化とは何か」を考えると、。
が 0.8％（dry）含まれていた 8）

本法は今後の基本的な水質浄化が多い。日本の上水基準 0.01mg/L

0.3mg/L、0.05mg/Lである。除去率いる汚濁物質を分離することで浄る。途上国では、排水中のリン等の上国の上下水処理技術として、今後水処理の実績から明らかなように、 （WHOも同じ）を超える井戸水の暴は浄化を続けると上昇し、ヒ素は化は成立する。この分離では膜処肥料成分の農地利用が可能な排水広く普及していくものと期待される。

緩速ろ過法より浄化能力が高い。こ露人口は4,900万人、バングラディシ

70 ％前 後、鉄とマンガ ンはほ ぼ

理技術が卓越しており、どのような浄化システムが望ましく、本法は有れは薄層構造等による酸素の供給

ュの上水基準 0.05mg/L 超過の暴100％になった。無味無臭なヒ素は汚水からでも飲み水を作ることが可効であると考えられる。

能力が高いためである。

露人口は2,900万人と推計されてい短期間での除去効果は実感できな能である。

スリランカにおいて平均 BOD がる 6）。ヒ素の多い井戸水には鉄やマいが、鉄とマンガンの除去効果によ

しかしながら、このような高エネ

37mg/L の原水について、緩速ろ過

ンガン等も多く、これらも基準値をり、村では「初めて白いご飯が炊けルギー消費型の高度技術は、活性法の前処理として傾斜土槽法で浄超えている場合が多い。

た」と喜ばれている。

汚泥法の下水処理場が廃止された

して考案した傾斜土槽法は、ネパー

ヒ素は酸化的環境下ではオキシ

ネパールの状況をみても、途上国でルの無動力での下水処理やバング

水酸化鉄（FeOOH）に安定して吸着の一般的な運用は無理だと思われラディシュの重金属で汚染された井しており、水に溶出することはない。

る。また、水と分離後の汚濁物質は、戸水の浄水処理等へ、予想外に展これが嫌気的環境になると、鉄とヒどのように処分するのかという問題開し始めている。

素は還元され溶解性となり水中にもある。

表1

スリランカでの浄水結果
項目

試料名
処理水

原水
傾斜土槽①
傾斜土槽②
緩速ろ過

濁度n.t.u

BOD
mg/L
13.50.10.00.037.19.97.12.1

CODMn
総無機態窒素mg/Lmg/L
10.0
11.6
5.0
10.3
4.0
3.6
2.33.63注）傾斜土槽①②は各 2×10m、担体は①は砂利、②はアンスラサイト、処理水量は 8m ・day048

Civil Engineering Consultant

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溶出する。
バングラディシュは大河川の沖積■ おわりに国内のダム上流域の排水対策と本法の水質浄化は底面が傾斜し活性汚泥法による有機性排水のた薄層構造体の横方向に、原水を浄化では、含水率の高い汚泥が大自然流下させるというシンプルな方＜参考文献＞
1）傾斜土槽法による台所排水の有機性汚濁と栄養塩類の同時浄化、水環境学会誌、2005.5、生地正人 ,末次綾
2）スポンジ担体を用いた傾斜土槽法による有機性汚濁物 質と栄 養 塩 類 の 同 時 浄 化、水 環 境 学 会 誌
2014.7、生地正人ほか
3）傾斜土槽法を用いた小規模な環境インフラの可能性について、水環境学会シンポジウム要旨集、2015.9、
生地正人
4）アジア開発途上国における傾斜土槽法（SSCM）技術紹介の取り組み、水土の知、2015.1、宮下武士、
生地正人
5）有機汚染水（BOD30mg/L）
を飲料水に浄化する生物浄化ユニットの開発、緩速・生物ろ過国際会議、
2014.6、丸山和秀、橋口佳史
6）海外におけるヒ素汚染の実態と飲料水対策、水環境
学会誌、2014.2、中島淳
7）バングラディシュでの SSCM 実証実験について、（独）
水資源機構関東技術発表資料、2016、佐々原秀史
8）傾斜土槽法を用いた富栄養化対策、用水と廃水、
2005.12、生地正人

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