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Water cleaning method and equipment utilizing planting base plate

阅读:632发布:2021-07-19

专利汇可以提供Water cleaning method and equipment utilizing planting base plate专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water cleaning method and equipment utilizing a planting base plate which is high in a root taking rate and is capable of stably maintaining high cleaning efficiency. SOLUTION: Fine-grained soil 15 which constitutes the planting base plates 10 is placed on a bottom wall 12 pierced with pores 13 through which root systems 17 of plants 26 can pass across middle-grained soil 14 larger than these pores 13. The planting base plate 10 is supported by immersing the bottom wall 12 in the water surface 4 and underwater pollutants are adsorbed and absorbed into the root systems 17 of the plants 16 grown in the water from the pores 13. Preferably a catalyst filter bed 6 for cleaning is arranged in the water below the planting base plate 10 to cause the root systems 17 of the plants 16 grown in the water from the planting base plate 10 to entangle with the filter bed 6. Further, preferably, the catalyst filter bed 6 for cleaning is disposed in the water in a channel-like waterway 2 so as to intersect with the longitudinal direction of the waterway and the planting base plate 10 is disposed on the water surface 4 on the filter bed 6 across the entire width of the waterway.,下面是Water cleaning method and equipment utilizing planting base plate专利的具体信息内容。

  • 【特許請求の範囲】 【請求項1】植栽基盤となる細粒土を植物の根系が貫通可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して載置し、前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水させて支持し、前記孔から水中に生長させた植物の根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項2】請求項1の浄化方法において、前記植栽基盤の下方の水中に浄化用接触濾床を配置し、前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付かせてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項3】請求項2の浄化方法において、前記接触濾床を複数の紐状接触材により形成してなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項4】請求項3の浄化方法において、前記紐状接触材を、多数の天然繊維又は合成樹脂製の輪状体を各輪状体の輪の面と交差する方向に重ね合わせて弾性的に結合したものとしてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項5】請求項2から4の何れかの浄化方法において、前記浄化用接触濾床を水路内の水中に水路長さ方向と交差させて設け、前記植栽基盤を前記濾床上の水面に水路全幅に亘り設けてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項6】請求項5の浄化方法において、前記植栽基盤で覆われた水路の水中に送気してなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項7】請求項5又は6の浄化方法において、前記濾床に臨む水路内面を多孔質としてなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項8】請求項2から7の何れかの浄化方法において、前記接触濾床を生物処理可能材料製とし、水質浄化後の前記濾床を該濾床に絡み付いた植物の根系と共に前記植栽基盤から分離して生物処理してなる植栽基盤利用の水質浄化方法。 【請求項9】植栽基盤となる細粒土を植物の根系が貫通可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して載置し、前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水させて支持し、前記植栽基盤上の植物を前記孔から水中に生長させた根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させてなる水質浄化式緑化方法。 【請求項10】請求項9の緑化方法において、前記植栽基盤の下方の水中に浄化用接触濾床を配置し、前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付かせてなる水質浄化式緑化方法。 【請求項11】植栽基盤となる細粒土を植物の根系が貫通可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して載置し、前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水させて支持し、前記植栽基盤上の植物を前記孔から水中に生長させた根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させてなる植物培養方法。 【請求項12】請求項11の培養方法において、前記植栽基盤の下方の水中に浄化用接触濾床を配置し、前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付かせてなる植物培養方法。 【請求項13】植物の根系が生長可能な貫通孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して細粒土を載置して形成した植栽基盤、及び前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水させて支持する支持手段を備え、前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項14】請求項13の浄化装置において、前記植栽基盤の下方の水中に配置した浄化用接触濾床を設け、
    前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付かせてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項15】請求項14の浄化装置において、前記接触濾床を複数の紐状接触材により形成してなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項16】請求項15の浄化装置において、前記紐状接触材を、多数の天然繊維又は合成樹脂製の輪状体を各輪状体の輪の面と交差する方向に重ね合わせて弾性的に結合したものとしてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項17】請求項15又は16の浄化装置において、前記浄化用濾床に、平行な複数の紐状接触材へ所定間隔で固定した複数の棹、前記紐状接触材と平行に前記棹へ固定した複数の屈曲可能な高靭性補強帯、前記各棹の両端を水路の幅方向に渡して係止する係止手段、及び隣接する前記棹の中間部位で前記紐状接触材と補強帯とに固定した重錘棒を含め、前記棹を係止した時に前記重錘棒と紐状接触材と補強帯とを自重により垂下させて接触濾床を形成してなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項18】請求項14から17の何れかの浄化装置において、前記接触濾床を生物分解可能材料製としてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項19】請求項13から18の何れかの浄化装置において、前記植栽基盤を水路の全幅に亘る幅と前記貫通孔が穿たれた底壁とを有するカセット容器内に載置し、前記支持手段に前記カセット容器底壁と水面との間の相対位置の調節手段を含めてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項20】請求項19の浄化装置において、前記植栽基盤で覆われた水路の水中に送気装置を設けてなる植栽基盤利用の水質浄化装置。 【請求項21】植物の根系が生長可能な貫通孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して細粒土を載置して形成した植栽基盤、及び前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水させて支持する支持手段を備え、前記植栽基盤上の植物を前記孔から水中に生長させた根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させてなる水質浄化式緑化装置。 【請求項22】請求項21の緑化装置において、前記植栽基盤の下方の水中に配置した浄化用接触濾床を設け、
    前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付かせてなる水質浄化式緑化装置。 【請求項23】植物の根系が生長可能な貫通孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな粒度の土を介して細粒土を載置して形成した植栽基盤、及び前記植栽基盤を水面に前記底壁を浸水させて支持する支持手段を備え、前記植栽基盤上の植物を前記孔から水中に生長させた根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させてなる植物栽培装置。 【請求項24】請求項23の栽培装置において、前記植栽基盤の下方の水中に配置した浄化用接触濾床を設け、
    前記植栽基盤から水中に生長させた植物の根系を前記濾床に絡み付かせてなる植物栽培装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は植栽基盤利用の質浄化方法及び装置に関し、とくに水面に支持した植栽基盤から水中に生長させた植物の根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させる水質浄化方法及び装置に関する。 【0002】 【従来の技術】下水道や農業集落排水、合併浄化槽等からの二次処理水、生活排水が流入する河川や湖沼等の水域を浄化する技術として、植物を利用した水質浄化が注目されている。 植物を利用した水質浄化は、水質汚濁の原因となる窒素やリン等の栄養塩類の浄化が期待でき、
    更に水中の植物体表面に付着した生物群が有機物の分解や栄養塩類の除去に重要な役割を果たしていることが知られている(尾崎保夫、阿部薫「用水と排水」Vol.3
    5、No.9、p5)。 また、設備建設費や維持管理費が安く、運転管理が容易で省エネルギー的な処理技術であるといえる。 【0003】従来の植物を利用した水質浄化は、ホテイアオイやヨシ等の水生植物・抽水植物を中心に開発が進められており、フロート等を用いて植物体を被処理水の水面に支持して被処理水を浄化する方法等が提案されている。 この方法は、植物体の根系に微生物を付着させ、
    根系と微生物との相乗効果により水質を浄化するものである。 【0004】また、ホテイアオイ等の水生植物は利用価値が低いことから、特公平3-046200号は、イネ、サトイモ等の有用植物を用いて水質を浄化する方法を提案している。 この方法は、図8に示すように、幅と深さと緩やかな傾斜とを有する水路2に有用植物の株28を支持・固定することなく置き、植物の根17の実質的部分が水面4
    の下にあり且つ水路底5まで完全に達するような水深とし、しかも植物の株28が流されない程度の流速で水路2
    に河川・湖沼水や栄養塩に富む排水を流し、これによって有価植物を栽培すると同時に河川・湖沼水や排水を浄化するものである。 被処理水の流水1を前述した水深及び流速とすることにより、植物の根17に絶えず水を流通させると共に、プランクトンや糞の分解物29を植物の根
    17に効果的に吸収させる。 【0005】更に特開昭61-082898号公報は、濾材と植物を組み合わせることで、水生植物に限らず陸生植物をも水質浄化に利用する技術を提案している。 この方法は、図9に示すように、粘土鉱物及び/若しくは細砂が充填された濾床35に有用植物36を植え込んでバイオジオフィルタ31を調製すること、バイオジオフィルタ31
    に窒素、リン、及び/若しくはその他の無機成分を主成分とする汚濁成分を含む被処理水37を導くこと、有用植物36に被処理水37及び/若しくは濾床35に吸着された主として窒素及びリンを吸収させて有用植物36を成育させること、及びバイオジオフィルタ31から処理水を回収することを包含するものである。 同図において、供給路から培養槽32に供給された被処理水37は濾床35を通り、培養槽32の底部の多孔板34を介して集水渠33に入り、排水口38から外部へ処理水として排出される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のフロートで植物を支持する水質浄化方法や水上緑化方法では、、植栽当初に水面上で植物を根付かせて生長させる(以下、「活着させる」ということがある。)際に、風当たり等の環境条件や植物の種類によっては活着率が低い問題点がある。 また、この方法では客土厚を調整することで陸生植物の利用も可能であるが、湖沼や池沼等は一般に植物の根の伸張深さに対して水深が深いため、水質浄化効率は低いのが現状である。 【0007】前記植物の根を水底に接触させる方法は、
    水生植物の利用が前提であり、この方法で陸生植物を活着させることは困難である。 また、被処理水を浅い水路又は水槽に導いて浄化する必要があるので、広い水平面積の浄化施設を必要とする問題点がある。 【0008】他方、前記バイオジオフィルタを用いる浄化方法は、陸生植物を含む幅広い植物が利用できる利点はあるが、被処理水中の懸濁物質の濃度(汚濁負荷)が高い場合に目詰まりが発生し易く、定期的に濾材中に堆積した汚泥の引抜き等を行わなければ安定した運転が維持できないという問題点がある。 【0009】そこで本発明の目的は、活着率が高い植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置を提供することにある。 また本発明の他の目的は、高い浄化効率を安定的に維持できる植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置を提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】図1の実施例を参照するに、本発明の植栽基盤利用の水質浄化方法は、植栽基盤
    10となる細粒土15を植物16の根系17が貫通可能な孔13が穿たれた底壁12上に該孔13より大きな粒度の土14を介して載置し、植栽基盤10を水面4に底壁12を浸水させて支持し、孔13から水中に生長させた植物16の根系17に水中汚濁物質を吸着・吸収させてなるものである。 【0011】好ましくは、植栽基盤10の下方の水中に浄化用接触濾床6を配置し、植栽基盤10から水中に生長させた植物16の根系17を濾床6に絡み付かせる。 更に好ましくは、浄化用接触濾床6を溝状水路2内の水中に水路長さ方向と交差させて設け、植栽基盤10を前記濾床6上の水面4に水路全幅に亘り設ける。 【0012】また、図1を参照するに、本発明の植栽基盤利用の水質浄化装置は、植物16の根系17が生長可能な貫通孔13が穿たれた底壁12上に該孔13より大きな粒度の土14を介して細粒土15を載置して形成した植栽基盤10、
    及び植栽基盤10を水面4に底壁12を浸水させて支持する支持手段18(図2参照)を備え、植栽基盤10から水中に生長させた植物16の根系17に水中汚濁物質を吸着・吸収させてなるものである。 【0013】好ましくは、植栽基盤10の下方の水中に固定した浄化用接触濾床6を設け、植栽基盤10から水中に生長させた植物16の根系17を濾床6に絡み付かせる。 更に好ましくは、植栽基盤10を溝状水路2の全幅に亘る幅と貫通孔13が穿たれた底壁12とを有するカセット容器11
    内に載置し、支持手段18にカセット容器11の底壁12と水路水面4との間の相対位置の調節手段(図示せず)を含める。 【0014】 【発明の実施の形態】図1は、河川や被処理水を導いた溝状の水路2に本発明を適用した実施例を示す。 以下、
    同図を参照して本発明を説明するが、本発明は水路2への適用に限定されるものではなく、例えば湖沼や水槽内に本発明の水質浄化装置を設置して被処理水を浄化することも可能である。 水路や水槽の深さや形状は、浄化対象の被処理水や施設的な条件により定めることができる。 【0015】本発明で用いる植栽基盤10は、植物16の初期生育に必要な細粒土15を有する。 細粒土15として通常の自然土壌や培養土を使用できるが、パーライトやバーミキュライト、ゼオライト等の人工土壌資材を植栽基盤として使用することも可能である。 細粒土15は、植栽基盤10上での植物16の根量を増やして植栽初期の活着率を向上させるために有効である。 また、植栽基盤10だけを脱着可能なカセット式にしておけば、あらかじめ植物16
    が活着しある程度生育した植栽基盤10を用いることで、
    安定した植物機能の利用を図ることができる。 【0016】植栽基盤10の底壁12には、植物16の生長した根系17が伸出可能な貫通孔13を設ける。 貫通孔13の大きさは、底壁12を浸水させたときに植栽基盤10の土壌が過剰に通過し漏れることなく、かつ、植物16の根系17が通過できる程度の口径とする。 底壁12の浸水時に貫通孔
    13からの細粒土15の漏出を最小限に抑えるため、細粒土
    15は、貫通孔13より大きな粒度の土(以下、中粒土ということがある。)14を介して底壁12上に載置する。 例えば、貫通孔13より大きな人工用土を中粒土14として用いることができる。 中粒土14としてはパーライト等の人工資材のほか天然軽石等も利用可能である。 【0017】植栽基盤10は、支持手段18(図2参照)により、底壁12を浸水させて水面4に支持する。 植栽基盤
    10をどの程度水面下に沈めるかは、使用する植物16の種類や特性によって異なるため、調整可能とすることが好ましい。 例えば、植栽基盤10に水生植物のように十分湿った土壌条件を好む植物16が植栽されている場合は基盤
    10を深めに水中に沈め、一般的な陸生の草花等が植栽されている場合は浅めとする。 植栽基盤10の底壁12と水路水面4との間の相対位置は、例えば支持手段18により調節する。 【0018】植栽基盤10の底壁12の浸水時においても、
    植栽基盤10内の細粒土15は中粒土14を介して底壁12上に載置されているので、底壁12の貫通孔13からの細粒土15
    の漏出は最小限に抑えることができる。 細粒土15を浸水させても中粒土14の層により細粒土15の漏出が防げるので、植物16の種類や特性に適した浸水深さを選択できる。 他方、細粒土15中で伸びる植物16の根系17は、中粒土14の隙間を介して貫通孔13に到達し、水中に生長することができる。 【0019】[実験例1]本発明者は、植栽基盤10として、図2に示すような網目大きさ4〜6mmの網状構造の底壁12を有する園芸用植物栽培トレイ等の底に、その網目より大きな人工用土等の中粒土14を詰め、その上に通常の自然土壌・培養土等の細粒土15を載置したものを用い、本発明の効果を確認する実験を行った。 支持手段18
    として水路2の両側壁3、3の上端に係止する金具を園芸トレイに取り付け、この金具により植栽基盤10を水面上に支持した。 中粒土14として粒径が5〜10mm程度の黒曜石パーライトを使用し、細粒土15としてバーミキュライト、ピートモス、パーライト等の混合培養土を使用した。 また植物16として、ミント、ナデシコ、ガザニア等の何れも植え替えが不要な宿根性植物を植栽した。 被処理水は、水耕栽培用の液肥の所定量と水道水の所定量とを液肥混入器により混合した人工汚水を用いた。 【0020】トレイ両端の支持手段18により、中粒土14
    の頂面が浸水しない浸水深さで植栽基盤10を水面上に4
    月から9月までの半年間支持したところ、細粒土15上で植物16を活着させ、また図4に示すように植物16の根系
    17を底壁12から水中に生長させ、人工汚水により植物16
    を順調に成育させることができた。 本実験の結果から、
    細粒土15を用いることで植栽基盤10を水面上に支持した場合でも植物16を確実に活着させることができ、植物16
    の根系17が植栽基盤10から水中に生長した後は水中の汚濁物質によって植物16の生長が安定することが確認できた。 【0021】すなわち、本発明によれば、水面上への植物16の活着率を高め、植物16の根系17による水浄化を長期間安定的に維持できる。 また、水生植物だけでなく陸生植物を水面上に活着させることができるので、例えば根量が多い陸生植物の植栽により浄化効率の向上を図ることができる。 こうして本発明の目的である「活着率が高い植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置」の提供が達成できる。 【0022】 【実施例】本発明は、水面4に支持した植栽基盤10のみによる水質浄化が可能である。 しかし、植栽基盤10のみでは水との接触面積が小さく、また垂直方向への根系17
    の生長にも限界がある。 図1の実施例では、植栽基盤10
    による水質浄化と浄化用接触濾床6の接触酸化法による水質浄化とを垂直方向に組み合わせ、根系17と濾床6との相乗効果により被処理水の浄化の効率化を図っている。 【0023】接触濾床6の一例は、複数の紐状接触材7
    を流水1と交差させて設けたものである。 紐状接触材7
    の一例は、図7に示すように、多数の天然繊維又は合成樹脂製の輪状体を各輪状体の輪の面と交差する方向に重ね合わせて弾性的に結合して紐状としたものである。 紐状接触材7は微生物が付着し易いので生物膜の形成が容易であり、微生物が高密度で付着できるので生物膜による有機物や懸濁物質の捕捉が高く、しかも空隙が多くて目詰まりの心配がないのでメンテナンスが比較的容易であるという特徴がある。 【0024】図示例では、水路2内を通る流水1中に複数の紐状接触材7を固定して浄化用接触濾床6を設置している。 例えば図1では、流水1の流れ方向と平行に所定間隔で並べた複数の紐状接触材7の各々を、水路2の水面4の近傍と水底5との間で波形に折り曲げながら固定することにより接触濾床6を形成している。 紐状接触材7は、水路の側壁3に直接下垂又は支持するか、又は既存の水路2の場合は架台等を設置して固定する。 図示例の濾床6は、複数の紐状接触材7を波形に折り曲げて水路側壁3へ固定するだけで水中に配設することができるので装着が比較的簡単であり、同様な理由から取外しも比較的簡単である特徴を有する。 【0025】ただし、紐状接触材7による濾床6の形成方法は図1の例に限定されない。 例えば図2に示すように、流水1と交差する方向の紐状接触材7を水路2の水面4と水底5との間で波型に折り曲げながら固定して接触材7の面を形成し、流水1と交差する接触材7の面を流水1の水路長さ方向に沿って複数設けて接触濾床6とすることができる。 また図3に示すように、紐状接触材7に替えて、適当な接触材7が充填された網籠状架台19
    を流水1中に設置して接触濾床6としてもよい。 この場合は、網籠状架台19の網目の大きさを接触材7の漏出が防止でき且つ植物16の根系17が伸入可能な大きさとする。 また、水底に支持した網籠状架台19の頂壁を植栽基盤10の支持手段18とすることができる。 【0026】図1のように植栽基盤10を接触濾床6の上方に支持することにより、生長により植栽基盤10の底部から流水1中に伸出した植物16の根系17を濾床6に接触又は絡み付かせることができる。 接触濾床6は、流水1
    中の有機物や懸濁物質等の汚濁物質を高効率で捕捉し、
    捕捉した有機物を生物膜により分解する。 また、流水1
    中に生長した根系17は、流水1中の窒素やリン等の汚濁物質を吸着・吸収すると共に、根系17にも微生物膜が形成されることにより付着した有機物を分解する。 すなわち、根系17による窒素・リン等の汚濁物質の吸着・吸収と濾床6による有機性汚濁物質の付着・分解との相乗効果による被処理水の効率的浄化が図れる。 【0027】更に、根系17と濾床6との絡み付きにより、根系17の発達の促進が期待できる。 また、濾床6に捕捉された窒素・リン等の汚濁物質を植物16の根系17で吸収・除去することも期待できる。 濾床6に捕捉された窒素・リン等の汚濁物質は、接触酸化処理と嫌気処理とを繰り返す等の特別な処理工程を経ない限り、濾床6の生物膜による分解は難しいと考えられている。 本発明によれば、濾床6と根系17とを絡み付かせることにより、
    濾床6及び根系17に捕捉された流水1中の汚濁物質を、
    接触濾床6上の生物膜と植物16の根系17との共同作業で分解・吸収することが期待できる。 【0028】[実験例2]実験例1で用いた被処理水を、図2に示すような幅60cm、深さ60cm、長さ20mの実験用の溝状水路2に導き、植栽基盤10と浄化用接触濾床6との組合わせによる水質浄化の実証試験を行った。 水路2の両側壁3、3に塩化ビニル製の架台20を設置し、
    その架台20にリングレース(登録商標)と呼ばれる紐状接触材7を図示例のように波形に取り付け、接触濾床6
    を流水1中に固定した。 濾床6の上方の水面4に、実験例1で用いた植栽基盤10を支持手段18により底壁12を浸水させて支持した。 【0029】図4に示すように植物16の根系17が濾床6
    と接触するまで生長したのち、4月から9月までの半年間、流入水と流出水の水質を分析した。 その結果、6ヶ月間の平均で、流入水の硝酸態窒素濃度が12.2mg・
    L -1 、リン酸態リン濃度が2.8mg・L -1であったのに対し、流出水は硝酸態窒素濃度は7.4mg・L -1 、リン酸態リン濃度が0.5mg・L -1であった。 従来の紐状接触材7のみを設置した水路では流入水と流出水の窒素及びリン酸の濃度がほとんど同じであったのに対し、本実験では植物
    16の根系17の吸収により人工汚水中の窒素及びリン酸が浄化されている。 【0030】以上の実験によって、本発明では接触濾床6と植物16の根系17との相乗効果により、被処理水を高効率で浄化できることが確認できた。 また本発明は、接触濾床6と植栽基盤10とを垂直方向に配置するので、両者を水平的に組合わせた場合に比し、浄化施設の面積を格段に小さくできる。 しかも、接触濾床6は目詰まりの心配がないのでメンテナンスが容易であり、浄化効率を長期間安定して維持することができる。 【0031】図1及び2の実施例において、水路2の内面を多孔質(ポーラス状)とすれば、水路2の内面にも生物膜を積極的に形成して流水1の汚濁物質を捕捉・分解させることにより、流水1の浄化の更なる効率化が期待できる。 この場合、植栽基盤10から流水1中に生長させた植物16の根系17を水路内面に接触させ、根系17に流水1中の汚濁物質と水路内面に付着した汚濁物質とを吸収させることにより、上述した接触濾床6と根系17との絡み付きによる相乗効果と同様の効果を得ることも期待できる。 【0032】また、接触濾床6を天然椰子製の網状体や生分解性の不織布マット等の生物処理可能材料製とすれば、水質浄化後の濾床6を絡み付いた植物16の根系17と共に植栽基盤10から分離し、分離した濾床6を根系17と共に生物処理することができる。 例えば、水質浄化後の濾床6と根系17とをコンポスト化し、有価資源としてリサイクルする。 【0033】更に、植栽基盤10を水路2への脱着が容易なカセット容器11内に載置すれば、植栽基盤10のメンテナンスの容易化が図れる。 図2の例では、流水1が通る水路2の全幅に亘る幅と貫通孔13が穿たれた底壁12とを有するカセット容器11内に、貫通孔13より大きな中粒土
    14を介して植栽基盤10を載置している。 カセット容器11
    の水路側壁3と対向する側縁に支持手段18として係止部材を取り付け、係止部材をそれぞれ対向する側壁3上へ係止することによりカセット容器11を水面4に着脱容易に支持する。 また、図示例の支持手段18はカセット容器
    11の側縁の水路側壁3に対する係止高さの調節手段を有し、カセット容器11に植栽する植物16の種類や特性に応じて、支持手段18によりカセット容器11の底壁12と水面4との間の相対位置を調節することができる。 【0034】図示例のカセット容器11に載置した植栽基盤(以下、カセット形植栽基盤ということがある。)10
    は、例えば水路2に沿って複数個を隣接させて支持することにより、水路2の水面4を水路長さ方向に沿って覆う植栽基盤10とすることができる。 この場合は、接触濾床6に付着した生物膜に酸素を供給するため、植栽基盤
    10で覆われた水路2の流水1中に空気や酸素を送る送気装置8を設けることが好ましい。 図示例の送気装置8は散気管9と空気ポンプ(図示せず)を有し、ポンプにより散気管9を介して流水1中に送気する。 空気送入で水が攪拌されることにより、水中の汚濁物質と微生物膜との接触機会が増え、微生物の活性及び水質浄化の効率を向上すると共に、植物の根の健全な生育を促すことができる。 【0035】更に、接触濾床6を下端が自由移動可能なものとすることにより、メンテナンスの更なる容易化を図ることができる。 この場合は接触濾床6に、図5及び6に示すように、平行な複数の紐状接触材7へ直に所定間隔で固定した複数の棹21と、紐状接触材7と平行に棹21へ固定した複数の屈曲可能な高靭性補強帯23と、各棹21の両端を水路2の幅方向に渡して係止する係止手段
    24と、隣接する棹21の中間部位で紐状接触材7と補強帯
    23とに固定した重錘棒25とを設ける。 使用に際し、水路2の側壁又は水路2に設けた架台20に棹21を係止し、重錘棒25と紐状接触材7と補強帯23とを自重により垂下させる。 紐状接触材7は本来屈曲自在であり、補強帯23も屈曲可能な部材であるから、重錘棒25が水中で下降を続けるとやがて隣接棹21の間で補強帯23は長さ一杯に延び、そして重錘棒25を頂点とするV字形となった位置で濾材6の下向き展開が終り、同図に示すような波形の接触濾床6が形成できる。 【0036】棹21は、例えば水路2の対向側面3の水面近傍に同一高さで対向させて取付けたアングル部材からなる架台20に係止する。 架台20の支持を補強するため、
    必要に応じて取付けブラケット27(図6参照)を側面3
    に固定してもよい。 係止手段24の一例は、架台20に穿った棹21の端部より大きな径の孔である。 補強帯23は、重錘棒25の垂下を可能にする屈曲容易性と最下点到達後は流水等の外力があっても重錘棒25の位置を移動させない高い靭性とを併有する必要があり、その材料の例はテトロン布、ポリプロピレンテープ、ナイロン布等である。
    好ましくは、補強帯23を棹21の両端に設け、重錘棒25の位置の安定化を図る。 重錘棒25は、水中で紐状接触材7
    と補強帯23との垂下を誘導するように機能するものであれば足り、製作及び取り扱いの便宜のために棹21と同一の部材としてもよい。 紐状接触材7と補強帯23とを棹21
    及び重錘棒25に固定するため、断面弧状の抑えカセット
    22を用いることができる。 【0037】図5及び6から理解できるように、補強帯
    23が高い靭性を有するので、接触濾床6の展開時の波形は流水1に抗して維持される。 また、補強帯23により棹
    21から吊下げられた重錘棒25は一定範囲内で前後左右に移動可能であり、また濾床6の機能を損うことなく紐状接触材7及び重錘棒25を上向きに押上げることも可能である。 即ち、図示例の接触濾床6は上部のみ固定で下部はフリーであり、濾床6の取付け及び取外しが極めて容易である。 【0038】以上、水質浄化方法及び装置について説明したが、本発明を水域及び陸域における水質浄化式緑化方法及び装置として利用することも可能である。 すなわち、植栽基盤10となる細粒土15を植物16の根系17が貫通可能な孔13が穿たれた底壁12上に該孔13より大きな中粒土14を介して載置し、植栽基盤10を緑化対象水域又は陸域の水面4に底壁12を浸水させて支持し、植栽基盤10上の植物16を貫通孔13から水中に生長させた根系17に水中汚濁物質を吸着・吸収させることにより成育させる。 また、植栽基盤10の下方の水中に浄化用接触濾床6を配置し、植栽基盤10から水中に生長させた植物16の根系17を濾床6に絡み付かせることにより、根系17の発達の促進が期待できる。 【0039】また本発明は、緑化方法及び装置としてだけでなく、水質浄化式の有用植物栽培方法及び装置として利用することが可能である。 例えば精油の原料となるミントや食材・ポプリとして利用されているバジル・
    ローズマリー等のハーブ類、カラー等の観賞用切り花、ソルガム・セスバニア等の飼料用作物、ケナフ・パピルス等の非木質パルプ資源作物などの有用植物の栽培に本発明の適用が考えられる。 本発明によれば、下水道や農業集落排水、合併浄化槽等からの二次処理水等の排水を利用して、これらの有用植物が栽培できる。 【0040】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の植栽基盤利用の水質浄化方法及び装置は、植物の根系が貫通可能な孔が穿たれた底壁上に該孔より大きな中粒土を介して細粒土を載置した植栽基盤を水面に底壁を浸水させて支持し、前記孔から水中に生長させた植物の根系に水中汚濁物質を吸着・吸収させるので、次の顕著な効果を奏する。 【0041】(イ)植物を水面上へ活着させ、水域の富栄養化や汚濁の原因となる窒素やリンを含む生活雑排水や工業・農業排水、湧水等を長期間安定的に浄化することができる。 (ロ)植栽基盤の下方の水中に接触濾床を配置すれば、
    植物の根系と接触濾床との相乗効果による被処理水の高効率浄化が期待できる。 (ハ)流水の水路内面を多孔質とすれば、水路内面に形成された生物膜と根系との相乗効果による水質浄化の更なる効率化も期待できる。 (ニ)生物処理可能材料製の接触濾床を用いることにより、水質浄化後の濾床を絡み付いた根系と共にコンポスト化処理することができる。 【0042】(ホ)植栽基盤と接触濾床とを垂直的に組合わせることができ、両者を水平的に組合わせた場合に比し、格段に小さい面積で水質の高度浄化が達成できる。 (ヘ)植栽基盤を水路に脱着可能なカセット形植栽基盤とすることができ、植栽基盤のメンテナンスの容易化を図ることができる。 (ト)下端が自由移動可能な接触濾床とカセット形植栽基盤とを組合わせることにより、メンテナンスが極めて容易な水質浄化装置とすることができる。 (チ)水生植物だけでなく陸生植物を植栽できるので、
    利用価値の高い陸生植物等を用いることにより、付加価値を高めることができる。 【0043】(リ)植え替えが不要な宿根草等を植栽することにより、植栽基盤のメンテナンスの一層の容易化を図ることができる。 (ヌ)植物による水域の景観の向上が期待でき、ミント等ハーブ類を利用することで香りを楽しめる等のアメニティ性の向上も期待できる。 (ル)親水公園、農村公園、教育福祉等との施設と一体化を図り、環境啓蒙や環境教育の点からも付加価値の高い浄化施設の構築に貢献できる。 (ヲ)下水道や農業集落排水等の排水を利用した有用植物の栽培への利用が期待できる。

    【図面の簡単な説明】 【図1】は、本発明の一実施例の斜視図である。 【図2】は、本発明の他の実験例の断面図である。 【図3】は、本発明の更に他の実験例の断面図である。 【図4】は、本発明で用いる植栽基盤の一例を示す写真である。 【図5】は、本発明で用いる浄化用接触濾床の一例の斜視図である。 【図6】は、図5の実施例の側面を接触濾床の内側から見た図である。 【図7】は、本発明で用いる紐状接触材の一例の説明図である。 【図8】は、従来の植物利用の水質浄化方法の一例の説明図である。 【図9】は、従来の植物利用の水質浄化方法の他の一例の説明図である。 【符号の説明】 1…流水 2…水路3…水路側壁 4…水面5…水路底面 6…浄化用接触濾床7…紐状接触材 8…送気装置9…散気管 10…植栽基盤11…カセット容器 12…底壁13…貫通孔 14…中粒土15…細粒土 16…植物17…根系 18…支持手段19…網籠状架台 20…架台21…棹 22…抑えカセット23…補強帯 24…係止手段25…重錘棒 27…取り付けブラケット28…有用植物の株29…プランクトンや糞の分解物31…バイオジオフィルタ 32…培養槽33…集水渠 34…多孔板35…濾床 36…有用植物37…被処理水 38…排水口

    フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 3/10 A01G 27/00 502E (72)発明者 工藤 善 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内(72)発明者 田中 俊樹 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内(72)発明者 八村 幸一 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内(72)発明者 通山 忠治 東京都港区元赤坂一丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内Fターム(参考) 2B022 AB04 AB20 2B027 ND01 ND15 NE10 QA05 QB03 4D003 AA01 AA08 AB02 BA07 EA14 EA17 EA19 EA30 4D040 CC01 CC02 CC05 CC07

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