JPH01228598A - 水生植物による水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、流水路の水面に水生植物または水上で生育可
能な他の維管束植物を用いて、窒素、リンなどの栄養ｌ
ｚ類で富栄養化された河川、湖沼などの水又は雑排水な
どの原水を処理する水処理装ηに関するものである。

【従来技術］ 家庭用２１１排水、下水、工場排水、田畑の農耕水等各
凱汚水が流入する河川や湖沼、池あるいは人工的な１也
、噴水池、排水１醪、貯水槽等において（：ｔ１前記汚
水１月こ含まれる浮遊懸濁物ならびに有機物及び窒ぶ、
リン等の栄養塩類により、高栄養化され、水質が悪化１
７、魚類の生息が不可能になり、さらにその水質を悪化
させるという問題がある。 なぜなら、前記汚水によって汚染された水（以下本発明
では「原水」という）は富栄養化してプランクトン等が
大証に発生し、水中の酸素不足によって死滅した魚類や
プランクトン等の遺体の沈降、堆積によって底泥の１Ｍ
質がヘドロ化し、死滅した魚類やプランクトンは酸素分
解されろため、溶存酸素（ＤＯ）は消費され酸素不足の
状態となり、この酸欠状態が起きるとＨ２Ｓが発生しは
じめ、同時に鉄、マンガン、窒素、リンが溶出するから
である。 したがって、前記原水の富栄養化を停止させろためには
水底に酸素を供給し、栄養塩類等の溶出を防止すること
、あるいは底泥から溶出した栄養１ｇ類を何らかの方法
で除去することが必要である。 溶出した栄養塩類を除去する一般的な手段としては、底
泥をかき寄せ集め、ポンプ等にて吸い上げ、吸い上げた
汚泥を濃縮して固形物を作って廃棄するなどの機械的な
手段と、硫酸バンド等の凝集剤を投入してリンとｍ溶性
化合物を生成し不活性化したり、あるいは塩素等による
滅菌による化学的手段が知られている。 しかし、前者の８ｉ城的な処理手段では大規模な装置を
必要とし、後者の化学的な処理手段でＺま、化学的処理
装置や多量の凝集剤が必要となり、魚類や他の生物の生
息に不向きである。そして、両者ともに景観上も好まし
くない。 さらに、富栄養化現象が起きると植物の三大栄養素と光
合成の作用により藻が発生し、透明度を悪くするが、発
生した藻は微生物であるので濾過しても完全に除去でき
ないという問題があった。 そこで、浮遊性または挺水生の水草、たとえばホティア
オイやオランダガラシ、または水上で生育可能な他の維
管束植物を一過性または循環する水路の水面下に設けた
網状容器内に稙久込み、水中に発達した根の周辺に形成
する根圏微生物群の活動を主体として原水を処理する装
置がいくつか開示されている。（例又は特公昭６２−２
８７２０号参照） 前記水生植物の水中様の周辺に形成する根闇黴生物群の
活動を主体として原水を浄化する装置（息下本発明では
「水生植物）こよる処理装置Ｊという）においては、流
入した原水中の栄養塩類等の栄養物を植物の水中様に有
効に付着せしめれば、根圏微生物の活性を高め、原水中
の栄養物の吸収が促進されるので、原水の処理効果を高
めることができる。 【発明が解決しようとする課題】 従来の水生植物による水処理装置においては、流入した
原水中の栄養物を植物の水中様に有効に付着せしめろた
めに、流水路の底部の流水に適度の乱流を起こすための
阻止体、たとえば砂利や阻止板を設け、乱流の一部が植
物の水中根域を緩やかに流れるようにしている。 しかし、この手段では、有効な根圏微生物のコロニーを
発達させるためには、植物の根を流下する原水を有効に
上下に混合させるためにかなり激しい乱流を起こさなけ
ればならず、そのためにすでに形成した根圏微生物のコ
ロニーが剥離する危険がある。しかも、この手段では、
水路の随所に配置した乱流を起こす物体の大きさ、原水
の流量、流速、植物の根の発育による水路面積の変化等
によって乱流の発生状態が変化することもあり、阻止体
Ｊ！ｅ適性に配置することは難しく、水処理の効果性も
低いという問題点があった。 さらに、この手段では、水路の上部に繁殖した植物が水
没するのを防止する網状容器の直下に水中根が発達して
ｍ架すると、前記乱流によって混合された原水は、前記
水中根の上と下の部分とでは侵入状態が異なってくるの
で、原水中の栄養物の付着が効果的に行われず、結果的
には栄養物の吸収されろ効果が低いという問題点があっ
た。 さらに、この手段では乱流を起こすための阻１１：体を
水生植物の下面全体に渡って設置する必要があり、費用
も高いという問題点があった。 本発明は、面単な装置で原水の流水路に適度の乱流を発
生せしめ、原水中の栄養物を水生植物の水中根に有効に
付着せしめ、原水を効果的に処理し、魚類、他生物が住
むことができる程度の例えば、約０．５ｍの透明度の澄
んだ中水を得ろための水生植物による水処理装■を提供
することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を解決するために、流水路に水生植物を生育さ
せて成る水処理装置において、前記流水路内に、水生植
物を稙え付けた網状容器を複数間、前記流水路の流量を
成す対向する両側壁の少なくとも一方の側壁に適宜間隔
を介して着脱自在に設けろと共に、前記各容器と対向す
る流水路の他方の側壁間に主流路を形成して、前記容器
間に乱流を発生するようにしたことを特徴とするもので
ある。 さらに、前記流水路内の流れの方向に流量を成す一又は
複数の隔壁を設けて該−の隔壁及び前記流水路の側壁間
に、または前記複数の隔壁間に分割流水路を形成すると
共に、該分割流水路内に、水生植物を植付けた網状容器
を複数個、前記分割流水路の流量を成す少なくとも一方
の前記側壁又は隔壁に適宜間隔を介して着脱自在に設け
ろと共に、前記各容器と対向する分割流水路の側壁間に
主流路を形成して、前記各容器間に乱流を発生するよう
にしたことを特徴とするものである。 また主流路を、対向する流量すなわち、側壁及び又は隔
壁の両方に相対向して設けた各容器間に形成するように
すれば、乱流が前記主流路の両側で発生し、効果的な水
処理ができろ。 そして、前記流水路の底面に排泥手段を設けろと水処理
が効果的である。 さらに、前記水生植物を植付けた網状容器にフックを設
け、該フックを介して前記容器を前記流水路又は分、！
′ＩＩ流水路の側壁の上端に懸吊するとよい。

【作用】

流水路に原水を流入させろと、流水路の上部から見た原
水の流れは流水路あるいは分割流水路の少なくとも一方
の前記流量に取り付けた前記水生植物を櫃丸付けた網状
容器と対向する流水路ないしは分割流水路の流量との間
の主流路を通過すると、その流れの一部は前記容器を適
宜間隔を介して下流に取り付けている前記容器との間に
流れ込み、緩やかな渦状の乱流が発生する。ｎｔＪ記水
生植物の水中根は網状容器の直下及び周囲に発達し、原
水中の栄養１頭などの栄養物は的記水中根に付着し、根
圏微生物のコロニーが形成され、語生物によって汚水中
の有機物が分子’＋１され、前記水中浪から吸収される
。この時発生する渦流は緩やかに渦をひきながら降下す
るので、すでに形成した根圏（敞生物のコロニーが剥離
することなく原水の栄養物は水中根の上下全体に渡って
、はどよく何重することになり、根団徹生物の活性は高
められ、原水の栄養物の吸収が効果的に促進されろ。 このようにして、前記流水路あるいは分割流水路内の側
壁または隔壁から成る流壁に前記水生植物を植付けた網
状容器を複数個設けているので、流下した原水は次第に
処理され、魚類、他の生物が生じてき、且つこれを水−
ヒから観察できるほどの約０　、５ｍの透明度の澄んだ
中水を得ろことができろっ流水路を流下中に生物の作用
によって凝集し粗大化した原水中の懸濁物は、＠記水生
植物の水中根に付着せず、底面に落下すると、往面をゆ
っくりと押し流されることになるが、流水路の底面に設
けた排泥手段により、粗大化した落下懸濁物は効果的に
排出されろ。 また前記容器に−Ｉ　Ｈｔりを設け、該フックを前記（
ｌ′ｉ１１壁及び隔壁から成ろ流量の上端に懸吊すると
、前記容器を前記側壁から簡単に取り外すことが可能と
なるので、繁茂した水生植物あるいは枯死した水生植物
を容易にｈｉ替又司用面なり、又培養土の取り替又も、
根を除去することも簡単である。

【実施例］ 以下本発明の実施例について図面を参照して説明すると
、第２図において、窒素、リンなどの栄養塩類で富栄養
化された河川、湖沼などの水又は！排水などの原水が流
れろ流水路１１の水１ｒ１１に、浮遊性または挺水性の
水草、たとえばホティアオイやイランダガラシ又は水上
で生育可能な他の維管束植物などの水生植物１６を生育
させて、水中に発達した根の周辺に形成する根圏微イ４
二物訂の活動を主体として、前記原水を処理する水処理
装置１０において、前記流水路１１に隔壁１３を設けて
該隔壁１３及び前記流水路］１の側壁３５を流量４０と
する分割流水路１２を形成する。前記隔壁１３の上流側
端と下流側端にはそれぞれ整流板１４．１４′を流水路
１１の全断面に渡って設け、前記隔壁１３を支持固定す
る。前記整流板１４の上流側には前記原水を前記各分割
流水路１２に分配する分配池２２を設け、前記整流板１
４′の下流側には各分割流水路１２で処理された水の集
合ン也２３を設けである。 前記分配池２２に前記原水を送水するための導入管２０
を配管し、１）７Ｉ記ｍ合池２３内には前記処理水を送
水するための送水管２１がポンプ２４を介して配置され
ている。 前記各分割流水＃５１２内には、前記水生植物１６を石
、スポンジ、ロックウールなど（土ではなく、又、植物
の種類によって異なる）の培養土１８と共に上部断面、
四角形状を成すカゴ状の網状容器１５に植え込み、該網
状容器１５の上端に設けたフック１９を介して複数個、
前記分割流水路１２の流量たろ一方の前記側壁３５に適
宜間隔を介して懸吊すると共に、前記各容器１５と対向
する分割流水路の側壁３５との間に主流路４１を形成し
て、前記各容器１５間に乱流を発生ずるように設けてい
る。 なお、前記容器１５を複数個、前記分割流水路１２の両
方の流量たろ前記側壁３５および隔壁１３に適宜間隔を
介して着脱自在に設ける場合は、前記両方の側壁３５に
設けた各容器１５をそれぞれ対向する位置に配設すると
共に、対向する各容器１５間に主流路４１を形成して、
水流方向に並設した前記容器１５間に乱流を発生するよ
うに設ける。 なお、前記網状容器１５は上部ＵＩ面略円形状を成すカ
ゴ状のものであってもよい。さらに、前記網状容器１５
の上端に前記−ノック１９を設けずに、網状容器１５を
同様に配列して前記流量４０に取外し可能に固着しても
よし）。 前記流水路１１の底面は幅方向に傾斜させ、その最低位
置にバルブ２６を介して排泥管２５を設け、粗大化しｔ
コ落下懸濁物を集合せしめ排出できるようにしている５
、 次に、本発明の実施例の作用を説明すると、富栄養化さ
れた原水は導入管２０から流水路１１の分配池２２へ送
水されると、整流板１４を通過することによって整流さ
れ、各分割流水路１２へ分流される。分！′１１流水路
１２に流入された原水中の栄養塩類などの栄養物１ま前
記側壁３５及び隔壁１３から成ろ流量４０に取付けられ
た網状容器１５に植又付けられた水生植物１６の水中根
１７に付着し、根Ｉ！！　微生物のコロニーが形成され
、根圏微生物によって原水中の有機物が分解されて前記
水中択１７から吸収される。そこで、分割流水路１２に
流入された原水は、水生植物１６を植え付けた網状容器
１６と対向する分割流水路１２の前記隔壁１３との間の
主流路４１を通過すると、その流ｉ１の一部：ま前記網
状容器１５を適宜間隙を介して下流に取付けでいる前記
網状８器１５との間に流れ込み、緩やかな渦状の乱流、
すなわち９流２７が発生する。この渦流２７は砂やかに
烏を巻きながら降下するので、すでに形成した根圏微生
物のコロニーが剥離することなく原水中の栄養物は水中
根の上下全体に渡ってほどよく付着することになり、根
圏微生物の活性は高められ、原水中の栄養物の吸収が効
果的に促進される。このようにして前記分割流水路１２
内に水生植物１６を植付けた綿状容器１５を複数個設け
ているので、流Ｆした原水は次第に処理され、整流板１
４′を通過して集合池２３に到達する。このようにして
魚類や他生物が生育できるほどの０．５ｍの透明度の澄
んだ中水を得ることができる。流水路を流下中に生物作
用によって凝集し、粗大化した原水中の懸濁物は前記水
生ＩＩＩＩ物１６の水中根１７に付着せず流水路１１の
底部に落下し、この落下した懸濁物２９は幅方向に傾斜
している流水路１１の底面を低位置に、かつ下流にゆっ
（りと押し流されて移動し、随所に設けた排＠９２５の
バルブ２６を開けると、排泥管２５を通過して外部へ排
出されろ。 第４図（８１，（Ｃ）に示すように前記排泥管２５を設
けた位置周辺の底面に堆積槽２８を設け、前記落下懸濁
物２９を前記堆積槽２８に堆積させて随時前記排泥管２
５から排出するようにしてもよ（、又第５図に示すよう
に集合／ｌｉ！２３の底面に沈澱１１１３０を設け、流
水路１１の底面をゆっくり流されてきた前記落下懸濁物
２９を堆積させ、この堆積された落下懸濁物２９を沈澱
槽３０まで延長した排泥管３１から、排泥管３１に備え
たポンプ３２により排出してもよい。 前記水生植物１６を植え込む網状容器１５はカゴ状なの
で水中根１７ば網状容器１５の直下および周囲に発達し
、水中根１７の周辺に原水中の栄養懸濁物が捕捉されや
すくなり、根圏微生物のコロニーが形成されやすくなる
。さらに、フック１９を設けた網状容器１５を前記隔壁
１３の上端に前記７ツク１９を介して懸吊す乙ので、前
記網状容器１５をＶＡＡｌＢ２ら簡単に変換可能となり
、繁茂した水生植物１６、あるいは枯死した水生植物１
６を容易に槙替え可能となる。又培養土の取り替丈、根
の除去作業も簡単である。 本発明の装置は、第６図に示すように、池に流水＃８１
１を設は該流水路１１に本発明の水処理装置１０を設置
し、処理された水を汲み上げるポンプ３３を備えた循環
パイプ３４にて前記池に送水するようにして利用できろ
。さらに、第７図に示すように、自然あるいは人工の河
川にバイパスの流水路１１を設け、該流水路１１に本発
明の水処理装置１０を設置して水処理を行うこともてき
る。 とにかく、本発明の水処理装置は流水路があればその流
水路自体に簡単に設置することができろ、３【発明の効
果】　゛ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。 流水路に水生植物を生育させて成る水処理装置において
、前記流水路内に、水生植物を植付けた網状容器を複数
個、前記流水路の少なくとも一方の流量に適宜間隔を介
して着脱自在に設けると共に、前記各容器と対向する流
水路の他方の流量間に主流路を形成して、前記容Ｕ間に
乱流を発生するようにしたので、非常に簡単な装置であ
り、費用が安く、前記水生植物を植付けた各網状容器間
に発生する馬流は緩やかに降下するために、すでに形成
した根圏微生物のコロニーが剥離されろことなく、原水
中の栄養物は水中根の上下全体に渡ってほどよく付着す
ることになり、その結果根圏微生物の活性は高められ、
原水中の栄養物の吸収が効果的に促進され、魚類や他生
物が生育できるほどの０．５ｍの透明度の澄んｔ！中水
を得ろことができろ。 さらに、本発明の装置は全て自然な水処理装置であるの
で、魚類や他の生物に対して無害で安全な処理を行うこ
とができ、他の水処理装置と組合せるに際し、前処理あ
るいは後処理装置として用いることができる。 そして、人工的な流れにおいては流れの中間に本発明の
水生植物による水処理装置を簡単に設置することが可能
であり、公園などに設置すれば様々な観賞に耐える植物
を植え込むことにより、水生植物園的な見本園になるの
で、水の上では景観になり、水の下では原水処理装置と
なる。 さらに、各水生植物は各網状容器毎に植込よれているの
で、各網状容器毎に維持管理することができる。 また、流水路に隔壁を設けて分割流水路を形成し、該分
割流水路内に、本発明の水生植物による水処理装置を設
けろことにより、非常に効果的に水処理を行うことがで
きろ。 さらに、流水路の底面に排泥手段を設けることにより、
流水路を流水中に生物の作用によって凝集し粗大化した
原水中の落下懸濁物は効果的に排出され、水処理がなお
一層効果的に行われろ。 また、前記水生植物を植込んだ網状容器にフックを設け
、該フックを介して前記網状容器を流水路あるいは分割
流水路の流量を成す隔壁の上端にも吊することによって
、ｉ′ｉ′ｌＩ記網状容器金網状容器から簡単に交換可
能となるので、繁茂した水生植物あろいは枯死した水生
植物を容易に植替又可能となり、また培養土の取り替又
、根の除去作業も簡ｍに行うことができ、管理が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水性植物に、Ｌる水処理装置の部
分斜視図、第２図（Ａ）は平面図、第２図ｔＢ）は矢視
Ａ−Ａ断面図、第２図（Ｃ）は矢視Ｂ　−Ｂ断翻図、第
３図は水性植物を植付けた網状容器を側壁に取付けた斜
視図、第４図（Ａ）は本発明に係る装置の平面図、第４
図ＣＢ）は矢視Ｃ−Ｃ断面図、第４図（Ｃ）は矢視Ｄ−
Ｄ断面図、第５図は集合池の底面に沈紹槽を設けた要部
断面図、第６図、第７図は、本発明の装置９用いた応用
例の説明図を示す。 １０　水処理装置　１１・流水路 １２　分１ｊｌＪ流水絡　１３　隔壁　１４・・整流板
１５　Ｍ３状容器　１６・水生植物 １７　水中根　１８　・培養土　１９　ランク２〇−導
入管　２１・送水管２２・分配位置２３−実き池　２４
・ポンプ　２５・°排泥管２６　バルブ　２７　渦流　
２８　堆積槽２９　落下懸濁物　３０　沈澱槽　３１　
・排泥管３２．３３　　ポンプ　３４　ｗｊ環パイプ３
５　流水路側壁　４０　流量　４１　・主流路特許出願
人　有限会社ベルテクニカルカンパニー代工事人　所理
士　小倉正明 第３図 第６凹

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）流水路に水生植物を生育させて成る水処理装置に
   おいて、 前記流水路内に、水生植物を植付けた網状容器を複数個
   、前記流水路の流壁を成す対向する両側壁の少なくとも
   一方の側壁に適宜間隔を介して着脱自在に設けると共に
   、前記各容器と対向する流水路の他方の側壁間に主流路
   を形成して、前記容器間に乱流を発生するようにしたこ
   とを特徴とする水生植物による水処理装置。
2. （２）流水路に水生植物を生育させて成る水処理装置に
   おいて、 前記流水路内の流水方向に流壁を成す一又は複数の隔壁
   を設けて該一の隔壁及び前記流水路の側壁間に、または
   前記複数の隔壁間に分割流水路を形成すると共に、該分
   割流水路内に、水生植物を植付けた網状容器を複数個、
   前記分割流水路の流壁を成す少なくとも一方の前記側壁
   又は隔壁に適宜間隔を介して着脱自在に設けると共に、
   前記各容器と対向する分割流水路の他方の側壁又は隔壁
   間に主流路を形成して、前記各容器間に乱流を発生する
   ようにしたことを特徴とする水生植物による水処理装置
   。
3. （３）前記流水路又は分割流水路の流壁を成す対向する
   両側壁、又は一方の側壁と対向する隔壁又は両隔壁に前
   記各容器を対向させて適宜間隔を介して着脱自在に設け
   、前記両側壁、又は一方の側壁と対向する隔壁又は両隔
   壁の対向する各容器間に主流路を形成した請求項１又は
   ２記載の水生植物による水処理装置。
4. （４）前記流水路の底面に排泥手段を設けることを特徴
   とする請求項１又は２記載の水生植物による水処理装置
   。
5. （５）前記容器にフックを設け、該フックを介して前記
   容器を前記側壁の上端に懸吊する請求項１又は２記載の
   水生植物による水処理装置。