JPH02126995A - 土壌トレンチ - 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、し尿、生活廃水、工業廃水等の汚水を土壌に
浸透させて処分するとともに、同汚水を微生物の浄化機
能によって浄化処理するための土壌トレンチ（毛管浸潤
トレンチともいう。）に関する。

［従来の技術］ 以前からあったトレンチは、単に汚水を土壌に浸透させ
て処分することを目的とし、地面に掘ったトレンチ溝の
中に散水管を配設してから土壌を埋め戻すことにより形
成されていた。そのため、このトレンチにおいては汚水
の大部分が微生物による浄化活性の低い下層の土壌に重
力浸透してしまい、充分に浄化処理されないまま処分さ
れるという問題があった。

そこで、我国では上記トレンチを発展させ、汚水を微生
物による浄化活性の高い表層の土壌に毛管浸潤させるこ
とによって浄化処理も行える土壌トレンチが開発された
。

第２図に従って、この土壌トレンチ２１の構造を説明す
ると、まず大地２２にトレンチ溝２３を堀る。このトレ
ンチ溝２３の底に合成樹脂膜２４ａを敷いて樋状の不透
水槽２４を形成し、同不透水槽２４に粗砂、毛管砂等の
砂体２５ａを充填して下層部２５を形成する。

前記下層部２５の上方に透水性のある陶管等を用いた散
水管２６を配設し、同散水管２６の周囲に砂利、毛管砂
利等の砂利体２７ａを埋めて散水管周囲層部２７を形成
する。前記散水管周囲層部２７の上に網、不織布等の毛
管有体２８ａを敷いて境界層部２８を形成し、同境界層
部２８の上に現地土壌と、泥炭、ミミズの糞粒、余剰汚
泥等の有機質添加材とを混合した毛管改良土壌２９ａを
埋め戻して上層部２つを形成すれば完成する。

上記土壌トレンチ２１の散水管２６から滲出する汚水Ｗ
は、不透水槽２４により重力浸透が防止されるため、散
水管周囲層部２７及び下層部２５中を毛管サイフオン運
動した後に、それらの側部から大地２２に浸透するよう
になる。

従って、まず、この汚水Ｗに含まれる微生物が上記両層
部２７．２５の砂利体２７ａ及び砂体２５ａの表面に固
定し、安定した生物膜を作って棲息を始める。また、上
層部２９の毛管改良土壌２９ａに棲息する微生物も上記
両層部２７．２５に下降して砂利体２７ａ及び砂体２５
ａの表面に固定し、汚水Ｗに含まれない微生物を補う作
用をする。

上記微生物の固定後に散水管２６から滲出する汚水Ｗは
、前記砂利体２７ａ及び砂体２５ａの表面に棲息する微
生物の有機物分解機能等によって浄化されるようになり
、ＢＯＤ　（生物化学的酸素要求）、Ｃ０Ｄ（化学的酸
素要求）、ＳＳ（浮瀞物質）等が除去された後に、大地
２２に浸透処分される。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記土壌トレンチ２１においても次のような
問題がある。

（１）有機物の分解能力が限られている。これは次の理
由による。

■前記砂利体２７ａ及び砂体２５ａの表面には必ずしも
微生物が固定し易いとはいえず、微生物が充分に繁殖し
ない場合もある。

■前記砂利体２７ａ及び砂体２５ａ自体の吸水力は小さ
いため、汚水Ｗの浸透によって通気性が低下し、微生物
の浄化活性を低める。

■微生物によって汚水Ｗ中の有機物の分解が進むと、そ
の分解生成物である乳酸、酪酸、酢酸等によってｐＨが
微生物の活動に適さない微酸性となり、微生物の浄化活
性が低下する。

（２）窒素化合物の除去率が低い。これは、上記の理由
により微生物の活動が低下すると、アンモニア態窒素か
ら硝酸態窒素への硝化も充分に行われなくなるためであ
る。

（３）リン化合物（リン酸及びリン酸塩）の吸着容量が
限られている。いま、汚水Ｗにリン化合物が含まれる場
合、同リン化合物中のリン酸イオンは前記砂利体２７ａ
及び砂体２５ａの表面に吸着すると考えられる。しかし
、前記砂利体２７ａ及び砂体２５ａの表面積はさほど大
きくないため、吸着容量にも限りがある。

（４）施設面積が大きい。上記の通り、従来の土壌トレ
ンチは汚水Ｗの浄化能力が必ずしも高くなかったためで
ある。例えば、家庭廃水処理用の土壌トレンチにおいて
は、−人当り２ｍ以上の長さが必要であり、活性汚泥法
等と比べて広い土地を必要としていた。

（５）目詰りが起き易い。前記砂利体２７ａ及び砂体２
５ａでは汚水Ｗの毛管サイフオン運動が充分に行われな
いばかりでなく、上記の通り汚水Ｗの浄化能力も高くな
かったためである。そこで、従来は主土壌トレンチの他
にその１／２以上の大きさの予備土壌トレンチを並設し
、両土壌トレンチを交替で使用することにより、主土壌
トレンチの目詰りを自然浄化させて回復させる必要があ
った。

しかも、この自然浄化による回復には１〜２ケ月もかか
っていた。

本発明の目的は、汚水の浄化能力が高く、目詰りも起こ
りに＜＜、施設設備を小さくすることもできる新規な土
壌トレンチを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項１の土壌トレンチに
おいては、散水管の周囲に多孔質珪酸カルシウム水和物
粒状体を単独で又は砂利体と混合して配設するという手
段をとった。

また、請求項２の土壌トレンチにおいては、散水管の下
方に設けた樋状の不透水槽に多孔質珪酸カルシウム水和
物粒状体を単独で又は砂体と混合して充填するという手
段をとった。

［作用］ 散水管から滲出する汚水に含まれる微生物は、請求項１
の土壌トレンチにおいては散水管の周囲に配設された多
孔質珪酸カルシウム水和物粒状体（砂利体、を混合した
場合は、同砂利体も含む。）に固定し、請求項２の土壌
トレンチにおいては不透水槽に充填された多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粒状体（砂体を混合した場合は、同砂体
も含む。）に固定し、いずれも安定した生物膜を作って
棲息する。

ここで、多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体は多数の微
細な空隙を有するため、前記微生物の固定及び繁殖を容
易にするとともに、微生物の活動しやすい雰囲気をつく
る。すなわち、多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体は微
生物の好適な担体として作用する。

また、多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体は吸水力が大
きく、汚水が浸透したときの通気性を大きく向上させる
ので、微生物の浄化活性をさらに高める。

さらに、多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体は有機物分
解生成物である乳酸、酪酸、酢酸等を中和してｐＨ緩衝
し、汚水を微生物の活動に適した微アルカリ性に維持す
るため、微生物の浄化活性を低下させない。

上記のように浄化活性が高められた微生物によって、汚
水に含まれる有機物は迅速かつ確実に分解され、同じく
窒素化合物も効果的に酸化され、アンモニア態窒素から
硝酸態窒素への硝化が促進される。

また、汚水にリン化合物が含まれる場合、多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粒状体はその多数の微細な空隙にリン化
合物中のリン酸イオンを効果的に吸着するため、同リン
化合物は高い除去率で除去される。

また、この土壌トレンチにおいては、多孔質珪酸カルシ
ウム水和物粒状体により汚水の浸透性が高められて、同
汚水の毛管サイフオン運動が従来例より促進されるばか
りでなく、上記の通り微生物の浄化活性が高められるな
め、目詰りは起こりにくく、もし起こったとしても自然
浄化による回復は従来例より早い。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した土壌トレンチの実施例につい
て第１図を参照して説明する。

本実施例の土壌トレンチ１においては、大地２に幅３０
〜７０備かつ上広型で、深さ４０〜１００ａｎ、長さ数
ｍ〜１０数ｍ程度のトレンチ溝３が掘られ、このトレン
チ溝３の底には合成樹脂膜４ａが敷かれることにより、
汚水Ｗの重力浸透を防止するための樋状の不透水槽４が
形成されている。

この不透水槽４には多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体
５ａが単体で又は粗砂、毛管砂等の砂体５ｂと混合して
充填されることにより、下層部５が形成されている。こ
こで、砂体５ｂとは砂又は砂状の粒状体を広く指す意味
であり、その成分、粒径等は限定されない。また、多孔
質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａと砂体５ｂとを混合
する場合、その混合割合は特に限定されず、例えば多孔
質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａを２０容量％とする
ことができる。

前記下層部５の上方には透水性のある陶管等を用いた散
水管６が配設され、同散水管６の周囲には多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粒状体７ａが単体で又は砂利、毛管砂利
等の砂利体７ｂと混合して充填されることにより、散水
管周囲層部７が形成されている。ここで、砂利体７ｂと
は砂利又は砂利状の粒状体を広く指す意味であり、その
成分、粒径等は限定されない。また、多孔質珪酸カルシ
ウム水和物粒状体７ａと砂利体７ｂとを混合する場合、
その混合割合は特に限定されず、例えば多孔質珪酸カル
シウム水和物粒状体７ａを２０容量％とすることができ
る。

前記管周囲層部７の上には網、不織布等の毛管有体８ａ
が敷かれることにより、次の上層部９の落下を防止する
ための境界層部８が形成されている。この境界層部８の
上には現地土壌と、泥炭、ミミズの大粒、余剰汚泥等の
有機質添加材とを混合し−た毛管改良土壌９ａが埋め戻
されることによリ、通気性及び保水性のある上層部９が
形成されている。

さて、上記多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａ、７
ａとしては、例えばシリカのような珪酸質原料と石灰セ
メントのような酸化カルシウム質原料とを、公知の方法
で混合、硬化、高圧高温水蒸気養生してなる無機多孔質
の人口鉱物を挙げることができる。具体的成分としては
、トバモライト、ゾノトライト、Ｃ−８−Ｈゲル、フォ
シャジャイト、ジャイロライト又はヒレブタンダイトの
群から選ばれる１種又は２種以上を主成分とするものを
挙げることができる。ただし、Ｓ　ｉ　Ｏ２分とＣａＯ
分との構成比率や、他の微量成分の如何には限定されな
い。

また、上記多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａ、７
ａは、多数の微細な空隙を好ましくは５０〜９０％の空
隙率で有した多孔質のものである。この多数の空隙に微
生物が棲息して活動しやすい雰囲気を作るからである。

また、上記多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａ、７
ａの粒径は特に限定されないが、下層部５に使用する多
孔質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａについては５ｍ以
下が好ましい。これが５ｍを越えると、不透水槽４から
の汚水Ｗの毛管サイフオン運動が抑制されてくるからで
ある。また、散水管周囲層部７に使用する多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粒状体７ａについては５〜５０＋ｍｎが
好ましい。これが５ｍｍ未満になると、散水管６の汚水
流出口を小さくしなければならず、目詰りが起きやすく
なるという不具合があるからである。

上記の通り構成された土壌トレンチ１によれば、次のよ
うな作用効果を奏する。

（１）散水管６から滲出する汚水Ｗは、不透水槽４によ
り重力浸透が防止されるため、散水管周囲層部７及び下
層部５中を毛管サイフオン運動した後に、それらの側部
から大地２に浸透していく。

従って、まず、この汚水Ｗに含まれる微生物が、散水管
周囲層部７を形成する多孔質珪酸カルシウム水和物粒状
体？ａ（砂利体７ｂを混合した場合は、同砂利体７ｂも
含む。以下、同じ。）及び下層部５を形成する多孔質珪
酸カルシウム水和物粒状体５ａ（砂体５ｂを混合した場
合は、同砂体５ｂも含む。以下、同じ。）に固定し、安
定した生物膜を作って棲息する。また、上層部９の毛管
改良土壌９ａに棲息する微生物も、上記両層部７゜５に
下降して多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体７ａ、５ａ
に固定し、汚水Ｗに含まれない微生物を補う作用をする
。

ここで、前記多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体？ａ、
５ａは多数の微細な空隙を有するため、前記微生物の固
定及び繁殖を容易にするとともに、微生物の活動しやす
い雰囲気をつくる。すなわち、多孔質珪酸カルシウム水
和物粒状体５ａ、７ａは微生物の好適な担体として作用
する。

また、前記多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体７ａ、５
ａは吸水力が大きく、汚水Ｗが浸透したときの通気性を
大きく向上させるので、微生物の浄化活性をさらに高め
る。

（２）上記生物膜の形成後において、散水管６がら滲出
する汚水Ｗは次のようにして浄化され、大地２に浸透処
分される。

■汚水Ｗに含まれる有機物は、上記の通り多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粒状体７ａ、５ａによって浄化活性が高
められた微生物により迅速かつ確実に分解され、ＢＯＤ
、ＣＯＤ、ＳＳ等が有効に除去される。

いま、上記有機物が分解されると乳酸、酪酸、酢酸等が
生成する。しかし、本実施例においては多孔質珪酸カル
シウム水和物粒状体７ａ、５ａがこれらの酸を中和して
ｐＨ［衝し、汚水Ｗを微生物の活動に適した微アルカリ
性に維持するため、微生物による有機物の分解能力は低
下しない。

■汚水Ｗに含まれる窒素化合物も、多孔質珪酸カルシウ
ム水和物粒状体７ａ、５ａによって浄化活性が高められ
た微生物により効果的に酸化され、アンモニア態窒素か
ら硝酸態窒素への硝化が促進される。

また、前述した多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体７ａ
、５ａのｐＨ緩街作用により、上記窒素化合物の硝化は
さらに促進される。

■汚水Ｗにリン化合物が含まれる場合、同リン化合物中
のリン酸イオンは多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体７
ａ、５ａの多数の微細な空隙に効果的に吸着されるため
、同リン化合物は高い除去率で除去される。

上記の通り、本実施例の土壌トレンチ１は汚水Ｗの浄化
能力が非常に高いので、土壌トレンチの安全性及び信頼
性を確保することができるばかりでなく、施設設備を従
来例より小さくすることもできる。

（３）上記のように汚水Ｗが連続的に浄化処理されると
き、土壌トレンチ１の目詰りが心配される。

しかし、本実施例においては多孔質珪酸カルシウム粒状
体？ａ、５ａにより汚水Ｗの浸透性が高められて、同汚
水Ｗの毛管サイフオン運動が従来例より促進されるばか
りでなく、上記の通り多孔質珪酸カルシウム水和物粒状
体７ａ、５ａにより微生物の浄化活性が高められるなめ
、目詰りは起こりにくく、もし起こったとしても自然浄
化による回復は従来例より早い。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更して具体化することもできる。

（１）前記実施例では、散水管周囲層部７及び下層部５
の両層に多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体７ａ、５ａ
を配設したが、いずれが一方の層のみに多孔質珪酸カル
シウム水和物粒状体を配設しても前述した作用効果を奏
する。

（２）散水管周囲層７に多孔質珪酸カルシウム水和物粒
状体７ａを配設するに当り、その配設の仕方は限定され
ない。例えば、散水管６に直接接する部分については多
孔質珪酸カルシウム水和物粒状体７ａを単独で配設し、
その周囲については砂利体７ｂを単独で又は多孔質珪酸
カルシウム水和物粒状体７ａと混合して配設することも
できる。

（３）下層部５に多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体５
ａを配設するに当り、その配設の仕方は限定されない。

例えば、散水管周囲層７に直接接する部分については多
孔質珪酸カルシウム水和物粒状体５ａを単独で配設し、
その下方については砂体５ｂを単独で又は多孔質珪酸カ
ルシウム水和物粒状体５ａと混合して配設することもで
きる。

（４）さらに、上層部９に多孔質珪酸カルシウム水和物
粒状体を配設することもできる。これにより上層部２９
に棲息する微生物の繁殖が盛んになり、浄化活性も高ま
るので、同微生物が汚水Ｗに含まれない微生物を補う作
用が高まる。

［発明の効果］ 請求項１及び請求項２の土壌トレンチは、上記の通り構
成されているので、汚水の浄化能力が高く、目詰りも起
こりにくく、施設設備を小さくすることもできるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した土壌トレンチの実施例を模
式的に示す断面図、第２図は従来の土壌トレンチを模式
的に示す断面図である。 ４・・・不透水槽、 ５ａ・・・多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体、５ｂ・
・・砂体、６・・・散水管、 ７ａ・・・多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体、７ｂ・
・・砂利体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、散水管（６）の周囲に多孔質珪酸カルシウム水和物
   粒状体（７ａ）を単独で又は砂利体（７ｂ）と混合して
   配設してなる土壌トレンチ。 ２、散水管（６）の下方に設けた樋状の不透水槽（４）
   に多孔質珪酸カルシウム水和物粒状体（５ａ）を単独で
   又は砂体（５ｂ）と混合して充填してなる土壌トレンチ
   。