JP2001173074A

JP2001173074A - 地表水清浄装置

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Publication number: JP2001173074A
Application number: JP35714399A
Authority: JP
Inventors: Ryugo Yamamori; 隆吾山守
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】高効率に地表水を清浄にして、産業での実施に
適する構造及び機構を備えている地表水清浄装置及び地
表水を清浄にして最適な深さの地中に回収する地表水清
浄装置を提供する。【解決手段】地表水清浄装置は、炭酸カルシウム含有量
が６０重量％（サンゴ石灰岩の単位重量基準）以上のサ
ンゴ石灰岩粒子の集合体若しくはそのサンゴ石灰岩粒子
を含む無機質粒子の集合体からなる充填材が、水透過性
材に収納されてハウジングの内部に充填されて、地表水
がハウジングに流入して充填材により清浄化されて流出
する構造のもの、及び清浄化されて流出する地表水を所
望の土壌深さに浸透させる手段を備えてなるものであ
る。【効果】充填材の交換が容易であって目詰りに対する処
置が容易であって、地表水を清浄化して微細な混入物の
除去が容易となる。また、清浄な地表水を所望の深さの
土壌中に放出して地中に回収することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地表水を化学的に
も清浄な水として地中に回収する地表水清浄装置関し、
別の本発明は、地表水を清浄な水にして地中の最適な場
所に浸透させる地表水清浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地表に発生した地表水は、透水性舗装、
浸透側溝、浸透ます、道路浸透ます及び浸透トレンチ等
を通じて地中へ浸透させて回収する及び河川へ放流され
る等して水資源として利用される。地表水は、雨水、雪
融水、地表水、湧水若しくは地下上昇水等の自然現象由
来のものが殆どであって、発生頻度及び発生量の多いの
が雨水である。地表水は、地中及び河川を流れてその流
れる過程で、農業用水、工業用水及び生活用水等として
利用されて、廃水等（廃水、汚染水、下水及び汚泥等）
として排出され、物理化学処理及び生物学的処理によっ
て、ＢＯＤ値その他の数値が基準値以下になるまで清浄
化されて河川等に放出される。汚水及び廃水の物理化学
処理については、爆気、還元、酸化、中和、イオン交
換、凝集、吸着、抽出、加熱、殺菌、沈殿、遠心、振
動、脱気、凍結、膜分離、ろ過、電気及び紫外線等の照
射等による様々な処理方法が提案されていて、汚水及び
廃水の生物学的処理についても、好気性菌、嫌気性菌、
その他の微生物及び動植物等の処理方法が提案されてい
る。

【０００３】一方、産業的に実施されている地表水の地
中への回収装置は、砕石層、砂利層若しくはポ−ラスコ
ンクリ−ト層より地表水をろ過して混入物を分離する機
構を備えているだけである。産業的に実施されている地
表水を地中に回収する装置は、透水性舗装、浸透側溝、
浸透ます、浸透トレンチ、浸透池、地中貯水槽及びその
他の浸透施設等がある。浸透ますは、一般的には、高さ
（深さ）５０〜１００ｃｍで、直径４０〜５０ｃｍ若し
くは幅３０〜４０ｃｍの大きさのものである。

【０００４】次に、従来の、透水性舗装、排水性舗装、
浸透側溝、浸透ます及び浸透トレンチについて説明す
る。図１１は、従来の透水性舗装の説明図である。透水
性舗装は、舗装表層がアスファルト混合物により透水性
の層に形成されて、その舗装表層が砕石層（上層路盤）
とその下の砂利層（下層路盤）を介して路床に積層され
た積層構造になっていて、地表水がその積層を透水浸透
して路床に拡散する。しかし、透水性舗装は、舗装表層
の構造に由来して粘土、砂若しくは塵埃等の微細粒子に
よって容易に目詰りして水透過性が短期間で低下若しく
は停止する。排水性舗装は、路面の勾配を利用して地表
水を路面から浸透側溝若しくは通常の側溝に流して、浸
透側溝ではそこから地表水を地中に浸透させて、通常の
側溝では地表水を側溝から排水ます（桝）に導いて地中
に浸透させるか、更に溝を通じて河川に放流する。

【０００５】図１０は、従来の浸透側溝の説明図であ
る。浸透側溝１００は、側溝側面１０１をポ−ラスコン
クリ−トにより形成してその外側に砕石１０２を充填し
て、浸透側溝１００に流れ込んだ地表水を側溝側面１０
１、…１０１から地中に浸透（図１０の矢印を参照）さ
せる構造になっている。浸透側溝には、側溝底面からも
地表水が地中に浸透（図８の矢印を参照）する構造のも
のもある。透水性舗装（図１１参照）及び浸透側溝（図
１０参照）は、汎用手段として使用されているが、地中
に浸透した地表水が土壌構造によっては長期に路盤に滞
留して路盤の強度の低下及び不安定化を引き起こして、
舗装面自体の亀裂及び破壊も発生する。浸透ます及び道
路浸透ます（集水ますの用途に応じた名称）は、ポ−ラ
スコンクリ−ト若しくは有孔コンクリ−トによります
（桝）を形成してその外側周辺に砕石を充填して、ます
内部の地表水をポ−ラスコンクリ−ト壁面及び外側の砕
石の層によりろ過して地中に浸透させている。浸透ます
及び道路浸透ますは、粘土、砂、塵埃及び落ち葉等によ
り目詰まりが容易に生じて地中への地表水の浸透が停止
するので、ごみ捕捉用のかごが内部に取り付ける等して
大きなごみ由来の目詰まり防止が図られている。

【０００６】図９は、浸透トレンチの説明図であって、
有孔コンクリ−ト製道管９０を砕石層９１で囲んだ状態
で溝内に埋設して、地表水が道管９０の孔から流出する
に際して砕石層９１でろ過して地中に浸透させる。従っ
て、浸透トレンチも、砕石層９１が容易に目詰まりして
汚染した地表水をそのまま地中に滞留する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の地表水の地中へ
の回収装置は、下記（イ）〜（ト）等に代表される種々
の問題点を有している。（イ）従来の透水性舗装は、粘土、砂若しくは塵埃等の
付着により表層が容易に目詰まりして、かつ、目詰まり
を解消して元の状態に復帰させるのが困難で、かつ、目
詰まりを生じない構造にするのが困難であるとの問題点
を有している。（ロ）従来の透水性舗装は、施工費用が高く、かつ、施
工を目詰まりが生じにくい地域に限定せざるを得ないと
の問題点を有している。（ハ）従来の、浸透ます、道路浸透ます及び雨水集水ま
す等（以下において、それらを浸透ます等という）は、
塵埃、粘土及び土砂等の地表水への混入頻度が大きく、
目詰りが生ずる可能性が大きいとの問題点を有してい
る。（ニ）従来の浸透ます等は、そのろ過機能からして、化
学的に汚染した地表水（例えば、酸性化した地表水）を
清浄化する能力を備えていないとの問題点を有してい
て、かつ、化学的に汚染した地表水が従来の浸透ます等
によって地中に放出されているとの問題点を有してい
る。（ホ）従来の浸透ます等は、それ自体のろ過性能を向上
させることができないとの問題点を有している。（ヘ）従来の浸透ます等は、汚染が大きい地表水が発生
する地域には使用できないとの問題点を有している。（ヘ）従来の浸透ます等は、水はけが悪い土壌構造の場
所では、地表水の長期滞留が土壌中に生じるので、土壌
構造によっては使用できないとの問題点を有している。
そこで、従来の浸透ます等の問題点を解決するための様
々な検討が本発明者により理論的及び実験的に行われて
本発明が創作された。

【０００８】第一の本発明は、地表水を物理的かつ化学
的に清浄にすることが可能であって、かつ、下記（Ａ）
〜（Ｌ）等の特徴を備える地表水清浄部を提供するこ
と、を目的とする。（Ａ）目詰り発生の頻度が小さくなる。（Ｂ）目詰りが発生しても容易かつ簡単に元の状態に回
復可能である。（Ｃ）地表水に混入の無機物及び有機質物の除去が容易
である。（Ｄ）ろ過能力の増強（特に、著しく増強）が容易であ
る。（Ｅ）化学的に汚染した地表水の清浄化（特に、高度の
清浄化）が容易である。（Ｆ）酸性化した地表水の中和が容易である。（Ｇ）地表水にに混入の微細な混入物（例えば、分子レ
ベルの大きさの混入物）の捕捉が容易である。（Ｈ）汚染が大きい地表水が発生する地域にも使用可能
である。（Ｉ）集水槽の構造及び形状に制約を受けない。（Ｊ）安価に製造可能である。（Ｋ）取り替えが容易である。（Ｌ）地表水の回収率が向上する。

【０００９】第二の本発明は、前記（Ａ）〜（Ｌ）の特
徴を備えて、しかも、下記（ａ）〜（ｂ）の特徴が付加
されていいる地表水清浄部を提供すること、を目的とす
る。（ａ）清浄化した地表水を土壌での拡散に適合した場所
に放出し得るとの特徴を備えている。すなわち、地表水
の路盤への滞留という事故を生じさせずに地表水を地中
に放出し得るとの特徴を備えている。（ｂ）地表水を土壌中で滞留させることなく清浄な水と
して地中に浸透させることが可能であるとの特徴を備え
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第一の本発明（請求項１
に記載の発明）による地表水清浄装置は、炭酸カルシウ
ム含有量が６０重量％（サンゴ石灰岩の単位重量基準）
以上のサンゴ石灰岩粒子の集合体若しくはそのサンゴ石
灰岩粒子を含む無機質粒子の集合体からなる充填材が、
水透過性材に収納されてハウジングの内部に充填されて
なる構造を備える地表水清浄装置であって、ハウジング
が、充填材に接触する地表水を流入させる流入部と、充
填材に接触後の地表水を外部に流出させる流出部とを有
する形状を備えて、集水槽の水排出系に設置可能な構造
を備えていること、を特徴とするものである。

【００１１】第二の本発明（請求項２に記載の発明）に
よる地表水清浄装置は、（１）炭酸カルシウム含有量が
６０重量％（サンゴ石灰岩の単位重量基準）以上のサン
ゴ石灰岩粒子の集合体からなる充填材若しくはそのサン
ゴ石灰岩粒子を含む無機質粒子の集合体からなる充填材
が、内部の充填材に接触する地表水が流入する流入部
と、充填材に接触後の地表水が外部に流出する流出部を
有する形状のハウジングの内部に水透過性材に収納して
充填されてなる構造を備える地表水清浄部と、（２）地
表水清浄部から流出の地表水が流入可能で地表水を地中
に導出する導出部を有する導管と、を備えて、地中に導
出部が位置する長さの道管に形成されてなるものである
こと、を特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】第一及び第二の本発明は、前述の
発明の構成からなるもので、地表水に特有の汚染が、特
定条件のサンゴ石灰岩粒子の集合体からなる充填材が充
填された構造的特徴を有するろ過装置によって清浄化さ
れるとの本発明で見いだされた事実を基礎とするもので
ある。以下において、第一及び第二の本発明の実施の形
態を図１〜図８に基づいて具体的に説明する。なお、各
図において、同一符号を付したものは、同一若しくは同
等のものを示している。

【００１３】〔第一の本発明〕第一の本発明を図１〜図
６に基づいて具体的に説明する。なお、図１〜図６は、
第一の本発明の好適な実施の形態ではあるが、第一の本
発明に包含される多様な実施の形態の例示の一部であ
る。

【００１４】「地表水清浄装置の全体構造」第一の本発
明による地表水清浄装置は、充填材（代表的には、石灰
岩粒子の集合体）がハウジングに充填されてなるもの
で、図１は、充填材が内部に充填されているハウジング
（ケ−シング、覆い）の実施の形態の一例示の説明図で
ある。図１において、ハウジング１は、円筒状胴部２と
その上部に一体的にに形成の円弧面３からなるもので、
充填材がその内部空間（例えば、内部空間全体）に充填
されている。円筒状胴部２及び円弧面３には規則的配置
の孔４、…４が配設されて、地表水が孔４、…４を通じ
てハウジング１内部に流入して充填材層の空隙を通過し
て円筒状胴部２の下部の開放口５から流出する。円弧面
３は、その中央部２０の孔４、…４の数を多くして（図
２を参照）、充填材層の上端部から層中を流れ下る地表
水を多くして、かつ、円弧面に形成することによって水
衝負荷に対する強度が大きくなっている。円弧面３の孔
４、…４の条件（大きさ、数及び配置）は、充填材層の
清浄性能及び地表水の汚染度等との関係で決めることが
可能である。

【００１５】円弧面３の孔４、…４は、円筒状胴部２に
配設される孔４、…４と形状及び大きさにおいて同一で
あってもよいが、相違する形状及び大きさにすることも
可能である。円筒状胴部２の高さは、ハウジング使用時
の状況（例えば、水没状態で使用する等）等との関係か
ら決めることが可能であって、その断面はハウジング１
への地表水流入の均一性等から決めることが可能であ
る。地表水流入の均一性からは、円筒状断面にするのが
適している。円筒状胴部２の形成の孔４、…４は、規則
的配列にして円筒状胴部２から均一に内部に流れ込むよ
うにして、しかも、孔４、…４が存在しない領域を円筒
状胴部２の高さ方向の中央部６及び下方部７に設けるこ
とによって、充填材の清浄能力を大きくしている。円筒
状胴部２の下方部７の空間は、ハウジング１の下部をス
リ−ブ等によって集水槽内部の受け部に嵌め込むのに有
効である。

【００１６】円筒状胴部２及び円弧面３は、本発明の
「ハウジングの流入部」の一例示であって、開放口５
が、本発明の「ハウジングの流出部」の一例示である。
なお、本発明の「ハウジングの流入部」は、図１に示す
例が代表的ではあるが、複数の孔を配置の平面若しくは
水の透過性が大きい材料の面によって形成されることも
可能である。また、孔４、…４は、不規則に配置する及
び孔４、…４の集団郡を複数設ける等して配設されるこ
とも可能である。本発明の「ハウジングの流入部」は、
代表的には、地表水がその水頭によってハウジング内部
に流入して充填材層と効率よく接触可能な構造に形成さ
れて、充填材層との接触（例えば、逐次的接触）が終了
した地表水が効率よくハウジング外に流出する構造に形
成されている。

【００１７】本発明のハウジングそれ自体は、地表水の
流入部及び流出部が配設可能であって、充填材が内部に
充填可能な空間を有する形状であれば、その形状におい
て任意である。従って、図１の円弧面３が平面であっ
て、円筒状胴部２が円筒状以外の形状であることも可能
である。ただし、本発明で特定される条件のサンゴ石灰
岩粒子の集合体により地表水特有の化学的汚染の反応に
よる除去では、図１に示すハウジング１が、装置構造の
点から本発明の効果を最大に享受可能である。

【００１８】なお、本発明の「地表水」は、地表に発生
した水であって、主として、自然現象由来のものであ
る。地表水は、例えば、雨水、雪融水、地表水、湧水若
しくは上昇地下水等が代表的ではあるが、それ以外のも
のであることも可能である。本発明の「地表水」には、
処理（例えば、ろ過装置等による清浄化処理）されたも
のも含まれる。例えば、地表水の従来のろ過装置に直列
に本発明のろ過装置（本発明の地表水清浄装置は、ろ過
機能を有しているので、ろ過装置でもある）が設けられ
ることがある。また、本発明のろ過装置によれば、海水
を含む地表水の清浄化が可能であるので、本発明の「地
表水」には、海水を含む地表水も含まれる。

【００１９】ハウジング１は、粘土主原料の素材の成形
焼成により一体形状若しくは分割可能な形状に形成され
ているもので、必要があれば、それ以外の素材若しくは
形状であることが可能である。ハウジング１は、粘土主
原料の成形焼成物であれば本発明の効果が享受可能であ
るが、特定の原料を用いることによって、本発明により
享受の効果をより向上させることが可能である。特定の
原料としては、例えば、川平陶石、大嵩陶石、陶石セリ
サイト及び宮崎粘土等の陶磁器原料がある。これらの陶
磁器原料は、配合割合等を最適化することによって、ハ
ウジング１をして、発明の効果を向上させるのに有効
な、形状、強度及び耐食性を備えるものにすることがで
きる。

【００２０】ハウジング１は、開放口５から集水槽の水
出口（代表的には、集水槽内の水出口）に地表水が流出
可能に配設されている（図１を参照）。開放口５は、例
えば、開放口５の下端部若しくはその近傍に取り付け具
（例えば、ねじ）を設けて装着自在に集水槽の水出口に
取り付ける等して設けられる。シ−ル部にパッキン（例
えば、Ｏリングパッキン）を使用してシ−ルを強固にす
ることも容易である。ハウジング１は、装着自在に設置
されるので、充填材の性能低下及び目詰まり等の事故が
生じた場合には、ハウジング１自体を容易かつ簡単に交
換してその性能を元の状態にすることが可能である。ハ
ウジング１の充填材は、水透過性材にに収納された状態
で新たらしいものと交換されて、容易かつ簡単に性能を
元の状態にすることが可能である。次に、本発明に用い
る充填材を具体的に説明する。

【００２１】「充填材」充填材は、炭酸カルシウム含有
量が６０重量％（サンゴ石灰岩の単位重量基準）以上の
サンゴ石灰岩粒子の集合体若しくはそのサンゴ石灰岩粒
子を含む充填材用粒子の集合体からなるものが本発明に
おいて使用される。従来の充填材層に接触処理して行う
浄水は、細孔由来の吸着面積が大きいという理由から活
性炭の使用が一般的であって、天然鉱物（例えば、麦は
ん石、黒曜石等）は極くまれに飲用水に特定ミネラルを
溶出させるのに使用されているだけである。従って、従
来においては、地表に多量に発生して地域の環境を汚染
することがある地表水を天然鉱物によって清浄化すると
いう発想が存在していなかった。また、天然鉱物はその
種類が多く、天然鉱物と浄水との関係を検討することは
著しく困難であるとされていた。そこで、多種多様な天
然鉱物粒子の充填層による地表水の清浄化が本発明にお
いて検討されて、生物源堆積岩を粉砕した粒子が、その
表面積の点から地表水の清浄化に使用可能性があること
が見い出された。生物源堆積岩では、生物源石灰岩が地
表水の清浄化に使用可能性があること、石灰岩の生物源
には、サンゴ、層孔虫、石灰カメイン、有孔虫、二枚貝
及び巻貝等が挙げられる。そして、生物源石灰岩に属す
るサンゴ石灰岩の粒子集合体からなる充填層を地表水を
通過させる場合には、接触時間が短くても、化学的にも
清浄化し得ることが本発明者によって見いだされた。

【００２２】サンゴ石灰岩は、一般的には、サンゴ若し
くはサンゴと他の硬い骨格及び殻を作る生物が堆積した
石灰質堆積物であって炭酸カルシウムが５０重量％以上
を占める石灰岩であると定義されている（「原石岩石図
鑑」、（株）保育社、昭和６２年、１１１ｐ等参照）。
しかし、本発明での検討によれば、炭酸カルシウム含有
量が６０重量％以上（好ましくは、７０重量％以上）で
ある場合には、そ炭酸カルシウムの反応性が関係する地
表水の化学的清浄化が有効になることが見いだされてい
る。サンゴ石灰岩粒子は、生物種としてサンゴ以外の生
物種が混在する場合であっても本発明による効果の享受
が可能である。なお、サンゴ石灰岩粒子の炭酸カルシウ
ム含有量の上限については議論があるが、例えば、おお
よそ８５重量％程度のものであっても本発明においても
使用可能である。

【００２３】サンゴ石灰岩粒子は、炭酸カルシウム含有
量が６０重量％以上（好ましくは、７０重量％以上）で
あれば、本発明による効果の享受が可能であるが、サン
ゴ石灰岩粒子から精製水に溶出するカルシウム（ｍｇ／
リットル）／マグネシウム（ｍｇ／リットル）の濃度比
率が１５〜３０の範囲である場合には本発明の効果の享
受がより有効になる。カルシウム／マグネシウムの濃度
比率は、例えば、３００ｇのサンゴ石灰岩粒子を精製水
１リットルに入れて３０分振動（２０±１０℃の）後に
３０分かけてサンゴ石灰岩粒子と分離した精製水に含ま
れるカルシウムとマグネシウムとの濃度（ｍｇ／リット
ル）を測定（測定は原子吸光光度法による）を測定する
ことによって得られる。

【００２４】〈サンゴ石灰岩粒子の大きさ〉サンゴ石灰
岩粒子は、それの集合体を充填層にして、一般的な浸透
ますの寸法（例えば、深さ５０〜１００ｃｍ、直径４０
〜５０ｃｍ）の槽の水出口に設けて流出する地表水を通
した場合に、通水速度が確保されて、汚染した地表水の
物理的清浄性（例えば、固体汚染物質の捕捉性能）及び
化学的清浄性が確保される大きさで使用されることが望
ましい。ただし、サンゴ石灰岩粒子が、例えば、下限が
０．０８ｍｍ（ＪＩＳＫ３８３２号に規定のメンブラン
フィルタ−法により測定）の大きさで、上限がＪＩＳＺ
８００１８（１９９４）に規定の目開き基準寸法２５ｍ
ｍの網ふるいを通過して目開き基準寸法２２ｍｍの網ふ
るいを通過しない大きさである場合には、サンゴ石灰岩
粒子による物理的清浄性及び化学的清浄性の効果が向上
して本発明による効果の享受が容易になる。また、サン
ゴ石灰岩粒子は、下限が０．１ｍｍの大きさで、上限が
目開き基準寸法１６．０ｍｍの網ふるいを通過して目開
き基準寸法１３．２ｍｍの網ふるいを通過しない大きさ
である場合には、本発明による効果の享受がより容易に
なる。なお、ハウジングに充填されているサンゴ石灰岩
粒子の多く（例えば、７０重量％以上）が、そのような
大きさである場合には、本発明による効果の享受が容易
になる。

【００２５】〈サンゴ石灰岩粒子の加熱処理〉サンゴ石
灰岩粒子は、特に、加熱脱水処理されている場合には、
汚染した地表水の分子レベルの大きさの汚染物質の捕捉
及び炭酸カルシウムの反応性に関与するサンゴ石灰岩粒
子の化学的清浄能力が増大しその能力が持続する。そし
て、サンゴ石灰岩粒子が、例えば、１５０〜５００℃
（好ましくは、２００〜４００℃）で処理された場合に
は、そのような能力の増大及び持続が容易になる。充填
材は、サンゴ石灰岩粒子由来の効果が享受可能であれ
ば、サンゴ石灰岩粒子以外の無機質粒子が混入する混合
系であることも可能である。混合系の充填材としては、
例えば、サンゴ石灰岩以外の石灰岩、石灰岩以外の岩石
及び広義のセラミックス等とサンゴ石灰岩粒子との混合
系が挙げられる。混在系充填材は、例えば、サンゴ石灰
岩粒子が５５重量％以上（混在系充填材の単位重量基
準）であることが望ましい。

【００２６】「充填材の収納」サンゴ石灰岩粒子の集合
体若しくはサンゴ石灰岩粒子を含む無機質粒子の集合体
は、水透過性材に収納されてハウジング１の内部に充填
される。水透過性材は、水透過性及びサンゴ石灰岩粒子
不透過性の材である。本発明の「水透過性材」の「材」
は、充填材をハウジング１に充填するのに有効な形状を
備えて、粒子の集合体である充填材を収納するのに有効
な形態（例えば、ハウジング１の内部空間に近似の形状
の袋等）を備えるものである。本発明の「水透過性材」
は、軟質の袋状体が代表的ではあるが、充填材を収納し
てハウジング１の内部に装着可能であれば、硬質の容器
状物であることも可能である。水透過性材としては、例
えば、不織布（例えば、ポリエステル不織布等）により
形成された袋状体等がある。水透過性材は、充填材を収
納した状態でハウジング１の内部空間に取り外し可能に
する等して固定される。固定手段は任意であって、例え
ば、プラスチック製枠状リング等の簡便な器具をハウジ
ング１の円筒状胴部２の内部に挿入して、その弾性によ
って固定することも可能である。特別の固定器具（固着
器具を含む）を使用することも可能である。

【００２７】「地表水清浄装置の使用」地表水清浄装置
は、集水槽に設置されてそれに集水若しくは集水して貯
留される地表水の清浄に使用される。集水槽は、地表水
を集水若しくは集水して貯留するのに有効な槽であれ
ば、その用途、大きさ及び形状について特に制約がな
く、槽以外の名称（例えば、ます、容器等）によって特
定されるものであることも可能である。集水槽の代表例
としては、集水ます、集水槽、貯留槽及び移動槽等があ
る。集水槽は、例えば、既存の、集水ます、ろ過ます、
除じんます、浸透ます、道路浸透ます、雨水集水ます、
雨水浸透ます、雨水貯留ます、排水ますその他の浸透施
設と同等若しくは類似の構造を有することが可能であ
る。

【００２８】地表水清浄装置は、例えば、コンクリ−ト
の集水槽を形成してその底部の水出口に図１のハウジン
グ１の下部をスリ−ブその他の手段により装着自在に設
けられる。集水槽を浸透ますと同様の形状にしておけ
ば、従来の浸透ますに替えて著しく性能が向上した地表
水の回収装置が得られる。また、既存の、集水ます、ろ
過ます、除じんます、浸透ます、道路浸透ます、雨水集
水ます、雨水浸透ます、雨水貯留ます、排水ますその他
の浸透施設を地表水清浄装置に設けて、地表水がそれに
よって清浄化して地中に浸透させる等してもよく、既存
のそれらの浸透施設の機能と地表水清浄装置を併用して
機能させるようにしてもよい。

【００２９】次に、図３〜図５に基づいて地表水清浄装
置の使用について別の実施の態様の例示の一部を説明す
る。図３は、地表水清浄装置が排水ます（排水溝である
ことも可能）に設置されている人工植栽土の説明図であ
る。人工植栽土３０は、土壌層３１の雨水が透水層３２
を通じて砕石層３３に流れて、有孔コンクリ−ト若しく
はポ−ラスコンクリ−トの排水ます３４、…３４に流仕
込んで、地表水清浄装置３５、…３５で清浄化されて地
中に浸透するか若しくは管路を通じて流末に流れる（図
３の矢印を参照）。

【００３０】図４は、地表水清浄装置が雨水のろ過部に
設置されている雨水の沈殿貯留槽の説明図である。雨水
の沈殿貯留槽４０は、沈殿部４１、ろ過部４２及び貯水
部４３の区域が設けられていて、雨水が、沈殿部４１に
流れて沈殿処理されて、ろ過部４２を通ってオ−バ−フ
ロ−して流れこむ貯水部４３で貯留されている。従来に
あっては、ろ過部４２は、雨水が砕石若しくは人工骨材
等のろ過層４３によりろ過されて貯水部４３に移されて
いた。しかし、図４の雨水の沈殿貯留槽４０にあって
は、ろ過部４２が地表水清浄装置４４、…４４を備える
構造になっていて、沈殿部４１の雨水が地表水清浄装置
４４、…４４により清浄化されて貯水部４３に移され
る。

【００３１】図５は、地表水清浄装置が設置されている
雨水貯留槽の説明図であって、雨水は配管５０を通じて
雨水貯留槽５１に流入して貯留されて、雨水貯留槽５１
の水出口に設置された地表水清浄装置５２で清浄化され
て流出する。地表水清浄装置５２は、例えば、図１及び
図２に示すハウジング１を横向きに設置して雨水を横方
向から円弧面３に流入させることも可能である。

【００３２】〔第二の本発明〕第二の本発明を図６乃至
図８に基づいて具体的に説明する。なお、図６乃至図７
図は、第二の本発明の好適な実施の形態ではあるが、第
二の本発明に包含される多様な実施の形態の例示の一部
である。

【００３３】図６は、第二の本発明による地表水清浄装
置の一実施の形態の説明図である。図６において、地表
水清浄装置６０は、地表水清浄部を構成するハウジング
６１がコンクリ−トます６２により支持されてコンクリ
−トます６２に結合された導管６３が地中に伸びてい
る。なお、第二の本発明は、地表水清浄部から流出の地
表水が直接的に道管に流入してもよく、若しくは地表水
清浄部から流出の地表水が何らかの装置を経由して（す
なわち、間接的）道管に流入してもよく（図６及び図７
の場合）、いずれの場合も、本発明の効果を同等に享受
可能である。ハウジング６１は、第一の本発明の地表水
清浄装置の具体例であるハウジング１と充填剤を含めて
同様の構成を有している。コンクリ−トます６２は、縦
長の横断面円状の形成されて強固に立設されて、ハウジ
ング６１の下端部がその内周面の上方部に形成の段部６
４により支持されて、ハウジング６１の下方部がコンク
リ−トます６２の上方部の受け部６５に嵌め込まれる構
造になっている。コンクリ−トます６２は、その下方の
開放口付近に目板６６が設けられて、目板６６と段部６
４との間の空間領域には充填材６７（ハウジング６１の
充填材と同様）が水透過性材に収納された状態で充填さ
れている。コンクリ−トます６２はその下端部に設けら
れた取付固定部６８に導管６３が取付られている。導管
６３は地中に伸びてその先端部に地表水の流出孔を有す
る導出部６９が設けられている。導管６３は、不錆性及
び大強の硬質製管であるのが望ましい。導管６３の長さ
は、土壌構造等との関係から決めらることが可能であっ
て、地表水が停滞することがない土壌層に至る長さであ
るのが望ましい。本発明の「導出部」は、孔以外の手段
に地表水を導出させる構造であってもよく、その手段に
おいて任意であって、例えば、導管６３の先端開放口若
しくはそれに類するものに透水性膜を取り付ける等して
もよく、導管６３の一部若しくは先端部を透水性素材か
ら形成して導出部にしてもよい。地表水は、ハウジング
６１に流入してそこで充填剤により清浄にされて、コン
クリ−トます６２に流れ落ちてそこの充填材６７で清浄
化されてから導管６３を通じて土壌中の所望の深さに放
出される。

【００３４】図７は、第二の本発明の地表水清浄装置の
他の一実施の態様の説明図である。図７において、地表
水清浄装置７０は、地表水清浄部を構成するハウジング
７１が、集水ます７２に固定された円筒部７３に装着自
在に設置されて、その円筒部７３の下部に装着される道
管７５は、地表水の流出孔を有する導出部７６が地中に
配置して設けられている。円筒部７３は、図６のコンク
リ−トます６２と同様に水透過性材に収納の充填材が充
填されている。集水ます７２は、砕石７７とコンクリ−
ト層７８とからなる基礎に固定して設けられて、その上
端部が地表面と同一面で、蓋７９で覆われている。地表
水は、流入配管（図示せず）を流入して集水ます７２に
集められてから清浄にされる。

【００３５】図６及び図７に示す地表水清浄装置６０、
７０によれば、二段の充填材層により高度に清浄化され
た地表水を地中に浸透させることができる。また、図６
及び図７に示す地表水清浄装置６０、７０においては、
地表水を地中に浸透させるに際して、土壌構造との関係
から地表水が停滞せずに円滑に流れる地中の位置に導出
部６９、７６を配置できる長さに導管６３、７５を形成
することが可能となる。

【００３６】土壌構造は、一般的には、地表水、懸垂水
帯、毛管水帯、地下水帯及び不透水帯を有する構造では
あるが、地表水の集水域及び流域の相違によって相当に
変化することがある。地表水清浄装置６０、７０は、導
出部６９、７６が地下水帯に位置する長さに導管６３、
７５を形成するのが適している。ただし、地下水帯が著
しく深い場合には、それより浅い水はけが良好な地層に
導出部６９、７６が位置する長さに導管６３、７５が形
成される。導管６３、７５は、一般的には、約１．５ｍ
乃至３．５ｍ程度の長さであると、地下水帯若しくはそ
れに近い層に導出部６９、７６を配置させることが可能
である。地表水清浄装置６０、７０が、道路若しくはそ
れに近い位置に設けられる場合には、道路の強度が維持
される地中の位置に導出部６９、７６を配置させる必要
がある。

【００３７】図８は、道路の断面構造の説明図であっ
て、舗装にあっては、下層路盤が交通荷重を分散させて
路床に伝達し、含水量の変化に伴う路床の容積変化の影
響が舗装に与える影響を小さくして、寒冷地での凍結防
止に重要な役割をはたしている。従って、地表水清浄装
置６０、７０の導管６３、７５は、下層路盤の機能に影
響を与えない深さに設置される。なお、本発明において
は、本発明の目的に合致して、本発明の効果を特に害さ
ない限りにおいては、改変あるいは部分的な変更及び付
加は任意であって、いずれも本発明の範囲である。

【００３８】

【発明の効果】第一の本発明の地表水清浄装置によれば
下記（イ）〜（チ）に代表される様々な効果が得られ
る。（イ）充填材がハウジングに充填されて設置されている
ので、充填材をハウジングと一体若しくは個別に容易に
交換可能な構造にすることが可能になって、目詰りが発
生しても容易かつ簡単に本来の機能を発揮させることが
可能である。（ロ）地表水清浄装置は、サンゴ石灰岩粒子の集合体若
しくはサンゴ石灰岩粒子を含む無機質粒子の集合体から
なる充填材層に地表水を通すだけで、化学的に汚染した
地表水を清浄化することが可能になって、微細な混入物
（例えば、分子レベルの大きさの混入物）を除去可能と
なる。（ハ）地表水清浄装置は、サンゴ石灰岩粒子の集合体の
特性によって、酸性化した地表水を中和して、地表水に
含まれる重金属イオン等までも除去することが可能にな
る。（ニ）地表水清浄装置は、ハウジングに充填材が充填さ
れて簡単な構造になっているので、ハウジングの大きさ
若しくは充填材量の変更によって、清浄能力の増強（特
に、著しく増強）が極めて容易である。（ホ）地表水清浄装置は、安価なサンゴ石灰岩粒子を充
填材にして、ハウジングも粘土が主原料が焼成成形物等
により形成可能であるので工業的に安価に供給可能であ
って、産業的にも有益である。（ヘ）地表水清浄装置は、簡単な構造であるので、既存
の各種の集水ます等にも容易に設置可能である。（ト）地表水清浄装置は、それを取り付ける対象となる
槽（ますその他を含む）の構造及び形態に制約されるこ
とがない。（チ）地表水に発生する汚染に応じて適切な充填材量を
選択可能である。（リ）従来実現が困難であるとされていた、地表水を清
浄にして地中へ回収する操作が容易に行えるようにな
る。（ヌ）清浄地表水の地中への回収が、工業的規模で行う
のが容易になる。（ル）地表水の回収率が向上する。第二の本発明の地表
水清浄装置によれば、上記（イ）乃至（ル）に代表され
る様々な効果に加えて、下記（ｉ）乃至（ｉ）に代表
される様々な効果も得られる。（ｉ）清浄地表水を所望の深さの地中に浸透させること
が容易になる。（ｉｉ）土壌構造の機能を損なわない箇所に清浄地表水
を浸透させることが容易になる。（ｉｉｉ）土壌構造中に回収した地表水が停滞する等の
事故が生じなくなる。（ｉｖ）土壌が、汚れた地表水に汚染される等の事故が
なくなる。（ｖ）地中に回収される清浄地表水量が著しく増大す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の本発明による地表水清浄装置のハウジン
グの説明図である。

【図２】第一の本発明による地表水清浄装置のハウジン
グの部分拡大の説明図である。

【図３】第一の本発明による地表水清浄装置の使用の一
実施の態様を示す説明図である。

【図４】第一の本発明による地表水清浄装置の使用の他
の一実施の態様を示す説明図である。

【図５】第一の本発明による地表水清浄装置の使用の他
の一実施の態様を示す説明図である。

【図６】第二の本発明による地表水清浄装置の説明図で
ある。

【図７】第二の本発明による地表水清浄装置の説明図で
ある。

【図８】土壌構造断面の説明図である。

【図９】従来の地下排水コウの説明図である。

【図１０】従来の透水性側溝の説明図である。

【図１１】従来の透水性舗装の説明図である。

【符号の説明】

１ハウジング２円筒状胴部３円弧面４孔５開放口２０中央部３０人工植栽土３１土層３２透水層３３砕石層３４排水ます３５地表水清浄装置４０雨水の沈殿貯留槽４１沈殿部４２ろ過部４３貯水部４４地表水清浄装置５０配管５１雨水貯留槽５２地表水清浄装置６０地表水清浄装置６１ハウジング６２コンクリ−トます６３導管６４段部６５受け部６６目板６７充填材６８取付固定部６９導出部７０地表水清浄装置７１ハウジング７２集水ます７３円筒部７５道管７６孔７７砕石７８コンクリ−ト層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸カルシウム含有量が６０重量％（サン
ゴ石灰岩の単位重量基準）以上のサンゴ石灰岩粒子の集
合体若しくはそのサンゴ石灰岩粒子を含む無機質粒子の
集合体からなる充填材が、水透過性材に収納されてハウ
ジングの内部に充填されてなる構造を備える地表水清浄
装置であって、ハウジングが、充填材に接触する地表水を流入させる流
入部と、充填材に接触後の地表水を外部に流出させる流
出部と、を有する形状を備えて、集水槽の水排出系に設
置可能な構造を備えていること、を特徴とする地表水清
浄装置。
【請求項２】（１）炭酸カルシウム含有量が６０重量％
（サンゴ石灰岩の単位重量基準）以上のサンゴ石灰岩粒
子の集合体からなる充填材若しくはそのサンゴ石灰岩粒
子を含む無機質粒子の集合体からなる充填材が、内部の
充填材に接触する地表水が流入する流入部と、充填材に
接触後の地表水が外部に流出する流出部を有する形状の
ハウジングの内部に水透過性材に収納して充填されてな
る構造を備える地表水清浄部と、（２）地表水清浄部か
ら流出の地表水が流入可能で地表水を地中に導出する導
出部を有する導管と、を備えて、地中に導出部が位置す
る長さの道管に形成されていること、を特徴とする地表
水清浄装置。
【請求項３】下記（Ａ）〜（Ｄ）の特徴の一つ若しくは
複数を備えていること、を特徴とする請求項１に記載の
地表水清浄装置。（Ａ）前記ハウジングは、前記充填材が充填された支持
部上に装着自在に設置される構造で、かつ、支持部が前
記集水槽の水排出系に装着自在に設置されて、ハウジン
グから流出の地表水が支持部を通じて集水槽の水排出系
に放出される構造になっている。（Ｂ）前記ハウジングは、前記集水槽の水排出系に装着
自在に設置される構造になっている。（Ｃ）前記充填材は、水透過性材に収納の状態で一体と
して取り外し自在に前記ハウジングに充填される構造に
なっている。（Ｄ）前記ハウジングは、集水ます、ろ過ます、除じん
ます、浸透ます、道路浸透ます、雨水集水ます、雨水浸
透ます、雨水貯留ます若しくは排水ますに装着時自在に
設置可能なものである。
【請求項４】下記（ａ）〜（ｄ）の特徴の一つ若しくは
複数を備えていること、を特徴とする請求項２に記載の
地表水清浄装置。（ａ）前記ハウジングが前記充填材が充填された支持部
上に装着自在に設置されて、前記道管が支持部の下部に
取り付けられた構造になっている。（ｂ）前記ハウジングは、地表水を入れる囲いに取り付
けられた前記充填材を充填の支持部の上に装着自在に設
置される構造になっている。（ｃ）前記導出部は、孔を道管に形成した構造になって
いる。（ｄ）前記充填材は、水透過性材に収納の状態で一体と
して取り外し自在に前記ハウジングに充填される構造に
なっている。
【請求項５】下記（ｉ）〜（ｖｉ）の特徴の一つ若しく
は複数を備えていること、を特徴とする請求項１〜４の
いずれかに記載の地表水清浄装置。（ｉ）ハウジングは、円筒状胴部とその上部を外側に湾
曲させた曲面とからなる立体形状を有する粘土主原料の
成形焼成物からなるものである。（ｉｉ）前記サンゴ石灰岩粒子は、炭酸カルシウム含有
量７０重量％（サンゴ石灰岩の単位重量基準）以上のも
のである。（ｉｉｉ）前記サンゴ石灰岩粒子は、下限が０．０８ｍ
ｍ（ＪＩＳＫ３８３２号に規定のメンブランフィルタ−
法で測定）の大きさで、上限が目開き基準寸法２５ｍｍ
の網ふるいを通過して目開き基準寸法２２ｍｍの網ふる
い（網ふるいは、ＪＩＳＺ８００１８（１９９４）に準
拠）を通過しない大きさのものである。（ｉｖ）前記サンゴ石灰岩粒子は、１５０〜５００℃で
加熱処理されているものである。（ｖ）前記水透過性材は、水透過性を有して充填材粒子
が不透過の不織布により袋状に形成の材である。
【請求項６】下炭酸カルシウム含有量が６０重量％（サ
ンゴ石灰岩の単位重量基準）以上のサンゴ石灰岩粒子の
集合体からなる充填材若しくはそのサンゴ石灰岩粒子を
含む無機質粒子の集合体からなる充填材が、ハウジング
の内部に水透過性材に収納されて充填されてなる構造を
備える地表水清浄装置であって、ハウジングが、内部の充填材に接触する地表水が流入す
る流入部と、充填材に接触後の地表水が外部に流出する
流出部が有する形状を有して、しかも、流出部から流出
の地表水の流し込みが可能で集水槽の水排出系に設置可
能な構造を備えてなるものであることを特徴とする地表
水清浄装置が、設置されてなることを特徴とする、集水
ます、ろ過ます、除じんます、浸透ます、道路浸透ま
す、雨水集水ます、雨水浸透ます、雨水貯留ます若しく
は排水ますからなる地表水用ます。