Kaisui式雨水地下貯留浄化利用システム | 環境設計やランドスケープに関わる研究開発企業 | 天然芝 屋上緑化システム | 海水化学工業株式会社
Kaisui式雨水地下貯留浄化利用システム - 環境設計やランドスケープに関わる研究開発企業 | 天然芝 屋上緑化システム | 海水化学工業株式会社

Kaisui式雨水地下貯留浄化利用システム

「雨水地下貯留浄化循環システム」とは

「雨水地下貯留浄化循環システム」とは、学校や公園、歩道などの公共施設やマンション、戸建住宅などの地下に、雨水を貯めておくための貯水システムです。

雨水貯留については、既に様々な製品が発売、利用されていますが、それらはみな単に貯留するだけの簡単なしくみで、浄化・殺菌のしくみが備わっていません。
長期的に見ると、貯留水の腐敗などの問題が、今後表面化していくと予想されます。
安全・安心な水資源の確保という大きな課題を解決するためには、新しいしくみが必要です。

当社のシステムでは、自然に生息する微生物を利用して水を浄化し、貯めた雨水の水質悪化を防ぎます。
独自の浄化・殺菌技術を組み合せることによって、安全・安心な水資源として、トイレ用水、植物への散水や非常用水などに利用することができます。

主な役割

●地域自然共生循環型社会の構築
●水資源の有効活用
●ライフラインウォーター確保のための拠点分散型ネットワーク形式
●雨水流出抑制、地下浸透に夜都市型水害防止

地域水循環システムイメージ図

地域水循環システムイメージ図

なぜこのシステムが必要なのか

近年、著しい都市化・宅地化に伴い、少量の雨でも洪水となる「都市型水害」が頻発しています。
他方、日照りや干ばつの増加や地下水位の低下などにより、深刻な水不足に見舞われるような地域が発生しており、人間による過剰開発と地球温暖化による影響等によるものとされています。

このような状況の中、雨水を有効に地下空間に一時的に貯留したり、地下に浸透させたりすることによって、都市型水害を回避する水循環技術は、地上部を有効に活用しながら、雨水の利用や河川への流入抑制、土壌保水性の改善、地下涵養といった都市環境の潤いを創出できる技術として注目されています。

本システムは上記背景のもと、“天の恵み”である雨水をより自然のサイクルに背かないような方法で人間が利用し、生活に安全と安定的な潤いをもたらすことを目的に開発されました。

「雨水地下貯留浄化循環システム」の特徴

当社では、市場ニーズに適合した最適部材の開発・選定と最適構造設計を含む実用システムの確立と検証のため、実証レベルの研究を重ねてきました。

本システムは、腐敗の原因となる有機物の分解浄化を超微小気泡と大表面積微生物固定床および多空間地下乾式構造体等を用いて行い、低エネルギーで「親水用水レベル」以上に貯留水を維持できるものです。

特徴1. 自然の微生物を利用した雨水浄化機能

雨水を貯留するしくみは他にもありますが、単に貯留するだけの簡単なしくみのものばかりです。
長期間滞留した貯留水は、水質が悪化し、時に悪臭を放ったり、腐敗したりする危険性を伴っていますが、その対策がとられていないのが実情です。

本システムは、単に雨水を貯留するだけではなく、超微小気泡と自然の微生物の働きを用いた循環浄化のしくみを加えることにより、水質の維持を図るシステムです。
更に、使用前に殺菌処理をすることにより、安心してお使い頂けるようにしています。
(下写真左)

特徴2. 地上の土地の有効活用

地下にコンパクトな貯留層を設置するため、駐車場など上部の土地を有効に利用できます。
(下写真中央)

特徴3. 高い強度

構造体(アクアトラップ R ※)は、プラスチック製品としては最大級の鉛直方向強度があり、公園・校庭や駐車スペースなどの地下にでも設置できます。(許容圧縮対応力 303kN/㎡)
(下写真右)

特徴4. 目的に応じたフレキシブルな設計が可能

※アクアトラップRは㈱明治ゴム化成の登録商標です。
アクアトラップを組み合せれば、数立方メートル~200立方メートル程度の小・中規模の設備を、ご希望に合わせた自由な大きさで設計することが可能です。
また、あらかじめ躯体が別に設計されている場合でも、そこに浄化・殺菌のしくみを組み合わせることを検討できます。
(下写真右)

特徴5. 環境に配慮した再生材料を使用

構造体(アクアトラップ R )はポリプロピレン製で、変形の少ない素材です。再生材料を使用し、燃やしてもダイオキシンを発生しません。
(下写真右)

特徴6. 優れた維持管理性

上面から底面まで、貫通した空間があり、施設内部に砂やゴミがたまっても、バキュームホースなどで容易に除去することができます。

特徴7. 優れた経済性

組立・設置が容易で、迅速な施工ができ、トータルコストを低減できます。

フィールド浄化実験のデータ

CODの経日変化

データ1:CODの経日変化

左のグラフは、実際に導入された当社の雨水地下貯留浄化循環システムのCOD(化学的酸素要求量)の測定結果を表したものです。
COD濃度は、測定開始から17日後の測定時には6.6mg/lへと減少しており、その後100日以上経過しても、低水準を維持しています。
この結果から、当システムが十分かつ安定的に機能していることがわかります。
また、水の腐敗しやすい高温時や、微生物の活動が鈍くなる低温時でも安定した結果が得られています。
※COD…Chemical Oxygen Demand(化学的酸素要求量)の略で、水の汚れを表す指標の一つ。 上記フィールド浄化実験では酸化剤として過マンガン酸カリウムを用いて測定しています。
※上記データ測定に際しては、浄化の能力を試験するために、雨水よりもCOD濃度が高く汚れ度合の高い池の水を採取(採取時COD=20.1mg/l)し、雨水の代わりとしています。
※当社で実際に測定した雨水のCODは約2mg/lで、試験用の池の水は、実際に集水される雨水の10倍程度の汚れを伴っていたことになります。
槽内水温と気温の経日変化

データ2:槽内水温と気温の経日変化

左のグラフは、データ1と同じ設備で、同期間の外界の気温と貯留槽内の水温を測定したものです。
一般的に、水温が10℃以下になると微生物の活動は低下しますが、外温が5℃以下まで低下する冬場でも、地下に設置された槽内の水温は15℃以上を維持しており、微生物が安定的に活動できる環境を維持しています。

施工方法

雨水地下貯留浄化循環システムの施工方法は、乾式工法による短工期・省迷惑・低コストを実現します。
施工方法

用途

一般家庭から学校、公園、グラウンド等のやや規模の大きな施設まで土地利用に応じたフレキシブルな設計・利用が可能です。
用途

雨水地下貯留浄化循環システムの仕組み

地下貯留浄化浄化槽内のイメージ図

地下貯留浄化槽内のイメージ図

集水から利用までの流れ

①雨どいを使って集めた雨水を沈砂槽に送り、土砂、ゴミなどを除去
②沈砂槽から地下貯留浄化槽に雨水を送る
③地下貯留層に送られてきた雨水を、微小気泡とポンプの働きにより循環させ、微生物固定床に着床した微生物により浄化し、水質の悪化を防ぐ
④使用する場合には揚水ポンプで汲み上げ、殺菌処理を行った後に散水、トイレの水などに利用する。

雨水地下貯留浄化循環システムの事例(1)

住宅団地販売センターへ設置した例

場所:山口県
タイプ:貯留型
用途:散水等
構造体容積:25立方メートル (貯留層サイズ = 縦4.0m 横2.5m 深さ2.5m)
最大貯水量:22.5立方メートル

住宅団地販売センターへ設置した例
設計平面図

雨水地下貯留浄化循環システムの事例(2)

一般戸建住宅へ設置した例

場所:山口県
タイプ:一戸建て 小型貯留タイプ
用途:庭の散水、洗車等
構造体容積:1.8㎡
最大貯水量:1.5㎡

一般戸建住宅へ設置した例

★使用目的

山口県内の環境共生居住住宅の目玉の一つとして採用されました。 今回のタイプでは個人宅専用の小型雨水貯留システムが採用されましたが、 数戸単位で使用可能な中型タイプもございます。

★使用環境

今回の住宅用小型タイプでは雨どいから雨をタンクに貯め、タンク内で微生物浄化を行い、 ポンプによって配水し使用するという方法を採用しています。

ケースによっては殺菌装置、臨時動力源、スプリンクラーなどの自動散水システムを組み込むことも可能です。
雨水貯留タンクは各邸の駐車場地価部に埋設しており日常生活で目に付くことはありません。

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