ろ床の重層化が多段型人工湿地の下水浄化性能に及ぼす影響
本研究では, 下水処理場内に設置したパイロットスケールの多段型人工湿地の重層化ろ床及び非重層化ろ床の処理水質を比較し, ろ床の重層化の影響を検証した。鉛直流条件では, ろ床の重層化はBODやNH4+-Nの除去などの好気処理性能に影響せず, 非重層化ろ床と同等に機能するが, 鉛直流と水平流を組み合わせたハイブリッド条件では, 重層化ろ床は嫌気的になり易く, 好気処理性能が低下することが明らかとなった。さらに, 重層化ろ床に植物がないことによる影響が窒素除去性能の低下として現れることが明らかとなった。鉛直流条件では, ろ床の重層化によりBOD及びリンの除去原単位を1.5倍程度改善できたが, 窒素の...
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| Published in | 水環境学会誌 Vol. 44; no. 4; pp. 85 - 93 |
|---|---|
| Main Authors | , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
公益社団法人 日本水環境学会
2021
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0916-8958 1881-3690 |
| DOI | 10.2965/jswe.44.85 |
Cover
| Abstract | 本研究では, 下水処理場内に設置したパイロットスケールの多段型人工湿地の重層化ろ床及び非重層化ろ床の処理水質を比較し, ろ床の重層化の影響を検証した。鉛直流条件では, ろ床の重層化はBODやNH4+-Nの除去などの好気処理性能に影響せず, 非重層化ろ床と同等に機能するが, 鉛直流と水平流を組み合わせたハイブリッド条件では, 重層化ろ床は嫌気的になり易く, 好気処理性能が低下することが明らかとなった。さらに, 重層化ろ床に植物がないことによる影響が窒素除去性能の低下として現れることが明らかとなった。鉛直流条件では, ろ床の重層化によりBOD及びリンの除去原単位を1.5倍程度改善できたが, 窒素の除去原単位を改善することはできなかった。本人工湿地による下水処理におけるエネルギー消費原単位は0.32 kWh m-3と極めて低く, 無曝気で好気処理が行える人工湿地が下水道事業の脱炭素化に非常に有効であることが示された。 |
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| AbstractList | 本研究では, 下水処理場内に設置したパイロットスケールの多段型人工湿地の重層化ろ床及び非重層化ろ床の処理水質を比較し, ろ床の重層化の影響を検証した。鉛直流条件では, ろ床の重層化はBODやNH4+-Nの除去などの好気処理性能に影響せず, 非重層化ろ床と同等に機能するが, 鉛直流と水平流を組み合わせたハイブリッド条件では, 重層化ろ床は嫌気的になり易く, 好気処理性能が低下することが明らかとなった。さらに, 重層化ろ床に植物がないことによる影響が窒素除去性能の低下として現れることが明らかとなった。鉛直流条件では, ろ床の重層化によりBOD及びリンの除去原単位を1.5倍程度改善できたが, 窒素の除去原単位を改善することはできなかった。本人工湿地による下水処理におけるエネルギー消費原単位は0.32 kWh m-3と極めて低く, 無曝気で好気処理が行える人工湿地が下水道事業の脱炭素化に非常に有効であることが示された。 |
| Author | 中野, 和典 鈴木, 援 谷口, 崇至 |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 谷口, 崇至 organization: 日本大学工学部土木工学科 – sequence: 1 fullname: 中野, 和典 organization: 日本大学工学部土木工学科 – sequence: 1 fullname: 鈴木, 援 organization: 日本大学工学部土木工学科 |
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| ContentType | Journal Article |
| Copyright | 2021 公益社団法人 日本水環境学会 |
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| DOI | 10.2965/jswe.44.85 |
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| EISSN | 1881-3690 |
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| ISSN | 0916-8958 |
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| Issue | 4 |
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| PublicationTitle | 水環境学会誌 |
| PublicationTitleAlternate | 水環境学会誌 |
| PublicationYear | 2021 |
| Publisher | 公益社団法人 日本水環境学会 |
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| References | 18) Vymazal, J., 2007. Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science of the Total Environment 380 (1-3) , 48-65. 6) Ayaz, S.C., Aktas, O., Akca, L., Findik, N., 2015. Effluent quality and reuse potential of domestic wastewater treated in a pilot-scale hybrid constructed wetland system. Journal of Environmental Management 156, 115-120. 3) 環境省, 2021. 地方公共団体における2050年二酸化炭素排出実質ゼロ表明の状況. URL. https://www.env.go.jp/policy/zerocarbon.html (2021年2月時点) . 21) Zhai, X., Piwpuan, N., Arias, C.A., Headley, T., Brix, H., 2013. Can root exudates from emergent wetland plants fuel denitrification in subsurface flow constructed wetland systems? Ecological Engineering 61, 555-563. 8) Paing, J., Guilber, A., Gagnon, V., Chazarenc, F., 2015. Effect of climate, wastewater composition, loading rates, system age and design on performances of French vertical flow constructed wetlands: A survey based on 169 full scale systems. Ecological Engineering 80, 46-52. 17) Silveira, D.D., Filho, P.B., Philippi, L.S., Kim, B., Molle, P., 2015. Influence of partial saturation on total nitrogen removal in a single-stage French constructed wetland treating raw domestic wastewater. Ecological Engineering 77, 257-264. 19) 桑原智之, 田中幸男, 相崎守弘, 2003. ゼオライト水耕法における付着微生物の硝化によるアンモニア吸着ゼオライトの再生. 水環境学会誌 26 (6) , 375-380. 10) Kato, K., Inoue, T., Ietsugu, H., Koba, T., Sasaki, H., Miyaji, N., Kitagawa, K., Sharma, P.K., Nagasawa, T., 2013. Performance of six multi-stage hybrid wetland systems for treating high-content wastewater in the cold climate of Hokkaido, Japan. Ecological Engineering 51, 256-263. 12) Molle, P., Lienard, A., Boutin, C., Merlin, G., Iwema, A., 2005. How to treat raw sewage with constructed wetlands: an overview of the French systems. Water Science and Technology 51 (9) , 11-21. 7) Wu, S., Kuschk, P., Brix, H., Vymazal, J., Dong, R., 2014. Development of constructed wetlands in performance intensifications for wastewater treatment: A nitrogen and organic matter targeted review. Water Research 57, 40-55. 5) Wu, H., Zhang, J., Ngo, H.H., Guo, W., Hu, Z., Liang, S., Fan, J., Liu, H., 2015. A review on the sustainability of constructed wetlands for wastewater treatment: Design and operation. Bioresource Technology 175, 594-601. 22) Haritash, A.K., Dutta, S., Sharma, A., 2017. Phosphate uptake and translocation in a tropical Canna-based constructed wetland. Ecological Processes 6, 12. 4) 田嶋淳, 2020. B-DASHプロジェクトにおける省エネ・創エネ技術の開発・普及に向けた取組み. 月刊下水道 43 (14) , 2-6. 2) 環境省, 2021. 2050年カーボンニュートラルの実現に向けて. URL. http://www.env.go.jp/earth/2050carbon_neutral.html (2021年2月時点) . 9) Liu, R., Zhao, Y., Doherty, L., Hu, Y., Hao, X., 2015. A review of incorporation of constructed wetland with other treatment processes. Chemical Engineering Journal 279, 220-230. 11) Brix, H., Arias, C.A., 2005. Danish guidelines for small-scale constructed wetland systems for onsite treatment of domestic sewage. Water Science and Technology 51 (9) , 1-9. 13) Cooper, P., 2005. The performance of vertical flow constructed wetland systems with special reference to the significance of oxygen transfer and hydraulic loading rates. Water Science and Technology 51 (9) , 81-90. 1) 環境省, 2019. IPCC「1.5 ℃特別報告書」の概要. URL. http://www.env.go.jp/earth/ipcc/6th/ar6_sr1.5_overview_presentation.pdf (2021年2月時点) . 15) Stefanakis, A.I., 2019. The Role of constructed wetlands as green infrastructure for sustainable urban water management. Sustainability 11 (24) , 6981. 16) 中野和典, 2020. 花壇型人工湿地による農山村地域における浄化槽処理水の多目的利活用. 用水と廃水 62 (7) , 513-520. 20) Edwards, K.R., Cizkova, H., Zemanova, K., Santruckova, H., 2006. Plant growth and microbial processes in a constructed wetland planted with Phalaris arundinacea. Ecological Engineering 27 (2) , 153-165. 14) Nakamura, K., Hatakeyama, R., Tanaka, N., Takisawa, K., Tada, C., Nakano, K., 2017. A novel design for a compact constructed wetland introducing multi-filtration layers coupled with subsurface superficial space. Ecological Engineering 100, 99-106. |
| References_xml | – reference: 14) Nakamura, K., Hatakeyama, R., Tanaka, N., Takisawa, K., Tada, C., Nakano, K., 2017. A novel design for a compact constructed wetland introducing multi-filtration layers coupled with subsurface superficial space. Ecological Engineering 100, 99-106. – reference: 5) Wu, H., Zhang, J., Ngo, H.H., Guo, W., Hu, Z., Liang, S., Fan, J., Liu, H., 2015. A review on the sustainability of constructed wetlands for wastewater treatment: Design and operation. Bioresource Technology 175, 594-601. – reference: 8) Paing, J., Guilber, A., Gagnon, V., Chazarenc, F., 2015. Effect of climate, wastewater composition, loading rates, system age and design on performances of French vertical flow constructed wetlands: A survey based on 169 full scale systems. Ecological Engineering 80, 46-52. – reference: 10) Kato, K., Inoue, T., Ietsugu, H., Koba, T., Sasaki, H., Miyaji, N., Kitagawa, K., Sharma, P.K., Nagasawa, T., 2013. Performance of six multi-stage hybrid wetland systems for treating high-content wastewater in the cold climate of Hokkaido, Japan. Ecological Engineering 51, 256-263. – reference: 3) 環境省, 2021. 地方公共団体における2050年二酸化炭素排出実質ゼロ表明の状況. URL. https://www.env.go.jp/policy/zerocarbon.html (2021年2月時点) . – reference: 11) Brix, H., Arias, C.A., 2005. Danish guidelines for small-scale constructed wetland systems for onsite treatment of domestic sewage. Water Science and Technology 51 (9) , 1-9. – reference: 21) Zhai, X., Piwpuan, N., Arias, C.A., Headley, T., Brix, H., 2013. Can root exudates from emergent wetland plants fuel denitrification in subsurface flow constructed wetland systems? Ecological Engineering 61, 555-563. – reference: 4) 田嶋淳, 2020. B-DASHプロジェクトにおける省エネ・創エネ技術の開発・普及に向けた取組み. 月刊下水道 43 (14) , 2-6. – reference: 20) Edwards, K.R., Cizkova, H., Zemanova, K., Santruckova, H., 2006. Plant growth and microbial processes in a constructed wetland planted with Phalaris arundinacea. Ecological Engineering 27 (2) , 153-165. – reference: 7) Wu, S., Kuschk, P., Brix, H., Vymazal, J., Dong, R., 2014. Development of constructed wetlands in performance intensifications for wastewater treatment: A nitrogen and organic matter targeted review. Water Research 57, 40-55. – reference: 1) 環境省, 2019. IPCC「1.5 ℃特別報告書」の概要. URL. http://www.env.go.jp/earth/ipcc/6th/ar6_sr1.5_overview_presentation.pdf (2021年2月時点) . – reference: 9) Liu, R., Zhao, Y., Doherty, L., Hu, Y., Hao, X., 2015. A review of incorporation of constructed wetland with other treatment processes. Chemical Engineering Journal 279, 220-230. – reference: 2) 環境省, 2021. 2050年カーボンニュートラルの実現に向けて. URL. http://www.env.go.jp/earth/2050carbon_neutral.html (2021年2月時点) . – reference: 6) Ayaz, S.C., Aktas, O., Akca, L., Findik, N., 2015. Effluent quality and reuse potential of domestic wastewater treated in a pilot-scale hybrid constructed wetland system. Journal of Environmental Management 156, 115-120. – reference: 19) 桑原智之, 田中幸男, 相崎守弘, 2003. ゼオライト水耕法における付着微生物の硝化によるアンモニア吸着ゼオライトの再生. 水環境学会誌 26 (6) , 375-380. – reference: 16) 中野和典, 2020. 花壇型人工湿地による農山村地域における浄化槽処理水の多目的利活用. 用水と廃水 62 (7) , 513-520. – reference: 17) Silveira, D.D., Filho, P.B., Philippi, L.S., Kim, B., Molle, P., 2015. Influence of partial saturation on total nitrogen removal in a single-stage French constructed wetland treating raw domestic wastewater. Ecological Engineering 77, 257-264. – reference: 12) Molle, P., Lienard, A., Boutin, C., Merlin, G., Iwema, A., 2005. How to treat raw sewage with constructed wetlands: an overview of the French systems. Water Science and Technology 51 (9) , 11-21. – reference: 15) Stefanakis, A.I., 2019. The Role of constructed wetlands as green infrastructure for sustainable urban water management. Sustainability 11 (24) , 6981. – reference: 18) Vymazal, J., 2007. Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science of the Total Environment 380 (1-3) , 48-65. – reference: 13) Cooper, P., 2005. The performance of vertical flow constructed wetland systems with special reference to the significance of oxygen transfer and hydraulic loading rates. Water Science and Technology 51 (9) , 81-90. – reference: 22) Haritash, A.K., Dutta, S., Sharma, A., 2017. Phosphate uptake and translocation in a tropical Canna-based constructed wetland. Ecological Processes 6, 12. |
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| SourceID | jstage |
| SourceType | Publisher |
| StartPage | 85 |
| SubjectTerms | 下水処理 多段型人工湿地 脱炭素化 重層化ろ床 |
| Title | ろ床の重層化が多段型人工湿地の下水浄化性能に及ぼす影響 |
| URI | https://www.jstage.jst.go.jp/article/jswe/44/4/44_85/_article/-char/ja |
| Volume | 44 |
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| ispartofPNX | 水環境学会誌, 2021, Vol.44(4), pp.85-93 |
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