ハイブリッド型湿地におけるバイパス率と単位面積比の違いが及ぼす影響

Effect of different bypass rates and unit area ratio in hybrid constructed wetlands.

• Omar Gael Gonzalo
• Isabel Ruiz
• Manuel Soto

抄録

本研究では、不飽和垂直流（VF）ユニットに続いて、水平流（HF）を模擬した飽和下降流（HF）ユニットを設置し、HF/VF面積比を0.5とし、HFユニットへの流入水をバイパスするハイブリッド構築湿地（Bp(VF + HF)）システムの性能を示した。都市廃水を模擬した合成廃水を処理した場合、バイパス量39％、表面負荷率（SLR）33g BOD/日、9.7g TN/日（システム全体）で、最適な全窒素（TN）除去率（57％）を達成した。一方、実際の都市廃水を処理した場合、バイパス30％、SLR18g BOD/日、4.7g TN/日でTN除去率63％に達した。表面除去率は、合成廃水で5.5g、市営廃水で3.0gのTN/日に達した。VFユニットの表面硝化率は合成排水で5.0〜7.4、都市排水で3.6〜3.8gN/日であり、排水の特性が硝化プロセスに大きく影響していることがわかった。また、VFユニットの浸潤率は高い値を維持しており、目詰まりの危険性には遠く及ばなかった。温室効果ガスの総排出量は0.11(NO)と0.41(CH)g/日であり、排出係数(総有機炭素量とTN流入量の比)は0.7%(NO)と3.6%(CH)であった。HF/VF面積比を2.0とした場合と比較すると、有機物と窒素の除去効率は同等であるが、表面除去率が約3倍高くなっている。

This study presents the performance of a hybrid constructed wetland (Bp(VF + HF)) system which consists of an unsaturated vertical flow (VF) unit followed by a saturated down-flow unit simulating horizontal flow (HF) with HF/VF area ratio of 0.5 and influent bypass to the HF unit. Treating synthetic wastewater simulating municipal wastewater, optimum total nitrogen (TN) removal (57%) was reached at 39% bypass and surface loading rate (SLR) of 33 g BOD/m day and 9.7 g TN/m day (overall system). On the other hand, treating actual municipal wastewater, the system reached 63% TN removal at 30% bypass and SLR of 18 g BOD/m day and 4.7 g TN/m day. Surface removal rates reached 5.5 and 3.0 g TN/m day for synthetic and municipal wastewater. Surface nitrification rate in the VF unit was in the range of 5.0-7.4 and 3.6-3.8 g N/m day for synthetic and municipal wastewater, respectively, indicating a large effect of wastewater characteristics on the nitrification process. Infiltration rate in the VF unit remained high and far from clogging risk. Overall greenhouse gas emissions were 0.11 (NO) and 0.41 (CH) g/m day which corresponded to emissions factors (relative to total organic carbon and TN influent) of 0.7% (NO) and 3.6% (CH). Compared with a similar system with a different HF/VF area ratio of 2.0, organic matter and nitrogen removal efficiency was similar, but surface removal rates were about 3 times higher.