農村の有機性資源を活用した水質浄化 Water Purification Using

農村の有機性資源を活用した
水質浄化
独）農業工学研究所
畑整備研究室
山岡賢
有機性資源の循環と水環境
有機性資源
都市
農地還元
里山
農村
畜産
水質汚濁
有機性資源（廃棄物）の変換技術
マテリアル利用
肥料化
飼料化
炭化
炭化
水質浄化材
生分解プラスティク etc.
エネルギー利用
燃焼
エステル化
ガス化
メタン発酵
液化
メタノール化
etc.
炭化
柚山ら（２００３）を参考に作成
炭化物の性状
試料名
稲わら炭
比表面積平均細孔径全細孔容量備考
-1
(m2･g-1)
(Å）（ml･g )
5.6
231
0.03 炭化380℃
もみ殻炭
3.5
227
0.02 炭化380℃
バカス*炭
32.9
52
0.04 炭化380℃
牛糞炭
2.2
235
0.01 炭化380℃
集排汚泥炭
2.4
273
0.02 炭化380℃
市販楢木炭
154.0
30
0.12
1420.0
41
1.44 原料：木
活性炭
*サトウキビの絞りかす。
表は，吉田ら（1996）より作成，ただし，活性炭の値は，
立本英機(1997)：おもしろい活性炭のはなし，日刊工業新聞社 p.122より
炭化炉からの牛糞炭の取り出し
木炭からの溶出物(3)
表１木炭の含有量と溶出量
Table 1
Charcoal Elution Contents
元素
含有量(a)
溶出量(b) 割合(b/a)％
K
58.1
77.4
133
N
70.0
0.0
0
P
17.6
0.2
1
Ca
78.1
3.0
4
Mg
12.1
2.0
17
(a)および(b)の単位：mg･100g
-1
溶出量は、木炭を蒸留水に浸漬して30℃48h静置し
て測定した。
木炭からの溶出物(4)
① 20mm篩い通過10mm篩い残留の木炭片を蒸留水
に浸漬、30℃，24h静置
②2mm篩いで木炭片を分離
③浸漬水のCOD, SSを分析
木炭１00g当たり
CODMn 14mg ，SS 36mg 溶出
木炭による硝酸態窒素の吸着
塩化鉄(Ⅲ)液処理，pHの値の制御等によって
吸着能の付加、増加
森ら(2001)，森・小野(1995)
木炭１g当たり最大２mg程度の窒素の吸着
実用性？
有機性汚濁の処理(1)
原水流入
模型総容量約36l
木炭槽容量約15l
300
700
木炭槽
奥行き：200
単位：mm
縦断面図
250
600
9
25
9/
6
9/
20
10
/4
10
/1
8
11
/
11 1
/2
12 9
/1
3
1/
17
1/
31
8/
8/
22
7/
5
7/
19
6/
SS mg/l
有機性汚濁の処理(２)
－ SSの除去－
20
原水
15
10
5
模型流出水
0
月/日(平成12年-13年）.
22
7/
5
7/
19
8/
9
8/
25
9/
6
9/
20
10
/4
10
/1
8
11
/1
11
/2
12 9
/1
3
1/
17
1/
31
6/
COD mg/l
有機性汚濁の処理(３)
－ CODの除去－
20
原水
15
10
5
模型流出水
0
月／日(平成12年-13年）.
有機性汚濁の処理(４)
－ S-CODの除去－
20
模型流出水COD
15
10
5
模型流出水S-COD
原水S-COD
2
7/
5
7/
19
8/
9
8/
25
9/
6
9/
20
10
/4
10
/1
8
11
/
11 1
/2
12 9
/1
3
1/
17
1/
31
0
6/
2
S-COD & CODmg/l
原水COD
月/日(平成12年-13年）.
油分の吸着
・炭化温度３５０～４５０℃で疎水性を示す。
・吸油量約３０g･g-1 （ファイバー状の炭）
梅原ら(1997)
油類の流出：一級河川の水質事故
（平成１１年４８１件）の約８割
有機性資源の炭化物の適用？
硝酸態窒素除去への活用
生物学的脱窒
硝酸態窒素
NO3-N
嫌気条件
水素供与体
窒素 N2
有機性資源
メタノール
エタノール
生分解性プラ
スティク
まとめ
１．有機性資源の利用用途の１つとして，水
質浄化材としての利用が期待される。
２．有機性資源を用いた水質浄化技術は，
研究開発途上である。
３．技術開発には，水質浄化性能とともに使
用後の資材の処理にも留意が必要とす
る。

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