2.1.4 液状廃棄物の環境低負荷・資源循環型環境改善技術システムの開発に関する研究
〔研究課題コード〕０１０５PR０１４
〔代表者〕稲森悠平（循環型社会形成推進・廃棄物研究センターバイオエコエンジニアリング研究室長）
〔期 間〕平成１３〜１７年度（２００１〜２００５年）
〔目 的〕２１世紀の環境問題における極めて重要な課題の一つとして，し尿や生活雑排水等の液状廃棄物のReduce，Reuse，Recycleの３R対策がある。このような液状廃棄物対策を効果的に進める上では環境低負荷・資源循環型の環境改善技術システムが必要不可欠である。すなわち，これからの技術開発においては生物処理工学いわゆるバイオエンジニアリングとしての浄化槽等の活用や，土壌・湿地等の生態系に工学を組み込んだ生態工学いわゆるエコエンジニアリングを活用した環境低負荷・資源循環型の処理システム技術開発と評価・解析に関する研究が重要な位置づけにある。本研究においてはこれらの点を踏まえ，開発途上国への展開を視野に入れ，液状廃棄物の処理システム技術開発および活用方策に関する課題を解決するために基盤研究を踏まえた実証化研究をバイオ・エコエンジニアリング研究施設等を活用して推進する。なお，研究開発課題は，（１）窒素，リン除去・回収型高度処理浄化槽，消毒等維持管理システムの開発 （２）浄化システム管理技術の簡易容易化手法の開発 （３）開発途上国の国情に適した浄化システム技術の開発 （４）バイオ・エコエンジニアリングと物理化学処理を組み合わせた技術システムの開発 （５）地域特性に応じた環境改善システムの最適整備手法の開発である。
〔内容および成果〕
（１）浄化槽からのリン排出低減とリンの回収資源化を両立させることが可能な技術の確立のために，ジルコニウムフェライト系化合物を基材としたリン吸着担体を用い，吸脱着特性などの実験室内データの取得とともに，実際の浄化槽からのリン回収実験を行うことで，回収効率や回収のための最適プロセス操作条件などについての実証化研究を実施し，リン回収にかかわる基盤となる操作条件を明らかにした。（２）浄化槽などの排水処理において，窒素除去の律速因子である硝化反応を支配する有用硝化細菌群の動態について分子生物学的手法として競合ELISA法を用いることで，迅速かつ容易にこれら硝化細菌群を検出する基礎技術を確立した。すなわち，現場における硝化活性の迅速かつ的確な診断ツールとしての適用を検討し，従来のMPN法による硝化菌の定量化手法とその測定精度を比較した結果，実際の排水中においても十分に実用化可能であることが判明し，生物膜や浄化槽，活性汚泥などの硝化菌の動態の定量化に極めて有効な測定手法の基盤を開発することができた。（３）開発途上国の国情を考慮した生活排水等の液状廃棄物の食料生産を兼ねた水耕栽培および水生植物による浄化方法は，再資源化と浄化の両立を目指す上で極めて有効な手法について検討を行った。その結果，排水や湖水からの窒素，リンなどの栄養塩類の植物体への直接吸収の他に，根茎に生息する微小動物などによるバイオフィルターの作用により，懸濁物や藻類などを効果的に除去できることと同時に収穫して食用として活用できることが明らかとなった。（４）バイオ<CODE
NUM=00A5>エコエンジニアリングによる処理の限界を克服する上で不可欠な，物理化学的処理とのベストミックス化のための要素技術として，ラジカル反応を利用した電気化学的処理パイロットプラントを開発して実証試験を行い，効率的な有機物，窒素，リン除去のための電極の選定，運転操作パラメーターの検討を行い基盤的知見の収集を図った。その結果，１５分という短い処理時間で排水中のCODは８０〜９０％の処理が可能であると同時に，窒素は窒素ガスとして除去できることが明らかとなった。（５）窒素，リンなどの栄養塩や有機物などの汚濁負荷と外部環境因子として最も重要な水温が有害らん藻類の発生に与える影響について，湖沼シミュレータ等を用いて実験的検討を行った結果，近年のミクロキスティスからオシラトリアなどの有害ラン藻類の種の遷移や冬季におけるラン藻類の発生に係わる因子として，窒素，リンの他に温度因子や底泥からの鉄，マンガン，およびキレート作用を持つ溶存有機物が極めて重要であり，これらの因子に着目した対策手法の開発の重要性が明らかとなった。
〔関連研究課題〕
９９０１BC２４４ 小型合併処理浄化槽によるリン除去及び消毒の高度化に関する研究 １１０p.
〔備 考〕
共同研究機関：中国環境科学研究院・瀋陽応用生態研究所・貴州省環境科学研究所・貴陽市環境科学研究所・江蘇省環境科学研究所・無錫市環境科学研究所・中国清華大学・上海交通大学・南京大学・中国東南大学・ベトナム国立ハノイ大学・タイ環境研究研修センター・アジア工科大学・タイカセサート大学・インドヴィクラム大学
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