バイオジオフィルター水路を用いた農業集落排水二次処理水の高度処理

※アーカイブの成果情報は、発表されてから年数が経っており、情報が古くなっております。
同一分野の研究については、なるべく新しい情報を検索ください。

要約

担当:農業研究センター・土壌肥料部・水質保全研究室(中央農業総合研究センター・土壌肥料部・水質保全研究室)
連絡先: 0298-38-8829
部会名: 生産環境
専門: 環境保全
分類: 指導

背景・ねらい

人口密度の低い農山村地域では、植物や微生物の自然浄化機能を有効に活用した地域特性に合った資源循環型の水質浄化システムの開発が求められている。このため、農業集落排水処理施設(JARUS-XI型)に、これまで研究開発を進めてきたバイオジオフィルター水路(天然鉱物濾材と有用植物を組み合わせた水質浄化水路、以下BGF水路と略す)の実証プラント(幅0.6m、長さ10m、水深0.2m、濾材の充填高さ約0.35m、水の保持量約 640L)を設置し、農業集落排水二次処理水の高度処理を行い、有用植物を用いた潤いのある資源循環型水質浄化システムを開発する。

成果の内容・特徴

有用植物の植栽後1ヶ月近くは、各植物の活着が悪く、流出水のT-N濃度はやや高く経過したが、6月中旬には2mgL-1以下となり、ヨウサイ、ミニトマト、ケナフ、パピルスなどの生育が旺盛となった8月以降、流出水のT-N濃度は1mgL-1以下となった。
平均T-N濃度10.2mgL-1の二次処理水をT-N負荷量1.2～1.3gm-2d-1で供給したところ、4水路の調査期間(4～10月)中の流出水の平均T-N濃度は1.2～1.7mgL-1で、T-N除去率はいずれも約90%に達した(表1)。
濾材にゼオライト(粒径5～15mm)と鹿沼土(粒径5～8mm)を併用した3水路の流出水の平均T-P濃度は0.09～0.20mgL-1で、ゼオライトのみのTZ水路の1.14mgL-1より顕著に低くなり、鹿沼土が農業集落排水二次処理水中のリンを効率よく除去できることを確認した(表2)。
BGF水路に植栽したヨウサイ(写真1)、ミニトマトなどの野菜類やケナフ、パピルス(写真2)などの有用植物は、農業集落排水二次処理水のみでも旺盛に生育した。また、収穫したヨウサイの鉄とマンガンの含有量は、ミニトマトのそれより高かったが、これら野菜可食部の重金属含有量は、市販の野菜類と変わらなかった(表3)。

成果の活用面・留意点

バイオマスの生長速度が高く、病虫害に強い有用植物を植栽すると、BGF水路の水質浄化機能を高く維持できる。
浮遊物質濃度の高い二次処理水を供給すると濾材の目詰まりにより、BGF水路の水質浄化機能が低下する。また、冬季植栽植物の生長速度は、夏季植栽植物のそれより低いので、冬季の窒素除去速度は表1の1/2程度に低下する。
資源循環型水質浄化システムを用い、健全な水資源の循環を維持するためには、有害化学物質の使用自粛等を含めた発生源対策の強化が必要である。