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

[要　約]
バイオジオフィルター水路に植栽したヨウサイ，ミニトマトなど野菜類やケナフ，パピルスなど有用植物の生育は旺盛で，濾材にゼオライトと鹿沼土を併用することにより，農業集落排水二次処理水中の窒素，リンを効率よく除去できる。
[担当研究単位]農業研究センター　土壌肥料部　水質保全研究室 
[部会名]　農業環境技術研究所・環境資源特性
[専　門]　環境保全
[対　象]　　
[分　類]　指導
[背景・ねらい]
　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]
  1. 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。
  2. 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）。
  3. 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）。
  4. BGF水路に植栽したヨウサイ，ミニトマトなどの野菜類やケナフ，パピルスなどの有用植物は，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]
  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。

[その他]
 研究課題名 ： 有用植物と濾材を組合せた資源循環型水質浄化システムの開発
 予算区分　 ： 公害防止「水質浄化」・経常
 研究期間　 ： 平成12年度（平成8〜（12）〜14年）
 発表論文等 ： 有用植物を用いた農業集落排水二次処理水の高度処理，用水と廃水，
　　　　　　　 43(4)(2000)
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