JP2006255691A

JP2006255691A - 環境浄化資材およびそれを用いた環境浄化方法

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Publication number: JP2006255691A
Application number: JP2006039069A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujita; 員央藤田; Haru Ouchi; 晴大内; Yosuke Nakamura; 洋介中村
Original assignee: EGS KK; Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: EGS KK; Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】安価に入手可能な未利用資源を活用し、短期間で十分な汚水浄化効果を発揮し、それが持続する環境浄化資材を安価に提供すること、およびそれを用いた汚水、臭気ガス、汚染土壌等の環境の浄化方法を提供することにある。
【解決手段】本発明の環境浄化資材は、剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなり、本発明の汚水の浄化方法は、この環境浄化資材を汚水に浸漬することを特徴とし、臭気ガスの浄化方法は、この環境浄化資材を充填塔に充填し、水分を補給しながら臭気を含んだガスを流通させること特徴とし、汚染土壌の浄化方法は、この環境浄化資材を化学物質または石油で汚染された土壌と混合することを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、環境浄化資材およびそれを用いた環境浄化方法に関し、詳しくは剪定枝砕片を用いた環境浄化資材およびそれを用いた汚水、臭気ガス、汚染土壌等の環境の浄化方法に関する。

地球規模で進行する環境汚染をできるだけ穏和に抑制、浄化する手段として、自然界に
見られる浄化作用を人が意図的に制御、活用する試みが多くなされている。例えば、有機
物や栄養塩類の流入によって城濠や溜池の水面に緑色の藻類が繁茂することによる生態系
の破壊や景観の悪化が進むといった現象は各地において散見されるが、その浄化のため城
濠や溜池に人工的にエアレーションを行い、水中の微生物が本来持っている有機物や栄養
塩類の分解除去作用を促進する取り組みなどが行われている。

また、例えば、森林において落葉が多く浸漬した池や沼などでは濁りが少ないといった
現象は古来より知られていたが、これには、森林にあって太陽光の照射量が少ないため光
合成微生物が増殖し難い等の要因も考えられようが、落葉或いはそれに付着した生物が何
らかの浄化作用を担っているとも考えられ、それをある程度人為的にコントロールし能動
的に浄化を促進しうるような資材なり方法なりが求められていた。

一方、間伐材や剪定枝といった木材くずは、以前はゴミとして焼却処理されることが多
かったが、近年、地球温暖化の進行を抑制するためのカーボンニュートラルの見地からこ
れら木材くずを燃料としたり、自然発酵により堆肥化して農地還元したり、土壌改良剤と
して再利用することが行われるようになった。
特許文献１には、４０〜６０％の空隙率を有する剪定枝などの植物の破砕混合物を網袋
に充填してなる土壌浄化用充填材を、雨水貯溜排水施設、家庭用排水口等に設ける汚水浄
化浸透施設等に使用することが開示されている。
しかしながら、この単に剪定枝などの植物の破砕混合物を網袋に入れただけの充填材で
は、汚水浄化の効果を発揮するまでに時間がかかること、またその効果も必ずしも十分で
ない。
特開平５−１６９０８０号公報

本発明の課題は、安価に入手可能な未利用資源である剪定枝砕片を利用し、短期間で十
分な汚水浄化効果を発揮し、それが持続する環境浄化資材を安価に提供することにある。
またこの環境浄化資材を使用して汚水、臭気ガス、汚染土壌等の環境の浄化方法を提供す
ることにある。

本発明は、剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境浄化資材、剪定
枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境浄化資材を汚水に浸漬することを
特徴とする汚水の浄化方法、剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境
浄化資材を、充填塔に充填し、水分を補給しながら臭気を含んだガスを流通させること特
徴とする臭気ガスの浄化方法、および剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させて
なる環境浄化資材を、植物油、石油などの有機化合物で汚染された土壌と混合し、発酵処理することを特徴とする汚染土壌の浄化方法である。

本発明の環境浄化資材は、安価に入手可能な未利用資源を活用するものであり、それら
を混合接触させておくだけで、安価に、かつ容易に製造できる。また、本発明の汚水の浄
化方法は、この環境浄化資材を汚水に浸漬するだけで、短期間で十分に汚水が浄化され、
それが持続する。具体的には、主として池や沼、城濠などのいわゆる止水系水域等にこの
環境浄化資材を浸漬しておくと、微細藻類等の繁殖を抑制するほか、有機物や栄養塩類の
濃度を低減し、水質汚濁を低減、浄化することができる。更にこの環境浄化資材を臭気ガ
スと接触させることによって、臭気の浄化が可能になり、石油、植物油等の有機化合物で汚染された土壌と混合し、発酵処理することによって、汚染土壌の浄化が可能になる。

本発明の原料として使用される剪定枝砕片としては、例えば街路樹や植え込み等を剪定
して得られる木屑から葉及び葉柄を取り除いた剪定枝を粉砕機などによって粉砕したもの
であって、大きさが約３０ｍｍ以下のものである。なお、大きさが約２ｍｍ以下の微細な
砕片は篩い分けによって除去したものでもよい。
嵩比重が約０．１〜０．６ｇ／ｍｌ、好ましくは約０．３〜０．４ｇ／ｍｌのものが適
している。
原料になる樹木には特に制限はないが、抗菌性を有するといわれるヒノキやサクラ等以
外のものが好ましい。

汚泥堆肥は、肥料取締法において定義されるところの汚泥発酵肥料に相当するものであ
る。すなわち汚泥堆肥とは、下水処理場、屎尿処理場、工場若しくは事業場の排水処理施
設から発生する汚泥及びこれらのいずれか２種以上を混合し、堆積または攪拌し、腐熟さ
せて得られる汚泥肥料（下水汚泥肥料、屎尿系汚泥肥料、工業汚泥肥料及び混合汚泥肥料
）である。本発明において、汚泥肥料の種類や製造方法は特に限定されず、例えば腐熟途
中の汚泥肥料のようなものであっても汚泥堆肥として使用することができる。

汚泥堆肥の品質上の特性としては、水分含有量が約３０〜６０重量％の範囲であり、水
分を除いた固形分に占める有機物の割合が約６０重量％以上である。

汚泥堆肥は、水を加えてスラリーとして用いるのが好ましい。この時、加える水の量は
、重量比で汚泥堆肥１に対して約９までであり、剪定枝砕片を加えた時の水分含有量が約
５０〜８０重量％になる量である。スラリーを用いることには、汚泥堆肥と剪定枝砕片と
の混和性を高める効果があるが、例えば、始めに汚泥堆肥と剪定枝砕片とを混ぜ合わせて
おき、次にそれに水を加えてもよい。

剪定枝砕片を、剪定枝砕片の５〜５０重量％（乾燥重量換算）、好ましくは約１０重量
％の汚泥堆肥と混合接触させる。混合は、攪拌混合機などを用いて水分含有量を約５０〜
８０重量％の範囲に保ちながら、約２〜５日に１回程度の切り返し攪拌して行う。このよ
うにして短くは約１０〜１４日間、長くは約半年間〜１年間保持し、汚泥堆肥に存在する
微生物を剪定枝砕片へ担持固定化すると共に発酵させる。発酵中の温度は特に制御する必
要はないが、約１０〜８０℃の範囲である。

発酵が終了した剪定枝砕片（以下、環境浄化資材と言う。）は、適宜、袋詰して乾燥し
た冷暗所に保存しておくことができる。次に記す水質汚濁の浄化の目的には、麻袋やナイ
ロン製土嚢袋等の水がよく浸透する袋に、必要に応じて重石とともに詰める。

この環境浄化資材による汚水の浄化が可能な水系の例としては、主として池や沼、城濠
などのいわゆる止水系水域が挙げられるほか、河川や用水路、下排水処理場の排水溝など
の流水系水域が挙げられる。いずれも淡水であることが好ましい。

環境浄化資材による浄化の効果としては、濁りの改善や透視度の向上及び着色の低減と
いった外観の向上、化学的酸素要求量（ＣＯＤ、本発明におけるＣＯＤとは１００℃にお
ける過マンガン酸カリウムの酸素消費量を言う）、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）に代表
される有機物由来の汚濁の低減、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）に代表される無機栄養塩類由来
の汚濁の低減、臭気の緩和等が挙げられる。

環境浄化資材による水質汚濁の浄化は、前述したとおり環境浄化資材を必要に応じて重
石とともに麻袋やナイロン製土嚢等に詰め、適用したい水域に浸漬するだけでよい。
使用される環境浄化資材の量は、適用水域の汚水の容積や汚濁の程度によるが、例えば
止水系水域の場合、汚水の容積に対して約２０００分の１〜約５００分の１が目安である
。止水系水域の汚水に浸漬する場合、環境浄化資材を複数の袋に小分け詰めして、さらに
取り扱いやすいようにそれらをロープで繋いで水域内にある程度分散配置することが好ま
しい。止水系水域といえども自然に緩やかな水の移動は生じているので、環境浄化資材を
浸漬した後に特に水の移動を促がす操作、例えば機械による強制攪拌やエアレーション等
の操作を施す必要はないが、浄化を早期に達成したいなどの事情がある場合は、このよう
な操作を行っても差し支えない。

環境浄化資材は、いったん浸漬すれば、通常、数年単位で使用し続けることができるが
、適用水域の汚濁の程度によっては、適宜、新品に交換することがさらに有効である。

環境浄化資材は、水質汚濁の浄化に限らず、環境浄化の目的に応用することができる。例えば環境浄化資材を充填塔等に搭載し、水分を補給しながら臭気を含んだガスを流通することによって臭気を低減することができる。また、環境浄化資材を石油、植物油等の有機化合物に汚染された土壌に接触混合し、発酵処理することによって汚染土壌を浄化することもできる。本発明の環境浄化資材は、剪定枝砕片を発酵させてなるものであるので、汚染土壌と混合したときにも比較的多くの空隙を生じ、速やかに好気発酵により有機化合物を分解することができる。

以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されるものではない。

実施例１
（環境浄化資材の製造）
化学工場の活性汚泥を原料として製造された工業汚泥肥料（ＥＧＳユーキ；株式会社イ
ージーエス製）９ｋｇ（乾燥重量５．１ｋｇ）に水６０ｋｇを加えてスラリーを調製した
。これに大きさが２ｍｍ以下のものを篩い分けして除き、嵩比重が０．３ｇ／ｍｌの剪定
枝砕片９０ｋｇ（乾燥重量５８．５ｋｇ）を調製したスラリーに加え、水分含有量を約６
０重量％の状態で、３００Ｌの混練機で１時間に１回の頻度で混合しながら１４日間保持
し、発酵させて剪定枝砕片材を製造した。

実施例２
（環境浄化資材による汚水の浄化）
実施例１に記載のようにして製造した剪定枝砕片材２０Ｌ（有り姿の重量：約７ｋｇ）
を重石とともにナイロン性の土嚢袋に入れ、それら１０袋を０．７ｍ間隔で直線状にロー
プで結わえたものを３本作製した。
ゴルフ場のコース内にある広さが約２０ｍ×約４５ｍ、深さが約０．５ｍで、容積が約
４５０ｍ³の池（以下、試験池と言う。）に、環境浄化資材を入れた土嚢袋が概ね均等に
分布するよう、ほぼ等間隔に並列して浸漬した。ロープの両端は水面から陸上に出して地
面に固定しておいた。環境浄化資材の浸漬量は、試験池の容積の約７５０分の１であった
。試験池は、降雨等によって水嵩が増すと水面の１箇所に設けた排水口からオーバーフロ
ー分が排出される構造になっている他は、特に機械的攪拌や水の入れ替えは行われなかっ
た。試験池の透視度や微細藻類等の繁殖状況などの外観、有機物汚濁指標及び栄養塩類濃
度等の変化を１６ヶ月間観測した。

試験池の透視度は、環境浄化資材の浸漬の有無に関わらず約３０ｃｍ以上を示したが、
外観的には浸漬後１ヶ月目まではアオコ様の浮上物が見られるなど、全体に緑色を帯びて
いたのが、以降は着色が低減し良好な状態を維持した。９ヶ月後の試験池の池底は明瞭に
確認され、試験池の水をガラスビーカーに移して白背景で上方から観察したところ、水道
水よりもわずかに着色が見られる程度であった。

試験池のＣＯＤ、ＢＯＤ、Ｔ−Ｎ（全窒素）濃度およびＴ−Ｐ（全リン）濃度の変化を
それぞれ図１〜図４に示す。
なお、図中の●−●は実施例を、○--○は比較例を表す。
試験池においては、環境浄化資材の浸漬前のＣＯＤ４ｍｇ／ｌが、浸漬後、最良２ｍｇ
／ｌまで低下した（浸漬後４ヶ月目）。ＢＯＤは、２ｍｇ／ｌから最良で１ｍｇ／ｌまで
低下した（浸漬後４ヶ月目）。次に、Ｔ−Ｎ（全窒素）濃度は、２ｍｇ／ｌから最良で１
ｍｇ／ｌ（浸漬後１１ヶ月目）、Ｔ−Ｐ（全リン）濃度は、０．０８ｍｇ／ｌから最良で
０．０４ｍｇ／ｌまで低下した（浸漬後１１ヶ月目）。こ
試験池の水質は、降雨、落ち葉等によって変動し、これらの測定値にも上下変動はある
ものの、それぞれの図に示すように後述の比較例と比較して全般に低い値であった。

比較例
試験池と同じゴルフコース内にあり、試験池とは広さや形状が異なるが深さは同程度で
あり、環境浄化資材の浸漬前には試験池と同程度の汚濁を有していた池（以下、比較池と
言う。）に対し、環境浄化資材を浸漬することなく観察及び水質汚濁指標の測定を行った
。
９ヶ月後の比較液の透明度は試験池と同様に約３０ｃｍ以上であったが、全体に暗緑色
を帯びており池底を肉眼で確認することはできなかった。試験池の水をガラスビーカーに
移して白背景で上方から観察したところ、試験池に比較して、明らかに着色の程度が強か
った。

実施例３
（油汚染土壌の浄化）樹脂製角型植木鉢容器中に川砂土壌５ｋｇ（体積６．７リットル）と植物油（廃てんぷら油）５０ｇを混合し、油汚染土壌を調製した。これに実施例１に記載のようにして製造した剪定枝砕片材３００ｇ（体積２．４リットル）と、栄養源として牛糞堆肥（乾燥ペレットを粉砕したもの）１ｋｇ、米ぬか５０ｇおよび工業汚泥肥料（ＥＧＳユーキ；株式会社イージーエス製）３０ｇを加え、さらに水道水２．３リットルを追加した。これにより、かさ密度（見かけ比重）０．５〜０．８、炭素／窒素元素比３０〜４０、含水率約６０％以上の発酵分解処理に適するとされる系（以下単に「系」と略称する）を構築して発酵処理を行った。発酵の進行は、外気温に対する系内の温度変化を追跡することにより追跡した。結果を図５に示す。なお、図中の●−●は系内の、○--○は外気の、それぞれ温度変化を表す。
処理開始直後より系内の温度が上昇した。1日経過時に容器上面を覆ったビニルシートの内側に多量の蒸発水滴が付着したため、系に800mlの水道水を追加して（このため一時的に系内温度が低下した）全体を攪拌した。同時に300ml容の空ペットボトルにキリで多数の孔を開けた通気パイプを系に挿入してみたところ、それを通して水蒸気が放散した。このことから、系内部では好気発酵が進行していることがわかる。
処理期間を通して、とくに系を攪拌切り返しすることなく、系内温は外気温に対して5.5〜23℃と有意に高い状態を維持した。
6日目時点で観察したところ、処理開始時点に見られた油による系のべとつきが消失していた。これらの事象は発酵によるコンポスト化が速やかに進行したことを示す。

実施例２におけるＣＯＤの測定結果を示す図である。実施例２におけるＢＯＤの測定結果を示す図である。実施例２におけるＴ−Ｎ（全窒素）濃度の測定結果を示す図である。実施例２におけるＴ−Ｐ（全リン）濃度の測定結果を示す図である。実施例３における系内の温度と外気温の時間変化を示す図である。

Claims

剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境浄化資材。
剪定枝砕片を、剪定枝砕片の５〜５０重量％（乾燥重量換算）の汚泥堆肥と混合接触させる請求項１記載の環境浄化資材。
剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境浄化資材を汚水に浸漬することを特徴とする汚水の浄化方法。
汚水の容積に対して２０００分の１〜５００分の１の容積の前記環境浄化資材を汚水に浸漬することを特徴とする請求項３記載の汚水の浄化方法。
剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境浄化資材を、充填塔に充填し、水分を補給しながら臭気を含んだガスを流通させること特徴とする臭気ガスの浄化方法。
剪定枝砕片を汚泥堆肥に混合接触させ、発酵させてなる環境浄化資材を、有機化合物で汚染された土壌と混合し、発酵処理することを特徴とする汚染土壌の浄化方法。