JPH11209191A - Production of culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater and its utilization - Google Patents

Production of culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater and its utilization

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JPH11209191A
JPH11209191A JP10008831A JP883198A JPH11209191A JP H11209191 A JPH11209191 A JP H11209191A JP 10008831 A JP10008831 A JP 10008831A JP 883198 A JP883198 A JP 883198A JP H11209191 A JPH11209191 A JP H11209191A
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zeolite
culture solution
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彰男 逸見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: At an isolated island or a desert area, seawater is desalinated to utilize as drinking water. The cost of desalination is very high and desalinated water cannot be used almost substantially except as drinking water. But seawater can be regarded as a kind of culture soln. containing various kinds of nutrient salts well-balancedly except presence of sodium chloride in high concn. Accordingly to remove sodium chloride from seawater at a low cost and to utilize obtained desalinated water as a culture solution, a liquid fertilizer and agricultural water. SOLUTION: In a method for manufacturing the culture soln. the liquid fertilizer and the agricultural water from the seawater, the seawater is subjected to a zeolite treatment and an anion exchanger resin treatment or a chitosan treatment. In a method for utilizing the seawater, the culture soln. obtained from the seawater by this method is used as the culture soln. for aquiculture, plant tissue culture, microorganism and animal cell, the obtained liquid fertilizer is used as a fertilizer and the obtained agricultural water is used as irrigation water.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、海水にゼオライト
による処理、海水にゼオライトによる処理および陰イオ
ン交換樹脂による処理、または海水にゼオライトによる
処理およびキトサンによる処理を行い、海水から培養
液、液肥および農業用水を製造する方法並びに海水を、
水耕栽培における培養液、植物の組織培養の培養液、微
生物の培養液、動物細胞の培養液、液肥、および農業用
水として利用する方法に関するものである。
The present invention relates to a treatment of seawater with zeolite, a treatment of seawater with zeolite and an anion-exchange resin, or a treatment of seawater with zeolite and a treatment of chitosan, from a culture solution, liquid fertilizer and A method for producing agricultural water and seawater,
The present invention relates to a method for use as a culture solution in hydroponic culture, a culture solution for plant tissue culture, a culture solution for microorganisms, a culture solution for animal cells, a liquid fertilizer, and agricultural water.

【0002】[0002]

【従来の技術】海に囲まれた離島あるいは中近東におけ
る砂漠地帯では、海水を淡水化して、それを飲料用水と
して利用しているが、その多くは逆浸透膜法による淡水
化プラントで製造された飲料用水であって、その建設コ
ストおよび運転コストは非常に高く、飲料用水以外の用
途、特に培養液、液肥および農業用水としての用途に
は、コスト面より殆ど使用できないのが実情である。
2. Description of the Related Art In a remote island surrounded by the sea or in a desert region in the Middle and Near East, seawater is desalinated and used as drinking water, and most of it is produced by a desalination plant using a reverse osmosis membrane method. Water for drinking is very expensive in construction and operation costs, and is hardly used in applications other than drinking water, especially in culture, liquid fertilizer and agricultural water.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】地球上の約7割が海洋
であり、海洋が生命起源の場となって以来、生物は海洋
を生存の場として長期にわたり利用してきた。海洋での
生物生産力は陸地でのそれを大きく上回るが、この海洋
の高い生産能は、海水に含まれる豊富な栄養成分に基づ
くものである。生物の活動に重要な働きをする血液など
の体液は、その成分組成が海水に近いことが知られてい
る。現存生物の体液組成は、生命起源時の原始海洋の海
水に酷似しているともいわれている。つまり、海水は塩
化ナトリウムが例外的な高濃度で存在することを除いて
は、種々の栄養塩類をバランスよく含んでいる一種の培
養液とみることができる。従って、海水から食塩を除去
するためのコストを低くして、得られた脱食塩水を培養
液、液肥および農業用水に利用できるようにすること
が、砂漠の緑化または離島での灌漑用水の確保および水
耕栽培を実施するための課題となっている。
Approximately 70% of the earth is the ocean, and organisms have been using the ocean as a place of survival for a long time since the ocean became a place of origin. Although the biocapacity in the ocean greatly exceeds that in the land, the high productivity of the ocean is based on the rich nutrients contained in seawater. It is known that body fluids such as blood, which play an important role in biological activities, have a composition close to that of seawater. It is said that the body fluid composition of living organisms closely resembles the seawater of the primordial ocean at the time of its origin. In other words, seawater can be regarded as a kind of culture solution containing various nutrients in a well-balanced manner, except that sodium chloride is present at an exceptionally high concentration. Therefore, reducing the cost of removing salt from seawater and making the resulting desalinated water available for culture, fertilizer, and agricultural water would be necessary to secure desert greening or irrigation water on remote islands. And it is an issue for implementing hydroponics.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は、これらの課
題を解決するために種々の検討を行った結果、ゼオライ
トを利用することにより、その目的を達成するに至っ
た。すなわち、海水に、ゼオライトによる処理を行うこ
とを特徴とする海水からの培養液、液肥および農業用水
の少なくとも1種を製造する方法である。このとき、海
水に、ゼオライトによる処理および陰イオン交換樹脂に
よる処理を行うこと、および海水に、ゼオライトによる
処理およびキトサンによる処理を行うこと、ができる。
使用するゼオライトは人工ゼオライトが性能およびコス
トの面から本発明の目的に適している。
Means for Solving the Problems As a result of various studies to solve these problems, the present inventor has achieved the object by using zeolite. That is, a method for producing at least one kind of culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater, which comprises treating seawater with zeolite. At this time, seawater can be treated with zeolite and an anion exchange resin, and seawater can be treated with zeolite and chitosan.
The zeolite used is an artificial zeolite suitable for the purpose of the present invention in terms of performance and cost.

【0005】本発明の第2は、海水にゼオライトによる
処理を行い製造された海水からの培養液を、水耕栽培に
おける培養液、植物の組織培養の培養液、微生物の培養
液および動物細胞の培養液として、液肥を肥料として、
農業用水を灌漑用水として、利用する海水の利用方法で
ある。
[0005] The second aspect of the present invention is to provide a culture solution from seawater produced by treating seawater with zeolite, a culture solution for hydroponics, a culture solution for plant tissue culture, a culture solution for microorganisms and a culture solution for animal cells. As a culture solution, liquid fertilizer as fertilizer,
This is a method of using seawater that uses agricultural water as irrigation water.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】海水のなかには、塩化ナトリウム
をはじめとし、ナトリウム以外の塩素化合物、その他、
金、銀、銅、鉄、マンガン、硫黄、窒素、リン、マグネ
シウム、ウラン、アルミニウム、カリウムなど多くの元
素が含まれており、本発明の原料となるものである。海
水の成分は、沿岸部と海洋など、場所によって濃度が異
なるが、海水1kg中に35.0gの塩類を含むものを
標準海水といい、表1に標準海水の塩類組成を示した。
これらは高濃度の塩化ナトリウムの害を除くことによ
り、海洋資源として有効に利用することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In seawater, sodium chloride and other chlorine compounds other than sodium,
It contains many elements such as gold, silver, copper, iron, manganese, sulfur, nitrogen, phosphorus, magnesium, uranium, aluminum, and potassium, and is a raw material of the present invention. The concentration of seawater components varies depending on the location, such as the coastal area and the ocean. One kg of seawater containing 35.0 g of salt is called standard seawater, and Table 1 shows the salt composition of standard seawater.
These can be effectively used as marine resources by removing the harm of high concentrations of sodium chloride.

【0007】[0007]

【表1】 [Table 1]

【0008】本発明にいうゼオライトとは、合成ゼオラ
イト、人工ゼオライトおよび天然ゼオライトをいう。ゼ
オライトは、陽イオン交換能を有しており、特にナトリ
ウムに対するイオン交換能は著しいので、本発明の目的
に適している。また、本発明により得られた淡水の用途
により、合成ゼオライト、人工ゼオライトおよび天然ゼ
オライトのそれぞれについて、Ca型、K型、Mg型、
NH2 型、H型、などのゼオライトを選択することがで
きる。ゼオライトの陽イオン交換容量(以下、CECと
いう。)は、cmol(+)・kg-1で表し、100c
mol(+)・kg-1以上、好ましくは250cmol
(+)・kg-1以上が、本発明の目的に好ましい。
[0008] The zeolite according to the present invention refers to synthetic zeolite, artificial zeolite and natural zeolite. Zeolite has a cation exchange ability, and particularly has a remarkable ion exchange ability with respect to sodium, and thus is suitable for the purpose of the present invention. Further, depending on the use of the fresh water obtained according to the present invention, for each of synthetic zeolite, artificial zeolite and natural zeolite, Ca type, K type, Mg type,
Zeolite such as NH 2 type, H type, etc. can be selected. The cation exchange capacity (hereinafter referred to as CEC) of zeolite is expressed in cmol (+) · kg −1 and is 100 c
mol (+) · kg -1 or more, preferably 250 cmol
(+) · Kg −1 or more is preferred for the purpose of the present invention.

【0009】合成ゼオライトとは、シリカ(SiO2
およびアルミナ(Al2 3 )を水の存在下でアルカリ
処理することにより、合成したゼオライトであって、原
料の珪礬比((SiO2 とAl2 3 の重量組成の比)
×1.7)を選ぶことによって任意の品質のゼオライト
を合成することができる。例えば、ゼオライトA、ゼオ
ライトX、ゼオライトY、ゼオライトL、ゼオライト
Ω、ZSM−5、シャバサイト、エリオナイト、オフレ
タイト、モルデナイト、フェリエナイト、クライノタイ
ロライト、などをあげることができる。しかし、純度の
高いシリカおよびアルミナを原料とするので、コストが
高くなり、本発明により得られた培養液、液肥および農
業用水は、コスト的に使用が難しくなる傾向がある。
Synthetic zeolite is silica (SiO 2 )
And zeolite synthesized by subjecting alumina and alumina (Al 2 O 3 ) to alkali treatment in the presence of water, wherein the raw material has a silane ratio ((weight ratio of SiO 2 and Al 2 O 3 ))
× 1.7), it is possible to synthesize zeolite of any quality. For example, zeolite A, zeolite X, zeolite Y, zeolite L, zeolite Ω, ZSM-5, shabasite, erionite, offretite, mordenite, ferrierite, clinotyrolite, and the like can be given. However, since high-purity silica and alumina are used as raw materials, the cost increases, and the culture solution, liquid fertilizer, and agricultural water obtained by the present invention tend to be difficult to use in terms of cost.

【0010】人工ゼオライトとは、石炭灰および都市ゴ
ミなどの可燃性廃棄物の焼却灰をアルカリ溶液による加
熱処理によって人工的に転換して得られたゼオライトの
ことであって、その主成分は、原料の珪礬比によって変
わり、ヒドロキシソーダライト、フィリップサイト、ま
たはホージャサイトなどである。このように珪礬比によ
って得られる人工ゼオライトの成分が異なることを利用
して、所望の主成分の人工ゼオライトを利用することが
できる。従って、主成分以外に他の成分およびゼオライ
トA、などを少量含むこともあり、ゼオライト以外の部
分、すなわち非ゼオライト成分として、未燃焼炭素、鉄
分、その他の不純物およびゼオライトに至るまでの中間
生成物なども共存する。人工ゼオライトは、品質がよい
わりには、コストも低く、本発明の培養液、液肥、およ
び農業用水を得るには、最も適したゼオライトである。
[0010] The artificial zeolite is a zeolite obtained by artificially converting incinerated ash of combustible waste such as coal ash and municipal waste by a heat treatment with an alkaline solution. It varies depending on the sulphide ratio of the raw material, such as hydroxysodalite, phillipsite or faujasite. By utilizing the fact that the components of the artificial zeolite obtained according to the alum ratio are different, an artificial zeolite having a desired main component can be used. Therefore, other components and zeolite A may be included in small amounts in addition to the main component, and as a non-zeolite component, that is, as a non-zeolite component, unburned carbon, iron, other impurities, and intermediate products up to zeolite Etc. also coexist. Artificial zeolite is low in cost for good quality, and is the most suitable zeolite for obtaining the culture solution, liquid fertilizer, and agricultural water of the present invention.

【0011】天然ゼオライトとは、天然に産する鉱物の
うちアルカリ、アルカリ土類、アルミニウムの含水テク
トケイ酸塩鉱物であって、通常沸石とよばれるものであ
る。これらの鉱物としては、フィリップサイト、ハーモ
トーム、メルリノイト、ジスモンディン、アミサイト、
ガローナイト、ゴビンサイト、アナルサイト、ワイラカ
イト、ポーリンジャイト、ローモンタイト、ユガワララ
イト、シャバサイト、ウィルヘンダーソンナイト、グメ
リナイト、フォージャサイト、エリオナイト、オフレタ
イト、レビィン、マッザイト、ナトロライト、テトラソ
ーダフッ石、パラソーダフッ石、メソライト、スコレサ
イト、トムソナイト、ゴンナルダイト、エディングナイ
ト、モルデナイト、ダッキャルダイト、エピスラィルバ
イト、フェリエライト、ビキタイト、ヒューランダイ
ト、クライノタイロライト、スティルバイト、ステレラ
イト、バーラーライト、ブリューステライト、コウレサ
イト、グースクリーカイト、などを例示することができ
る。天然ゼオライトはCECなどの品質にバラツキがあ
るので、本発明により得られた培養液、液肥、および農
業用水の用途が、例えば灌漑用水のみに、制限される場
合が生ずる。
[0011] Natural zeolite is a hydrous tectosilicate mineral of alkali, alkaline earth and aluminum among naturally occurring minerals and is usually called zeolite. These minerals include Phillipsite, Hartotom, Merlinoite, Dismondin, Amysite,
Gallownite, Govinsite, Analsite, Wairakite, Polingite, Lomontite, Yugawaralite, Shabasite, Willhendersonite, Gmelinite, Faujasite, Elionite, Offretite, Levin, Mazzite, Natrolite, Tetrasoda fluorite, Parasoda fluorite, Mesolite, Scolesite, Tomsonite, Gonnardite, Eddingnite, Mordenite, Duckaldite, Episylbaite, Ferrierite, Biquitite, Hulandite, Clinotylolite, Stillbite, Stellerite, Burlerite, Brewsterite, Kouresite, Goosecreikite, etc. Can be exemplified. Since natural zeolites vary in quality such as CEC, the use of the culture solution, liquid fertilizer, and agricultural water obtained by the present invention may be limited to, for example, only irrigation water.

【0012】本発明にいうゼオライトによる処理とは、
海水または少なくとも1回ゼオライトによる処理を受け
た被処理液または少なくとも1回陰イオン交換樹脂によ
る処理もしくはキトサンによる処理を受けた被処理液を
ゼオライトに接触させることをいう。回分式の工程で
は、海水または上記被処理液にゼオライトを添加し、攪
拌機により海水または上記被処理液とゼオライトをよく
攪拌し、海水または上記被処理液とゼオライトを十分に
接触させ、その後ゼオライトと処理液をろ過または遠心
分離により分離する。連続式の工程では、ゼオライトの
充填槽に海水または少なくとも1回ゼオライトによる処
理を受けた被処理液もしくは少なくとも1回陰イオン交
換樹脂による処理もしくはキトサンによる処理を受けた
被処理液を注入し、その後処理液をゼオライト層から分
離することをいう。
The treatment with zeolite according to the present invention means
This refers to bringing the liquid to be treated that has been treated with seawater or zeolite at least once or the liquid that has been treated with at least one time with an anion exchange resin or treated with chitosan into contact with zeolite. In the batch process, zeolite is added to seawater or the liquid to be treated, and the seawater or the liquid to be treated and the zeolite are sufficiently stirred by a stirrer, and the seawater or the liquid to be treated is sufficiently contacted with the zeolite, and then the zeolite is mixed with the zeolite. The treatment liquid is separated by filtration or centrifugation. In the continuous process, a treatment liquid treated with seawater or at least once with zeolite or a treatment liquid treated with at least one anion exchange resin or treated with chitosan is injected into a zeolite filling tank, and thereafter, This refers to separating the treatment liquid from the zeolite layer.

【0013】本発明にいう陰イオン交換樹脂とは、イオ
ン交換樹脂の一種であって、不溶性の合成樹脂の母体に
アミノ基、第四アンモニウム基などの塩基性基をもつ樹
脂のことで、強塩基性陰イオン交換樹脂および弱塩基性
陰イオン交換樹脂を含むものである。その作用は、水酸
基型にすることによって、海水中の塩素イオンを捕捉す
ることができる。
The anion exchange resin referred to in the present invention is a kind of ion exchange resin, which is a resin having a basic group such as an amino group or a quaternary ammonium group in the base of an insoluble synthetic resin. It includes a basic anion exchange resin and a weakly basic anion exchange resin. Its function is to capture chlorine ions in seawater by making it a hydroxyl group type.

【0014】本発明にいう陰イオン交換樹脂による処理
とは、海水または少なくとも1回ゼオライトによる処理
を受けた被処理液または少なくとも1回陰イオン交換樹
脂による処理もしくはキトサンによる処理を受けた被処
理液を陰イオン交換樹脂に接触させることをいう。回分
式の工程では、海水または上記被処理液に陰イオン交換
樹脂を添加し、攪拌機により海水または上記被処理液と
陰イオン交換樹脂をよく攪拌し、海水または上記被処理
液と陰イオン交換樹脂を十分に接触させ、その後陰イオ
ン交換樹脂と処理液をろ過または遠心分離により分離す
る。連続式の工程では、陰イオン交換樹脂の充填槽に海
水または少なくとも1回ゼオライトによる処理を受けた
被処理液または少なくとも1回陰イオン交換樹脂による
処理もしくはキトサンによる処理を受けた被処理液を注
入し、その後処理液を陰イオン交換樹脂層から分離する
ことをいう。
The treatment with an anion exchange resin according to the present invention means a liquid to be treated which has been treated with seawater or at least once with a zeolite or a liquid which has been treated with at least one time with an anion exchange resin or a treatment with chitosan. Is contacted with an anion exchange resin. In the batch-type process, an anion exchange resin is added to seawater or the liquid to be treated, and the seawater or the liquid to be treated and the anion exchange resin are thoroughly stirred by a stirrer. And then the anion exchange resin and the treatment liquid are separated by filtration or centrifugation. In the continuous process, a treatment liquid that has been treated with seawater or zeolite at least once or a treatment liquid that has been treated with anion exchange resin or chitosan at least once is injected into a filling tank of anion exchange resin. And then separating the treatment liquid from the anion exchange resin layer.

【0015】本発明にいうキトサンとは、キチンの脱ア
セチル化物であって、通常精製キチンを原料として濃ア
ルカリ溶液中で加熱することによって得られる。ここ
で、アルカリとしては、水酸化ナトリウムまたは水酸化
カリウムが使用される。しかし、本発明の目的には、必
ずしも精製したキチンを原料とする必要はなく、甲殻類
の甲殻を脱灰した未精製のキチンを原料として濃アルカ
リ溶液中で処理して得られたキトサンでも使用すること
ができる。キトサンは陰イオン交換能を有しているの
で、本発明はこの性質を利用したものである。通常、得
られるキトサンはフレーク状であるが、本発明ではフレ
ーク状で使用してもよいし、これを粉砕して使用しても
よい。本発明に使用するキトサンは、脱アセチル化度が
75%以上であることが好ましく、さらには脱アセチル
化度が90%以上であることがより好ましい。特に、吸
着能の高いキトサンとしては、キトサンを化学修飾して
得られるキトサン多孔性ビーズが吸着能が高く、取扱い
が容易であるので、本発明を実施するのにさらに好まし
い。また、キトサンは、抗菌性を有しているので、本発
明の培養液として使用する場合には、雑菌の汚染を防止
するので、培養液の用途として適している。
The chitosan referred to in the present invention is a deacetylated product of chitin, which is usually obtained by heating purified chitin as a raw material in a concentrated alkaline solution. Here, sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as the alkali. However, for the purpose of the present invention, it is not necessary to use purified chitin as a raw material, and chitosan obtained by treating in a concentrated alkaline solution using unpurified chitin obtained by decalcifying a crustacean shell is also used. can do. Since chitosan has an anion exchange ability, the present invention utilizes this property. Usually, the obtained chitosan is in the form of flakes, but in the present invention, it may be used in the form of flakes, or may be used after being ground. The chitosan used in the present invention preferably has a degree of deacetylation of 75% or more, and more preferably has a degree of deacetylation of 90% or more. In particular, as chitosan having high adsorption ability, chitosan porous beads obtained by chemically modifying chitosan are more preferable for carrying out the present invention because they have high adsorption ability and are easy to handle. In addition, since chitosan has antibacterial properties, when used as the culture solution of the present invention, it prevents contamination of various bacteria, and is thus suitable for use as a culture solution.

【0016】本発明にいうキトサンによる処理とは、少
なくとも1回ゼオライトによる処理を受けた被処理液ま
たは少なくとも1回陰イオン交換樹脂による処理もしく
はキトサンによる処理を受けた被処理液をキトサンに接
触させることをいう。回分式の工程では、上記被処理液
にキトサンを添加し、攪拌機によりよく攪拌し、上記被
処理液とキトサンを十分に接触させ、その後キトサンと
処理液をろ過または遠心分離により分離する。連続式の
工程では、キトサンの充填槽に少なくとも1回ゼオライ
トによる処理を受けた被処理液または少なくとも1回陰
イオン交換樹脂による処理もしくはキトサンによる処理
を受けた被処理液を注入し、その後処理液をキトサン層
から分離することをいう。
The treatment with chitosan according to the present invention means that a liquid to be treated which has been treated at least once with zeolite or a liquid which has been treated at least once with an anion exchange resin or treated with chitosan is brought into contact with chitosan. That means. In the batch-type process, chitosan is added to the liquid to be treated, and the mixture is sufficiently stirred with a stirrer to sufficiently contact the liquid to be treated with chitosan. Thereafter, the chitosan and the treatment liquid are separated by filtration or centrifugation. In the continuous process, the liquid to be treated that has been treated with zeolite at least once or the liquid that has been treated with at least one time with an anion exchange resin or treated with chitosan is injected into a chitosan filling tank, and then the treatment liquid is added. Is separated from the chitosan layer.

【0017】本発明にいう培養液とは、水耕栽培におけ
る培養液、植物の組織培養の培養液、微生物の培養液お
よび動物細胞の培養液をいう。水耕栽培における培養液
は、野菜工場、植物工場といわれる水耕栽培における特
殊な成分組成を有する培養液をいい、植物の組織培養の
培養液は、植物の組織のカルスの培養を行う際に使用す
る培養液であって、培養する組織により特殊な植物ホル
モンなどを含有させてもよい。微生物の培養液は、酵
母、カビ、細菌、放線菌などの培養に使用する培養液で
あって、生産する目的によってそれぞれ特殊な成分を添
加することができる。動物細胞の培養液は、通常本培養
液のほか、動物性の成分、例えば血清などを添加するこ
とができる。
The culture solution in the present invention refers to a culture solution for hydroponics, a culture solution for plant tissue culture, a culture solution for microorganisms, and a culture solution for animal cells. The culture solution in hydroponic cultivation refers to a culture solution having a special component composition in hydroponic cultivation called a vegetable factory or a plant factory, and the culture solution of plant tissue culture is used when culturing callus of plant tissue. The culture solution to be used may contain a special plant hormone or the like depending on the tissue to be cultured. The culture solution of the microorganism is a culture solution used for culturing yeast, mold, bacteria, actinomycetes, etc., and a special component can be added depending on the purpose of production. The animal cell culture may be supplemented with an animal component such as serum in addition to the main culture.

【0018】本発明にいう液肥とは、海水の微量栄養成
分を含み、かつチッソ、リンなど植物の生育に必要な養
分を含んだものであって、該液肥のみで植物の栽培が可
能な溶液をいい、単なるアンモニア水、尿素溶液、など
の液状の肥料をいうものではない。
The liquid fertilizer referred to in the present invention is a solution containing trace nutrients of seawater and nutrients necessary for the growth of plants such as nitrogen and phosphorus. It does not mean liquid fertilizer such as mere ammonia water, urea solution, etc.

【0019】本発明にいう農業用水とは、一般に農業に
用いられる用水であって、河川水あるいは地下水などが
得難い離島、あるいは砂漠において、灌漑用に使用する
用水のことをいう。
The agricultural water used in the present invention is generally used for agriculture, and is used for irrigation on remote islands or deserts where river water or groundwater is difficult to obtain.

【0020】[0020]

【実施例】本発明の概要について、ゼオライト処理およ
びキトサン処理からなる工程により農業用水を製造する
例について説明するが、本発明の趣旨はこれに限定され
るものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The outline of the present invention will be described with respect to an example in which agricultural water is produced by a process comprising a zeolite treatment and a chitosan treatment, but the gist of the present invention is not limited thereto.

【0021】先ず、回分式の工程について、図1にした
がって説明する。本説明は、ゼオライト処理、次いでキ
トサン処理を行う工程について行うが、必ずしもこの順
に処理を行う必要はなく、キトサン処理を最初に行い、
次いでゼオライト処理を行ってもよい。このことは、陰
イオン交換樹脂による処理を行う場合も同様である。原
料の海水は、海水貯槽1に蓄えられており、ゼオライト
処理を行うに当たって、ポンプ10により海水をゼオライ
ト処理槽2に注入する。ゼオライトは、ゼオライト貯槽
6に蓄えられ、ここから必要量のゼオライトをゼオライ
ト処理槽2に投入する。ここで得られた、海水とゼオラ
イトとの混合液14、を攪拌機9により、よく攪拌し、海
水とゼオライトとを充分に接触させ、海水中の陽イオ
ン、特にナトリウムイオンを除去し、その後濾過機3に
よりゼオライトと処理液を分離する。分離液は、ゼオラ
イト処理水貯槽7に移す。次のキトサンによる処理を行
うに際し、この処理水をポンプ12により必要量をキトサ
ン処理槽4に注入する。キトサンは、キトサン貯槽8に
蓄えられ、ここから必要量のキトサンをキトサン処理槽
4に投入する。ここで得られた、ゼオライト処理水とキ
トサンとの混合液15、を攪拌機9により、よく攪拌し、
ゼオライト処理水とキトサンとを充分に接触させ、陰イ
オンを除去し、その後濾過機3によりキトサンと処理水
を分離し、得られた農業用水を農業用水貯槽5に蓄え
る。このとき、用途によっては、必ずしも濾過機3によ
って固形分を完全に除去する必要はない。
First, the batch type process will be described with reference to FIG. This description will be made with respect to the step of performing the zeolite treatment and then the chitosan treatment, but it is not always necessary to perform the treatment in this order, and the chitosan treatment is performed first,
Next, a zeolite treatment may be performed. This is the same when performing the treatment with an anion exchange resin. The raw seawater is stored in the seawater storage tank 1, and when performing the zeolite processing, the seawater is injected into the zeolite processing tank 2 by the pump 10. The zeolite is stored in a zeolite storage tank 6, from which a necessary amount of zeolite is charged into the zeolite processing tank 2. The mixed solution 14 of seawater and zeolite obtained here is sufficiently stirred by the stirrer 9 to bring the seawater and zeolite into sufficient contact to remove cations, particularly sodium ions, in the seawater. 3. Separate the zeolite and the processing solution by 3. The separated liquid is transferred to the zeolite-treated water storage tank 7. In performing the next treatment with chitosan, a required amount of this treated water is injected into the chitosan treatment tank 4 by the pump 12. The chitosan is stored in a chitosan storage tank 8, from which a required amount of chitosan is charged into the chitosan treatment tank 4. The resulting mixed solution 15 of zeolite-treated water and chitosan was thoroughly stirred by the stirrer 9,
The zeolite-treated water is brought into sufficient contact with chitosan to remove anions, and then the chitosan and the treated water are separated by the filter 3 and the obtained agricultural water is stored in the agricultural water storage tank 5. At this time, depending on the use, it is not always necessary to completely remove the solid content by the filter 3.

【0022】上記回分式の工程では、各分離工程におい
て分離されたゼオライトまたはキトサンは被処理水と混
合し、何回も繰り返し使用することができる。その繰り
返し回数は、処理後のゼオライトのCEC、キトサンの
イオン交換容量、および求める培養液、液肥または農業
用水の品質によって、決めることができる。
In the batch type process, the zeolite or chitosan separated in each separation process can be mixed with the water to be treated and used repeatedly. The number of repetitions can be determined by the CEC of the zeolite after treatment, the ion exchange capacity of chitosan, and the quality of the culture solution, liquid fertilizer or agricultural water required.

【0023】次に、連続式の工程について、図2にした
がって説明する。本説明は、ゼオライト処理、次いでキ
トサン処理を行う工程について行うが、必ずしもこの順
に処理を行う必要はなく、キトサン処理を最初に行い、
次いでゼオライト処理を行ってもよいことは、回分式の
場合と同様である。このことは、陰イオン交換樹脂によ
る処理を行う場合も同様である。原料の海水は、海水貯
槽1に蓄えられており、ゼオライト処理を行うに当たっ
て、海水をポンプ21によりゼオライト充填槽16の上部よ
り注入する。このときの海水の流速は、充填されている
ゼオライトのCECおよび求める農業用水の品質のよっ
て、定めることができる。海水はゼオライト層を通過す
る間に、陽イオンが除去され、ストレーナー24によりゼ
オライトを分離し、ゼオライト処理水がゼオライト処理
水貯槽7に入る。この操作は、必ずしも上部から海水を
流す必要はなく、下部から海水を注入してもよい。次に
ゼオライト処理水貯槽7のゼオライト処理水をポンプ22
によりキトサン充填槽17の上部より注入する。このとき
のゼオライト処理水の流速は、充填されているキトサン
のイオン交換容量および求める農業用水の品質のよっ
て、定めることができる。ゼオライト処理水がキトサン
層を通過する間に、陰イオンが除去され、ストレーナー
24によりキトサンを分離し、キトサン処理水が得られ、
キトサン処理水貯槽18に入る。得られた農業用水は、農
業用水貯槽5に蓄えされる。培養液など用途によって
は、固形物の混入が好ましくないので、キトサン処理水
貯槽18と農業用水貯槽5の間に濾過機を設けることがで
きる。
Next, the continuous process will be described with reference to FIG. This description will be made with respect to the step of performing the zeolite treatment and then the chitosan treatment, but it is not always necessary to perform the treatment in this order, and the chitosan treatment is performed first,
Next, the zeolite treatment may be performed as in the case of the batch type. This is the same when performing the treatment with an anion exchange resin. The raw seawater is stored in the seawater storage tank 1, and when performing zeolite treatment, seawater is injected from the upper part of the zeolite filling tank 16 by the pump 21. The flow rate of the seawater at this time can be determined according to the CEC of the zeolite being filled and the quality of the agricultural water required. While the seawater passes through the zeolite layer, the cations are removed, the zeolite is separated by the strainer 24, and the zeolite-treated water enters the zeolite-treated water storage tank 7. In this operation, it is not always necessary to flow seawater from the upper part, and seawater may be injected from the lower part. Next, the zeolite-treated water in the zeolite-treated water storage tank 7 is pumped by a pump 22.
Is injected from the upper part of the chitosan filling tank 17. The flow rate of the zeolite-treated water at this time can be determined according to the ion exchange capacity of the filled chitosan and the required quality of agricultural water. As the zeolite-treated water passes through the chitosan layer, anions are removed and the strainer
The chitosan is separated by 24 to obtain chitosan-treated water,
Enter the chitosan treated water storage tank 18. The obtained agricultural water is stored in the agricultural water storage tank 5. Depending on the application such as a culture solution, mixing of solids is not preferable, so a filter can be provided between the chitosan-treated water storage tank 18 and the agricultural water storage tank 5.

【0024】上記連続式の工程では、被処理水の流速お
よび流量はゼオライト充填槽のゼオライトの充填量およ
びCEC、キトサン充填槽のキトサンの充填量およびイ
オン交換容量、陰イオン交換樹脂充填槽の陰イオン交換
樹脂の充填量およびイオン交換容量、並びに培養液、液
肥、または農業用水の品質によって、決めることができ
る。
In the continuous process, the flow rate and flow rate of the water to be treated are determined by the zeolite filling amount and CEC of the zeolite filling tank, the chitosan filling amount and ion exchange capacity of the chitosan filling tank, and the anion exchange resin filling tank. It can be determined by the filling amount and ion exchange capacity of the ion exchange resin, and the quality of the culture solution, liquid fertilizer, or agricultural water.

【0025】本発明によって得られた培養液は、水耕栽
培における培養液、植物の組織培養の培養液、微生物の
培養液および動物細胞の培養液に使用することができ
る。水耕栽培における培養液は、野菜工場、植物工場と
いわれる水耕栽培に使用するものであって、栽培する植
物により必要とする養分および薬剤を補うことができ
る。植物の組織培養の培養液は、植物の組織のカルスの
培養を行う際に使用する培養液であるので、培養する組
織により特殊な植物ホルモンなどを添加させることがで
きる。微生物の培養液は、酵母、カビ、細菌、放線菌な
どの培養に使用する培養液であるので、炭素源として糖
分を添加することは必要であるが、培養の目的によっ
て、それぞれ特殊な成分を添加することができる。動物
細胞の培養液は、通常本培養液のほか、動物性の成分、
例えば血清などを添加することが必要である。
The culture solution obtained by the present invention can be used as a culture solution for hydroponic culture, a culture solution for plant tissue culture, a culture solution for microorganisms, and a culture solution for animal cells. The culture solution in hydroponic cultivation is used for hydroponic cultivation called a vegetable factory or a plant factory, and can supplement nutrients and chemicals required by the plant to be cultivated. Since the culture solution for plant tissue culture is a culture solution used for culturing callus of plant tissue, a special plant hormone or the like can be added depending on the tissue to be cultured. Since the culture solution of microorganisms is a culture solution used for culturing yeasts, molds, bacteria, actinomycetes, etc., it is necessary to add sugars as a carbon source. Can be added. The culture solution of animal cells is usually a main culture solution, animal components,
For example, it is necessary to add serum or the like.

【0026】本発明によって得られた液肥は、海水の微
量成分を含んでいるので、さらにチッソ、リンなど植物
の生育に必要な養分を添加することによって、本液肥の
みで植物の栽培が可能な水溶液とすることができる。
Since the liquid fertilizer obtained by the present invention contains trace components of seawater, plants can be grown only by the liquid fertilizer alone by adding nutrients necessary for plant growth such as nitrogen and phosphorus. It can be an aqueous solution.

【0027】本発明によって得られた農業用水は、その
まま通常の灌漑用水として使用することができるが、栽
培する作物に応じてその作物に別途肥料を施すことは当
然必要なことである。しかし、場合によっては、該灌漑
用水に所望の肥料を溶解し、灌漑用水として供給するこ
とにより、施肥を行わなくてもよい。
The agricultural water obtained according to the present invention can be used as it is as ordinary irrigation water, but it is naturally necessary to separately apply fertilizer to the crop according to the crop to be cultivated. However, in some cases, fertilization may not be performed by dissolving a desired fertilizer in the irrigation water and supplying it as irrigation water.

【0028】(実施例1)2リットル容のビーカーに海
水1リットルを入れ、主成分がフィリップサイトである
人工ゼオライト200ミリリットルを加え、攪拌機によ
り1時間攪拌し、濾紙により人工ゼオライトと水を分離
した。分離した水に弱イオン交換樹脂として、アンバー
ライトIRA−400(東京有機化学工業株式会社製)
200ミリリットルを加え、攪拌機により1時間攪拌
し、濾紙により陰イオン交換樹脂と水を分離した。得ら
れた培養液の組成は、表2の通り塩化ナトリウムが減少
していた。
Example 1 1 liter of seawater was placed in a 2 liter beaker, 200 ml of artificial zeolite whose main component was Philippite was added, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and the artificial zeolite and water were separated by filter paper. . Amberlite IRA-400 (manufactured by Tokyo Organic Chemical Industry Co., Ltd.) in the separated water as a weak ion exchange resin
200 ml was added, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and the anion exchange resin and water were separated by filter paper. In the composition of the obtained culture solution, sodium chloride was reduced as shown in Table 2.

【0029】(実施例2)2リットル容のビーカーに海
水1リットルを入れ、合成ゼオライトとしてシャバサイ
ト150ミリリットルを加え、攪拌機により1時間攪拌
し、濾紙により人工ゼオライトと水を分離した。分離し
た水にキトサンとして、バイロキトサンBCK−NO3
(バイロ工業株式会社製)200ミリリットルを加え、
攪拌機により1時間攪拌し、濾紙によりキトサンと水を
分離した。得られた培養液の組成は、表2の通り塩化ナ
トリウムが減少していた。
Example 2 1 liter of seawater was placed in a 2 liter beaker, 150 ml of shabasite was added as a synthetic zeolite, and the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and artificial zeolite and water were separated by filter paper. Birochitosan BCK-NO3 as chitosan in separated water
Add 200 ml (manufactured by Viro Industrial Co., Ltd.)
The mixture was stirred by a stirrer for 1 hour, and chitosan and water were separated by filter paper. In the composition of the obtained culture solution, sodium chloride was reduced as shown in Table 2.

【0030】(実施例3)2リットル容のビーカーに海
水1リットルを入れ、主成分がフィリップサイトである
人工ゼオライト200ミリリットルを加え、攪拌機によ
り1時間攪拌し、濾紙により人工ゼオライトと水を分離
した。分離した水にキトサンとして、バイロキトサンB
CK−NO3(バイロ工業株式会社製)200ミリリッ
トルを加え、攪拌機により1時間攪拌し、濾紙によりキ
トサンと水を分離した。得られた培養液の組成は、表2
の通り塩化ナトリウムが減少していた。
Example 3 1 liter of seawater was placed in a 2 liter beaker, 200 ml of artificial zeolite whose main component was Philippite was added, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and the artificial zeolite and water were separated by filter paper. . Virochitosan B as chitosan in separated water
200 ml of CK-NO3 (manufactured by Viro Industrial Co., Ltd.) was added, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and chitosan and water were separated by filter paper. The composition of the obtained culture solution is shown in Table 2
As shown in the figure, sodium chloride was reduced.

【0031】(実施例4)2リットル容のビーカーに海
水1リットルを入れ、天然ゼオライトとして島根県太田
市産緑色凝灰岩250ミリリットルを加え、攪拌機によ
り1時間攪拌し、濾紙により天然ゼオライトと水を分離
した。分離した水にキトサンとして、バイロキトサンB
CK−NO3(バイロ工業株式会社製)200ミリリッ
トルを加え、攪拌機により1時間攪拌し、濾紙によりキ
トサンと水を分離した。得られた農業用水の組成は、表
2の通り塩化ナトリウムが減少していた。
Example 4 1 liter of seawater was placed in a 2 liter beaker, 250 ml of green tuff from Ota City, Shimane Prefecture was added as a natural zeolite, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and natural zeolite and water were separated by filter paper. did. Virochitosan B as chitosan in separated water
200 ml of CK-NO3 (manufactured by Viro Industrial Co., Ltd.) was added, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer, and chitosan and water were separated by filter paper. In the composition of the obtained agricultural water, sodium chloride was reduced as shown in Table 2.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】(実施例5)実施例3の方法により得られ
た培養液にチッソおよびリン酸を添加し、液肥とした。
その組成は、表3に示す通りであって、この液肥によ
り、室温20〜30℃でメロンの水耕栽培を行った。そ
の結果、65日の栽培で直径15cmのメロンを収穫す
ることができた。
Example 5 Nitrogen and phosphoric acid were added to the culture solution obtained by the method of Example 3 to obtain a liquid fertilizer.
The composition is as shown in Table 3. The melon was hydroponically cultivated at room temperature of 20 to 30 ° C. using the liquid fertilizer. As a result, a melon having a diameter of 15 cm could be harvested on the 65th cultivation.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】(実施例6)実施例4の方法により得られ
た農業用水により、トマトの圃場試験をを行ったとこ
ろ、トマトは枯死することなく生長し、その実を収穫す
ることができた。
Example 6 A field test of tomato was performed using the agricultural water obtained by the method of Example 4, and the tomato grew without withering and could be harvested.

【0036】[0036]

【発明の効果】海に囲まれた離島あるいは中近東におけ
る砂漠地帯では、海水を淡水化して、それを飲料用水と
して利用しているが、その建設コストおよび運転コスト
は非常に高く、飲料用水以外の用途、特に培養液、液肥
および農業用水としての用途には、コスト面より殆ど使
用できないのが実情である。
According to the present invention, seawater is desalinated and used as drinking water in a remote island surrounded by the sea or in a desert region in the Middle and Near East, but its construction cost and operating cost are extremely high. In fact, it cannot be used for the use of, especially as a culture solution, liquid fertilizer and agricultural water because of cost.

【0037】本発明は、海水に、ゼオライトによる処
理、ゼオライトによる処理および陰イオン交換樹脂によ
る処理、ゼオライトによる処理およびキトサンによる処
理、を行うことによって、海水から培養液、液肥および
農業用水を製造する方法並びに海水に、ゼオライトによ
る処理、ゼオライトによる処理および陰イオン交換樹脂
による処理、ゼオライトによる処理およびキトサンによ
る処理、を行った、海水の培養液、液肥および農業用水
としての利用方法であって、本発明により海水から食塩
を除去するためのコストが低くなり、得られた脱食塩水
を培養液、液肥および農業用水に利用できるようになっ
た。また、この農業用水は砂漠での灌漑用水に使用する
こもでき、また水耕栽培における培養液に使用すること
もできるので、砂漠の緑化または離島での灌漑用水の確
保および砂漠または離島での水耕栽培の実施が可能とな
った。
According to the present invention, a culture solution, liquid fertilizer and agricultural water are produced from seawater by subjecting seawater to treatment with zeolite, treatment with zeolite and treatment with an anion exchange resin, treatment with zeolite and treatment with chitosan. A method for treating seawater with a zeolite, a treatment with a zeolite and a treatment with an anion exchange resin, a treatment with a zeolite and a treatment with chitosan, the method of using as a culture solution, liquid fertilizer and agricultural water for seawater, The invention has reduced the cost of removing salt from seawater and made the resulting desalted water available for culture, liquid fertilizer and agricultural water. In addition, this agricultural water can be used for irrigation water in the desert and can also be used as a culture solution in hydroponics, so that irrigation water can be secured on greening of deserts or on remote islands and water can be secured on deserts or remote islands. Tillage cultivation has become possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】海水からの回分式農業用水製造工程Fig. 1: Batch agricultural water production process from seawater

【図2】海水からの連続式農業用水製造工程Fig. 2 Continuous production process of agricultural water from seawater

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.海水貯槽 2.ゼオライト処理槽 3.濾過機 4.キトサン処理槽 5.農業用水貯槽 6.ゼオライト貯槽 7.ゼオライト処理水貯槽 8.キトサン貯槽 9.攪拌機 10.11.12.13.ポンプ 14.海水とゼオライトとの混合液 15.ゼオライト処理水とキトサンとの混合液 16.ゼオライト充填槽 17.キトサン充填槽 18.キトサン処理水貯槽 19.ゼオライト 20.キトサン 21.22.23.ポンプ 24.ストレーナー 1. Seawater storage tank 2. 2. Zeolite treatment tank Filtration machine 4. 4. Chitosan treatment tank Agricultural water storage tank 6. 6. Zeolite storage tank 7. Zeolite treated water storage tank 8. Chitosan storage tank Stirrer 10.11.12.13. Pump 14. Mixture of seawater and zeolite 15. Mixture of zeolite treated water and chitosan 16. Zeolite filling tank 17. Chitosan filling tank 18. Chitosan treated water storage tank 19. Zeolite 20. Chitosan 21.22.23. Pump 24. strainer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 1/42 C02F 1/42 B C12N 1/00 C12N 1/00 F ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C02F 1/42 C02F 1/42 B C12N 1/00 C12N 1 / 00F

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】海水に、ゼオライトによる処理を行うこと
を特徴とする海水からの培養液、液肥および農業用水の
少なくとも1種を製造する方法。
1. A method for producing at least one kind of culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater, which comprises treating seawater with zeolite.
【請求項2】海水に、ゼオライトによる処理および陰イ
オン交換樹脂による処理を行うことを特徴とする海水か
らの培養液、液肥および農業用水の少なくとも1種を製
造する方法。
2. A method for producing at least one of a culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater, wherein seawater is treated with zeolite and anion exchange resin.
【請求項3】海水に、ゼオライトによる処理およびキト
サンによる処理を行うことを特徴とする海水からの培養
液、液肥および農業用水の少なくとも1種を製造する方
法。
3. A method for producing at least one kind of culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater, wherein seawater is treated with zeolite and chitosan.
【請求項4】請求項1から3の少なくとも1項に記載の
ゼオライトが、人工ゼオライトである海水からの培養
液、液肥および農業用水の少なくとも1種を製造する方
法。
4. A method for producing at least one of a culture solution, liquid fertilizer and agricultural water from seawater, wherein the zeolite according to at least one of claims 1 to 3 is an artificial zeolite.
【請求項5】請求項1から4の少なくとも1項に記載の
製造方法により製造された培養液を、水耕栽培における
培養液、植物の組織培養の培養液、微生物の培養液およ
び動物細胞の培養液、の少なくとも1種の培養液として
利用する海水の利用方法。
5. A culture solution produced by the production method according to at least one of claims 1 to 4, wherein the culture solution is a culture solution for hydroponic cultivation, a culture solution for plant tissue culture, a culture solution for microorganisms and a culture solution for animal cells. A method for using seawater, which is used as at least one kind of culture solution.
【請求項6】請求項1から4の少なくとも1項に記載の
製造方法により製造された液肥を、肥料として利用する
海水の利用方法。
6. A method of using seawater, wherein the liquid fertilizer produced by the production method according to at least one of claims 1 to 4 is utilized as a fertilizer.
【請求項7】請求項1から4の少なくとも1項に記載の
製造方法により製造された農業用水を、灌漑用水として
使用する海水からの農業用水の利用方法。
7. A method for using agricultural water from seawater, wherein the agricultural water produced by the production method according to at least one of claims 1 to 4 is used as irrigation water.
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