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早稲田大学、埼玉県環境科学国際センター、株式会社AZMECの3者の共同体制で、ゼオライト成形体と、抽水植物であるヨシ等の植栽を組み合わせて活用した多自然型水質浄化システムの研究開発を行っています。
本水質浄化技術は、NH4+高機能吸着材としてのゼオライト成形体を導入し、特に窒素の物質循環を強化することにより、その除去機能を向上させるものです。本技術における窒素を中心とした水質浄化コンセプトについて右に示します。
@水中のNH4+がイオン交換作用によりゼオライト成形体へ吸着される。
Aゼオライト成形体表面に形成された生物膜において酸化(硝化)反応が進行し、NH4+がNO3-に変換される(NH4+ → NO2- → NO3-)。
BNO3-は陰イオンのため、ゼオライト成形体表面より脱離する。
C生物膜の嫌気部位において脱窒反応が進行し、NO3-がN2ガスに変換される(NO3- → NO2- → N2)
DN2ガスは大気中へ放散除去される(水中からの窒素除去)。
本技術では、生物再生作用にあたり、吸着したNH4+を順次硝化することで、ゼオライト成形体のNH4+吸着能力が長期的に破過することなく持続できると期待されます。一方、ヨシ等の機能としては、地上部の葉や茎から吸収したO2を通気組織を通じて根圏に供給するとともに、栄養塩として窒素・リンを吸収除去することが期待されます。
本水質浄化技術の適用先としては、まず汚濁河川・湖沼水の浄化が挙げらます。すなわち、低濃度、広範囲にわたる汚濁に対して、低コスト・簡易維持管理型の本水質浄化システムは、導入効果が特に期待できると考えております。
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▲本水質浄化技術の浄化コンセプト
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▲実験状況(埼玉県環境科学国際センター)
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