成果報告書詳細
管理番号20110000000621
タイトル平成22年度成果報告書 研究協力事業 カンボジア王国における高性能鉄吸着剤を用いたヒ素汚染地下水の浄化技術の研究開発
公開日2011/5/3
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人高知大学
プロジェクト番号P93048
部署名環境部
和文要約研究目的」1簡単で、使いやすく、安全なヒ素除去浄水装置を開発すること、2本装置を村や学校などのコミュニティーに設置して実証試験を行うことによって、本技術の普及を図る。「研究概要」高知大学で発明した高性能鉄吸着剤(非晶質鉄水酸化物)を利用して、簡便で安全なヒ素除去浄水装置を開発し、カンボジアで地下水からヒ素を除去する実証試験を行う。初年度には地下水に関する現地調査、前処理法の検討を行い、浄水装置を製作する。次年度には初年度の現地調査で選定した箇所に浄水装置を設置し、約一年間水質のモニタリングを行う。室内と現場実験を通して、吸着剤の適量、吸着剤とRO膜の耐久性などを明らかにし、浄水装置の最適条件を確立する。これらの結果に基づき、最終的にカンボジアの実情に合った浄水システムを提示する。また、上記の研究開発と並行して、地域住民への説明会、シンポジウム開催などを通して、本事業の成果普及を行う。「平成22年度の研究成果」1「前処理法の選定」地下水の場合、濁度が高いことがしばしば問題となる。フィルターの寿命の延長及びヒ素除去効率を向上させるために、水の前処理が必要である。3種類の前処理法(凝集剤のWater clean EX、炭化物、バッグフィルター)を検討した結果、もっとも効果があったのは凝集剤のWater clean EX であるが、コスト面などの問題があり現用ではカンボジアの前処理および水処理には使用することができない。また炭化物も炭化温度が低く、水可溶性成分が多くより濁度を増す事がわかった。炭化物での処理を行うには700℃以上で処理された炭化物を使用しなければならない。バッグフィルターは微小粒子状物質に関しては処理することはできないが、大きな粒子状物質に対しては効果が認められた。またコストも低く、繰り返し使用できるため、現段階での前処理法にはバッグフィルターを用いることを提案する。2「ヒ素除去浄水装置の開発・製造」様々な水処理パーツを組み合わせることによって、数種類の浄水システムを組み立て、浄水テスト、検証及び改良を繰り返した。その結果、最適組み合わせを選定し、2種類(逆浸透膜ありとなし)の浄水装置計16基製作した。16基のうち8基は手動で、残り8基は電動とした。浄水装置は下記5つの部分から構成される。(i)殺菌用塩素投入装置、(ii)前処理用バッグフィルター、(iii)ヒ素除去用鉄吸着剤カートリッジ、(iv)1ミクロン中空糸膜フィルター、(v)0.2ミクロンフィルターあるいは逆浸透膜である。3「地下水の水質調査及び浄水装置設置箇所の選定」2010年9月に、カンボジアのカンダール、コンポンチャム及びプレイベン州(計37井戸)で地下水の利用状況と水質に関する調査を行った。聞き取り調査の結果、地下水は飲み水、炊事、洗濯、シャワー、植物の水やりなど様々な目的に使われており、地域住民の日常生活に欠かせない存在となっていることが分かった。現場での簡易検査の結果、ヒ素濃度が500 μg L-1を超える井戸が数多くみられ、しかも近隣の井戸でもその値は大きく変動した。実験室での分析結果は簡易検査と同じ傾向を示した。37井戸のうち、27井戸のヒ素濃度がWHOの飲料水基準値(10 μg L-1)を上回り、数千(1044~6903)μg L-1のヒ素を含む井戸も確認され、地下水のヒ素汚染が深刻であることが明示された。上記の結果に基づいて、設置箇所16井戸を選定し、浄水装置を設置した。その内訳は学校6、お寺2、保健センター2、町役場1、民家5箇所となっている。
英文要約The objectives of the project are (1) to develop a simple, easy-to-use and safe arsenic (As) removal system, and (2) to disseminate the technology by installing As removal systems in small villages and communities with populations of 100-150 residents in order to provide access to safe water for drinking and daily use. The systems will employ the patented amorphous iron hydroxide adsorbent technology developed at Kochi University. [Research Plan] The plan of the project is to manufacture As removing equipment in Japan, and followed by a trial monitoring of the quality of water prepared with the equipment in 2011 in Cambodia. [1. Study of pretreatment method] Three pretreatment methods were tested: flocculants (main ingredients are aluminum sulfate, calcium sulfate, and polyglutaminic acid), activated carbon of Cambodian husk, and bag filter. The flocculants had the highest precipitation effect on suspended substances, but the costs are high (\800 /t). Activated carbon of Cambodian husk showed little precipitation effectssince it dissolves in water. The bag filter can remove bigger sized particles and come at low costs (\1600/bag filter). Therefore, we chose bag filter for pretreatment. [2. Design and production of As removing equipment] Several combinations of water treatment components were tested. As a result, two different devices (with and without osmosis membrane) were developed and 16 units (eight manually and eight electrically operated) were manufactured. The devices consist with five parts: (i) Chloride input module, (ii) Pretreatment module, (iii) Amorphous iron hydroxide adsorbent cartridge for removing As, (iv) 1 μm micro membrane, and (v) 0.2 μm micro membrane or osmosis membrane. [3. Groundwater field survey and selection of localities for the As removing equipments] A total of 37 groundwater samples were collected in three provinces (Kandal, 14; Kampong Thom, 16; Prey Svay, 7). General properties of the samples including pH, electric conductivity, oxidation-reduction potential, dissolved oxygen, turbidity, and water temperature were determined in the field, and the As concentration was measured on location using a quick checking kit. Interviews with residents indicated that groundwater was used for various purposes in their daily life, e.g. drinking, cooking, watering, showering etc. Our measurements in the field indicated that As concentrations exceeded 500 μg L-1 in some wells, and varied greatly even between adjacent households. Detailed laboratory analyses corroborated these preliminary results. Levels of As were extremely high in some wells (>1000-6000 μg L-1), suggesting that As pollution of groundwater is serious in Cambodia. Based on the above results, 16 wells were selected for setting up the As removing equipments in schools, temples, health centers and private houses.
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