流出油回収処理材の微生物分解処理技術実用化に関する研究（第2報）
斉藤雅樹* ・玉造公男* ・小倉秀** ・木本弘之** ・永水堅 ****地域資源担当・** (独)海上災害防止センター・***ぶんご有機肥料㈱Research and Development for Utilization and Biodegradation Disposalof Sugi Bark Sorbent (2nd Report)
Masaki SAITO*, Kimio TAMATSUKURI*
Suguru OGURA**, Hiroyuki KIMOTO** , Katashi NAGAMIZU***
*

**

要

Material Science and Technology Division
Maritime Disaster Prevention Center, ***Bungo Yuki Hiryo, Inc.

旨油水から油を除去する資機材である油吸着材を，杉樹皮を原料として実現する着想は，当センターでの研究を基礎に平成10年度以降，日本財団などの支援により(独)海上災害防止センターと共同で実用化研究が行われ，その成果をもとに，ぶんご有機肥料株式会社（大分県竹田市）によって製造・販売されている．使用後処分時における環境負荷低減を目指し，微生物分解処理技術の研究開発に平成13年度に着手した．本研究ではC重油を吸着させた杉樹皮製油吸着材の産業廃棄物用鉄製容器内における微生物分解実験により，開始時の油分濃度47,000±4,900ppmは，データはバラつきが大きいものの約50日以降に5,000〜20,000ppmを中心とする範囲に移行し，128日時点で5,000〜8,000ppm程度となり，当初の1/2〜1/4まで低下することが判明した．

1.

はじめに年度の(独)海上災害防止センター委託事業を行い，使用

我が国に広く分布する「杉」の木は，木材価格の下落後の油吸着材および吸着した油を，微生物活動によってによる林業の停滞や花粉症の蔓延など，これまで芳しく分解処理する技術の開発を行ってきた1)2)．

ないイメージがあったが，ここへ来て原油価格の高騰やこれまで一連の事業で実施している調査研究において環境意識の高まりなど社会情勢の変化に伴い，バイオマ目指しているのは，生分解性を持つ杉樹皮製油吸着材のス資源として再び注目を集めつつある．

微生物分解処理技術・システムの確立である．すなわち，その杉を製材する際に大量に発生する杉樹皮を原料と油濁発生現場から運搬された使用後の油吸着材を，「閉する油吸着材は，平成9年に発生したナホトカ号事故直後鎖された空間」において微生物，栄養源，および活動にに開始した当センターでの基礎的研究をもとに，(独)海適した環境を与えて，速やかに分解処理を行い，安全基上災害防止センターと共同で，平成10年度に日本財団調準範囲内に達した残留物を環境（例えば土壌）に戻す，査研究事業として本格的に開始され，平成12年度に実用というものである．当グループでは，バーク堆肥製造工化し，製造が開始された．現在，特許実施許諾先である場における微生物活動ヤードをそのまま適用することをぶんご有機肥料株式会社（大分県竹田市）をメーカーと実用モデルとして捉え，昨年度まで実験を重ねてきたとして「杉の油取り（すぎのゆとり）」の品名で全国に普ころである．

及している．

今年度は，昨年度までの研究成果でほぼ実用性が確認

杉樹皮製油吸着材の特徴は，全国第2位の生産量を誇るされた杉樹皮製油吸着材の微生物分解処理技術について，大分県の杉の樹皮部分を原料に用い，従来の石油原料製より低コストで無駄のないシステムを開発するべく，従品並みの吸油性能，価格を実現したところにある．杉樹来と逆の輸送の仕組みについて検討した．すなわち，こ皮製油吸着材の生分解性である特徴を活かし，現状の焼れまで目指してきたモデルは，事故における油などの回却処分よりさらに環境負荷の小さい処分方法，すなわち収物を処理場まで運ぶ方式である．しかし，海洋油濁事

微生物によって油と油吸着材とを分解処理する技術の実故での回収物における油の占める割合は，事故の実測値現が目標となっている．

で14〜21％程度3)，ナホトカ号事故では数％4) との報告が平成13年度までの日本財団調査研究事業，平成14〜17あるように，イメージされるほどは高くないことが多い．

そこで，油など回収物を一旦陸揚げし，近辺に適切な対誤差65％）と，比較的高めの数値を示している．

場所を確保し，そこに微生物分解資材であるバーク堆肥以上より，実験開始段階すなわち初期の油分濃度は，の方を運搬し，分解処理を行う方式を検討することとし投入Ｃ重油によるものとバックグラウンドを合計した値3た．この方式は，すでに昨年度に一部，100m 規模のバーと考えることが出来るが，この相対誤差は二乗和平均に

ク堆肥パイルを臨海地域に設け，その場所で油分解処理より，11％と算出される．

を試みており，通常の油分解処理サイトと同様に分解処

各測定時点における推定油分濃度は， n‑ヘキサン抽出理が技術的には可能であることを確認している．今回は重量法により得られた実測値から，バーク堆肥からのＣ密閉可能でかつ持ち運びが可能な容器（産業廃棄物用鉄重油回収率77％（相対誤差＝4％）で除し，水分率（相対製容器，コンクリートミキサー車）を用いて，その内部誤差5％）からdry換算することによって求めるため，相でバーク堆肥による微生物分解処理を行い，油分を減少対誤差＝6％と考えられる．また，サンプリングにおけるさせる仕組みについて実験を行い，実用性を確認するこ

誤差を算入すると，各測定時点における推定油分濃度はととした．

相対誤差＝68％となる．また，バーク堆肥自身の持つ溶媒溶出分（2,100±1,400ppm‑dry）も誤差を考慮し，グラ2.

容器内における微生物分解処理実験

2.1 誤差評価

フ上で帯表示とした．油分濃度の低い測定値では影響が大きいため，結果の評価において注意が必要である．

2.1.1 各測定値の誤差評価

2.2 実験の方法（実験1）

各測定値における誤差評価を行った．

鉄製容器内のバーク堆肥原料の中に吸油後の油吸着材

バーク堆肥の水分率は実験により62±3％（相対誤差を埋め込み，バーク堆肥原料で被覆した後，定期的に攪5％）とした．採取したバーク堆肥を105℃の乾燥機に入拌（切り返し）を行い，油分濃度の変化を調査した．用れて絶対乾燥状態とし乾燥重量を測定して当初の水分量いた鉄製容器は，汎用のアームロール用鉄製容器であり，を推算し，水分量／当初重量により算出した．

内寸は，長さ7.8m×幅2.35m×高さ1.6m，容量29.3m3 のも

バーク堆肥の嵩比重は実験により0.37±0.01g/cm3（相のである．この内部に吸油後の吸着マット（杉樹皮製油対誤差3％）とした．採取したバーク堆肥を2L容器に入れ吸着材）と共に，容器の7分目（高さ1.1m）までバーク堆重量を測定し，算出した．

肥原料を充填した（バーク堆肥容量20.1m3，約7.5t）．概

ホイールローダのバケット容積は，バケット形状から， 念図をFig. 1 に示す．
2±0.2 m3（相対誤差＝10％）とした．数値はメーカーカタログによる．

実験のフィールドは，㈱大総（大分市）の産業廃棄物処理場敷地内に設けた．攪拌にはクラムシェルなどの重Ｃ重油および吸着マット浸漬用の大型容器の計量は十機を用い，バーク堆肥の上側からすくい取ったものを容分精度の高い機材を用いたため，誤差は無視できるもの器内で順次移動させる方法で行った．頻度は約2週間に1とした．また，サンプリングに起因する誤差については回であり，この際に油分測定のためのサンプリングも同実験により相対誤差68％とした．

時に行った．

2.1.2 油分濃度の誤差評価
これまで述べた各誤差要因を総合する．独立な複数要因が重なるときは誤差を二乗和で算出している．
初期にＣ重油を投入したことにより付加された油分は，ホイールローダのバケット（相対誤差＝10％）での作業回数（例えば20 m3の場合10回）により求めたバーク堆肥
パイル容積，バーク堆肥の嵩比重（相対誤差＝3％），投入Ｃ重油の重量（相対誤差≒0）から求めているため，相対誤差＝10％と考えられる．

以下の手順に従って，吸着マットをバーク堆肥に埋め込んだ．
・大型容器（ドラム缶）を計量する
・大型容器に吸着マットを入れる
・大型容器に計量したＣ重油を注ぎ，吸着マットに吸着させる
・吸油後の吸着マットを大型容器から取り出し各パイル断面に規定枚数並べる
・大型容器内のＣ重油の減量分を計量する

また，実験期間における油分測定にはn‑ヘキサン抽出・バーク堆肥断面に吸着マットを並べ終わるとバーク重量法用いるが，バーク堆肥そのものが含んでいるn‑ヘ堆肥で規定の間隔（高さ）だけ被覆し，順次上の断キサン可溶物も同時に「油分」として検出されるため，面に移り，同様の作業を行う

Ｃ重油投入前のバーク堆肥についても「油分濃度」を測定しておく必要がある（これをバックグラウンドと呼用いた油はＣ重油128kg（約142L，比重0.9）で，製品ぶ）．今回の測定値は，2,100ppm‑dry，800ppm‑wet（相版の「杉の油取り」マット型（45cm x 45cm）合計200枚に吸着させて実験に供した．バーク堆肥はホイールロー
3

容器内で順次移動させる方法で行った．なお，バーク堆ダのバケットで容積を計量した 約20.1m （ 相対誤差＝肥と埋め込まれた吸着マットは同様に扱って撹拌した．

10％）ほどを用いた．嵩比重が約0.37（相対誤差＝3％）

また，攪拌の際に油分測定のためのサンプリングも同時であることから約7.4±0.7t（2.8±0.3t‑dryに相当）でに行った．バーク堆肥を均等に3セクションに分け，セクあると推定される．バーク堆肥原料は発酵開始から数ヶション毎に均等に3断面に分け，各断面から3箇所ずつサ

月経過した微生物活動の活発なものと，昨年度までの油ンプリングを行った．

分分解実験に供した分解残留物を混合したものを実験に測定項目は以下のとおりとした．

使用した（油分濃度2,100ppm‑dry，800ppm‑wet，相対誤①油分濃度（n‑ヘキサン抽出重量法）：差65％）．作業の様子をFig. 2 に示す．
バーク堆肥全体の実験開始時の油分濃度の平均値は約47,000±4,900ppm‑dry（18,000±1,900 ppm‑wet）と推定
高さ 1.1m

2 週間に 1 回程度（攪拌時毎），128 日後まで計測②目視観察など（油の臭気，手指への油分付着など）③パイル内の温度（2 週間に 1 回）
油分の測定は n‑ヘキサンによるソックスレー抽出を用される．

いた．①の分析作業は㈱住化分析センターに，③は近畿環境興産㈱が行った．①の油分濃度については「１」で述べた誤差評価に照らした数値で検討した．温度の測定

バーク堆肥は，セクションごとに 3 箇所の測定点においてけるパイ
アームロール用鉄製容器

ル表面から 60〜70cm の深さ地点にて行った．

それぞれの断面に、外輪縁

バーク堆 肥を 均等を 30cm あけ、中央部に重ならに 5 層に分け、間のないように合計 200 枚のマットを置く。（バーク堆肥全体
サイズ：長さ 7.8m×幅 2.35m

2.3 実験の方法（実験 2）
常時移動可能であり，かつ常時攪拌も可能である汎用装置であるコンクリートミキサー車に着目し，このタン4 断面に吸着マット

ク内を微生物分解処理の実験場所とし，吸着マットに吸各 50 枚ずつを設置

わせたＣ重油を投入したバーク堆肥をタンク内に投入し×高さ 1.1m、20.1 m3）
Fig. 1 容器内への吸着マット設置の概念図て試験的に油分解の実験を試みることとした．
バーク堆肥原料の中に吸油後の油吸着材を埋め込み，十分に攪拌した後，コンクリートミキサー車のタンク容器に投入する．その後，2 週間に 1 回の定期的攪拌（切り返し）を行い，油分濃度の変化を調査した．実験装置であるコンクリートミキサー車の設置場所として，バーク堆肥工場敷地（大分県竹田市）の一部を借り受け使用することとした．
攪拌はコンクリートミキサー車のタンクを回転させることで行った．頻度は約 2 週間に 1 回である．また，2〜4 週間に 1 回程度，油分測定のためのサンプリングを行った．なお，吸着マットのバーク堆肥パイルへの埋め込みは別に地上で行い，その後，クラムシェルにてタンク内に投入した（Fig. 3）．
用いた油はＣ重油 42.5kg（約 47.2L，比重 0.9）で，製品版の「杉の油取り」マット型（45cm x 45cm）合計 50枚に吸着させて実験に供した．バーク堆肥は約 5.0m3（相Fig. 2 吸着マットを並べる様子（実験 1）

対誤差＝10％）ほどを用いた．嵩比重が約 0.37（相対誤差＝3％）であることから約 1.9±0.2t（0.7±0.07t‑dry

バーク堆肥は製造工程において，好気発酵に要する酸に相当）であると推定される（油分濃度 2,100ppm‑dry，素供給のために定期的に攪拌（切り返し）を行っている． 800ppm‑wet，相対誤差 65％）．
活発な微生物活動に資するため，本実験においても2週間
バーク堆肥全体の実験開始時の油分濃度の平均値は約に1回の頻度で攪拌を行った．クラムシェルなどの重機を63,000±6,400ppm‑dry（24,000±2,400ppm‑wet）と推定用い，バーク堆肥パイルの上側からすくい取ったものをされる．

Section A
110000Section B

100000Section C

90000

0 day (Exp.5)
calculated value

80000

ppm

70000
60000
50000
40000
30000

Fig. 3 タンクに投入する様子（実験 2）

20000
10000

2.4 実験の結果（実験 1）
実験開始時（0 日，油投入直後）における計算上の油分濃度は，約 47,000±4,900ppm‑dry である．1 回目のサ0050100150DAY

ンプリングは最初の攪拌が行われた開始後 2 週間時点に行った．既に吸着マットの原形はほとんど留めておらず，マット内に含まれるパーライトの存在により，原位置がFig. 5 油分濃度の変化（実験 1，相対誤差 68％）判明する状況であったが，一部で十分にバーク堆肥に被覆されていないものがあり，マット形状を留めているものも散見された．

相対誤差 6％で表記した Fig. 4 ではバラつきが大きく各地点の値のエラーバーが重ならない部分がある．測定

この後，2 週間ごとに行う攪拌時にサンプルを採取し，値から真の値を推測する上では，サンプリング要因を加それぞれの油分濃度を測定した．油分濃度の変化を Fig.

味して相対誤差 68％で表記した Fig. 5 を採用した方が4（相対誤差＝6％で表記），Fig. 5（同 68％）に示す．

妥当と思われる．概して測定値のバラつきが大きいが，Fig. 5 では油分の減少傾向をエラーバーの範囲内で読み取ることができ，サンプリング要因によるバラつきと解

Section A
110000釈することが可能である．一方，最終の 128 日時点ではSection B測定値のバラつきが小さくなっている．原因として，微100000
90000

ppm

80000

Section C

生物分解が進んで油塊が小さくなることや攪拌回数が増

0 day (Exp.5)
calculated value

えてバーク堆肥内の油分濃度がより均一になることなどが考えられる．しかし，これ以外の値はバラつきが大き

70000

く，128 日時点の測定値（5,000〜8,000ppm 程度）のみを60000

もってこれ以降の傾向を判断することは難しい．
計算上の開始時の油分濃度は約 47,000±4,900ppm‑dry

50000であり，その後，この値を下回る測定値がほとんどであ40000

る．また，開始直後の各地点における油分濃度の最良推

30000

定値はバラつきが大きいものの，徐々に減少し，50 日付

20000近で 5,000〜20,000ppm を中心とする範囲に移行する．一10000

方，86 日時点で特異的に高い値が検出されており，また，100 日時点近辺でも 20,000ppm 前後の値がいくつか確認さ0050100150DAYれている．このため，減少傾向は認められるが，特異的に高濃度の油分を有するバーク堆肥の塊状部位が点在している可能性も考えられる．

Fig. 4 油分濃度の変化（実験 1，相対誤差 6％）

油の臭気については，14 日後には，本来のＣ重油の臭気から若干変質した感じを受けるものの，いまだ明確に油の臭気であると判別可能な程度に感じられた．約 100
日後は臭気が変化しており，もとの投入物が重油である

80000

ことを知らない人間には油の臭気どうか判別がつかない70000状態に変化していた．この時点で手指への油の付着は感じられず，周囲の水溜りに油膜は観察されなかった．

Section A

60000

次に，バーク堆肥パイル内の温度変化を Fig. 6 に示す．

Section B
50000前後ではなく，40〜45℃前後となった．その後，徐々に温度が低下する傾向が見られ，開始後 86 日経過時点からppm

実験当初からバーク堆肥の活性な状態とされる 60〜70℃

はほぼ 20℃以下を推移し，112 日時点以降は 10℃前後とSection C

40000

0 day (Exp.6)
calculated value

30000

なった．温度が低下する原因は，微生物活動の低下，外20000気温の低下などが考えられる．
なお，今回（実験 1）の温度変化の傾向は，昨年度まで10000に実施した 100m3 規模の実験と比して概ね 30℃程度低めであることが大きく異なっている点である．理由として

00は明確ではないが，実験規模が 1/5 程度であり，ある程50100150DAY度の堆積が必要とされるバーク堆肥の微生物活動が期待されるほどに活発に行われていないことが考えられる．
その原因としては，規模の小ささによる温度や水分の安Fig. 7 油分濃度の変化（実験2，相対誤差6％）

定性欠如や，バーク堆肥形状（直方体＝6 面体）の 5 面までが遮蔽されていることによる酸素供給不足，また，今回の実験の初期の油分濃度がこれまでで最も高いことも80000

関係している可能性がある．

70000
Point No.1
50.0

Point No.2

45.0

Point No.3

Section A
60000

ppm

40.0
35.0

℃

30.0

Section B

50000

Section C

40000

0 day (Exp.6)
calculated value

30000

25.0
20.0

20000

15.0
10.0

10000

5.00.0050100150DAY0050100150DAY

Fig. 6 バーク堆肥パイル内の温度変化（実験 1）
Fig. 8 油分濃度の変化（実験1，相対誤差68％）

2.5 実験の結果（実験 2）

実験1と同様に，相対誤差6％で表記したFig. 7 ではバ実験開始時（0 日，油投入直後）における計算上の油ラつきにより各地点の値のエラーバーが重ならない部分

分濃度は，約63,000±6,400ppm‑dryである．この後，約2があり，サンプリング要因を加味して相対誤差68％で表〜4週間ごとにサンプルを採取し，それぞれの油分濃度を記したFig. 8 を採用した方が妥当と思われる．Fig. 8測定した．油分濃度の変化をFig. 7（相対誤差＝6％で表では油分の減少傾向をエラーバーの範囲内で読み取るこ記），Fig. 8（同68％）に示す．とができ，サンプリング要因によるバラつきと解釈する

着材に吸着させたＣ重油は，5m3 バーク堆肥における微ことが可能である．

生物分解処理により，開始時の油分濃度 63,000±

この実験結果は，昨年度も含め，これまでの実験に比べて大きな特徴がある．それはグラフ上で見る限り，非6,400ppm は 50 日以降は 10,000ppm 以下の値となった．

常に安定した，変動の少ないデータであるということでしかし，初回の測定値である 19 日時点においてもある．50日以降は10,000ppm以下の値となっている．しか10,000ppm 以下の値であり，油分が減少傾向にあるのかし，初回の測定値である19日時点においても3つの測定値どうかは現状では判断がつきかねる．一方，安定してのうち，2つまでは10,000ppm以下の値であるため，にわ油分が測定されている特徴が見られ，優れた攪拌機能かにこのデータが「油分の減少傾向」であるのかどうかに依るものであり，バーク堆肥による油分解方式の改は判断がつきかねる．実験開始時点の63,000±6,400ppm

良に示唆を与える現象として注目される．

は計算上の値であり，実測値どうしの比較ではそれほど大きな変動がないとも言える．

すでに微生物分解処理技術は，製造，使用，処分時にこの原因として，まず攪拌方式が考えられる．これまおける熱処理が原則として不要な環境負荷の低い油回での実験のクラムシェルやパワーショベルでのパイル攪

収・処理システムとして実用性がある程度確認されてい拌に比して，本実験ではコンクリートミキサー車のタンる．社会に広く受け入れられるために，今回，実現の可クを回転させる攪拌方式であり，バーク堆肥内が一様に能性を検討した「バーク堆肥のデリバリー方式」についなりやすいことは容易に想像がつく．加えて，全方位がては，実施規模やパイリング方式などさらに検討が必要

壁に囲まれた状態であるため，それらの壁に粘調なＣ重な課題があげられるものの，成否を決める範囲が一部明油が付着したために，初回測定値から低い油分濃度が検らかになったと言える．

出されたのではないかという疑念がある．つまり，分解引き続き，「杉樹皮」という生分解性材料から成る環されて油分が減少したのではなく，付着したことが原因境負荷の低い油吸着材および微生物分解処理技術のさらである可能性である．それを裏付けるものとして，温度なる研究開発を進め，社会還元を目指すこととしたい．

変化のデータがある．50日以降のタンク内温度は8〜13℃であり，バーク堆肥の通常の発酵適温とされる範囲から謝大きく逸脱している．このため，本実験における低い油本研究に支援を頂いた日本財団に御礼申し上げます．

分値の解釈は微生物分解そのものよりも主に他の要因にまた，貴重な助言を頂いた同財団・山田吉彦氏，東京大よるものではないか，と考えられる．

学・山口一教授に御礼申し上げます.

辞

しかし，特筆すべきは安定して油分が測定されていることであり，これがコンクリートミキサー車特有の優れた攪拌機能に依るものであるとすれば，今後のバーク堆

参考文献
1) 斉藤雅樹他：流出油回収処理材の微生物分解処理技

肥による油分解方式の改良に示唆を与える現象として注術実用化に関する研究，平成 17 年度大分県産業科学目すべきであると考えられる．

3.

まとめ

技術センター研究報告，2006
2) 斉藤雅樹他：杉樹皮製油吸着材の微生物分解処理技
術に関する研究，平成 16 年度大分県産業科学技術セ

本研究により得られた知見は以下のとおりである．
・産業廃棄物に使用される鉄製容器での実験においては，杉樹皮製油吸着材に吸着させたＣ重油は，20.1m3 バー
ク堆肥における微生物分解処理により，開始時の油分濃度 47,000±4,900ppm は約 50 日以降に 5,000〜20,000ppm を中心とする範囲に移行し，128 日時点で5,000〜8,000ppm 程度となり，当初の 1/2〜1/4 まで低下することが判明したが，データはバラつきが大きい
ため，明確に油分が減少すると断言するには今後の実験を待つ必要があると考えられる．また，攪拌方式について課題があると考えられる．
・試験的要素が強い内容として実施した汎用コンクリー
トミキサー車における実験においては，杉樹皮製油吸

ンター研究報告，2005
3)(独)海上災害防止センター：杉樹皮製油吸着材の有効利用及び微生物分解処理技術に関する調査研究報
告書Ⅱ, 第 4 章, 2005

4) 内藤林 他：ナホトカ号の事故に関する調査研究報告書 （ ナホトカ号の 事 故に 関す る 調査研究会編）,
1998