UNIDO東京事務所
サステナブル技術普及プラットフォーム（STePP）登録

ソーエンの水質浄化事業■炭素繊維水質浄化材 MiraCarbon による排水処理と水質浄化■ＭＳＣ工法による汚泥脱水処理と浚渫汚泥・濁水処理 Ｍ&Ｍ□間欠式空気揚水筒：高効率な循環曝気装置による水環境改善技術□活性炭素繊維ＡＣＦ：大きな比表面積による有害物質吸着除去技術●水質浄化資材の製造・販売・輸出・海外事業展開・普及●水質浄化技術の研究・開発・設計・施工・標準化・管理◆広報・実行（特非）ジャパン・ウォーター・ガード 国際組織化◆研究・開発（特非）炭素繊維水利用工法研究会 設立組織化

簡易で経済的な環境技術で、世界の水危機解決へ炭素繊維水質浄化技術 MiraCarbon

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炭 素 繊 維 CarbonFiber と は ？
●炭素繊維は、アクリル繊維を特殊な熱処理工程にて炭素化製造される「微細な黒鉛結晶構造をもつ繊維状の炭素物質」。（ＰＡＮ系）●「軽くて強く、腐食しない」先端機能材料といわれ、軽くて強い優れた機械的性質と、炭素質からくる優れた多くの特性（低電気抵抗、低密度、低熱膨張率、耐熱性、化学的安定性、など）を併せ持つ。
比強度：鉄の１０倍

比弾性率：鉄の７倍（／比重）

一般用途：航空機、自動車、コンクリート補強材、釣竿、テニス・ゴルフクラブ等●水質浄化材に用いられる炭素繊維は、水中での広がりを持たせるため特殊表面処理（水溶性サイジング処理）を施している。
●７µmの微細フィラメントが12,000本又は15,000本集まり束となっている。
▲欠点：紡織性が悪い、圧縮強度が弱い、フライし易い、等々

炭素繊維は微細な黒鉛結晶構造をもつ軽くて強い繊維物質
１時間

１日

３日

Rhodes University SEM

炭素繊維への微生物付着状況

水中に入れると水溶性サイジング剤が溶けばらけ広がります。

炭素繊維の大きな表面積に汚濁物質が吸着し微生物が固着します。

炭素繊維の揺れによる水質浄化メカニズム

硝化細菌

硝化細菌

脱窒細菌

脱窒細菌

炭素繊維の効果○炭素繊維の大きな表面に水中の細菌や微生物が付着します。
○微生物膜が形成され、微生物・水生生物の住処となります。
○炭素繊維が揺れることにより、微生物膜が水中の大量汚染物質を捕捉します。
○微生物膜に有機物や栄養塩類等の汚染物質が吸着します。
○微生物は有機物や栄養塩類等を捕食して消化分解します。
○水中より汚染物質が除去され、藻類等の栄養源とならないため水質は浄化されます。
○自然水域では、微生物・水生生物が繁殖して、魚類を呼び寄せ、産卵や稚魚の養育場所となります。→藻場形成◎水質浄化・生態系保全・生物多様性の確保が図れます。

炭素繊維の優れた微生物吸着力 Biofilm
活性汚泥

他物質との比較CFPEPE硝化細菌
CF

CF： 炭素繊維
AP： アラミド（ナイロン）
PAN： アクリル繊維
PE： ポリエチレン（プラスチック）PE

出典) Carbon Fiber as an Excellent Support Material for Waste
Water(Environmental Science Technology 2012)

◆目的
水質浄化効果の向上●生物化学的酸素要求量ＢＯＤの低減●化学的酸素要求量ＣＯＤの低減●全窒素ＴＮ、全リンＴＰの分解低減●浮遊物質ＳＳの吸着分解低減●重金属類吸着、固定化による低減◆方法
排水処理設備の各槽に設置■流量調整槽（負荷低減）■生物処理槽（接触材）■沈殿分離槽（接触材・吸着材）■ろ過装置槽（接触材・吸着材）■最終放流槽（放流水質向上）■ラグーン処理池・人工湿地

■ 生物処理槽
活性汚泥法、接触曝気法など生物処理槽に接触材として利用すると、微生物を活性化して処理能力を向上・安定させます。
MiraCarbon
MiraCarbon
MiraCarbon
曝気

曝気

汚水

処理水

汚泥排泥管

曝気処理槽

二次処理槽

嫌気処理槽

■ 沈殿分離槽■ 浄化槽

沈殿槽にて浮遊物質ＳＳを吸着し、微生物群も付着する
ため汚染物質を生物分解し、処理水質を向上させます。

嫌気処理槽及び接触曝気槽に設置することで、汚染物質の生物分解を促進します。

MiraCarbon
処理水
流入

汚泥排泥管

汚水

MiraCarbon

Aeration

MiraCarbon

処理水炭素繊維法による排水処理の利点
利
微生物活性化により接触時間短縮となり同じ接触時間ならば点☆有機物分解処理速度が速い。
→接触時間の短縮化→処理水量の増量化→処理水質の向上化☆窒素ＴＮ、リンＴＰ除去効果が大。
☆温室効果ガスＮ２Ｏ発生抑制。
☆余剰汚泥発生が少ない。
☆臭気発生が少ない。
☆懸濁物補足効果が高い。
★曝気量低減→電気料金低減★薬剤量低減→薬剤費低減→設置費・運転費が安価。
→維持管理が容易で安価。

炭素繊維生物処理法による窒素除去
アンモニアNH4 → 亜硝酸NO2→硝酸NO3 → 窒素N2+水H2O（嫌気）（好気条件）↓（嫌気条件）
活性汚泥法（N2O発生）炭素繊維法

炭素繊維生物処理法によるリン除去
微生物が栄養としてリン摂取→放出→大量摂取（ポリリン酸）
（好気）
（嫌気）
（好気）
炭素繊維深層（嫌気条件）にてリン放出
炭素繊維表層（好気条件）にてリン蓄積

処理効果の比較
活性汚泥法
VS

炭素繊維法

国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構（通称：農研機構）畜産草地研究所
炭素繊維を充填した好気性バイオリアクターにおける畜産排水処理からの亜酸化窒素（N2O）排出量の軽減

Animal Science Journal, In Press, 2015

■ミラカーボン 海外への技術移転 輸出実績＞２０カ国

英 国

オランダ

EUROPE

スェーデン

AFRICA
南アフリカ

タンザニア

ロシア

中 国

タ イ

台 湾

EAST ASIA

ASIA
インド

韓 国

AMERICA
シンガポールフィリピン

ペルー

■中国 初めての海外技術移転
２００８．２ 北京市に初めての代理店設置
２００８．３ 江蘇省蘇州市運河にて水質浄化実証（初めての設置）
２００８．３ 北京市で日中水環境保全シンポジウムを開催して広報
展示会等：ＪＥＴＲＯ・政府系展示会・日中水環境技術交流会等々出展
学会交流：中国水利学会・中国科学技術協会・中国海洋湖沼学会等々
大学交流：清華大学・北京化工大学・天津大学・上海交通大学・上海大学・復旦大学・武漢大学・湖北大学 等々
企業合作：北京市・上海市・杭州市・広州市・深セン市に代理店設置
中央企業２社と業務提携（ＭＯＵ）
中国大陸全地域 河川・湖沼の水質汚染対策、排水処理、養殖利用

２０２１現在 諸事情により積極的事業活動休止、注文案件のみ対応

■南アフリカ AFRICAの水質浄化
２０１１年～：COP17（南アフリカダーバン）サイドイベント出展から開始●工場排水、生活排水処理プロジェクト
・Kleinkranz works、・小規模浄化槽●鉱山排水処理プロジェクト
・金鉱山・プラチナ鉱山・鉄鉱石鉱山等排水処理（硝酸塩除去）
・鉱山排水による河川水質汚染対策●大学・研究機関にて研究開発

■ロシア 汚水処理技術移転
２０１３年～：モスクワ企業と業務提携しMiraCarbon水処理事業開始●河川・湖沼水質浄化プロジェクトへの技術提案・参加
・Baikal Lake：富栄養化対策 The Baïkal Ecological Water Forum・Caspian Bay：油田廃水処理、アゼルバイジャンバクー都市開発
・Volga River：ロシアの母なる川の水質浄化
・S.Peterburg project：市内運河の水質浄化と浚渫処理 etc.
●工場・鉱山排水、畜産排水、下水処理プロジェクト
・Miloslavskij Ｐotato工場、Ｍilk Ｐlant、製紙工場 etc.
・Chelkovo's WWTP、MUPVodokanal WWTP
Mirny Diamond Mine・Mirny Diamond Mine
●道路排水、貯水池の水質浄化
・Mosvodostok ：水管理事業国営企業
道路排水処理施設にMiraCarbon設置
経済悪化と為替安により今後に期待

Baikal Lake

■タイ王国 工場排水・下水処理
工場排水：外資系・大企業工場は排水処理設備が整備されているが地元中小工場では、未処理あるいは初歩的処理にて放流
下水処理：大都市ではＯＤＡ等により下水処理場整備が進展するが地方都市農村部では、未処理あるいは簡易処理にて放流
既存処理設備へ炭素繊維水質浄化材を設置して、処理能力向上を図る。

■インド 水不足と水質汚染への対策● 水質汚染世界１２２カ国中、インドの順位は１２０番目● インドの水の約７０％が汚染● 廃水の２／３が未処理で、河川・湖沼・池・地下水に流入● ガンジス川は基準値に対し５～１３倍の大腸菌● 火葬された遺体や遺灰をそのまま流す● インドでは５億５千万人以上が屋外で排泄● トイレ自体が無い、整備が進まない■インド CLEAN GANGA Project■炭素繊維水質浄化海外技術移転の展望
経済発展する新興国・途上国の水環境対策に期待●水質汚染した河川・湖沼・海洋の水質改善、生態系保全技術●陸上・海面養殖の水質・生産管理、藻場形成により漁獲高向上●水利用確保のための水源池・貯水池の水質管理、浄水技術●生活排水、工場排水、鉱山排水、畜産排水、下水処理の機能向上→新設 安価な建設費・運転費、維持管理し易い処理設備の普及→既設 処理設備に設置して処理水質・処理量・処理時間を向上→既設 途上国に多いラグーン処理池に設置して処理機能を向上