助成番号
研 究 成 果 報 告 書（国立情報学研究所の民間助成研究成果概要データベース・登録原稿）
研究テーマ（和文） ＡＢ

発展途上国における簡易水処理を目的とした「凝集沈殿＋砂ろ過システム」の構築

研究テーマ（欧文） ＡＺ

Water Purification by Moringa Oleifera Seed Coagulant and Slow Sand Filtration

研究氏
代表名
者

ｶﾀｶﾅ ＣＣ姓） スズキ名） タスマ

研究期間 Ｂ

２０１１～ ２０１１

漢字 ＣＢ

鈴木祐麻

報告年度 ＹR

２０１１

年

TASUMA

研究機関名

山口大学

ﾛｰﾏ字 ＣＺ SUZUKI

研究代表者 ＣＤ
所属機関・職名年

鈴木 祐麻 山口大学大学院 理工学研究科 環境共生系専攻 ・ 助教

概要 ＥＡ (600 字～800 字程度にまとめてください。)
本研究の 1 つ目の目的は、熱帯植物 Moringa oleifera から抽出した成分を凝集剤として用いた「モリンガ
凝集沈殿 – 緩速砂ろ過」システムを構築し、１）人工カオリン濁水（280NTU）を処理すること、そして２）凝集沈殿処理後の上澄み液に残存するモリンガ凝集剤を砂ろ過処理で除去することで生物学的に不活性な処理水を生産することである。検討した処理因子は、モリンガ凝集剤の注入量、緩速攪拌速度、緩速攪拌時間、砂の大きさ、そしてろ過速度である。
最適化された凝集沈澱処理条件下では上澄みの残存濁度は約 30NTU となり、約 90%の濁度除去が達成された。この上澄み液の濁度は緩速砂ろ過でさらに除去され、最適砂ろ過条件下では 45 日間の実験期間を通して 0.5NTU 以下に保たれた。さらに、緩速砂ろ過処理により有機炭素除去率は効果的（処理条件によって異なり最高除去率は 70~90％）に除去されることがわかった。しかし、小さい砂（有効径 0.35mm）を用いた場合は砂の中で微生物が過多に繁殖して処理水質が悪化したため、緩速砂ろ過処理の条件を決定する
際には十分な注意が必要であることが示唆された。
本研究の２つ目の目的は、カオリンを濁質成分として選択し、pH、初期濁度、共存するイオン成分、そしてフミン質がモリンガ凝集剤の凝集効果に与える影響を検討することである。実験結果は以下のように要約される。
1) モリンガの種から NaCl 溶液で抽出することで作成したモリンガ凝集剤の凝集能力は、2 価の陽イオン(Ca2+, Mg2+)が共存することで大きく増加した。また、pH もモリンガ凝集剤の凝集能力に影響を与え、今回の実験の条件下では pH 4.0 の方が pH 9.0 よりやや高い凝集能力を示した。
2) モリンガ凝集剤は高濁度の処理原水（290 NTU）に対しては効果的であったが、比較的低い濁度(45NTU)の濁水に対しては凝集効果が得られなかった。
3) フミン酸はモリンガ凝集剤によるカオリン粒子の凝集を大きく阻害したが、フルボ酸による凝集阻害は小さかった。
4) モリンガ凝集剤によるカオリナイト粒子の凝集メカニズムは、「カオリン粒子の電荷の中和」と「網構造フロックによるカオリン粒子の捕獲」の両方が寄与しており、相対的重要性は水質によって変化することが示唆された。

キーワード ＦＡ

天然凝集剤

モリンガ

凝集沈殿

（以下は記入しないでください。）
助成財団ｺｰﾄﾞ ＴＡ

研究課題番号 ＡＡ

研究機関番号 ＡＣ

シート番号- 1 -緩速砂ろ過発表文献（この研究を発表した雑誌・図書について記入してください。）
論文標題ＧＢ

Turbidity Removal by Moringa Oleifera Seed Coagulant and Slow Sand Filtration

著者名 ＧＡ

Tasuma Suzuki,
Masakazu Niinae,
Yasuaki Sanada,
Atsushi Nakamura,
Yukio Kouchi

ページ ＧＦ～雑誌

論文標題ＧＢ発行年 ＧＥ 2011

巻号 ＧＤ

天然凝集剤 Moringa oleifera によるカオリナイト粒子の凝集沈殿に水質が与える影響
鈴木祐麻・

雑誌

雑誌名 ＧＣ Journal of MMIJ

著者名 ＧＡ

新苗正和・

雑誌名 ＧＣ

環境資源工学真田靖瑛
ページ ＧＦ～発行年 Ｇ 201

2

巻号 ＧＤ

Ｅ

論文標題ＧＢ
雑誌

著者名 ＧＡ
ページ ＧＦ

雑誌名 ＧＣ～発行年 ＧＥ

巻号 ＧＤ

発行年 ＨＤ総ﾍﾟｰｼﾞ ＨＥ

著者名 ＨＡ
図書

書名 ＨＣ
出版者 ＨＢ

欧文概要 ＥＺ
A water treatment sequence composed of coagulation, flocculation, sedimentation followed by slow sand filtration
was applied to treat synthetic turbid water of kaolin suspension (280 NTU). The coagulant used in this study was anaqueous salt extraction of Moringa oleifera seeds. The experimental variables were the Moringa oleifera coagulant
dosage, slow mixing intensity, slow mixing duration, as well as sand size and filtration rate for slow sand filtration.
Experiment results showed that nearly 90 % of turbidity was removed by coagulation, flocculation, andsedimentation processes. The remaining turbidity was further removed by subsequent slow sand filtration, and as aresult, the whole water treatment sequence provided more than 99.8 % turbidity removal during 45 operation days
under the optimized operating conditions.
Slow sand filtration was also found to be effective to biologically remove residual Moringa oleifera coagulant
present in the supernatant. However, the effectiveness strongly depended on operating conditions. Until 27 operationdays, the filters employing sand of 0.35 mm effective diameter provided the effluent with lower dissolved organiccarbon (DOC) concentration compared to the ones employing sand of 0.61 mm effective diameter. However, theeffluent water quality for 0.35 mm sand filters was deteriorated after 27 days because easily biodegradable Moringa
oleifera coagulant facilitated excess growth of microorganisms in the filters. Therefore, based on the findings fromthis study, it was concluded that the water treatment sequence constructed in this study provided high turbidity
removal and biologically stable water, but the sand size for slow sand filtration needs to be carefully chosen to avoid
release of organic substances autochthonously produced in sand filters.

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