2018 Fiscal Year Research-status Report
Optimization of microplastic treatment flowing into waste water treatment plant
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17K06628
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| Research Institution | 大阪市立環境科学研究センター |
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Principal Investigator |
中尾 賢志 大阪市立環境科学研究センター, その他部局等, 研究員 (00649014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桝元 慶子 大阪市立環境科学研究センター, その他部局等, 研究員 (20332447)
尾崎 麻子 地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 衛生化学部, 主幹研究員 (80332435)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 下水処理工程 / マイクロプラスチック / 最初沈殿池 / 反応タンク / 最終沈殿池 / 二次処理水 / 三次処理水 / 返流水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主に下水処理系内において，90μm以上のマイクロプラスチックの検出を行ない，収支解析をおこなった。
検出されたマイクロプラスチックのサイズ分布は，200～299 μmのサイズが最も多かった。本法での検出下限サイズは100～199 μmであると推測された。
流入下水中のマイクロプラスチック濃度は約0.05個 / mg-SS (約2.9個 / L)，最初沈殿池流入水は約0.28個 / mg-SS（約23.4個 / L），反応タンク流入水は約0.15個 / mg-SS（約5.0個 / L），活性汚泥中は約0.01個 / mg-MLSS（約25.3個 / L）となった。活性汚泥中のマイクロプラスチック濃度である約0.01個 / mg-MLSSを最終沈殿池および急速ろ過流出水のSSに乗じることにより，最終沈殿池からの二次処理水中のマイクロプラスチックおよび急速ろ過流出水からの三次処理水中のマイクロプラスチックの量を推算した。その結果，二次処理水中のマイクロプラスチック濃度は約0.02個 / L，三次処理水中のマイクロプラスチック濃度は約0.01個 / Lとなった。
最初沈殿池での除去率は78.9%，最終沈殿池での除去率は97.8%，急速ろ過設備での除去率は58.9%であり，全体での除去率は99.6%となった。マイクロプラスチックの下水処理場流入負荷量と最初沈殿池入口負荷量を比較すると後者が突出して多く，内部水である最初沈殿池に流入する汚泥処理工程からの返流水負荷量が多いことが推測された。返流水のマイクロプラスチック負荷量が多い理由は汚泥濃縮工程からの分離液中にマイクロプラスチック負荷量が多いからだと考えられ，汚泥濃縮工程でいかに分離液中のマイクロプラスチック負荷量を減少させるかが重要であると結論付けた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
90μm以上のマイクロプラスチック分析を下水処理場の水処理工程で行い，その挙動と収支をとることができた。本来であれば，2018年度中に汚泥処理工程も含めた挙動と収支をとる予定であったが，想定以上にマイクロプラスチックの検出に時間と労力がかかることから当初の予定通り研究が進んでいない。しかしながら，2019年度初頭現在，マイクロプラスチックを現在のFTIR-ATR法ではなく，ラマン分光法で分析する方法を検討している。ラマン分光法による分析だと，現在のFTIR-ATR法よりも，時間と労力をかけることなく，さらに小さいサイズのマイクロプラスチックの検出が可能となる。もし，ラマン分光法による検出が可能になれば，本研究は飛躍的に進むことが期待できるうえ，近年，海外で報告件数が増加しているラマン分光法によるマイクロプラスチック検出が日本でも行えることになり，先駆的な研究になると思われる。
下水処理場におけるマイクロプラスチックの処理の最適化については，我々の研究グループでは，汚泥濃縮・脱水処理から発生する濃縮・脱水分離液中のマイクロプラスチックの負荷が非常に高いと推測している。よって，濃縮・脱水分離液に凝集剤を添加し，いかにマイクロプラスチックを濃縮・脱水分離液側ではなく，濃縮汚泥，脱水ケーキ側に移行させるかが重要であると考えている。本実験により，濃縮・脱水分離液が返流水として最初沈殿池に戻るマイクロプラスチック負荷量の低減方法を提示することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラマン分光法によるマイクロプラスチック検出方法の確立が急務であるが，先進的な取り組みのため，検出がうまくいかない可能性がある。その場合は，従来法であるFTIR-ATR法により検出し，下水処理場における水処理・汚泥処理系内のマイクロプラスチックの挙動を把握し，収支解析をおこなう。その場合，マイクロプラスチック検出に多くの時間が割かれることになり，下水汚泥濃縮・脱水工程におけるマイクロプラスチック処理に関する実験ができないおそれがある。そうならないように，ラマン分光法の適用可能性を早期に判断し，適用できない場合は従来法であるFTIR-ATR法により早急にマイクロプラスチック検出をおこなう。
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| Causes of Carryover |
マイクロプラスチックの検出が当初予定通りいかなかったため，試薬等の購入量が当初よりも少なくなった。翌年度分の使用計画については，マイクロプラスチックの検出をラマン分光法で行う場合，他研究機関にそのラマン分光測定装置の使用料に充てる，もしくは従来法で行う場合は，試薬等に使用する予定である。
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Research Products
(3 results)
