| 研究概要 |
本研究の目的は土壌内硝化・脱窒素により汚水のN除去を行うことにある。土壌内のNの挙動を把握するため、急速浸透処理法に相当する条件下(130〜150mm/day)で、1.不飽和浸透流における硝化過程,2.不飽和浸透流における脱窒過程,3.飽和浸透流における脱窒過程について、それぞれ土壌カラム実験を行い、カラム内各態窒素分布を経時的に測定した。えられた実測データをもとに反応移流分散方程式による解析を行い、土壌内のNの挙動の数理モデル化を試みた。その結果、以下のことが明らかとなった。
1.不飽和浸透流における硝化過程
供給速度150mm/day,供給窒素濃度20〜60mg/l,温度30℃の条件下で、土壌内硝化は深さ5〜10cmで完了する。硝化反応を1次反応として求めた反応速度係数は5〜7l/hrである。土壌内のNの挙動の数理モデル化へのアプローチとして実測データをもとに反応移流分散方程式により土壌内硝化速度の時空分布を求めた。えられた分布は鉛直方向には指数函数的減少を示し、時間的には過渡応答的に増加の後、定常に達している。
2.不飽和浸透流における脱窒過程
好気的条件と考えられる不飽和流において土壌内脱窒素がどのように進行するかについて1.とほぼ同様の条件下で調べた結果、30〜50%の脱窒率がえられた。実測データをもとに求めた土壌内脱窒速度の時空分布は鉛直方向にはほぼ指数函数的減少を示し、時間的には波状の変動がみられた。脱窒素は主に深さ0〜20cmで進行していることが明らかになった。
3.飽和浸透流における脱窒過程
酸素の流入を遮断した飽和浸透流における脱窒過程について1,2と同様の条件下で調べた結果、脱窒素は土壌内距離5〜10cmでほぼ完了することが明らかとなった。
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