ニュー・オレゴン州の研究: 廃水を灌漑に利用できるようにする

研究者らは、水処理プラントや一部の大規模農場で使用されるバイオリアクターの一種である嫌気性消化槽から排出される濁った液体を処理するための 2 段階ハイブリッド膜ろ過技術を開発しています。

オレゴン州立大学工学部の研究者は、排水を作物の灌漑と肥料を同時に行う製品に変換する技術を開発しています。

環境工学助教授のシュエ・ジン氏が率いるこの3年間のプロジェクトは、米国農務省から75万ドルの資金提供を受け、農家、下水処理場、農務省の科学者とのパートナーシップが含まれる。

「農業活動は利用可能な淡水全体の 70% を占めています」とジン氏は言います。 「世界中で、人口とともに食料生産の需要も増え続けています。 干ばつがより頻繁かつ深刻になるにつれ、農業灌漑用に安全な再生水を提供する効果的な処理技術が非常に必要とされています。」

このプロジェクトはまた、限られた天然資源を消費し、環境に重大な影響を与える鉱業および製造プロセスで生産される化学肥料への依存を減らすことも目的としています。 肥料が畑に施用された後には、さらなる影響が発生します。

「肥料の流出は地表水の主な汚染源です」とジン氏は言う。 「その結果、藻類が発生し、飲料水源が汚染され、下流にさらに有害な生態学的影響が生じます。」

研究者らは、水処理プラントや一部の大規模農場で使用されるバイオリアクターの一種である嫌気性消化槽から排出される濁った液体を処理するための 2 段階ハイブリッド膜ろ過技術を開発しています。 消化装置は、酸素の不在下で有機物を分解するためにバクテリアに依存しています。

第 1 段階では、帯電した膜がアンモニウム、リン、カリウムなどのイオンを引き付け、それらを肥料が豊富な塩水に濃縮します。 第 2 段階では、正浸透膜がバクテリアなどの汚染物質を除去し、バクテリアを含まない水が塩水と再結合して、作物に適用できる栄養強化溶液が生成されます。

「実験室規模の試験では、水の80％を回収することができました」と、研究の主要な参加者である大学院生のQuang Ngoc Tran氏は述べた。 「最適な動作条件でテクノロジーがスケールアップされると、その数値はさらに高くなる可能性があります。 生産される水は基本的に純水であり、植物の栄養素である塩が少しだけ溶けています。」

オレゴン州立大学の環境工学准教授であるタラ・ナヴァブ・ダネシュマンド氏と、コーバリスにある農務省農業研究局の研究園芸家であるデビッド・ブリラ氏は、植物の成長における処理水の有効性と生物学的安全性の両方を評価するために温室研究を実施する予定です。得られた作物の様子。

チームは経済的実現可能性の調査も行う予定だ。 ジン氏は、この技術は、独自の嫌気性消化装置を運用する農場、あるいは自治体の処理施設に隣接するハイテク垂直農場に直接導入できる可能性があると述べています。 垂直農法とは、単に地面を使用するのではなく、積み重ねた層で作物を栽培することを指します。

「私たちは複数の想定されるユースケースシナリオを検討中です」とジン氏は語った。 「このテクノロジーの財政への影響は、このテクノロジーが広く採用されるかどうかにおいて重要な考慮事項となるでしょう。 目標は、環境だけでなく経済的にも農業をより持続可能なものにすることです。 作物生産コストを効果的に削減できる手頃な価格のシステムを開発できれば、農家にとっては非常に魅力的になるでしょう。」

Keith Hautala は、オレゴン州立大学工学部の上級編集者/ライターです。 連絡先は [email protected] または 541-737-1478 です。

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