『究極のろ過器作り』

『究極のろ過器つくり』

動機

昨年の四国大会のときに、ぼくたちは「自然にやさしいキャンプ」を目指すべく、「ろ過機」を作り、汚水をきれいにして自然に返そうとしました。しかし、目詰まりし、ろ過に時間がかかるなど欠点もありました。そこで、目詰まりりせず、よりきれいにろ過でき、後始末まで環境にやさしい「究極のろ過機」はつくれないか、研究することにしました。

ろ過の失敗は目詰まり

まず第一の問題点、目詰まりについては、四国大会以後、班員たちと考えていた『カートリッジ式ろ過機』で何とかできるのではないかと考えました。　　　　　　　　　　　

「フィルターごとにカートリッジにすることによって、目詰まりした部分を交換すればよい。」・・・こう考えたのです。カートリッジ式というのは、ペットボトルで作った実験用模型ですが、これです。

　砂のフィルターが詰まれば、砂のカートリッジだけを交換すればよいのです。

四国大会のときのように目詰まりしたからといって、全部ひっくり返したり、かき混ぜたりしなくてよくなります。

実験しよう

早速、試してみることにしました。

フィルターは四国大会で使用したもの、上から、石、砂、毛糸、活性炭です。

カートリッジ式ろ過器と比較するために、四国大会で使用したものの模型、四国大会モデルも作りました。

それがこれです。フィルターは同じものですが、ひとつのペットボトルに順に詰めただけの仕組みです。

それぞれの、ろ過機で、まず、ねぎ入り味噌汁５００mlをろ過してみました。

ねぎが原因

その結果、四国大会モデルは、味噌汁がしみこんでしまうまでの時間が、なんと２時間５６分もかかってしまったのです。これでは、はっきり言って、問題外です。

実験後、フィルターを観察すると、細かいねぎが砂の上に、味噌かすが砂の中に、それぞれたまり、目詰まりさせていました。

一方、カートリッジ式ろ過器はというと、何と、かかった時間は、たったの８分４８秒でした。カートリッジの下に敷いたガーゼが大きな役割を果たしました。石のフィルターをすり抜けたねぎなどの固形物を、見事に防いでいました。

カートリッジ式ろ過器は、５００mlの味噌汁くらいはなんでもないように見えました。

続けて味噌汁をろ過しました。

しかし、１リットルを超えたあたりで１番目の石のカートリッジがだめになりました。

ネギが原因でした。このとき、ぼくたちは究極のろ過機作りで次に考えるべきことをはっきりと意識しましたがそれは、あとでお話します。

石のカートリッジを交換すると、カートリッジ式ろ過器はまた、快調になりました。

２リットルを超えると吸い込むスピードが遅くなったので、石と砂のカートリッジ両方を交換しました。当然、ろ過機は絶好調になりました。

ペットボトルを使った実験で、ぼくたちはカートリッジ式ろ過器が有効であることを確認しました。

効率のよいフィルターを求めて！

究極のろ過機作りに向けて次にやるべきことは、先ほどの石のカートリッジ交換のところで気付いたのですが、効率のよいフィルターを見つけることです。

石は思ったほど効果はありませんでした。無駄に石を汚すことは無いので、１番目のフィルターはガーゼだけにすることにしました。同じ発想で、それぞれのフィルターを見直しました。砂も意味はあまりないのではと考えて、砂のカートリッジを除いて味噌汁をろ過してみました。

結果は、ろ過したはずの水に、味噌汁らしい濁りが残ったままでした。

それではガーゼを何重にも重ねれば代わりになるのでは、と考え実験しましたがあっさり目詰まりしてちっとも味噌汁を吸い込みませんでした。

砂が、味噌かすをろ過するのに優れていることがわかりました。

毛糸は、ぼくたちは油をからめ取ると考えて入れていましたが、市販の品物で油取りフィルターというものがあることを知り、試してみることにしました。油の取れ具合はわかりにくいのでこんな実験方法を工夫しました。水の上に浮かせた油を水ごとろ過することにより、ろ過できなかった油の量が一目でわかります。

結果は、３倍以上市販のフィルターがよく吸い取ることがわかりました。

活性炭のカートリッジについては、ぼくの夏休みの自由研究で必要不可欠であることがわかっています。活性炭は味噌汁の色だけでなく、においも取り除くことが出来るのです。しかも、これは時間をかけるほど効果があります。これをみてください。実はこれは同じ味噌汁です。でも一つは昨日から丸一日活性炭を入れていました。一目でわかると思いますが活性炭を入れていた方が透明度が高いことがわかります。この実験からもやはり、時間をかけてやるのがいいので、実物を作るときに活性炭はカートリッジでなく、タンクのようにしてためておける物がいいと思います。

しかし、汚水の量によってタンクの大きさも変わってくるので、次に、理想の大きさを考えてみました。そこで、まず、一班８人で出る一食分の汚水の量を調べてみました。食事は最も汚水の出ると思われるカレーでやってみました。

その結果、約１９リットルもの汚水が出ました。

これらの結果をもとに作った究極のろ過機がこれです。

各層に材料が敷き詰められています。

しかし、油取りフィルターは敷き詰めていたらお金がかかるので、汚水を一箇所に集める工夫をしました。

では実際にこのろ過機を使って味噌汁をろ過してみます。

ろ過に時間がかかるので、先に僕たちが考えたフィルターの後始末の方法を説明します。

まず砂は簡単な方法としては穴を掘って埋めます。これだけでもそこら辺にほっておくよりかは、いいと思います。しかし、最もいい方法としては堆肥置き場に持っていき、一年かけて肥料にするのが良いと思います。

活性炭は元々炭なので一度乾燥させてから燃料として使ったら良いと思います。残るガーゼと油取りフィルターは燃えるごみとして焼却するのが良いと思います。

まとめ

今回の研究を通して、目詰まりせず、よりきれいにろ過でき、後始末まで環境にやさしい「究極のろ過器」が出来上がったと思います。

このろ過器をジャンボリーや団キャンプ班キャンプのほか普段の生活でも役立てていきたいと思います。

最後に今、実験しているカートリッジ式ろ過器は、だいぶろ過できているけれど、まだ時間がかかるので、興味のある人は後から見に来てください。