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促進酸化と生物処理のハイブリッドシステムを用いた抗生物質系廃水の浄化

Research Project

Project/Area Number 14F04734
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Environmental engineering and reduction of environmental burden
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

李 玉友  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30201106)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NIE YULUN  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
NIE Yulun  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords環境技術 / 排水処理 / 製薬廃水 / 嫌気性処理 / MBR / 界面活性剤 / メタン / バイオエネルギー / 促進酸化 / メタン発酵
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、抗生物質生産廃水の処理とリスク管理に適した省エネルギー・低炭素型の高効率的処理技術を確立することである。具体的には、抗生物質分解の促進方法として新しい触媒を検討して酸化分解を効率よく行う新規促進酸化技術を創出するとともに、促進酸化によって生成する中間生成物を膜分離生物処理ユニットによって生物分解を行うことで、新規促進酸化と膜分離生物分解のハイブリッドデザインを用いた製薬系抗生物質含有廃水の新規処理システムを構築しようとするものである。平成26年度ですでに促進酸化処理ユニットを検討したことを踏まえ、平成27年度は主に膜分離生物処理ユニットに絞って実験的研究を行った。その結果、次のような具体的成果が挙げられた。
(1)嫌気性膜分離反応槽によるセルロース含有排水の処理: 嫌気性膜分離反応槽を用いてセルロース含有と含有しない2種類の排水処理について25℃でHRTを変化させた連続試験を行い、物質収支、処理水質および膜ろ過性能を把握した。HRT12時間以上ではHRTによる影響はほとんど見られず、投入の65-72%がメタンガスとして回収できた。また、排水中にセルロース成分がほとんど分解された。
(2)嫌気性膜分離反応槽による界面活性剤の分解:ラボスケール嫌気性MBRを用い,水理学的滞留時間や界面活性剤AE濃度を変化させて運転を行った。その結果,COD除去率はAE濃度5.0-200 mg/Lの条件で96%以上であり,有機物除去への阻害は見られなかった。また,AE除去率は99%以上と高く,さらに分解されて最終的にメタンになることが分かった。一方AEの添加により,膜ファウリングの指標である膜圧増加速度が大きくなった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2015

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Factors associated with the diversification of the microbial communities within different natural and artificial saline environments2015

    • Author(s)
      1)Shilong He, Qigui Niu, Yu-You Li, Yulun Nie, Meifeng Hou
    • Journal Title

      Ecological Engineering

      Volume: 83 Pages: 476-484

    • DOI

      10.1016/j.ecoleng.2015.06.029

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhanced Fenton-like degradation of refractory organic compounds by surface complex formation of LaFeO3 and H2O22015

    • Author(s)
      Yulun Nie, LiLi Zhang, Yu-You Li, Chun Hu
    • Journal Title

      Journal of Hazardous Materials

      Volume: 294 Pages: 195-200

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2015.03.065

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism of catalytic ozonation in Fe2O3/Al2O3@SBA-15 aqueous suspension for destruction of ibuprofen2015

    • Author(s)
      JiShuai Bing, Chun Hu, Yulun Nie, Min Yang, Jiuhui Qu
    • Journal Title

      Environmental Science & Technology

      Volume: 49 Issue: 3 Pages: 1690-1697

    • DOI

      10.1021/es503729h

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effects of Surfactant on AnMBR for Wastewater Treatment2015

    • Author(s)
      Yulun Nie, Toshiki Sugo, Tetsuya Utashiro, Yu-You Li
    • Organizer
      The 6th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2015-09-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 界面活性剤が嫌気性MBRを用いた下水処理に与える影響2015

    • Author(s)
      菅生俊樹,歌代哲也,聶玉倫,李玉友
    • Organizer
      第18回日本水環境学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学、長野県長野市
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 嫌気性MBRを用いた下水処理における界面活性剤の影響2015

    • Author(s)
      菅生俊樹, 歌代哲也, 聂玉伦, 渡邉亮哉, 李玉友
    • Organizer
      第49回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学、金沢
    • Year and Date
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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