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嫌気性膜分離法とアナモックスの融合デザインによる下水処理システムの革新

Research Project

Project/Area Number 15F15353
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, 工学研究科, 教授 (30201106)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CHEN RONG  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-11-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2015: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords下水処理 / 嫌気性膜分離法 / AnMBR / Anammox / メタン発酵 / 一槽式アナッモクス / 担体 / 窒素除去 / 土木環境システム / 用排水システム / アナッモクス法 / 省エネルギー / MBR / メタン / アナモックス法
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は資源回収と低炭素化に対応する革新的下水処理技術を開発しようとするものである。具体的には有機物の分解とメタン回収を実現できる嫌気性膜分離法と効率的に窒素除去できるアナモックスを組み合わせしてバイオガスの回収を図るとともに、有機物と窒素の同時除去も実現する新規システムを確立するために、次の研究項目に取り組んだ:(1)嫌気性膜分離法による下水中の有機物除去とメタンガス回収の検討、(2)単体投入型一槽式アナモックスの検討、(3)嫌気性膜分離法とアナモックスの融合プロセスによる下水処理の連続実験、(4)システム評価と設計最適化の研究。
平成27年度では、嫌気性膜分離法による下水処理の評価に焦点を絞り、実験装置を組み立て、トイレペーパーを含む人工下水の連続実験を行い、水質浄化性能、メタン生成および膜分離機能に及ぼす滞留時間を検討し、安定した処理水質が得られたとともに、トイレペーパーのメタン化を明らかにした。H28年度は嫌気性膜分離法処理における膜ファーリングの防止方法を検討したとともに、担体投入型一槽式アナモックスユニットの構築に焦点に絞り、室温条件で低濃度アンモニア排水に対する担体投入型一槽式アナモックスユニットの処理性能を検討した。具体的にはアンモニア濃度と水理学的滞留時間を変更させた連続実験を行い、80%以上の高い窒素除去率が得られた。H29年度は新規融合プロセスの処理性能の実験的検討として嫌気性膜分離反応槽を用いたメタン生成ユニットと担体投入型一槽式アナモックスを用いた窒素除去ユニットを融合した新規プロセスを構築して、室温条件で水理学的滞留時間、有機物負荷、窒素負荷などの下水処理の運転指標を変化させた連続実験と行い、処理水質を把握したとともに、各ユニット基本的運転条件を提示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Caffeine degradation by methanogenesis: Efficiency in anaerobic membrane bioreactor and analysis of kinetic behavior2018

    • Author(s)
      Rong Chen, Hongyu Jiang, Yu-You Li.
    • Journal Title

      Chemical Engineering Journal,

      Volume: 334 Pages: 444-452

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.10.052

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Submerged anaerobic membrane bioreactor (SAnMBR) performance on sewage treatment: removal efficiencies, biogas production and membrane fouling2017

    • Author(s)
      Rong Chen, Yulun Ni, Jiayuan Ji, Tetsuya Utashiro, Qian Li, Daisuke Komori and Yu-You Li
    • Journal Title

      Water Science and Technology

      Volume: 76 Issue: 6 Pages: 1308-1317

    • DOI

      10.2166/wst.2017.240

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhanced methanogenic degradation of cellulose-containing sewage via fungi-methanogens syntrophic association in an anaerobic membrane bioreactor2017

    • Author(s)
      Rong Chen, Yulun Nie, Nobuyuki Tanaka, Qigui Niu, Qian Li, Yu-You Li
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 245 Pages: 810-818

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.09.046

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Methanogenic degradation of toilet-paper cellulose upon sewage treatment in an anaerobic membrane bioreactor at room temperature2017

    • Author(s)
      1)Rong Chen, Yulun Nie, Hiroyuki Kato, Jiang Wu, Tetsuya Utashiro, Jianbo Lu, Shangchao Yue, Hongyu Jiang, Lu Zhang, Yu-You Li
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 228 Pages: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2016.12.089

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fouling behaviour of soluble microbial products and extracellular polymeric substances in a submerged anaerobic membrane bioreactor treating low strength wastewater at room temperature2017

    • Author(s)
      3)Rong Chen, Yulun Nie, Yisong Hu, Rui Miao, Tetsuya Utashiro, Qian Li, Manjuan Xu, Yu-You Li
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 531 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2017.02.046

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Application of disease burden to quantitative assessment of health hazards for a decentralized water reuse system2016

    • Author(s)
      Tingting Gao, Rong Chen, XiaochangWang, Huu Hao Ngo, Yu-You Li, Jinhong Zhou, Lu Zhang
    • Journal Title

      Science of the Total Environment

      Volume: 551-552 Pages: 83-91

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2016.01.210

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Submerged anaerobic membrane bioreactor(SAnMBR)performance on sewage treatment: removal efficiency, energy production and membrane fouling2017

    • Author(s)
      Chen Rong, Nie Yulun, Utashiro Tetsuya, Li Yu-You
    • Organizer
      第51回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      熊本大学、熊本
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Methanogenesis from Anaerobic Caffeine Degradation: A new observation2017

    • Author(s)
      Rong Chen, Hongyu Jiang, Yu-You Li
    • Organizer
      Water and Environment Technology 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Methanogenic degradation of municipal wastewater by an anaerobic membrane bioreactor at room temperature2017

    • Author(s)
      Rong Chen
    • Organizer
      第54回下水道研究発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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