Development of multi-layer constructed wetland integrated with microbial fuel cell and evaluation of its specific characteristics of simultaneous water purification and electricity generation

• Project/Area Number: 15H04069
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Civil and environmental engineering
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: NAKANO Kazunori 日本大学, 工学部, 教授 (30292519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 相澤 朋子 日本大学, 生物資源科学部, 研究員 (60398849) ; 渡部 仁貴 日本大学, 工学部, 教授 (80713338)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2017: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2016: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2015: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: 人工湿地 / 微生物燃料電池 / スタック化 / ろ材 / ろ材厚 / 電気産生微生物 / 微生物群集構造 / 排水処理

Outline of Final Research Achievements

A novel strategy controlling aerobic-anaerobic condition in filtration-bed of multi-layer constructed wetland was proposed and established in this study. Furthermore, a stacked constructed wetland integrated with microbial fuel cell was realized for the first time in the world by introducing the proposed strategy. Appropriate thickness condition of filtration-bed for stacking was also investigated. The results of this study contribute to establish a novel compact constructed wetland generating energy.

Research Products

• [Journal Article] 花壇型人工湿地の開発 ～汚水処理施設のグリーンインフラ化を目指して～ (2018)
  • Author(s): 中野和典、大附遼太郎、橋本 純
  • Journal Title: 再生と利用 Volume: 42 Pages: 121-127
  • NAID: 40021536721
• [Journal Article] 花壇型人工湿地による学生食堂排水の処理 (2017)
  • Author(s): 中野和典、大附遼太郎、中村和徳、橋本 純
  • Journal Title: 環境技術 Volume: 46 Pages: 588-595
• [Presentation] pHが人工湿地-微生物燃料電池に与える影響 (2018)
  • Author(s): 山本翔、泉井孝太、中村和徳、中野和典
  • Organizer: 第52回日本水環境学会年会
• [Presentation] pHとろ材厚が人工湿地-微生物燃料電池に及ぼす影響 (2018)
  • Author(s): 泉井孝太、山本 翔、中村和徳、中野和典
  • Organizer: 平成29年度土木学会東北支部技術研究発表会
• [Presentation] 堆積物燃料電池が下水汚泥からのチョウバエの発生に及ぼす効果 (2018)
  • Author(s): 浅見雄紀、山本 翔、中村和徳、中野和典
  • Organizer: 平成29年度土木学会東北支部技術研究発表会
• [Presentation] 堆積物燃料電池が下水汚泥からのチョウバエの発生に及ぼす影響 (2018)
  • Author(s): 浅見雄紀、山本 翔、中野和典
  • Organizer: 第10回廃棄物資源循環学会東北支部・第5回日本水環境学会東北支部合同研究発表会
• [Presentation] 人工湿地-微生物燃料電池の濾材が発電量に与える影響 (2017)
  • Author(s): 山本翔、中村和徳、谷口崇至、中野和典
  • Organizer: 第51回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 熊本大学(熊本県熊本市)
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] ろ材粒径と深さがろ床内の酸化・還元環境に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 望月裕仁、谷口崇至、中村和徳、中野和典
  • Organizer: 平成28年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • Place of Presentation: 東北工業大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-04
• [Presentation] 人工湿地－微生物燃料電池システムの構築 (2016)
  • Author(s): 山本翔、渡部仁貴、中野和典
  • Organizer: 第59回日本大学工学部学術研究報告会
  • Place of Presentation: 日本大学（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-12-03
• [Presentation] 木質バイオマス燃料と畜産排水バイオ燃料電池特性について (2016)
  • Author(s): 渡部仁貴、千葉玲一、中野和典、高野隆盛
  • Organizer: 第59回日本大学工学部学術研究報告会
  • Place of Presentation: 日本大学（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-12-03
• [Presentation] 微生物燃料電池を人工湿地に適用するための濾材の多面的評価 (2016)
  • Author(s): 山田健太、中村和徳、中野和典
  • Organizer: 平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • Place of Presentation: 岩手大学上田キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-05
• [Presentation] 電極に活性炭を用いた人工湿地－微生物燃料電池の構築と発電特性 (2016)
  • Author(s): 山本 翔、中村和徳、中野和典
  • Organizer: 平成27年度土木学会東北支部技術研究発表会
  • Place of Presentation: 岩手大学上田キャンパス
  • Year and Date: 2016-03-05
• [Presentation] バイオ燃料電池電極距離の比較検討 (2016)
  • Author(s): 高野隆盛、中野和典、渡部仁貴
  • Organizer: 平成28年東北地区若手研究者研究発表会「音・光・電波・エネルギー・システムとその応用」
  • Place of Presentation: 日本大学工学部
  • Year and Date: 2016-03-01
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生物発生抑制装置 (2018)
  • Inventor(s): 中野和典
  • Industrial Property Rights Holder: 日本大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-005824
  • Filing Date: 2018