| Project/Area Number |
20K06305
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
NAKAMURA MASATO 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 上級研究員 (60414463)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
治多 伸介 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (60218659)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 農業集落排水施設 / 汚泥 / 作物残渣 / C/N比 / 医薬品 / メタン発酵 / 農業集落排水汚泥 / 再生可能エネルギー / 環境汚染リスク / 資源循環 |
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| Outline of Research at the Start |
農業集落排水汚泥と食品廃棄物の混合メタン発酵と消化液（発酵残さ）を肥料利用するシステムは、廃棄物削減、エネルギー生産と資源循環を同時に実現できる有力な解決策である。しかし、食品廃棄物は多様であり、汚泥との混合条件によっては発酵不良を生じ、また、消化液の肥料利用には生活排水由来医薬品に代表される新興汚染物質による環境汚染リスクの懸念が残っている。本課題では、集排汚泥と多様な食品廃棄物の安定的な発酵が可能な混合条件を明らかにする。さらに、メタン発過程における医薬品の分解特性を把握する。それにより、医薬品の環境リスクを低減し、多様な食品廃棄物に適用可能なメタン発酵システムの設計手法を確立する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, stable condition of anaerobic co-digestion of rural sewage sludge and food wastes and the degradation characteristics of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) during anaerobic digestion and the use of digestate as fertilizer were investigated. The results indicated that the pH and gas production rate gradually dropped, indicating process failure when co-digestion of rural sewage sludge and food waste with a C/N ratio higher than that of kitchen garbage. When urea was added to the feedstock material as nitrogen source, digestion proceeded stably. The addition of urea not only improves the stability of digestion, but also improves the fertilizer value of the digestate. Regarding the decomposition characteristics of PPCPs, it was clarified that the decomposition of PPCPs is likely to proceed under thermophilic digestion condition and in the process of storing digestate.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
集排汚泥と食品廃棄物等の混合メタン発酵は、廃棄物から再生可能エネルギー源であるメタンを取り出せ、消化液（発酵残渣）を肥料として利用できる、農村地域に適した技術である。農村で発生する廃棄物を幅広く活用することが望ましいが、C/N比の高い食品廃棄物を原料とすると、発酵不良を引き起こす可能性があった。それに対して、本研究では、原料に尿素を添加することにより、発酵不良を起こさず、肥料利用に適する消化液が得られる条件を明らかにできた。また、メタン発酵及び消化液の液肥利用過程での医薬品の分解特性を把握できたことは、より安全・安心な消化液の肥料利用の推進につながる。
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