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メタン細菌の自己造粒化機能を利用した高速廃水処理プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number 62850102
Research Category

Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 都市工学・衛生工学
Research InstitutionNagaoka University of Technology

Principal Investigator

原田 秀樹  長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70134971)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荒木 信夫  長岡工業高等専門学校, 土木工学科, 助手 (30193072)
遠矢 泰典  荏原総合研究所, 第5研究室, 室長
遠藤 銀朗  東北学院大学, 工学部, 助教授 (80194033)
桃井 清至  長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60003852)
Project Period (FY) 1987 – 1988
Project Status Completed (Fiscal Year 1988)
Budget Amount *help
¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000)
Fiscal Year 1988: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 1987: ¥4,200,000 (Direct Cost: ¥4,200,000)
Keywords生物学的水処理 / 嫌気性処理 / メタン発酵 / メタン生成菌 / バイオリアクター / UASB法
Research Abstract

本研究で開発した嫌気性排水処理プロセスは、付着担体を用いずに、嫌気性細菌群自身のアグリゲーション機能、自己固定化作用を利用して、粒径0.5〜2mmのペレット状増殖体を形成させて高濃度・高活性の生物を反応器内に保持して、その結果従来法(浮遊増殖法)の数十倍の高容積負荷・高率処理を達成しようとする新世代型高速メタン発酵バイオリアクターである。本研究では、(1)低濃度排水(下水)の無加温メタン発酵系における硫酸還元菌の生態学的役割、(2)各種エネルギー源を異にして形成されたグラニュール汚泥のメタン生成活性、(3)脂質含有廃液のパイロットプラント実験、の3つのテーマで検討した。得られた知見は以下の通りである。実験I系:(1)流入CODcr500mg/l、HRT4.7時間、25℃、COD負荷3.0kg/m^3・日の連続実験の結果、COD除去率83〜81%を達成した。また、流入(gSO_4ーS/100gCODcr)比が2、10、40の連続実験系で除去CODに対するメタン生成、硫酸還元反応の寄与率(%)は、それぞれ95:5、72:28、47:53であった。(2)硫酸還元菌はH_2消費者として、水素資化性メタン菌と基質競合作用で優位であり、プロピオン酸分解酢酸生成菌と共生関係にあった。また、硫酸還元菌による酢酸摂取競合作用は小さかった。実験II系:(1)グラニュール汚泥は、植種消化汚泥よりもメタン生成活性で7〜23倍、補酵素F_<420>含量で1.4〜30倍増加した。(2)グラニュール形成による基質拡散抵抗によるみかけのメタン生成活性の低下は認められず、むしろ分散浮遊状態よりも効率的な菌種間水素伝達作用が認められた。実験III系:(1)高級脂肪酸吸着による阻害効果は、酢酸資化性メタン菌>水素資化性メタン菌>酸生成菌の順であった。(2)個別の高級脂肪酸塩の吸着阻害効果は、C_<18:1>(オレイン酸)>C_<12>(ラウリン酸)>C_<14>(ミリスチン酸)>C_<16>(パルミチン酸)>C_<18>(ステアリン酸)の順であった。

Report

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  • [Publications] 原田秀樹: 月刊下水道. vol.11. 11-19 (1988)

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  • [Publications] 原田秀樹: 土木技術. vol.43. 69-77 (1988)

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  • [Publications] 原田秀樹,桃井清至,大手一信,上村繁樹: 衛生工学研究論文集. vol.25. 161-170 (1989)

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  • [Publications] 原田秀樹: 用水と廃水. vol.31. 5-11 (1989)

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  • [Publications] H.Harada;G.Endo;K.Momonoi;Y.Tohya: Proceedings of 5th International Symposium on Anaerobic Digestion. (1988)

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  • [Publications] H.Harada: Proceeding of IAWPRC Asian Workshop on Anaerobic Treatment. 7・1-7・10 (1988)

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  • [Publications] 須藤隆一 編著,原田秀樹 他: "微生物固定化法による排水処理" 産業用水調査会, 284 (1988)

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Published: 1987-04-01   Modified: 2016-04-21  

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