生物学的リン除去法の設計および運転管理の最適化手法の開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06680530
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 味埜 俊 東京大学, 工学部, 助教授 (60166098)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 友矩 東京大学, 工学部, 教授 (80010784)
• Keywords: 生物学的リン除去 / 嫌気好気法 / 活性汚泥モデル / 数学的モデリング

Research Abstract

実用的なリン除去技術への要望はいまや全世界的であるのに、生物学的リン除去法はこの方法自体が本来持っている優れた能力に見合うほど使われていないのが実情であった。近年、このような生物学的リン除去法の欠点の改善のために利用しうる大きな研究の進歩があった。一つはリン蓄積汚泥を対象にした実験的研究によりリン除去の生物学的な機構がかなり明らかにされたこと、もう一つは活性汚泥法の数学的モデルの発展が著しくプロセス制御にまで応用しうるモデルが開発されたことが挙げられる。そこで本研究では、現在利用可能な微生物学的知見と数学的モデリングの手法を組み合わせて、嫌気好気法による生物学的リン除法プロセスの設計・制御を最適化するための基本モデルを開発しその応用手法を確立する事を目的とした研究を行った。生物学的リン除去の機構に関して既知の情報をまとめそれをもとにしてIAWQの活性汚泥数学モデルを基本とするリン除去モデルを構築した。二つの嫌気好気法プラント運転実績データを用いてモデルキャリブレーションを精度良く実行できる手順を検討した。今後このモデルをベースにモデルの改良を行ってゆくことになる。リン除去悪化の原因となる"G-bacteria"をモデルに組み入れるため、リン投与量を制限した嫌気好気法パイロットプラントを運転し、その特性を調べた。"G-bacteria"はリン蓄積菌同様増殖速度が遅いこと、グリコーゲンを嫌気条件下でのエネルギー源としていることなどが確認された。この実験は継続中である。また、澱粉およびタンパク質を対象物質として2種類の細菌および活性汚泥による有機物加水分解速度を嫌気・無酸素・好気条件下で測定する実験を行い、加水分解過程の定式化および関連パラメータ評価を試みた。加水分解速度の測定方法は信頼できるものを確立することが出来たので、現在もこの実験を継続中である。

Research Products

• [Publications] Takashi MINO: "Modelling Glycogen Storage and Denitrification Capability of Microorganisms in Enhanced Biological Phosphate Removal Processes" Proc.IAWQ Specialized Conf.on Modeling and Control of Activated Sludge Processes,Copenhagen.No.5- (1994)
• [Publications] Takashi MINO: "Estimation of Slowly Biodegradable COD(SBCOD)Hydrolysis Using Starch as Model Substrate" Proc.IAWQ Specialized Conf.on Modeling and Control of Activated Sludge Processes,Copenhagen. No.15- (1994)
• [Publications] Takashi MINO: "Application of the IAWQ Activated Sludge Model to Nutrient Removal Process" Proc.IAWQ Asian Regional Conf.on Water Quality and Pollution Control.5. 371-381 (1995)
• [Publications] 味埜俊: "IAWQ活性汚泥数学モデルの生物学的リン除去プロセスへの拡張" 第29回日本水環境学会年会講演集. 29. (1995)