新世代型の嫌気性自己固定型反応器による廃水からの超高速メタン・エネルギー回収技術

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11558073
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagaoka University of Technology
• Principal Investigator: 原田 秀樹 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70134971)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 信夫 長岡工業高等専門学校, 都市環境工学科, 助教授 (30193072) ; 関口 勇地 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (20313570) ; 大橋 晶良 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70169035) ; 田中 俊博 株式会社 荏原総合研究所, 技術開発研究所, 副所長
• Keywords: 嫌気性廃水処理 / 高温メタン発酵 / UASBプロセス / パイロットスケール実験 / グラニュール汚泥 / メタン生成菌 / FISH法 / 16SrRNA

Research Abstract

現行のUASB嫌気性廃水処理装置よりも飛躍的に効率的(5-10倍程度)な高速処理性能を目指し、GSS(気・固・液・分離装置)を反応器縦方向に複数個配置して、生成ガスを発生原位置ですみやかに引き抜けるよう工夫した新規の高温培養の多段型UASB反応器を開発した。アルコール蒸留実廃水に適用した室内規模連続処理実験では、有機物容積負荷100kgCOD・m-3・d-1の超高速処理性能を発揮した。
この室内規模連続処理実験成果にもとづき、多段型UASBプロセスの適用廃水種の拡大を目的として、パイロットスケール多段型高温(55℃)UASBリアクター(反応器容積0.39m3)を設計・製作し、油揚げ製造工場オンサイトでの長期連続処理実験を開始し、その処理特性の把握を行った。供給廃水種は、高濃度脂質、タンパク質、SS含有という特性によって、これまで嫌気性処理が不得手とする廃水種であったが、COD容積負荷50kgCOD・m-3・d-1、全COD除去率70%、溶解性COD除去率90%の高速処理を達成した。今後更なる高速処理には嫌気性処理の前段に加圧浮上などの適切なプレトリートメントの導入を行うことにより、後段の高速嫌気性処理リアクターの性能をさらに引き出すことがまさに可能である。
さらに、高温UASB反応槽保持汚泥の生態学的構造(ミクロフローラ)を16SrRNAをターゲットとした蛍光標識モレキュラー・プローブのIn situ Hybridization(FISH)法によって明らかにした。

Research Products

• [Publications] 荒木信夫、山口隆司、関口勇地、原田秀樹: "グラニュール汚泥の高硫酸塩条件への馴致過程におけるメタン生成菌と硫酸還元菌の空間分布の変遷"環境工学研究論文集. 36. 11-19 (1999)
• [Publications] 多川正、原田秀樹、大橋晶良、高橋弘希、関口勇地: "新規の多段型UASB反応器による脂質・タンパク質含有排水の高温嫌気性処理パイロット実験"環境工学研究論文集. 36. 431-441 (1999)
• [Publications] Y.Sekiguchi,Kamagata Y.,Ohashi A.& HARADA H.: "Fluorescence in situ hybridization using 16S rRNA targeted oligonucleotides reveals localization of methanogen and selected uncultured bacteria in mesophilic and thermophilic sludge granules"Appl. Environ. Microbiol.. 65. 1280-1288 (1999)
• [Publications] Yamaguchi T.,Harada H.,Yamazaki S.& I-Cheng Tseng: "Process Behavior of UASB Reactor Treating a Wastewater Containing High Strength Sulfate"Water Research. 33. 3182-3190 (1999)