2020 Fiscal Year Annual Research Report
ＡｎＭＢＲシステムの中で生ごみと下水汚泥の共同消化およびエネルギーの循環
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19J11913
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
LI Yemei 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 嫌気性MBR / 生ごみ / 下水汚泥 / メタン発酵 / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）AnMBRと熱処理技術の組み合わせた新システムの確立。下水汚泥は、生ごみよりも分解がはるかに困難である。熱処理は、下水汚泥のメタンポテンシャルを改善する効果的な方法と考えられた。結果として、熱処理は初沈汚泥の特性にほとんど影響を与えなかったが、余剰汚泥に大きな影響を与えた。長期連続実験結果として、熱処理の後、消化汚泥に含有するアンモニア濃度は増加したが、システムの安定性を維持できたことが明らかにした。さらに、熱処理後、システムの膜ファウリングの速度も加速である。
（2）AnMBRと後熱処理技術の複合システムの確立。汚泥分解の効率は前処理で改善できたが、AnMBRの膜の運転環境を維持するために、大量の消化汚泥を排出する必要があった。消化汚泥には未使用の有機物が含まれているため、後処理技術をシステムに追加した。この研究で使用された後処理技術には、後熱処理と二次発酵が含まれた。研究結果は、後熱処理後の消化汚泥への有機物、特にタンパク質の溶解度が大幅に増加することを示した。さらに、高温二次発酵と比較して、短時間の熱処理はシステムのメタン生成率の増加にあまり影響を与えなかった。
（3）AnMBRのプロモーションの実現可能性を評価する。嫌気性膜システムをミクロの視点から、混合メタン発酵における微生物群集の構造を検討した。炭水化物分解細菌、タンパク質分解細菌および各種酸生成細菌などの機能性細菌群集の構造は主に有機物の種類変化に影響され、またメタン生成古細菌がさらに影響を受けた。さらに、システムをマクロの視点から、実験結果に基づき、混合メタン発酵に関するエネルギー収支を評価した。その成果は都市廃棄物系バイオマスのエネルギー利用や循環型社会の構築に貢献することができ、環境工学の発展に寄与するところは少なくない。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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