Methane fermentation of modified sludge with ozone contained in ultrafine bubbles to reduce sludge and promote methane production.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04364
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: NISHIJIMA WATARU 広島大学, 環境安全センター, 教授 (20243602)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 日高 平 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30346093) ; 橋本 くるみ 福岡大学, 工学部, 助教 (40821012) ; 西村 文武 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60283636)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 下水汚泥 / 消化汚泥 / メタン発酵 / 超微細気泡 / オゾン / 改質

Outline of Final Research Achievements

In large-scale sewage treatment plants, sewage sludge is digested to reduce sludge volume for final disposal and recover energy as methane. However, the volume reduction rate of sludge is only around 30-50%, and energy recovery from the sludge is not sufficient. This study aimed to improve the sludge reduction rate and methane production by modifying the sludge using ozone supplied by ultrafine bubbles. The ozone modification followed by the digestion of sewage sludge and digested sludge in the digestion reactor was conducted, respectively. 1.9 and 3.3 times more biogas was produced by the digestion of sewage sludge and digested sludge compared to untreated sludge, respectively. In addition, an increase in the sludge reduction was achieved.

Free Research Field

環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化石資源に依存したエネルギー生産からの脱却は喫緊の課題であり、下水汚泥からのエネルギー回収にも大きな期待がある。下水汚泥からのメタン回収が現在進められているが、下水汚泥が有する潜在的なエネルギーが十分回収されているとはいえず、その結果として、処分されている汚泥の量も膨大である。本研究の超微細気泡を使って効率的に汚泥をオゾン改質し、汚泥減容化とエネルギー回収を同時に進める技術は、社会的な意義が大きい。ここでは下水汚泥だけでなく、これまでの研究例が少ない消化汚泥のオゾン改質についても検討しており、下水汚泥と消化汚泥の両方を組み込んだシステム開発を目指す本研究は学術的な意義も大きい。