Advanced Activated Sludge Process

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K21024
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 榊原 豊 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80143204)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: 促進活性汚泥法 / 抗生物質 / 新興汚染物質 / バイオフェントン反応 / マグネタイト

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、先進国を中心に広く用いられている活性汚泥法を対象として、生物学的に過酸化水素を生産させた後にフェントン反応によりOHラジカルを生成させる促進活性汚泥法の開発を目的とする。これを達成するために、マグネタイト微粒子等の鉄触媒添加条件下の微生物培養条件、排水処理条件および処理性能を明らかにする。
本年度は連続回分反応槽(SBR)を作製し、マグネタイト添加および無添加条件下でモデル抗生物質を含む合成排水の嫌気・好気処理実験を行って処理性能を比較した。その結果、マグネタイト添加により、SVIが100 (mL/g)以下に維持され, 同時にモデル抗生物質（SMX：スルファメトキサゾール）の除去率が大きく向上することがわかった。反応槽内の過酸化水素濃度は、好気状態で急激に上昇し、嫌気状態で減少した。ここで、好気状態の過酸化水素濃度はマグネタイト添加系が無添加系に比べてほぼ1桁高かった。汚泥内の鉄化合物は好気状態で三価鉄が、嫌気状態で二価鉄が主成分となる傾向にあった。一方、COD除去率はマグネタイト添加、無添加に関わらず概ね70～100%、pHは中性域に維持された。異なるマグネタイト添加条件(1, 2g/L)下のSMX除去率およびCOD除去率はほぼ同様の値であった。これらよりマグネタイトの添加および嫌気・好気状態を繰り返すことにより、活性汚泥法の抗生物質除去能力を向上できることがわかった。現在、処理時間を変化させ、同様な実験を継続中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究開始時期が数か月遅れたため、全体的に遅れ気味である。しかしながら、実験装置の操作・管理、水質分析等はルーチン化しつつあり、連続回分操作条件における処理性能データーの集積やその解析・評価が可能であると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

異なる連続回分操作条件下の処理実験を継続すると共に、連続操作による処理実験を並行して進める。また、OHラジカルの分析、生成箇所、処理の安定性に関する検討を行う。これらより、促進活性汚泥法のSMX処理の促進効果、最適な操作・設計条件について検討を行う。

Causes of Carryover

研究開始時期が遅れたため次年度使用額が生じた。