2023 Fiscal Year Annual Research Report
生成ポテンシャルの評価を基軸とした亜酸化窒素の突発的発生現象の機構解明
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21H03637
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
増田 周平 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70552157)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北條 俊昌 東北工業大学, 工学部, 准教授 (10708598)
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30434327)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 亜酸化窒素 / 下水処理 / 温室効果ガス / 低炭素化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球温暖化問題を背景に、水処理プロセス由来の温室効果ガスの排出量の削減が強く求められている。亜酸化窒素（N2O）は、強力な温室効果ガスであり、水処理プロセスから発生することが知られているものの、その生成機構は明らかにされていない。特に、プロセス中に突如として濃度が急上昇する現象－突発的発生－は、N2Oの生成機構の解明と削減手法の開発のために重要な現象である。以上をふまえ、本研究の目的は、水処理プロセスにおけるN2Oの突発的発生機構の明らかにすることとした。本研究では、１年目および２年目はN2O生成ポテンシャル評価手法の新規開発に関する基礎的検討を行うとともに、実処理施設におけるN2O発生量調査を行った。具体的には、無終端水路を有する終末処理場において、異なる運転条件を設定し、N2O濃度の連続測定を行った。その結果、N2Oの突発的な発生には反応槽内の溶存酸素分布と流入水由来の有機物供給が支配的な因子であり、それらを基にした制御運転を行うことでN2Oの突発的発生が抑制できることを明らかにした。３年目は、連続データに対してトレンド解析を適用し、N2Oトレンドには数週間単位の中期的変動が存在することを明らかにするとともに、その変動が降水量や流入量の変化の影響を受けた有機物供給量の変化によって引き起こされることを明らかにした。また一方で、実下水処理場におけるN2O生成ポテンシャルとN2O発生量の関連性に着目した検討を行い，両者の間に正の相関が見られることを明らかにした。以上より本研究では、N2Oの突発的発生には溶存酸素および有機物の存在が重要な役割を果たすとともに、実下水処理場においては、降水量や流入量の変化に応じた曝気運転の順応的管理を行うことで、N2Oの発生抑制が可能になることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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