2013 Fiscal Year Annual Research Report
メチル基資化性メタン生成古細菌の活用による電子産業排水からの超純水製造システム
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23360235
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
安井 英斉 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (70515329)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門上 希和夫 北九州市立大学, 国際環境工学部, 教授 (60433398)
寺嶋 光春 北九州市立大学, 国際環境工学部, 講師 (60706969)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 電子産業排水 / 嫌気処理 / メチル基化合物 / メタン生成古細菌 / 排水回収 / 無加温運転 / 自由エネルギー / 水素阻害 |
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| Research Abstract |
下水処理場から採取した嫌気性消化汚泥を植種源に用い、常温(約23度)でテトラメチルアンモニウム(TMAH)とイソプロピルアルコール(IPA)をそれぞれ唯一の炭素限としたバイオリアクターを立ち上げた。これらを分解する微生物は嫌気性消化汚泥中に極めてわずかしか存在していなかったが、いずれのリアクターでも約10日程度で急激な基質の分解が確認された。
Fill & drawの連続運転に移行後、1年以上に亘って4 gVSS/L程度の汚泥濃度で従来の活性汚泥システムと同程度の反応速度(1-3 kgCOD/m3/d)が安定的に得られた。そのため、嫌気性微生物を用いた排水処理において今まで必須と考えられていた中温(35度)の条件でなくとも実用的なスピードでこれらを含む電子産業排水を処理できると予想された。これら馴養した汚泥を用いて基質の分解と中間生成物を回分条件で定量し、微生物の代謝経路と各段階の反応速度式を求めた。TMAHの嫌気分解は、メチル基が外れて順にトリメチルアミン、ジメチルアミン、モノメチルアミン、アンモニアになり、各段階でメタノールが生成すると仮定した反応モデルで回分条件の応答を説明することができた。この一連の律速は、TMAHからの脱メチル基反応であった。一方のIPAの嫌気分解は、IPAからアセトンと水素の生成、アセトンから酢酸と水素が生成する標準生成自由熱エネルギー変化がプラスになりやすい2段階を経て、酢酸と水素からメタンが生成する反応であることがわかった。水素資化性メタン生成古細菌が充分な馴養汚泥においては、系内に存在する水素の濃度は1ppm程度であり、水素阻害の無い状態でIPAを分解することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] A Modified Anaerobic Digestion Process with Chemical Sludge Pre-treatment and its Modelling2014
Author(s)
Hai, M.H., Sakamoto,S., Le, V.C., Kim, H.S., Goel, R., Terashima, M., Yasui, H
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Journal Title
Wat.Sci.Tech
Volume: Vol.69, No.11
Pages: 350-2356
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Tracer Experiment and RTD Analysis of DAF Separator with Bar-Type Baffles2013
Author(s)
Terashima, M., Iwasaki, M., Yasui, H., Goel, R., Suto, K. and Inoue, C.
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Journal Title
Wat.Sci.Tech.
Volume: 63/5
Pages: 942-947
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] A Kinetic Model for Anaerobic biodegradation of tetramethylammonium hydroxide (TMAH)2013
Author(s)
Tsunoda, K., Yoshinaga, K., Terashima, M., Goel, R., Yasui, H.
Organizer
Proc. of 5th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition
Place of Presentation
Daejeong, Korea
Year and Date
20130908-20130912
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