2012 Fiscal Year Annual Research Report
磁気分離を活用した生物学的水処理技術の新領域の創成
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24241021
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
酒井 保蔵 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70186998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井原 一高 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (50396256)
岩渕 和則 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00193764)
小原 健司 金沢工業大学, 工学部, 教授 (20354318)
前田 勇 宇都宮大学, 農学部, 准教授 (10252701)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 磁化活性汚泥法 / 生物学的水処理法 / 酪農廃水 / 界面活性剤 / 標準実験装置 / 除染 |
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| Research Abstract |
(1) 磁気分離を利用した生物学的水処理実験装置の標準化と普及：5Lのベンチスケール実験装置を開発し、誰でも磁化活性汚泥法によるベンチスケール実験を実施できるようにした。
(2) 先進的な磁気分離を活用した生物学的水処理法の開拓：宇都宮大学付属農場の実廃水を用いて凝集沈殿／アンモニアストリッピング、磁化活性汚泥法、接触酸化法の複合処理によって3日間（現行法は約２週間）の処理時間でCOD、N、P、SSの排出基準を達成できることを示した。N、Pは回収できた。
難分解性廃水処理として界面活性剤を含む廃水を直接生物処理できることを明らかにした。1000～2000 mg/L-CODの模擬廃水を磁化活性汚泥法で100 mg/L以下まで処理できた。余剰汚泥は発生せず、発泡も抑制できた。
活性汚泥の除染プロセスを検討し、磁性粉を添加して磁化活性汚泥とした後、急速に磁気分離することで90%以上の微細な粘土物質を活性汚泥から脱着できた。放射性物質は汚泥に吸着した微細な粘土物質に固定化されていることが知られており、磁気分離による汚泥の除染の可能性を示すことができた。
(3) 国内外における磁化活性汚泥法の研究者ネットワークの構築：国内では磁気力制御･磁場応用夏の学校の開催に係わり、講師として、国内の関連する研究者と学生に磁気シーディングに関する講義をおこなった。電気学会の除染技術への磁気分離を利用をめざす研究会の委員として参加し、福島の視察や現地の自治体関係者との交流もおこなった。国外では韓国、中国、日本の研究者による第3回磁気力制御に関する国際フォーラムを釜山で開催し、研究発表および研究交流をおこなった。バングラデシュ･ダッカ大のサハ教授を2カ月間、研究室に招聘し染料廃水処理についての共同研究をおこなった。またアジアの企業と水処理に関する研究交流をおこなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実施計画における、磁気分離を利用した生物学的水処理実験装置の標準化について、計画どおり装置を設計、試作、改良まで達成できた。先進的な磁化活性汚泥プロセスの応用研究については、界面活性剤を含む廃水の直接生分解実験で成果を得た。従来は、活性剤を凝集分離する前処理が必要であったが、活性剤を含めて生物分解して良好な処理水を得ることができた。酪農廃水処理についても大学付属農場の実廃水を用いて現行プロセスの4倍の速度ですべての汚濁指標を処理できるなど革新的な成果を得た。除染プロセスへの磁気分離の応用についても簡単な操作で除染物質を吸着しているとされる微細な粘土物質を汚泥から抽出できることを明らかにした。ダッカ大学のサハ教授との共同研究も2ヶ月間日本に滞在して研究をおこなった。国内外における研究者ネットワークの構築では、前述のバングラデシュ・ダッカ大学のサハ教授との国際共同研究をはじめ、韓国、中国、日本の国際フォーラムに参加するなど海外の研究交流を展開した。国内では、磁気力制御･磁場応用の調査専門委員会、除染技術研究会、夏の学校など積極的な活動なおこない、次年度に向けて、磁気分離のバイオ･環境･医療応用の専門委員会を準備するに至った。インドネシア企業との国際共同研究に発展するなど磁化活性汚泥法の研究や磁気分離を利用した環境技術の周辺まで拡がりがみられ相乗効果が得られつつあると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の柱となっている磁化活性汚泥法は磁気分離を利用した新しい生物学的水処理法である。この技術を社会貢献できる環境技術発展させるために、多くの研究者の参入が不可欠と考えている。初年度にほぼ完成レベルに達した標準磁化活性汚泥実験装置をできるだめ多くの研究者に紹介し、磁気分離を利用した水処理やバイオプロセスの研究を国内外で立ち上げてゆきたい。
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