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2015 Fiscal Year Annual Research Report

高温型嫌気性生物反応を活用したエネルギー自立型新規高度廃水処理システムの開発

Research Project

Project/Area Number 25289168
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西村 文武  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60283636)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 忠雄  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (00422981)
日高 平  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30346093)
津野 洋  大阪産業大学, 人間環境学部, 教授 (40026315)
高部 祐剛  国立研究開発法人土木研究所, その他部局等, 研究員 (70625798)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords高温 / 微生物反応器 / 有機酸発酵 / 嫌気性アンモニア酸化 / エネルギー回収
Outline of Annual Research Achievements

熱の形態でエネルギーを生物反応器へ有効活用する可能性について、検討した。具体的には、窒素除去として着目されている嫌気性アンモニア酸化反応(anammox)、有機物の質変換(メタン発酵、有機酸発酵)による資源回収への熱利用の可能性について、高温生物反応器の運転操作への適用を試みた。
まず、窒素除去に関しては、嫌気性アンモニア酸化反応におよぼす温度の影響を、処理効率(処理速度)や副次的反応として懸念される温暖化ガスである亜酸化窒素(N2O)の発生特性に着目して、ラボスケールの反応器の運転を行い検討した。55℃で運転した系では、微生物叢の維持が困難であり、反応器としては長期的な操作が成立しないことが分かったが、45℃では反応は認められ、35℃条件では最も処理効率が高くなることが示された。比較対照として、25℃、15℃条件における反応特性についても観察したが、35℃での反応効率が最も高くなることが示された。一方亜酸化窒素生成特性については、45℃条件での発生効率や発生量が最も高くなることが示された。適度な温度制御は反応の効率化が図れる一方で、副次的反応を生じさせる条件についても適切に把握して、処理全体の活用効率を上げる操作が求められることが示された。有機物の質変換への適用としての生物反応器への熱利用についても検討し、ラボスケールでの実験を行った。発酵生成物やでんぷんの糖化効率が異なる系で、微生物群集が大きく異なることを明らかにした。
エネルギー形態としては質が高くない熱を生物反応に適用する場合を想定して、その影響を反応器の運転を通じて実施した。反応効率を高めうる一方で、副次的な反応が生じやすい場合となることが明らかになった。目的とする主反応の効率化と、副次的反応の発生リスクの低減化を図る操作が求められ、その基礎的な情報として、これらの研究が活用できると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] コークス炉廃水含有物質の硝化および嫌気性アンモニア酸化反応(ANAMMOX) への影響に関する研究2015

    • Author(s)
      西村文武、萬泰一
    • Journal Title

      環境衛生工学研究

      Volume: 29 Pages: 59-62

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] アナモックス反応時の亜酸化窒素発生特性に関する研究2016

    • Author(s)
      西村 文武、村角 浩平、菅 健太、日高 平、水野 忠雄
    • Organizer
      第53回下水道研究発表会
    • Place of Presentation
      ウィンクあいち
    • Year and Date
      2016-07-26 – 2016-07-28
  • [Presentation] Nitrous Oxide(N2O) Emission through Anammox Process2015

    • Author(s)
      Fumitake NISHIMURA
    • Organizer
      Thailand – Japan Workshop on Wastewater and Water Treatment Technology
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2015-11-30 – 2015-11-30
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高温嫌気性有機酸発酵反応器の微生物解析2015

    • Author(s)
      日高平, 赤尾聡史, 西村文武, 津野洋, 津森ジュン
    • Organizer
      第18回日本水環境学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      信州大学
    • Year and Date
      2015-09-14 – 2015-09-16
  • [Presentation] Characteristics of nitrogen removal and nitrous oxide emission through partial nitrification-anammox process2015

    • Author(s)
      Fumitake NISHIMURA
    • Organizer
      International Conference on Biofiltration and Bioconversion (Biofiltration-2015)
    • Place of Presentation
      中国・長沙、湖南大学
    • Year and Date
      2015-07-09 – 2015-07-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Effect of adaptation and microbial community on thermophilic saccharification and lactate fermentation from kitchen garbage and rice2015

    • Author(s)
      Taira Hidaka, Fumitake Nishimura, Hiroshi Tsuno
    • Organizer
      The 24th Joint KAIST-KU-NTU-NUS Symposium on Environmental Engineering
    • Place of Presentation
      台湾、国立台湾大学
    • Year and Date
      2015-06-18 – 2015-06-21
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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