2014 Fiscal Year Research-status Report

開発途上国での使用を目指した複合的脱窒処理による省資源型窒素除去システムの開発

Research Project

Project/Area Number	26340059
Research Institution	University of Yamanashi
Principal Investigator	風間ふたば山梨大学, 総合研究部, 教授 (00115320)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	窒素除去 / 水素酸化脱窒 / 複合的脱窒 / 機構解析 / マイクロバブル
Outline of Annual Research Achievements	世界的にも地下水中の硝酸イオン濃度が高い地域は多く、飲用のための処理方法が必要である。特に開発途上国では、エネルギー消費が少なく運転や維持管理が容易な方法が望まれている。水素酸化脱窒は独立栄養細菌による脱窒反応であり、有機物添加が不要なことから浄水処理への適用が検討されてきた。しかしこの処理系内に従属栄養細菌などが共存すれば、より効率的な脱窒が可能であると考えられ、事実多くの研究者が複合的な脱窒の可能性を指摘している。本研究は、水素酸化脱窒リアクター内に出現する複合型脱窒プロセスの機構を、水質分析、ガス分析、微生物群集解析から明らかとし、その知見を基に途上国適応型で効率的な運転装置の開発を行うことを目的とする。この目的に沿って、本研究では1,水素酸化脱窒素反応が生じている微生物付着担体挿入型反応槽の運転条件を意図的に大きく変化させることで生じるレスポンスを、水質分析とガス分析（安定同位体比測定）ならびに、微生物群集解析により明らかとすることと、2,マイクロバブル発生装置を用いて水素ガスの供給を行い水素ガス供給方法の違いが脱窒能にどのように影響するかを明らかとし、効率的なリアクターを作成することとした。本年度は水素酸化脱窒細菌が働くリアクターの連続運転を、水素供給方法を変えた2種のリアクターで行い、マイクロバブル注入による水素ガス供給量削減の検討を行った。マイクロバブルを用いれば、水素供給を間欠的としても脱窒活性を維持できることから、供給量削減の可能性が見えた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ガス分析方法の決定は終了したが、ガス分析のためのリアクターの作成に手間取っている。窒素ガスは大気中に一般的に存在していることから、その影響をなくして分析するための工夫が必要である。しかし一方で、マイクロバブル発生装置による水素供給に関する検討は進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	研究の進捗を妨げているガス分析手法が確立されれば、その後は計画通りに進む予定である。特に微細なマイクロバブルを装置内の撹拌なくして供給できる装置の導入が可能となったことから、複合的脱窒の解明にはより詳細な情報が得られることが期待できる。
Causes of Carryover	研究状況にも記したように、若干研究が遅れがちであるため、それに要する予定であった物品購入を行わなかったため。
Expenditure Plan for Carryover Budget	予定どおり研究を進めるので、平成27年度に使用予定である。