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Anammoxによる新規窒素除去プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number 16J02562
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental engineering and reduction of environmental burden
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

馬 海元  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsアナモックス / リン回収 / 膨張床 / anammox / HAp / 窒素除去 / Anammox / 付着膜膨張床 / HAP
Outline of Annual Research Achievements

有機性廃棄物のメタン発酵は低炭素・循環型社会を構築するために重要なテーマである。しかし、メタン発酵の消化液に含有する高濃度の窒素とリンを処理するためのコストはバイオガスプラント運営費用の上位を占め、メタン発酵技術の普及を制限している。有機性廃棄物の有効利用を実現するには、低コスト・高効率な消化液処理技術の開発がブレークするポイントである。
当該年度に実施した研究課題:
(1) 近年、消化液などの窒素リッチ排水を処理対象とし、anammoxプロセスとリン結晶の共同反応により高効率的に窒素を除去するとともに、複合体グラニュールを形成させることによって新規の窒素除去とリン回収の同時実現プロセスが報告されている。本研究は常温条件下における窒素負荷、リン負荷及がこのプロセスの処理性能及び汚泥性状に与える影響を検討した。本プロセスは25°Cの温度条件で、窒素負荷20 gN/L/dにおける84%の平均TN除去率、リン負荷0.66 gP/L/dにおける83%のTP除去率を得た。流動床の返送ラインにCa2+添加することで、リン除去率を83%まで向上させることができた。
(2)ヘムcは、アナモックス細菌における触媒的および電子移動能を有する主要な代謝反応に関与する非常に重要な補助因子であり、そしてアナモックス性能を評価するための指標としての使用に可能である。本研究では、異なる温度(15、25、35°C)で運転した3つのアナモックス膨張床反応器における窒素除去率(NRR)に伴うヘム濃度の変化を報告した。温度に対する比アナモックス活性(SAA)の応答は、3つの反応器から生成されたバイオマスについて明らかにされた。結果は異なる培養温度でのヘム濃度とNRRの間の強い関係を示していた。ヘムの定量化と温度を組み合わせることによってアナモックス性能を評価する可能性が明らかにされていた。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Relationship of heme c, nitrogen loading capacity and temperature in anammox reactor2019

    • Author(s)
      Ma Haiyuan、Zhang Yanlong、Xue Yi、Zhang Yuanfan、Li Yu-You
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 659 Pages: 568-577

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2018.12.377

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new process for simultaneous nitrogen removal and phosphorus recovery using an anammox expanded bed reactor2018

    • Author(s)
      Ma Haiyuan、Zhang Yanlong、Xue Yi、Li Yu-You
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 267 Pages: 201-208

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.07.044

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nutrient recovery technologies integrated with energy recovery by waste biomass anaerobic digestion2018

    • Author(s)
      Ma Haiyuan、Guo Yan、Qin Yu、Li Yu-You
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 269 Pages: 520-531

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.08.114

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stoichiometric variation and loading capacity of a high-loading anammox attached film expanded bed (AAEEB) reactor2018

    • Author(s)
      Yanlong Zhang, Haiyuan Ma, Chen Rong, Qigui Niu, Yu-You Li
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 253 Pages: 130-140

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.01.043

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Substrate inhibition and concentration control in an UASB-Anammox process2017

    • Author(s)
      Haiyuan Ma, Qigui Niu, Yanlong Zhang, Shilong He, Yu-You Li
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 238 Pages: 263-272

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.04.017

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Anammox付着膜膨張床の処理性能と汚泥特性解析2016

    • Author(s)
      張彦隆,馬海元,北條俊昌,李玉友
    • Journal Title

      土木学会論文集G(環境)

      Volume: Vol.72, NO.7

    • NAID

      130005530523

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of substrate shock on the extracellular polymeric substances (EPS) excretion and characteristics of attached biofilm anammox granules2016

    • Author(s)
      Zhang, Y.L., Ma, H.Y., Niu, Q.G., Chen, R., Hojo, T., Li, Y.Y.
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 6 Issue: 114 Pages: 113289-113297

    • DOI

      10.1039/c6ra20097d

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of soluble microbial products (SMP) on the performance of an anammox attached film expanded bed (AAFEB) reactor: synergistic interaction and toxic shock2016

    • Author(s)
      Zhang, Y.L., Ma, H.Y., Niu, Q.G., Chen, R., Hojo, T., Li, Y.Y
    • Journal Title

      Bioresource Technology

      Volume: 222 Pages: 261-269

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2016.09.129

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Simultaneous Nitrogen Removal and Phosphorus Recovery in an Anammox Expanded Granular Sludge Bed Operated at Low Temperature2018

    • Author(s)
      Ma Haiyuan
    • Organizer
      The Water and Environment Technology Conference 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 常温条件下におけるアナモックス流動床による高効率窒素除去とリン回収の同時実現プロセスの研究2018

    • Author(s)
      馬海元
    • Organizer
      第21回日本水環境学会シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己造粒型アナモックス流動床による窒素除去とリン回収の同時実現プロセスの研究2017

    • Author(s)
      馬海元,張彦隆,李玉友
    • Organizer
      第54回下水道研究発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Simultaneous removal of nitrogen and phosphorus by an Anammox attached film fluidized bed reactor with HAP as a carrier2017

    • Author(s)
      Haiyuan Ma, Yanlong Zhang, Yu-You Li
    • Organizer
      The 15th IWA World Conference on Anaerobic Digestion
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anammox 付着膜膨張床の処理性能と汚泥特性解析2016

    • Author(s)
      張彦隆,馬海元,北條俊昌,李玉友
    • Organizer
      第53 回環境工学研究フォーラム
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(北九州市)
    • Year and Date
      2016-12-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高い窒素除去速度Anammoxプロセスと汚泥特性についての研究2016

    • Author(s)
      馬海元,張彦隆,北條俊昌,李玉友
    • Organizer
      環境システム計測制御学会第28回研究発表会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館(横浜市)
    • Year and Date
      2016-10-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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