| 研究課題/領域番号 |
13555276
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井上 千弘 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教授 (30271878)
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| 研究分担者 |
矢野 篤男 東北緑化環境保全(株), 環境事業部, 課長(研究職)
須藤 孝一 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助手 (90291252)
千田 佶 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (10005499)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2001年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
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| キーワード | 地熱発電所 / 硫黄スケール / 硫黄酸化細菌 / 硫化水素 / 遺伝子解析 / 硫酸還元細菌 / グルタルアルデヒド / カチオン系界面活性剤 / 16SrRNA遺伝子 / ポリチオン酸 / PCR-PFLP / 酸化速度 / 物質収支 / 速度論 |
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| 研究概要 |
本研究では、地熱発電所の冷却水系統で発生する硫黄スケール量を、硫黄細菌の活動を抑制することによって大幅に減少させることを目的とした。
地熱発電所における硫黄化合物の物質収支の計算を行い、系内に流入する硫化水素の約10%程度が酸化され、約2%が元素硫黄となることを明らかにした。硫化水素の酸化は、主に冷却塔において生じていた。冷却水系統の冷却塔、復水器、クーラー排水管から採取した硫黄スケール中には、多種多様な細菌が棲息しており、これらのスケールから硫黄酸化細菌の単離を行ったところ多数の硫黄酸化細菌株が得られた。さらに、地熱発電所の冷却水として用いられている河川の汚泥からも硫黄酸化細菌が単離された。これらの菌株の遺伝子解析を行ったところ、地熱発電所内に棲息する硫黄酸化細菌は、河川水起源であることが推定された。冷却塔、復水器等の各場所における優占種の推定を行ったところ、単離した菌株が実際の現場において優占種となっている可能性が高いことが示された。一方、冷却塔の底部や復水器内部の嫌気的な環境下から硫酸還元細菌が単離され、系内では硫黄化合物の酸化と還元の両者が同時に異なる場所で進行するような生態系が形成されていることが判明した。
地熱発電所の冷却水系統で発生する硫黄スケール量を最小化する方法として、硫黄酸化細菌の活動を抑制する薬剤添加を検討・実施した。添加する薬剤として生分解性の高いグルタルアルデヒドおよびカチオン系界面活性剤G-50を選定した。小規模の現場試験の結果、これらの有効性が示されたため、地熱発電所で実際に添加試験を実施した。添加方法は、運転開始時にグルタルアルデヒドを添加し、運転期間中G-50を継続的に添加するものである。その結果、約2/3の期間しかG-50を添加できなかったにもかかわらず、1年間の運転期間で硫黄スケールの生成量を25%削減することができた。
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