• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

メタン発酵液の処理に対応する新規アナモックスプロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14F04044
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 環境技術・環境負荷低減
研究機関東北大学

研究代表者

李 玉友  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30201106)

研究分担者 NIU QIGUI  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
NIU Qigui  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード環境技術 / 土木環境システム / バイオマス / バイオエネルギー / メタン発酵 / 消化液 / 窒素除去 / Anammox
研究実績の概要

メタン発酵はバイオマス廃棄物処理およびエネルギー回収に活用できる技術として期待されている。しかし、メタン発酵廃液の処理は重要な課題であり、今後メタン発酵によるバイオマスのエネルギー化利用を推進するために、メタン発酵廃液の適正処理は避けて通れない。本研究は廃棄物系バイオマスのエネルギーを図るためのトータルシステムの合理化と技術革新を目指すため、メタン発酵廃液からの窒素除去に対応する新規アナモックスプロセスを開発しようとするもので、平成27年度では次の成果が得られた。
(1)UASB-Anammoxプロセスの安定性に与える阻害因子の影響および回復過程に関して連続実験を通して解析した結果、アンモニアおよび亜硝酸による阻害濃度範囲を明らかにした。また、遊離アンモニアFA < 5 mg/Lかつ遊離亜硝酸FNA < 2 μg/Lの条件においてプロセスは高い除去率が得られた。なお、制御範囲としてpHが7.5-8.5の範囲にあって、FAが10 mg/100 mgNH4+-N以下且つFNAが0.005 mg/100 mg NO2-N以下に最適化された。本研究に構築された制御範囲は工学的な応用価値が高い。
(2)ハイブリッド単槽式脱窒素プロセスの研究として完全混合反応槽に担体を投入することにより、好気性アンモニア酸化細菌(AOB)と嫌気性Anammox細菌を共存させ、一槽式Anammoxの連続実験を行い、その脱窒性能、関連細菌の活性および菌体付着した担体の状況を明らかにした。
(3)本研究では次世代シーケンスでAnammox反応槽における微生物群集構造を解析した結果、Planctomycetes門は150日目の0.2%から450日目の31.6%に上昇したことを把握したとともに、検出した優占Anammox種はCandidatus BrocadiaとCandidate Kueneniaであった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Bio-kinetics evaluation and batch modeling of the anammox mixed culture in UASB and EGSB reactors: Batch performance comparison and kinetic model assessment2016

    • 著者名/発表者名
      Qigui Niu, Shilong He, Yanlong Zhang, Yu Zhang, Min Yang, Yuyou Li
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 6(5) 号: 5 ページ: 3487-3500

    • DOI

      10.1039/c5ra14648h

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reactor kinetics evaluation and performance investigation of a long-term operated UASB-anammox mixed culture process2016

    • 著者名/発表者名
      Qigui Niu, Yanlong Zhang, Haiyuan Ma, Shilong He, Yu-You Li
    • 雑誌名

      INTERNATIONAL BIODETERIORATION & BIODEGRADATION

      巻: 108 ページ: 24-33

    • DOI

      10.1016/j.ibiod.2015.11.024

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Process stability and the recovery control associated with inhibition factors in a UASB-anammox reactor with a long-term operation2016

    • 著者名/発表者名
      Qigui Niu, Shilong He, Yanlong Zhang, Haiyuan Ma, Yuan Liu, Yu-You Li
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 203 ページ: 132-141

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2015.12.003

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of functional microbial community's difference in full-scale and lab-scale anaerobic digesters feeding with different organic solid waste: effects of substrate and operation factors2015

    • 著者名/発表者名
      Qigui Niu, Yasuyuki Takemura, Takuro Kobayashi, Kengo Kubota, Yu-You Li
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 193 ページ: 110-118

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2015.05.107

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of ammonia inhibition on microbial community dynamic and process functional resilience in mesophilic methane fermentation of chicken manure2015

    • 著者名/発表者名
      Qigui Niu, Wei Qiao, Zhaoqian Jing, Kengo Kubta, Yu-You Li
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Technology & Biotechnology

      巻: 90 号: 12 ページ: 2161-2169

    • DOI

      10.1002/jctb.4527

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] UASB treatment of chemical synthesis-based pharmaceutical wastewater containing rich organic sulfur compounds and sulfate and associated microbial characteristics2015

    • 著者名/発表者名
      Weicheng Li, Qigui Niu, Hong Zhang,Zhe Tian, Yu Zhang, Yu-You Li, Yingxin Gao, Osamu Nishimura, Min Yang
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 260 ページ: 55-63

    • DOI

      10.1016/j.cej.2014.08.085

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practice of integrated system of biofiter and constructed wetland in highly polluted surface water treatment2015

    • 著者名/発表者名
      Zhaoqian Jing, Rui He,Yong Hu,Qigui Niu,Shiwei Cao,Yu-You Li
    • 雑誌名

      Ecological Engineering

      巻: 75 ページ: 462-469

    • DOI

      10.1016/j.ecoleng.2014.12.015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Treatment of 3, 4, 5-trimethoxybenzaldehyde and Di-bromo-aldehyde manufacturing wastewater by the coupled Fenton pretreatment and UASB reactor with emphasis on optimization and chemicals analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Weicheng Li, Hong Chen, Yong Jin, Hong Zhang, Qigui Niu, Weikang Qi, Yanlong Zhang, Yu-You Li, Yingxin Gao
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 142 ページ: 40-47

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2014.12.013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Anammox Specific Activity and Microbial Community Structure Dynamics During Mixture Culture and Enrichment2015

    • 著者名/発表者名
      1.Qigui Niu, Yanlong Zhang, Shilong He, Haiyuan Ma, Kengo Kubota, Yu-You Li
    • 学会等名
      The 6th IWA-ASPIRE Conference & Exhibition
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microbial community shifts and conversion computation during steady, inhibited and recovered stages of chicken manure fermentation in mesophilic and thermophilic conditions2014

    • 著者名/発表者名
      Qigui Niu, Yu-You Li
    • 学会等名
      第17回日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      滋賀県立大学、彦根
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 鶏ふんの中温と高温メタン発酵の安定運転、阻害および回復の各段階における微生物群集構造の変化と物質変換の計算2014

    • 著者名/発表者名
      牛 啓桂, 李玉友
    • 学会等名
      第17回日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      滋賀県立大学、彦根
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi