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嫌気性膜分離法とアナモックスの融合デザインによる下水処理システムの革新

研究課題

研究課題/領域番号 15F15353
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, 工学研究科, 教授 (30201106)

研究分担者 CHEN RONG  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) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2015年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード下水処理 / 嫌気性膜分離法 / AnMBR / Anammox / メタン発酵 / 一槽式アナッモクス / 担体 / 窒素除去 / 土木環境システム / 用排水システム / アナッモクス法 / 省エネルギー / MBR / メタン / アナモックス法
研究実績の概要

本研究の目的は資源回収と低炭素化に対応する革新的下水処理技術を開発しようとするものである。具体的には有機物の分解とメタン回収を実現できる嫌気性膜分離法と効率的に窒素除去できるアナモックスを組み合わせしてバイオガスの回収を図るとともに、有機物と窒素の同時除去も実現する新規システムを確立するために、次の研究項目に取り組んだ:(1)嫌気性膜分離法による下水中の有機物除去とメタンガス回収の検討、(2)単体投入型一槽式アナモックスの検討、(3)嫌気性膜分離法とアナモックスの融合プロセスによる下水処理の連続実験、(4)システム評価と設計最適化の研究。
平成27年度では、嫌気性膜分離法による下水処理の評価に焦点を絞り、実験装置を組み立て、トイレペーパーを含む人工下水の連続実験を行い、水質浄化性能、メタン生成および膜分離機能に及ぼす滞留時間を検討し、安定した処理水質が得られたとともに、トイレペーパーのメタン化を明らかにした。H28年度は嫌気性膜分離法処理における膜ファーリングの防止方法を検討したとともに、担体投入型一槽式アナモックスユニットの構築に焦点に絞り、室温条件で低濃度アンモニア排水に対する担体投入型一槽式アナモックスユニットの処理性能を検討した。具体的にはアンモニア濃度と水理学的滞留時間を変更させた連続実験を行い、80%以上の高い窒素除去率が得られた。H29年度は新規融合プロセスの処理性能の実験的検討として嫌気性膜分離反応槽を用いたメタン生成ユニットと担体投入型一槽式アナモックスを用いた窒素除去ユニットを融合した新規プロセスを構築して、室温条件で水理学的滞留時間、有機物負荷、窒素負荷などの下水処理の運転指標を変化させた連続実験と行い、処理水質を把握したとともに、各ユニット基本的運転条件を提示した。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Caffeine degradation by methanogenesis: Efficiency in anaerobic membrane bioreactor and analysis of kinetic behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Rong Chen, Hongyu Jiang, Yu-You Li.
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal,

      巻: 334 ページ: 444-452

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.10.052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Submerged anaerobic membrane bioreactor (SAnMBR) performance on sewage treatment: removal efficiencies, biogas production and membrane fouling2017

    • 著者名/発表者名
      Rong Chen, Yulun Ni, Jiayuan Ji, Tetsuya Utashiro, Qian Li, Daisuke Komori and Yu-You Li
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 76 号: 6 ページ: 1308-1317

    • DOI

      10.2166/wst.2017.240

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced methanogenic degradation of cellulose-containing sewage via fungi-methanogens syntrophic association in an anaerobic membrane bioreactor2017

    • 著者名/発表者名
      Rong Chen, Yulun Nie, Nobuyuki Tanaka, Qigui Niu, Qian Li, Yu-You Li
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 245 ページ: 810-818

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.09.046

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Methanogenic degradation of toilet-paper cellulose upon sewage treatment in an anaerobic membrane bioreactor at room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      1)Rong Chen, Yulun Nie, Hiroyuki Kato, Jiang Wu, Tetsuya Utashiro, Jianbo Lu, Shangchao Yue, Hongyu Jiang, Lu Zhang, Yu-You Li
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 228 ページ: 69-76

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2016.12.089

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fouling behaviour of soluble microbial products and extracellular polymeric substances in a submerged anaerobic membrane bioreactor treating low strength wastewater at room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      3)Rong Chen, Yulun Nie, Yisong Hu, Rui Miao, Tetsuya Utashiro, Qian Li, Manjuan Xu, Yu-You Li
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 531 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2017.02.046

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of disease burden to quantitative assessment of health hazards for a decentralized water reuse system2016

    • 著者名/発表者名
      Tingting Gao, Rong Chen, XiaochangWang, Huu Hao Ngo, Yu-You Li, Jinhong Zhou, Lu Zhang
    • 雑誌名

      Science of the Total Environment

      巻: 551-552 ページ: 83-91

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2016.01.210

    • 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
  • [学会発表] Submerged anaerobic membrane bioreactor(SAnMBR)performance on sewage treatment: removal efficiency, energy production and membrane fouling2017

    • 著者名/発表者名
      Chen Rong, Nie Yulun, Utashiro Tetsuya, Li Yu-You
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本大学、熊本
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Methanogenesis from Anaerobic Caffeine Degradation: A new observation2017

    • 著者名/発表者名
      Rong Chen, Hongyu Jiang, Yu-You Li
    • 学会等名
      Water and Environment Technology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Methanogenic degradation of municipal wastewater by an anaerobic membrane bioreactor at room temperature2017

    • 著者名/発表者名
      Rong Chen
    • 学会等名
      第54回下水道研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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