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Anammoxによる新規窒素除去プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J04403
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

張 彦隆  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードアナモックス / AAFEB / SMP / SAA / 窒素負荷 / heme C / Anammox / AAFEB反応槽 / 窒素負荷ショック / 細菌耐性
研究実績の概要

水環境の富栄養化を防止するために、排水から効率的に窒素を除去する技術の開発が求められている。そこで本研究では、新規高効率窒素除去プロセスについて、AAFEB (anammox attached film expended bed) 型反応槽の運転条件を最適化し、anammox反応の原理を最大限に活用することにより低コストで高効率な脱窒システムを開発することを目的として以下の課題に取り組んだ。当該年度に実施した研究の成果:
1.AAFEB型anammox反応槽の運転安定性に及ぼすSMP (Soluble Microbial Product)の影響
本研究では、連続実験において流入窒素濃度を段階的に増加させて、Anammox反応により生成したSMPと硝酸性窒素の濃度を増加すると、従属栄養生物の増長を促進できることが明らかになった。
2.Anammox付着膜膨張床の処理性能と汚泥特性解析
本研究では、Anammox付着膜膨張床が高窒素負荷に適用する可能性を明らかにするために、流入窒素負荷を段階的に上昇させて35℃で連続実験を行い、各段階の運転状況、また比Anammox活性変化、汚泥特性を検討した。その結果、窒素負荷が50 gN/L/dの条件においても、TN(Total nitrogen)除去率は87.3 ± 2.5 % に達した。また、窒素負荷が50 gN/L/dの条件で、最大比Anammox活性は0.85±0.04 gN/gVSS/dに達した。反応槽内形成したAnammoxグラニュールは良好な沈降性能を持ち、沈降速度は263.1±26.9 m/h以上に維持できた。Anammox付着膜膨張床は高窒素負荷に適するAnammoxプロセスと考えられた。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Effects of soluble microbial products (SMP) on the performance of an anammox attached film expanded bed (AAFEB) reactor: synergistic interaction and toxic shock2016

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Y.L., Ma, H.Y., Niu, Q.G., Chen, R., Hojo, T., Li, Y.Y
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 222 ページ: 261-269

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2016.09.129

    • 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] Effects of substrate shock on the extracellular polymeric substances (EPS) excretion and characteristics of attached biofilm anammox granules2016

    • 著者名/発表者名
      Zhang, Y.L., Ma, H.Y., Niu, Q.G., Chen, R., Hojo, T., Li, Y.Y.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 6 号: 114 ページ: 113289-113297

    • DOI

      10.1039/c6ra20097d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anammox付着膜膨張床の処理性能と汚泥特性解析2016

    • 著者名/発表者名
      張彦隆,馬海元,北條俊昌,李玉友
    • 雑誌名

      土木学会論文集(G)環境

      巻: 72 ページ: 9-17

    • NAID

      130005530523

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of three types of inhibition and their recovery processes in an anammox UASB reactor2016

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

      Biochemistry engineering journal

      巻: 109 ページ: 212-221

    • DOI

      10.1016/j.bej.2016.01.022

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term operation performance and variation of substrate tolerance ability in an anammox attached film expanded bed (AAFEB) reactor2016

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

      Bioresource technology

      巻: 211 ページ: 31-40

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2016.03.055

    • 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] Operation stability and recovery performance in an Anammox EGSB reactor after pH shock2016

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

      Ecological engineering

      巻: 90 ページ: 50-60

    • DOI

      10.1016/j.ecoleng.2016.01.084

    • 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.2016.12.003

    • 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] 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] UASB型Anammox プロセスの処理性能に及ぼす基質濃度変化の影響2015

    • 著者名/発表者名
      馬海元,張彦隆,何士龍,牛啓桂,久保田健吾,李玉友
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 71(7) ページ: 397-404

    • NAID

      130005155810

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of soluble microbial products (SMP) on the performance of an anammox attached film expended bed (AAFEB) reactor: synergistic interaction and toxic shock2016

    • 著者名/発表者名
      Yanlong Zhang, Haiyuan Ma, Qigui Niu, Rong Chen, Yu-You Li
    • 学会等名
      Bioresource Technology Conference 2016
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of the nitrogen loading rate (NLR) and substrate tolerance ability in an anammox attached film expended bed (AAFEB) reactor2016

    • 著者名/発表者名
      Yanlong Zhang, Haiyuan Ma,Qigui Niu, Yuyou Li
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2016
    • 発表場所
      中央大学(東京)
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UASB型Anammoxリアクターにおける基質濃度の最適化及び阻害因子の解析2016

    • 著者名/発表者名
      馬海元, 張彦隆, 牛啓桂, 李玉友
    • 学会等名
      第50回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      アスティとくしま(徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] UASB型ANAMMOX プロセスの処理性能に及ぼす基質濃度変化の影響2015

    • 著者名/発表者名
      馬海元,張彦隆,何士龍,牛啓桂,久保田健吾,李玉友
    • 学会等名
      第52回環境工学研究フォーラム
    • 発表場所
      日本大学(福島県・郡山市)
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Variation of substrate tolerance ability and specific Anammox activity after a transient substrate shock in an Anammox attached film expanded bed (AAFEB) reactor2015

    • 著者名/発表者名
      Yanlong Zhang, Haiyuan Ma, Qigui Niu, Shilong He, Yu-You Li
    • 学会等名
      The 6th IWA-ASPIRE Conference and Exhibition
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 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] UASB型Anammoxプロセス運転に及ぼす基質濃度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      馬海元, 張彦隆, 何士龍, 牛啓桂, 李玉友
    • 学会等名
      第52回下水道研究発表会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Start-up and long-term stability of anammox process in a lab-scale UASB reactor2015

    • 著者名/発表者名
      Yanlong Zhang, Shilong He, Haiyuan Ma, Qigui Niu, Yu-You Li
    • 学会等名
      IWA Specialist Conference, Nutrient Removal and Recovery: moving innovation into practice
    • 発表場所
      ゴタニスク(ポーランド)
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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