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Formation of Granules with High Phosphorus Content to Realize Efficient Phosphorus Recovery from Waste Activated Sludge by Using Anaerobic Digestion Followed by Aerobic Granulation Technology

研究課題

研究課題/領域番号 15K00599
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関筑波大学

研究代表者

雷 中方  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (30634505)

研究分担者 張 振亜  筑波大学, 生命環境系, 教授 (20272156)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードリン回収 / 好気性グラニュール化 / 廃棄活性汚泥 / 熱水前処理 / 嫌気性消化 / Aerobic granular sludge / P recovery / N recovery / P bioavailability / Hydrothermal treatment / Activated sludge / Phosphorus accumulation / Waste activated sludge / Ammonia stripping / Nitrogen recovery / Algal-bacterial granule / Fermentation liquor / Livestock manure
研究成果の概要

リンは多く分野に重要な役割を果たし、再生できない資源の一つである。日本は世界の8番目のリンの消費国であり、すべてのリンを海外から輸入に依存している。本研究は熱水前処理と嫌気性消化と好気性グラニュール化のコンビ―ネーションによって廃棄活性汚泥からリンの高含有グラニュール生産を実現する可能性等を検討した。熱水処理条件の最適化により、汚泥からのメタンガス生産性が改善された結果、エネルギー収支の面からも、前処理法は効率的な方法であると明らかになった。また、合成した消化液或いは廃水を用いてグラニュール化した結果、6-10%のリンを含有し、そのうちリンの生物学的利用性は95%に高いグラニュールを得ました。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 12件、 査読あり 12件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Enhanced dry anaerobic digestion of swine excreta after organic nitrogen being recovered as soluble proteins and amino acids using hydrothermal technology2018

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Zhao Z., Yuan T., Yu Y., Huang W., Lei Z., Zhang Z.
    • 雑誌名

      Biomass and Bioenergy

      巻: 108 ページ: 120-125

    • DOI

      10.1016/j.biombioe.2017.11.004

    • 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] Desorption trials and granular stability of chromium loaded aerobic granular sludge from synthetic domestic wastewater treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Chen K., Zhao Z., Yang X., Lei Z., Zhang Z., Zhang S.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology Reports

      巻: 1 ページ: 9-15

    • DOI

      10.1016/j.biteb.2018.01.004

    • 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] Influence of ferrous iron dosing strategy on aerobic granulation of activated sludge and bioavailability of phosphorus accumulated in granules2018

    • 著者名/発表者名
      Cai W., Zhao Z., Lei Z., Zhang Z., Adachi Y., Lee D.-J.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology Reports

      巻: 2 ページ: 7-14

    • DOI

      10.1016/j.biteb.2018.03.004

    • 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] Effects of different alkalis on hydrolysis of swine manure during dry anaerobic digestion and resultant nutrients availability2017

    • 著者名/発表者名
      Yuan T., Huang W., Lei Z., Zhao Z., Zhang Z.
    • 雑誌名

      International Biodeterioration & Biodegradation

      巻: 123 ページ: 138-145

    • DOI

      10.1016/j.ibiod.2017.06.016

    • 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] Low-temperature hydrothermal pretreatment followed by dry anaerobic digestion: A sustainable strategy for manure waste management regarding energy recovery and nutrients availability2017

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Zhao Z., Yuan T., Huang W., Lei Z., Zhang Z.
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 70 ページ: 255-262

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2017.09.011

    • 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] Simultaneous phosphorus and nitrogen recovery from anaerobically digested sludge using a hybrid system coupling hydrothermal pretreatment with MAP precipitation2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Y., Lei Z., Yuan T., Jiang Y., Chen N., Feng C., Shimizu K., Zhang Z.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 243 ページ: 634-640

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.06.178

    • 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] Stability of algal-bacterial granules in continuous-flow reactors to treat varying strength domestic wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      Ahmad J. S. M., Cai W., Zhao Z., Zhang Z., Shimizu K., Lei Z., Lee D.-J.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 244 ページ: 225-233

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2017.07.134

    • 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] Coupling hydrothermal treatment with stripping technology for fast ammonia release and effective nitrogen recovery from chicken manure2016

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Yuan T., Zhao Z., Yang X., Huang W., Zhang Z., Lei Z.
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry and Engineering

      巻: 4 号: 7 ページ: 3704-3711

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.6b00315

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Acetate favors more phosphorus accumulation into aerobic granular sludge than propionate during the treatment of synthetic fermentation liquor2016

    • 著者名/発表者名
      Cai W., Huang W., Li H., Sun B., Xiao H., Zhang Z., Lei Z.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 214 ページ: 596-603

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2016.05.015

    • NAID

      120007135370

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effective ammonia recovery from swine excreta through dry anaerobic digestion followed by ammonia stripping at high total solids content2016

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Zhao Z., Yuan T., Lei Z., Cai W., Li H., Zhang Z.
    • 雑誌名

      Biomass and Bioenergy

      巻: 90 ページ: 139-147

    • DOI

      10.1016/j.biombioe.2016.04.003

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Volatile fatty acids (VFAs) production from swine manure through short-term dry anaerobic digestion and its separation from nitrogen and phosphorus resources in the digestate2016

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Huang W., Yuan T., Zhao Z., Cai W., Zhang Z., Lei Z., Feng C.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 90 ページ: 344-353

    • DOI

      10.1016/j.watres.2015.12.044

    • NAID

      120007129680

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Species and distribution of inorganic and organic phosphorus in enhanced phosphorus removal aerobic granular sludge2015

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Huang W., Li H., Lei Z., Zhang Z., Tay J.H., Lee D.-J.
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 193 ページ: 549-552

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2015.06.120

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 曝気量の違いによる共存藻類等の有無による好気性グラニュール法の処理性能の比較2017

    • 著者名/発表者名
      小倉舜, 稲森隆平, 稲森悠平, 趙子文, 張振亜, 雷中方
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本県・熊本市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Energy and Resources Recovery from Waste and Wastewater Treatment2017

    • 著者名/発表者名
      Zhongfang Lei, Zhenya Zhang
    • 学会等名
      International Workshop on Environmental Science Technology and Sustainability Assessment,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hydrothermal pretreatment and its effects on resources and energy recovery from organic solid wastes2017

    • 著者名/発表者名
      Zhongfang Lei, Zhenya Zhang
    • 学会等名
      The 15th IWA World Conference on Anaerobic Digestion, Side Event III-Workshop on Anaerobic Fermentation Biotechnology for Organic Solid Waste
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent research progress on wastewater treatment and biomass conversion2017

    • 著者名/発表者名
      Zhongfang Lei, Zhenya Zhang
    • 学会等名
      International Seminar on Water Environment and Sustainable Development of Rural Area
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study on Stability of Aerobic Algal-bacterial Granular Sludge in A Continuous Flow Reactor2016

    • 著者名/発表者名
      Johan Syafri Mahathir Ahmad, Wei Cai, Meishan Jin, Minh Tu Nguyen, Zhongfang Lei, Zhenya Zhang
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第53回大会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県・習志野市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Direct Current Electric Field on Mature Aerobic Granular Sludge during Synthetic Ammonia Wastewater Treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Boaiqi Zhang, Zhongfang Lei, Zhenya Zhang
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第53回大会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県・習志野市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 好気性グラニュール法における共存藻類等の有無による人工排水を基質とした処理性能の比較2016

    • 著者名/発表者名
      小倉舜, 雷中方, 稲森隆平, 稲森悠平, 張振亜, 類家翔, Nguyen Tu Minh, 徐開欽
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第53回大会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県・習志野市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Algal Granules’ Growth and Stability under Controlled Artificial Sunlight2016

    • 著者名/発表者名
      Meishan Jin, Wei Cai, Johan Syafri Mahathir Ahmad, Zhongfang Lei, Zhenya Zhang
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第53回大会
    • 発表場所
      千葉工業大学津田沼キャンパス(千葉県・習志野市)
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional Granular Sludge: Achievements and Perspective2016

    • 著者名/発表者名
      Zhongfang Lei, Wenli Huang, and Zhenya Zhang
    • 学会等名
      International Symposium on Environmental Education and Sustainability Sciences
    • 発表場所
      Wuxi, China
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中国畜産廃棄物を湿式及び乾式嫌気性消化処理する二つの事例2016

    • 著者名/発表者名
      雷 中方,張 振亜
    • 学会等名
      東京大学・天津市政府共同研究プロジェクト「都市と農村の融合に基づく持続的発展」2016年度第1回日中共同セミナー
    • 発表場所
      東京大学 (東京都文京区)
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Adsorbent development from primary sludge treated by hytrothermal technology for ammonia recovery from wastewater2015

    • 著者名/発表者名
      Huseini M.R., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第52回大会
    • 発表場所
      北九州市立大学(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on biosorption of chromium(VI) onto aerobic granules and its influence factors2015

    • 著者名/発表者名
      Zhang D., Cai W., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第52回大会
    • 発表場所
      北九州市立大学(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective ammonia recovery from swine manure by dry anaerobic digestion and air stripping at high total solids content2015

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Zhao Z., Yuan T., Lei Z., Cai W., Zhang Z.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Society for Biotechnology, Japan
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of hydrothermal pretreatment on solubilization and subsequent volatile fatty acids fermentation of waste activated sludge2015

    • 著者名/発表者名
      Cai W., Huang W., Li D., Li J., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Society for Biotechnology, Japan
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrothermal pretreatment of primary sludge and its impact on subsequent anaerobic VFAs accumulation and biogas production2015

    • 著者名/発表者名
      Li D., Cai W., Li J., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Society for Biotechnology, Japan
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Volatile fatty acids (VFAs) accumulation from waste activate sludge under alkaline anaerobic fermentation2015

    • 著者名/発表者名
      Li J., Cai W., Li D., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Society for Biotechnology, Japan
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of hydrothermal pretreatment on VFAs production from rice straw through anaerobic fermentation2015

    • 著者名/発表者名
      Zhao Z., Huang W., Yuan T., Cai W., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Society for Biotechnology, Japan
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Accumulation of volatile fatty acids and change in phosphorus fractions during alkaline dry anaerobic fermentation of swine manure: Effect of different alkalis2015

    • 著者名/発表者名
      Yuan T., Huang W., Zhao Z., Lei Z., Zhang Z.
    • 学会等名
      The 67th Annual Meeting of the Society for Biotechnology, Japan
    • 発表場所
      城山観光ホテル(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 嫌気性発酵システムの優位性と国際戦略2015

    • 著者名/発表者名
      張 振亜, 雷 中方
    • 学会等名
      第18回日本水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野県長野市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phosphorus species, distribution and bio-availability in aerobic granular sludge2015

    • 著者名/発表者名
      Huang W., Cai W., Huang W., Zhang Z., Lei Z.
    • 学会等名
      サマースクール「土・水・生命環境とコロイド界面現象 - コロイドの凝集と沈降 - 」
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-07-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] ResearcherID

    • URL

      http://www.researcherid.com/rid/B-3611-2014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/Lei_Zhongfang/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Zhongfang_Lei

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 筑波大学研究者総覧

    • URL

      http://www.trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003223

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 筑波大学研究者システム

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003223

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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