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分離膜を用いた都市下水を原料とする高タンパク質・油脂含有微細藻類生産システム

研究課題

研究課題/領域番号 16H04440
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木環境システム
研究機関中央大学

研究代表者

渡辺 義公  中央大学, 研究開発機構, 機構教授 (00040999)

研究分担者 木村 克輝  北海道大学, 工学研究院, 教授 (10292054)
羽深 昭  中央大学, 理工学部, 助教 (30735353)
山村 寛  中央大学, 理工学部, 准教授 (40515334)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード都市下水 / 膜分離活性汚泥法 / 処理水再利用 / 微細藻類培養 / 仕切り板付き膜分離活性汚泥法 / 処理水窒素濃度制御 / タンパク質含有量 / 重金属含有量 / 微細藻類 / 下水処理 / 再利用 / MBR / タンパク質生産 / MBR処理水 / B-MBR / 珪藻土ボデ-フィ-ド膜ろ過法 / バチルス菌 / Biopolymers / 用排水システム / 微細藻類生産システム / 下水処理システム / 養殖 / タンパク源
研究成果の概要

都市下水をMBRで処理し、処理水と残存する窒素とリンを活用して微細藻類を培養しそれを魚介類養殖のためのタンパク質・油脂飼料生産システムに導入することを目的とした。研究成果は、1)MBR:渡辺が特許を所有する単槽式仕切り板挿入型MBR(bMBR)の実験により仕切り板内のORPとサイクル時間を調整すれば、処理水の全窒素濃度を微細藻類の培養に最適な値に調整できた。膜の長尺化と高充填密度化によって、運転動力を0.2 kwh/m3まで低下できた、2)微細藻類:MBR処理水により培養した微細藻類はタンパク質含有量がカタクチイワシと同等であり、有害金属濃度も飼料基準値以下であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、「水・エネルギ-・食料」のNEXUSに、都市下水を膜分離活性汚泥法(MBR)で処理し、処理水により微細藻類を培養するシステムを導入できる可能性が示唆された。今後は、生産した微細藻類の価値とコストの検討が必要である。なまこ、牡蠣の養殖に使用できる可能性は確認できた。鮎が少ない河川では川底に付着藻類が繁茂して景観を損ねる問題が生じている。微細藻類により稚鮎を養殖し、河川放流すればこの問題も解決し、鮎資源の確保による経済効果も見込める。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Effect of recieculation and separation times on nitrogen removal in submerged buffled MBR2018

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi,T.,Kimura,K., Watanabe,Y and three others
    • 雑誌名

      Water Science & Technology

      巻: 77(12) ページ: 2803-2811

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differnce in behaviour of three biopolymer constitusion in cosgulation with polyaluminum chloride2018

    • 著者名/発表者名
      Qing Ding, Yamamura,H. and Watanabe,Y.
    • 雑誌名

      WAter Research

      巻: 133 ページ: 255-263

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2018.01.034

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Difference in behaviour of three biopolymer costituentsin coagulation with polyaluminum chloride2018

    • 著者名/発表者名
      Qing Ding, H.Yamamra, Y.WAtanabe
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 133 ページ: 255-263

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective physical cleaning and adequate membrane flux for direct membrane filtration of municipal wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      KImura,K., Honoki,D. and Sato,T.
    • 雑誌名

      Separation and Purification Technology

      巻: 181 ページ: 37-43

    • DOI

      10.1016/j.seppur.2017.03.005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient control of membrane fouling in MF by removal of biopolymers2017

    • 著者名/発表者名
      Kimura,K. and Oki,K.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 115 ページ: 172-179

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of novel oplysurfone membranes with embedded zirconium sulfate-surfactant micelle mesostructure for pfosphorous recovery from water throrh membrane filtration2017

    • 著者名/発表者名
      Furuya,K.,Hafuka,A.,Watanabe,Y. and Yamamura,H.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 124 ページ: 521-526

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 仕切板挿入型MBRにおける硝化液越流/分断時間比が窒素除去に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      三好太郎、木村克輝、渡辺義公
    • 学会等名
      平成29年度日本下水道協会研究発表会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2017-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 珪藻土をボデイフイードしたPsudococcomyxa ellipsoideaの高Flux膜分離回収技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      山村寛、五来延仁、渡辺義公
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本市
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 仕切り板挿入型MBRにおける汚泥越流/分断時間比が窒素除去に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      三好太郎、木村克輝、渡辺義公
    • 学会等名
      日本下水道協会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バチルス優占化によるMBRの膜ファウリング抑制効果2017

    • 著者名/発表者名
      山村寛、渡辺義公
    • 学会等名
      日本下水道協会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 五来延仁、山村寛、渡辺義公2017

    • 著者名/発表者名
      珪藻土のボデ-フィ-ドによるOsudococomyxa ellipsodeaの高Flux膜分離回収技術の開発
    • 学会等名
      日本水環境学会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MBR処理水を用いた好酸性微細藻類の屋外培養2016

    • 著者名/発表者名
      山村寛、後藤圭佑、渡辺義公
    • 学会等名
      平成28年度日本下水道協会発表会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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