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高圧噴射装置による細菌細胞溶解メカニズム解明と余剰汚泥削減への応用

研究課題

研究課題/領域番号 16J08523
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
研究機関東京農工大学

研究代表者

謝 理  東京農工大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードHigh pressure jet device / Sludge reduction / Cavitation / Anaerobic digestion / Methane production / Pretreatment / Cell disruption / Atomic force microscopy
研究実績の概要

In the PhD stage, I conducted a study to elucidate the mechanism of bacterial cell disruption in activated sludge treatment by using a high pressure jet device (HPJD) (2016 - 2017). The HPJD consists of a high pressure pump and a tubular pipe with two independent entrances. The lateral port of HPJD is connected to a high-pressure pump to transport sludge via a nozzle at a high lateral velocity while the top port receives sludge by aspiration. The dual supply of sludge from horizontal and vertical directions generates frictional shear, fine bubbles (as a result of cavitation), and collision. These multiple effects disrupt bacterial cells and allow the release of intercellular compounds from damaged cells resulting in sludge reduction. My study revealed that cavitation was the dominate effect for cell disruption (Published in Chemical Engineering Journal (IF=6.216) in 2017). After I got PhD degree in 2017, I focused on the study about application of HPJD as a pretreatment in sludge anaerobic digestion to enhance sludge reduction and methane production. The applicability of HPJD on sludge anaerobic digestion was already confirmed by lab scale digestion tests using excess activated sludge and seed sludge were collected from Nakagawa and Morigasaki Water Reclamation Center

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

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Disentangling the multiple effects of a novel high pressure jet device upon bacterial cell disruption2017

    • 著者名/発表者名
      Xie Li、Terada Akihiko、Hosomi Masaaki
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 323 ページ: 105-113

    • DOI

      10.1016/j.cej.2017.04.067

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-cell analysis of the disruption of bacteria with a high-pressure jet device: An application of atomic force microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      L. Xie, Q. Bao, A. Terada, M. Hosomi
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 306 ページ: 1099-1108

    • DOI

      10.1016/j.cej.2016.07.112

    • 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
  • [学会発表] Elucidating a Dominant Effect of High-Pressure Jet Device on Bacterial Cell Disruption and Release of Intracellular Substances.2016

    • 著者名/発表者名
      Li Xie
    • 学会等名
      1st International Conference on Bioresource Technology (BIORESTEC)
    • 発表場所
      Sitges, Spain
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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