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新規資源循環型産業廃水の嫌気性後処理及びその脱硫技術

研究課題

研究課題/領域番号 17J00995
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

呉 江  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード産業廃水 / デンプン廃水 / 酸生成槽 / UASB法 / グラニール汚泥 / 創エネルギー / 硫酸塩含有有機廃水 / UASB / 前処理 / 後続処理 / 廃棄物の無害化 / 資源循環
研究実績の概要

産業廃水の嫌気性処理の観点から、Up-flow Anaerobic Sludge Blanket (UASB法)は、曝気動力が不要のため省エネルギーであり、メタンガスの回収によりエネルギー生産が可能である、余剰汚泥の発生量が少ないなどの利点があるため、有機工場排水の処理に広く利用されている。しかし、成分は一段と複雑化になっている産業廃水の中に阻害物質を含有する場合には、それのUASB処理安定性が保障できなくなる。従って、今年度でグラニール汚泥の浮上/解体を繋がるでん粉廃水のUASB処理へ安定に応用できるため、前処理施設(酸生成槽)を導入及び新規プロセスを開発することを目的として以下の課題に取り組んだ。
一槽式UASBリアクターと新規CSTR型嫌気性酸生成槽+UASBプロセスの構築によって、有機負荷を変動し、でん粉廃水の嫌気性処理に関する連続実験を行った。研究の結果としては、一槽式UASBを用いてデンプン廃水を処理した場合には、有機負荷(OLR)が4g-COD/L/dに達すると、グラニール汚泥の浮上を観察された。またOLRを上昇し続けるとともに、グラニール汚泥の解体及び汚泥濃度(MLVSS)の低減を観察された。次世代シーケンシング関連情報処理技術を用いて一槽式UASBリアクターにおける微生物群集分析の結果としては、OLRは4g-COD/L/dに超えると、MethanosaetaとMethanobacteriumはグラニール汚泥における優占菌である。
UASBリアクター内部のグラニール汚泥性状の悪化を防止するため、二相槽式UASBプロセスを用いて高有機負荷のでん粉廃水の嫌気性処理の連続実験を行った結果、OLRは15g-COD/L/dに達しても、安定な有機物除去率が達成できった。グラニール汚泥の浮上に繋がる原因の一つとしての細胞外高分子物質(EPS)はより低い値に維持できた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Temperature effects on the methanogenesis enhancement and sulfidogenesis suppression in the UASB treatment of sulfate-rich methanol wastewater2019

    • 著者名/発表者名
      Jiang Wu, Quanli Liu, Bo Feng, Zhe Kong, Bo Jiang, Yu-You Li
    • 雑誌名

      International Biodeterioration & Biodegradation

      巻: N/A

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Competitive dynamics of anaerobes during long-term biological sulfate reduction process in a UASB reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Hong Chen, Jiang Wu, Bing Liu; Yu-You Li, Hideki Yasui
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 280 ページ: 173-182

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2019.02.023

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Insights into the methanogenic degradation of N, N-dimethylformamide: The functional microorganisms and their ecological relationships2019

    • 著者名/発表者名
      Kong Zhe、Li Lu、Wu Jiang、Zhang Tao、Li Yu-You
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 271 ページ: 37-47

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.09.074

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] A gradual change between methanogenesis and sulfidogenesis during a long-term UASB treatment of sulfate-rich chemical wastewater2018

    • 著者名/発表者名
      Wu Jiang、Niu Qigui、Li Lu、Hu Yong、Mribet Chaimaa、Hojo Toshimasa、Li Yu-You
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 636 ページ: 168-176

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2018.04.172

    • 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
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Effect of pre-acidification on UASB treatment of low-strength starch wastewater: performance and surface properties of granular sludge2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang WU, Bo JIANG, Hong CHEN, Bo FENG, Yu-You LI
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Gradual Change between Methanogenesis and Sulfidogenesis during a Long-term UASB Treatment of Sulfate-Rich Chemical Wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang Wu, Qigui Niu, Yu-You Li
    • 学会等名
      The 15th IWA World Conference on Anaerobic Digestion (AD15)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Temperature on the Methanogenic Fermentation of Sulfate-rich Methanol Wastewater2017

    • 著者名/発表者名
      Jiang WU, Quanli LIU, Toshimasa HOJO, Yu-You LI
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Bioenergy and Environment (BEE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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