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一槽型MBRによる亜硝酸化ーAnammoxー従属栄養脱窒法の確立と実廃水への適用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01573
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関熊本大学

研究代表者

川越 保徳  熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (00291211)

研究分担者 惣田 訓  立命館大学, 理工学部, 教授 (30322176)
伊藤 紘晃  熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 助教 (80637182)
濱 武英  熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 准教授 (30512008)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードAnammox / MBR / 部分亜硝酸化 / 部分亜硝酸化-Anammox / メンブレンバイオリアクター / 一掃型反応槽 / 窒素処理技術 / SNAD / 一槽型 / 脱窒 / 有機物 / 窒素除去 / 水処理 / アナモックス
研究成果の概要

MBRにて単一槽型部分亜硝酸化-Anammox-従属栄養脱窒(SNAD)を実現するSNAD/MBR法の構築とSNAD/MBRの窒素除去能・細菌叢に対する有機物添加濃度の影響を明らかにした。グルコースを50-500 mg/Lの濃度で添加して窒素除去能の変化を調べた結果,100 mg/Lの添加時に硝酸の生成が抑えられて最も高い窒素除去能(約91%)が得られ,500 mg/Lの添加ではAnammox活性の著しい低下が認められた。リアクタ内の懸濁態バイオマスの細菌叢については,グルコース濃度の上昇に伴ってAnammox細菌の割合が減少した一方,アンモニア酸化細菌の割合が増加する傾向が認められた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに逐次回分方式でのSNAD法におけるグルコースなど有機物添加の影響に関する報告例はあるものの,MBRを利用するSNAD法に関する知見は乏しく,特に,平膜型メンブレンによる浸漬型MBRを用いた連続処理にてSNAD法の構築を試みた事例はない。
本研究では,実廃水処理施設ですでに実績のある平膜メンブレンのMBRを用いてSNADを構築することに成功したことから,実廃水・実処理施設へ展開可能性を示すことができた。また,有機物添加の窒素除去能への影響は先行研究結果と概ね一致したが,有機物濃度の上昇に伴ってアンモニア酸化細菌の割合が上昇する傾向がみられるなど興味深い学術的知見が得られた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Direct and indirect effects of membrane pore size on fouling development in a submerged membrane bioreactor with a symmetric chlorinated poly (vinyl chloride) flat-sheet membrane2022

    • 著者名/発表者名
      Sano Toshio、Kawagoshi Yasunori、Kokubo Ituki、Ito Hiroaki、Ishida Kei、Sato Akira
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Chemical Engineering

      巻: 10 号: 2 ページ: 107023-107023

    • DOI

      10.1016/j.jece.2021.107023

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Surface Hydrophilicity of Symmetric Polytetrafluoroethylene Flat-sheet Membranes on Membrane Fouling in a Submerged Membrane Bioreactor2021

    • 著者名/発表者名
      2.Toshio Sano, Hiroaki Ito, Kei Ishida, Akira Sato, Luong Van Duc, Yasunori Kawagoshi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Water Treatment Biology

      巻: 57 ページ: 79-89

    • NAID

      130008129601

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of structural vulnerability of flat-sheet membranes on fouling development in continuous submerged membrane bioreactors2020

    • 著者名/発表者名
      Sano Toshio、Koga Yoshiki、Ito Hiroaki、Duc Luong Van、Hama Takehide、Kawagoshi Yasunori
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 304 ページ: 123015-123015

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2020.123015

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient transition from partial nitritation to partial nitritation/Anammox in a membrane bioreactor with activated sludge as the sole seed source2020

    • 著者名/発表者名
      Huang Xiaowu、Mi Wenkui、Hong Nian、Ito Hiroaki、Kawagoshi Yasunori
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 253 ページ: 126719-126719

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2020.126719

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unclassified Anammox bacterium responds to robust nitrogen removal in a sequencing batch reactor fed with landfill leachate2020

    • 著者名/発表者名
      Huang Xiaowu、Mi Wenkui、Ito Hiroaki、Kawagoshi Yasunori
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 316 ページ: 123959-123959

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2020.123959

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Adaption of anammox bacteria to iron-manganese-sepiolite as a fenton-like catalyst2019

    • 著者名/発表者名
      Duc Luong Van, Hiroaki Ito, Takehide Hama, Yasunori Kawagoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 international conference on climate change, disaster management and environmental sustainability

      巻: 1 ページ: 774-778

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hydrophilicity on membrane fouling in submerged membrane bioreactor with polytetrafluoroethylene flat-sheet membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Sano, Hiroaki Ito, Takehide Hama, Duc Luong Van, Yasunori Kawagoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 international conference on climate change, disaster management and environmental sustainability

      巻: 1 ページ: 351-356

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen removal anammox-bacterial community in continuous reactors inoculated with mixed biomass composed of marine and freshwater anammox bacteria under different culture conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Kawagoshi, Yuki Yamashita, Hiroaki Ito, Takehide Hama, Duc Luong Van, Tsugihiro Watanabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 international conference on climate change, disaster management and environmental sustainability

      巻: 1 ページ: 357-363

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Changes of nitrogen-removal performance and that of the bacterial community in a mixed culture comprising freshwater and marine anammox bacteria under averaged environmental condition2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Kawagoshi, Yuki Yamashita, Luong Van Duc, Hiroaki Ito, Takehide Hama
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 217 ページ: 609-617

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 浸漬型MBRにおけるPTFE膜の親・疎水性と膜ファウリング挙動との関係2020

    • 著者名/発表者名
      藤本喬太,伊藤紘晃,濱武英,川越保徳
    • 学会等名
      2019年度日本水環境学会九州沖縄支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] anammox bacteria and anammox reaction for nitrogen removal technology2018

    • 著者名/発表者名
      川越保徳
    • 学会等名
      Cooperative workshop to respond to the forth industrial revolution between Japan and Koria
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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