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メタン発酵とHAP形成を伴うアナモックス処理を核とした農村資源循環システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19F19099
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

小林 拓朗  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 主任研究員 (10583172)

研究分担者 MA HAIYUAN  国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード農村バイオマス / バイオチャー / メタン発酵 / 熱分解ガス凝縮水 / 資源作物 / 熱分解チャー
研究開始時の研究の概要

資源化作物栽培とメタン発酵を利用した農地再生の取り組みにおいて、メタン発酵における課題抽出とバイオチャー やアナモックス処理の併用によるメタン発酵の改善や、栄養素・放射性セシウムの固定挙動を明らかにする。初年度は通年の栽培を想定した複数の資源作物の種類ごとにメタン発酵における課題を明らかにした上で、バイオチャー がその課題の解決に有用であるかどうかを検討することを主目的とする。次年度においては、メタン発酵にアナモックス処理を組み合わせた上で、栄養素・放射性セシウムの固定挙動を明らかにする。

研究実績の概要

バイオマスの熱分解ガス化発電において、(1)炭素残渣であるバイオチャー(biochar)の嫌気性処理における有効利用と、(2)熱分解ガス凝縮水(tar)の適正処理に関する研究を実施した。資源作物としてのソルガムのメタン発酵効率化を目指してバイオチャーの発酵促進への効果を調査し、発酵原料が高負荷の際にはチャーの添加がメタン生成速度と発酵の安定化を促進することを明らかにし、適切なチャーの濃度範囲も突き止めた。(2)の研究では、新たに籾殻のガス化凝縮水を、UASB型嫌気性微生物処理の処理原料として供し、その処理特性と効率化を検討した。凝縮水は原液の高濃度のままで処理した際には、微生物に対する阻害が大きく、処理性能が悪化する。しかしながら、微生物群の馴致と、バイオチャーを反応容器に共存させることで阻害が軽減され、より安定した処理を継続的に達成できることが明らかとなった。この安定した処理において、有機性成分の主成分であるメタノールやフェノールといった有機汚濁物質のほとんどが除去できることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Simultaneous nitrogen removal and phosphorus recovery using an anammox expanded reactor operated at 25?°C2020

    • 著者名/発表者名
      Ma Haiyuan、Xue Yi、Zhang Yuanfan、Kobayashi Takuro、Kubota Kengo、Li Yu-You
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 172 ページ: 115510-115510

    • DOI

      10.1016/j.watres.2020.115510

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] The role of rice husk biochar addition in anaerobic digestion for sweet sorghum under high loading condition2020

    • 著者名/発表者名
      Ma Haiyuan、Hu Yong、Kobayashi Takuro、Xu Kai-Qin
    • 雑誌名

      Biotechnology Reports

      巻: 27 ページ: e00515-e00515

    • DOI

      10.1016/j.btre.2020.e00515

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The role of biochar addition in sorghum anaerobic digestion2019

    • 著者名/発表者名
      Haiyuan MA, Yong HU, Chen SHI, Takuro KOBAYASHI, Kai-Qin XU
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Alternative Fuels, Energy and Environment (ICAFEE): Future and Challenges
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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