| 研究課題/領域番号 |
19J11913
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
LI Yemei 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 嫌気性MBR / 生ごみ / 下水汚泥 / メタン発酵 / 熱処理 / 廃棄物処理 / エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
この研究は、持続可能な開発の概念に基づいています。それは生活において避けられない生ごみと下水汚泥を利用する。嫌気性共発酵技術は、熱分解技術によって補完された本体です。嫌気性膜反応器は、廃棄物の量が減少し、資源回収率および流出水質を改善しながら廃棄物からエネルギーへの変換を達成するための担体として使用される。長期連続実験を通して、共発酵の工業化のためのデータサポートを提供した。膜圧力のリアルタイムモニタリングを用いて、膜技術を高固形分濃度廃水に適用した理論的根拠を提供する。補助実験を通して、そしてあらゆる方向からそして複数の角度から革新的エネルギー再生システムを把握するように努める。
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| 研究実績の概要 |
（1）AnMBRと熱処理技術の組み合わせた新システムの確立。下水汚泥は、生ごみよりも分解がはるかに困難である。熱処理は、下水汚泥のメタンポテンシャルを改善する効果的な方法と考えられた。結果として、熱処理は初沈汚泥の特性にほとんど影響を与えなかったが、余剰汚泥に大きな影響を与えた。長期連続実験結果として、熱処理の後、消化汚泥に含有するアンモニア濃度は増加したが、システムの安定性を維持できたことが明らかにした。さらに、熱処理後、システムの膜ファウリングの速度も加速である。
（2）AnMBRと後熱処理技術の複合システムの確立。汚泥分解の効率は前処理で改善できたが、AnMBRの膜の運転環境を維持するために、大量の消化汚泥を排出する必要があった。消化汚泥には未使用の有機物が含まれているため、後処理技術をシステムに追加した。この研究で使用された後処理技術には、後熱処理と二次発酵が含まれた。研究結果は、後熱処理後の消化汚泥への有機物、特にタンパク質の溶解度が大幅に増加することを示した。さらに、高温二次発酵と比較して、短時間の熱処理はシステムのメタン生成率の増加にあまり影響を与えなかった。
（3）AnMBRのプロモーションの実現可能性を評価する。嫌気性膜システムをミクロの視点から、混合メタン発酵における微生物群集の構造を検討した。炭水化物分解細菌、タンパク質分解細菌および各種酸生成細菌などの機能性細菌群集の構造は主に有機物の種類変化に影響され、またメタン生成古細菌がさらに影響を受けた。さらに、システムをマクロの視点から、実験結果に基づき、混合メタン発酵に関するエネルギー収支を評価した。その成果は都市廃棄物系バイオマスのエネルギー利用や循環型社会の構築に貢献することができ、環境工学の発展に寄与するところは少なくない。
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| 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。
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| 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。
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