| 研究課題/領域番号 |
19K23528
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
覃 宇 東北大学, 工学研究科, 助教 (80853241)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 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 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 下水汚泥 / 嫌気性消化 / 水素発酵 / メタン発酵 / 熱処理 / 後処理 / 循環式二相消化 / 混合消化 / メタン / 水素 / 嫌気性 / ハイタン / 二相消化 / 循環 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は既存下水汚泥嫌気性消化槽のポテンシャル拡大に着目し、混合発酵法と消化液後処理の導入によって地域の廃棄物エネルギー化システムの効率化について考察し、実用化に向けた技術システムの確立と効率化を目指す。具体的には、回分実験と連続実験により混合発酵法と消化液後処理の最適化条件を求め、既往に開発された低コスト水素発酵の要素技術と組合せ、微生物群集構造解析および数理モデリングによりメカニズム解明を行う。本研究によって、消化槽を新築せずに地域廃棄物と消化残渣を削減すると共に、既存嫌気性消化槽より地域エネ自給率を向上でき、環境と社会発展の好循環を実現できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は既存下水汚泥嫌気性消化槽のポテンシャル拡大に着目し、混合発酵法と消化液後処理の導入による廃棄物エネルギー化システムの効率化について考察し、実用化に向けた技術システムの確立を目指す研究である。まず回分実験によって消化汚泥の熱的後処理効果を考察し、最適処理条件は80℃で60分であり、メタン収率は15%で向上できた。また連続実験によって下水汚泥と紙ごみの混合消化を行い、固形分が10%の条件で最適運転状況が得られ、異なるプロセスよるメカニズムの相違を把握した。なお、低コスト水素発酵システムの連続実験を行い、循環比によるプロセスの影響を把握し、分解活性と微生物群集の分布メカニズムを解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は実用化できれば、従来の下水処理場に比べて、大幅なコストダウンが実現でき、下水処理場より余剰電力を売電することが可能となる。このような経済性の高い革新的な技術を普及することで、エネルギー消耗を低減でき、環境負荷低減、地域の活性化、自然との共生や循環型社会の形成などの課題にも貢献可能となる。この効率的な廃棄物エネルギー化システムは日本社会の長期発展による脱炭素社会へ移行する際、今後の国際的な発展潮流を牽引していく技術の一つになると信じる。
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