| 研究課題/領域番号 |
20K04764
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 国立研究開発法人国立環境研究所 |
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研究代表者 |
小林 拓朗 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 主幹研究員 (10583172)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 廃油脂 / 生ごみ / メタン発酵 / 生物膜 / 厨房排水 / 脂肪酸 / 晶析 / 嫌気性処理 / 高級脂肪酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
廃油脂の利用による商業施設オンサイトバイオガス化システムの導入促進を目的として、生物膜方式と高級脂肪酸不溶化を組み合わせた処理システムを構築する。初年度には生物膜方式の高油分原料のメタン発酵における利点を実験的に明らかにする。初年度から2年度にかけて脂肪酸結晶化に伴う阻害軽減と生物膜発達促進を意図する複合凝集物の形成条件を明らかにする。最終年度には、その複合凝集物を用いた生物膜方式の処理が、阻害軽減と廃油脂の分解促進に及ぼす影響を連続実験で評価する。
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| 研究実績の概要 |
商業施設等における廃棄物、排水からの一体的なメタン回収システムの構築を目指し、油脂等を含有する廃棄物、排水のメタン発酵において、生物膜形成による効率化を目的とした実験的検討を実施した。前年度、高油分含有生ごみを処理するメタン発酵の連続実験において、通常の完全混合方式の中温および高温メタン発酵と比較して、生物膜方式の高温メタン発酵は残留する高級脂肪酸濃度が低濃度に維持可能で、高負荷においてより高い安定性を示したことを踏まえ、高級脂肪酸の阻害性に対する、発酵温度と汚泥（微生物）濃度の影響を検討した。その結果、水素資化性メタン生成菌と比較して酢酸資化性メタン生成菌は、1/3程度低いオレイン酸濃度で活性が50%低下することが明らかとなり、その濃度は温度に依存しなかった。一方、一定のオレイン酸濃度下におけるメタン生成活性は、汚泥濃度に大きく依存し、中温高温どちらにおいても、酢酸資化性メタン生成菌の活性はVS濃度2から6g/Lの範囲ではVSに比例して高くなり、6gにおけるそれは2gの3倍以上であった。このことから、油脂由来の阻害は温度に依存せず、生物膜法等を用いて微生物濃度を高めることで軽減可能であると考え、次に低温下における生物膜方式の処理の優位性を検討した。生ごみよりもより有機物濃度が希薄である厨房・ディスポーザー排水の加圧浮上水を対象とし、25℃の条件における連続処理実験に着手した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
実験において処理対象とする商業施設等における油分含有排水の採取がコロナ禍によってできずにいるため、中心的な取り組みとなる連続処理実験の着手に遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは低温条件における連続処理実験を行い、処理特性を把握するとともに課題を明らかにする。並行して、生物膜のキャリアとして高級脂肪酸の分解を促進する導電性物質を被覆した担体の作成を進め、より効率的な処理の可能性も検討していく。
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