| 研究課題/領域番号 |
21H03637
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 秋田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
増田 周平 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70552157)
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| 研究分担者 |
北條 俊昌 東北工業大学, 工学部, 准教授 (10708598)
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30434327)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 温室効果ガス / 下水処理 / 亜酸化窒素 / 活性試験 / 現地調査 / カーボンニュートラル / 季節調整法 / 時系列解析 / 低炭素化 / 活性汚泥 / 下水処理場 / 機能遺伝子 / モデル解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水処理プロセスにおいて，強力な温室効果を有する亜酸化窒素（N2O）の排出量削減は，温室効果ガス（GHGs）の削減にあたり極めて重要である。N2Oの重要な発生特性として，その濃度が短時間で数十倍程度まで急上昇する現象（突発的発生）が認められるが，その機構は明らかにされていない。そこで本研究では，N2Oの突発的発生機構を，生成経路，分子生物学的特性，環境条件および運転条件の点から明らかにする。本研究は，N2O生成量を汎用的に評価する工学的プラットフォームの構築，IPCCのGHGs算定ガイドラインの高度化，および水処理プロセスにおける温室効果ガスの排出抑制に大きく貢献することが期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではN2Oの生成機構解明を目的として，生成ポテンシャル評価手法に関する検討を行うとともに，実処理施設におけるN2O発生抑制手法に関する検討を行った。その結果，実験的検討に基づき，N2Oの生成ポテンシャルを定義する手法を開発した。さらに，N2Oの生成ポテンシャルと実処理場におけるN2O発生量の間に正の相関があることを明らかにした。また実処理場において，撹拌とDO制御によりN2O発生量を削減することに成功した。さらに，連続データに対してトレンド解析を適用し，N2Oトレンドには数週間単位の中期的変動が存在すること，さらにその変動が降水量や流入量変化に依存することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
亜酸化窒素（N2O）は、強力な温室効果ガスであり、水処理プロセスからの削減が求められている。特に、プロセス中に突如として濃度が急上昇する現象－突発的発生－は、N2Oの生成機構の解明と削減手法の開発のために重要な現象である。本研究では，N2Oの生成機構を明らかにするとともに、実下水処理場においては降水量や流入量の変化に応じた曝気運転の順応的管理を行うことで、N2Oの発生抑制が可能になることが明らかにした。特に，本研究では実処理場におけるN2O発生量を運転方法の創意工夫により削減することに成功しており，その成果は他の処理場にも応用が可能であると考えられ，その社会的意義は大きいと考えられる。
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