| 研究課題/領域番号 |
21KK0190
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
幡本 将史 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20524185)
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| 研究分担者 |
池田 匠児 鹿児島工業高等専門学校, 都市環境デザイン工学科, 助教 (00909468)
山口 剛士 松江工業高等専門学校, 環境・建設工学科, 准教授 (30759832)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2022年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 硝化 / 脱窒 / 無曝気 / DHS / スポンジ担体 / バイオリアクター / スリランカ / ベトナム / 担体 / DHSリアクター / 微生物 / アナモックス / メタン / 省エネ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では南アジア・東南アジア諸国において、メタン酸化脱窒微生物やアナモックス微生物等を現地で集積培養し、次世代型省エネ廃水処理技術に適した無曝気・有機物フリー脱窒プロセスを現地の微生物群集を用いて開発する。微生物調査サイトの各種水質データを取得し、微生物群集構造の関係性を明らかにすることで集積培養に適した植種源を明らかにする。密閉型のスポンジ担体リアクターを用いて無曝気・有機物フリー脱窒プロセスを構築し、温室効果ガス排出量およびシステムの有効性の評価を行い、現地に適した処理プロセスを現地の微生物を用いて開発する。
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに、日本においては無曝気かつ有機物添加無し条件で、脱窒を促進させる新しいコンセプトのリアクターの基本的な運転を行い、その知見を元に、スリランカで実際のリアクターを作成し、実験を開始した。実験では、まずはオペレーションを簡単にするために、日本で開発されたサイフォンを用いた方式ではなく、好気条件のスポンジ担体リアクターと嫌気（密閉型）のスポンジ担体リアクターを直列につないだ形式とした。廃水として、大学の廃水処理設備に流入する廃水を用い、同じ施設の活性汚泥を植種として用いて運転を行った。運転の結果、好気条件は想定通りの除去性能を示したが、嫌気条件のリアクターでは想定よりも除去率が低く、今後改善する必要が分かった。現在も運転を継続している。嫌気条件のリアクターの処理性能が想定より低い原因については、日本で同様の実験を室内実験として実施し、数値計算からどの部分の改善が必要か検討を行っている。ベトナムにおいても現地でDNAの前処理と乾燥処理をできる体制を整え、微生物解析を行える体制となった。ベトナムで運転している担体添加型の膜分離活性汚泥法の汚泥の微生物解析を行い、担体を添加したリアクターでは脱窒細菌が増加していることを確認した。また、脱窒能力を向上に鉄などの電子受容体が効果がある可能性がありそれらを添加した場合の効果について検証を行うこととなった。天然ゴム製造工程から排出される排水の窒素除去に適用できるようなアナモックスリアクターに用いる微生物の集積培養実験を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
スリランカに渡航しカウンターパートの研究者と、現地の調査とリアクターの組み立て、実験方法協議を行い実験を開始した。分析方法について現地でできる事と、できない事を整理し分析方法と内容について確認した。オンラインで定期的にミーティングを行い進捗の情報共有を行っている。また、ベトナムにおいてはスポンジ担体リアクターに加えて、処理効率の高い膜分離活性汚泥法についても微生物解析を行うこととし、解析を開始した。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度も引き続き新しいコンセプトのスポンジ担体リアクターを用いて、無曝気かつ有機物添加無し条件で、脱窒性能を調査する。また、日本で検討した改善策を現地に適用しその成果を検証する。現地では亜酸化窒素の分析ができないため、ガスサンプルを日本に持ち帰り分析する方法を検討する。海外で現地調達できる素材でリアクターを構築し実験を行う。微生物解析を実施出来る耐性を整えたため、次年度以降は微生物解析を行う。
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