| 研究概要 |
これまでにない新たな消化・脱窒同時処理法として,硝化菌および脱窒菌をそれぞれ陽極,陰極となる電極表面に固定した固定化微生物電極で構成するバイオエレクトロ反応器を作製し,通電に伴い水の電解で陽極および陰極より生成する酸素および水素をそれぞれ電子受容体ならびに電子供与体として用いた場合のアンモニア性窒素の硝化と生成硝酸性窒素の脱窒に関する処理の特性と操作条件の影響を実験的に検討した.
固定化微生物電極は,活性汚泥を種汚泥として,所定の硝化菌用培地および脱窒菌用培地にて培養した硝化菌および脱窒菌培養液に電極材を浸漬して作製した.実験は,硝化菌固定化微生物電極を陽極とし脱窒菌固定化微生物電極を陰極として設置したバイオエレクトロ反応器を作製して行った.また,硝化特性を検討するために陽極のみ固定化微生物電極を用いた実験も行った.
硝化特性を検討するための回分実験では,電流密度が0.15mA/cm^2程度まで電流密度の上昇に伴い,硝化速度が上昇し,電解生成酸素を利用してアンモニア性窒素が硝酸性窒素に酸化されることが明らかになった.しかしながら,さらに高電流密度で操作すると,硝化速度の低下も見られ,最適な電流密度条件が存在することが示唆された.陽極に硝化菌固定化微生物電極を用い,陰極に脱窒菌固定化微生物電極で構成した反応装置で行った同時処理回分実験では,通電に伴うアンモニア性窒素および全窒素濃度の経時的な減少とともに,硝酸酸性窒素および亜硝酸製窒素の一時的な蓄積とその後の消失が観察され,本法により,単一槽で,電解生成酸素および水素を利用した硝化脱窒同時処理が可能であることが示された.さらに,系内に有機物水素供与体が存在する場合には,脱窒速度の促進が観察された.今後は,この成果を基に連続処理の特性を操作条件とともに明らかにする.
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