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本提案では、硝化過程でのN2Oの生成抑制と、アナモックス過程で生成するN2Oの回収、無害化という3段階でのガス透過膜の適用を検討し、その効果を評価することを目的とした。一年目は、部分硝化槽へのガス透過膜導入によるN2O削減効果の検証として、無機排水を処理する部分硝化槽にガス透過膜を導入した際のN2Oの放出量を評価するためのリアクターを作成し、どれ程の窒素がN2Oに変換されたか評価し溶存態N2Oの現状を観察した。
それを踏まえて二年目として、溶存態N2Oをガス透過膜を導入した「回収槽」にて回収可能か、回収できる場合その効率等を微生物が存在しない状態で試験した。さらに回収されたN2Oを「無害化槽」にて無害化することを想定し、N2O還元細菌を予め培養して回収したN2Oを脱窒反応によりN2に変換する槽を作成してその実現可能性を評価した。
溶存態N2Oが存在する状態で中空糸ガス透過膜に回収ガスとしてN2ガスを流すと、そのN2ガスに溶存態N2Oがガス態N2Oとして回収出来ることが分かった。また、回収ガスの供給圧力や供給速度により回収率や回収されたガス中のN2O濃度が変化することが明らかとなった。
無害化槽においては、N2O還元細菌の純菌株を前培養したところにN2Oを含むガスを中空糸ガス透過膜経由で流すことでガス中のN2O濃度が有意に減少しN2O還元反応により無害化できていることが確認された。一方で、溶存酸素等が存在する状況ではその除去速度が遅くなる傾向が見られ、無害化槽の溶存酸素濃度の管理が重要であることが示唆された。
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