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2012 年度 実績報告書

革新的な無曝気・超省エネ型の好気性廃水処理バイオリアクターの開発と適用性拡大

研究課題

研究課題/領域番号 23246095
研究機関東北大学

研究代表者

原田 秀樹  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70134971)

研究分担者 上村 繁樹  木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (60300539)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードバイオリアクター / 無曝気 / 省エネルギー / 下水処理
研究概要

硝化プロセスDHS と脱窒プロセスUSB を組み合わせ、浸出水の生物処理に適用することで、低コストで維持管理の容易なシステムを開発する。DHS 型硝化プロセスとUSB 型脱窒プロセスを繋げたシステムで連続実験を実施した。埋立地浸出水には、100-200 mg NH4-N/Lのアンモニアと20,000 mg Cl-/L程度の無機塩類が含まれている。DHSリアクターによる硝化は、アルカリ度をコントロールすることで高い硝化率を達成することが出来た。USBリアクターによる脱窒は、有機物不足により進行しなかったためメタノールを添加することで解決した。アルカリ度および有機源を供給しなければならないが、DHS-USBシステムによる硝化-脱窒プロセスを確立することが出来た。また、浸出水処理汚泥のクローン解析を行い、微生物群集構造を解析している。
バイオガス中の硫化水素を微生物により脱硫させるために、硫化水素の酸化程度をコントロールする方法について検討を行った。硫化水素を酸化させると硫酸になってしまい、リアクターの酸腐食を起こすため、酸素濃度をコントロールし、酸化をS0の状態でストップさせるための条件について検討し、酸素濃度を低濃度にコントロールすることで硫化水素除去と硫黄(S0)までの反応に制御できた。
また、処理水中のリンを回収するために、DHSリアクターの後段にSBRを設け、そこで脱窒と共にリン回収を行うプロセスの開発を行った。脱窒性ポリリン酸蓄積細菌を含めた微生物群集構造解析も行った。

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

排水処理プロセスの開発およびその処理メカニズム解明のための準備も順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

DHS技術の適用性拡大のため、プロセスパフォーマンスの向上やプロセス開発を行っていく。また、メカニズム解明に関する実験も継続して行っていく。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 高専間と産官学の連携による新規排水処理技術'DHS'の開発2012

    • 著者名/発表者名
      大久保努,山田真義,角野晴彦,多川正,山内正仁,山崎慎一,上村繁樹,荒木信夫
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 41 (11) ページ: 39-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of salinity on nitrite accumulation in a DHS reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Natori, T., Takemura, Y., Harada, H., Abe, K., Ohashi, A., Kimura, M., Yamaguchi, T., Okubo, T. and Uemura, S.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Technology and Biotechnology

      巻: 87 ページ: 1466-1472

    • DOI

      10.1002/jctb.3770

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enrichment of anammox bacteria from mudflat sediments collected in Tokyo Bay2012

    • 著者名/発表者名
      Uemura, S., Ikeda, N., Natori, T., Okubo, T., Yamaguchi, T., Kimura, M. Iguchi, A. and Harada, H.
    • 雑誌名

      African Journal of Microbiology Research

      巻: 6 (16) ページ: 3778-3782

    • DOI

      10.5897/AJMR12.373

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long term evaluation of the effect of salinity on organic removal and ammonium oxidation in a down-flow hanging sponge reactor2012

    • 著者名/発表者名
      Uemura, S., Kimura, M., Yamaguchi, T., Ohashi, A., Takemura, Y. and Harada, H.
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research

      巻: 6 (2) ページ: 361-366

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct treatment of settled sewage by DHS reactors with different size sponge support media2012

    • 著者名/発表者名
      Uemura, S., Suzuki, S., Maruyama, Y., Ohashi, A., Yamaguchi, T. and Harada, H.
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research

      巻: 6 (1) ページ: 25-32

    • 査読あり
  • [学会発表] DHSリアクタを利用した亜硝酸生成プロセスにおける塩分とHRTの影響

    • 著者名/発表者名
      松林未理,名取哲平,西郡祐輝,大久保努,上村繁樹,竹村泰幸,原田秀樹,阿部憲一,大橋晶良
    • 学会等名
      第67回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
  • [学会発表] 処理水循環を伴ったDHSリアクターにおけるアンモニア性窒素とフェノールの同時除去

    • 著者名/発表者名
      池田直生,松林未理,大久保努,上村繁樹,青木仁孝,山口隆司,名取哲平,原田秀樹
    • 学会等名
      第67回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
  • [学会発表] UASB-DHS-A2SBRシステムによる都市下水の高度処理特性評価

    • 著者名/発表者名
      大槻洸太,出濱和弥,幡本将史,山口隆司,上村繁樹,大久保努,高橋優信,久保田健吾,原田秀樹,多川正
    • 学会等名
      第47回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      大阪工業大学
  • [学会発表] 嫌気・無酸素回分式リアクターでの窒素・リン同時除去に関与する微生物群集解析

    • 著者名/発表者名
      出濱和弥,幡本将史,山口隆司,多川正,高橋優信,原田秀樹,大久保努,上村繁樹
    • 学会等名
      第47回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      大阪工業大学
  • [学会発表] UASB+DHSおよび嫌気・無酸素回分式リアクターを用いた都市下水からの窒素除去およびリン回収

    • 著者名/発表者名
      坂本健一,幡本将史,山口隆司 木更津高専 大久保努,上村繁樹,荒木信夫,山崎慎一,高橋優信,久保田健吾,原田秀樹
    • 学会等名
      第47回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      大阪工業大学
  • [学会発表] DHSリアクターのスポンジ担体における水理学的および酸素移動特性

    • 著者名/発表者名
      山田尊貴,池田直生,奈良本朱音,稲葉貴信,大久保努,上村繁樹,原田秀樹
    • 学会等名
      土木学会第40回関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      宇都宮大学
  • [学会発表] DHSリアクターのスポンジ担体における汚泥の増殖特性

    • 著者名/発表者名
      上野克典,奈良本朱音,池田直 生,山田尊貴,大久保努,上村繁樹
    • 学会等名
      土木学会第40回関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      宇都宮大学

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公開日: 2015-05-28  

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