| 研究課題/領域番号 |
23510108
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山崎 博人 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20300618)
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| 研究分担者 |
竹内 正美 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (30043889)
根來 宗孝 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80258152)
宮越 昭彦 旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (10249724)
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| キーワード | 高濃度アンモニア態窒素 / 固定化細菌 / バイオリアクタ / 亜臨界水熱反応 / 亜硝酸態窒素 / 工業排水処理 / 窒素除去 / 亜硝酸化細菌 |
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| 研究概要 |
[目的]
5,000 ppm以上の高濃度アンモニア態窒素(NH4-N)を含む工業排水を、固定化細菌(群)により酸化してNO2-のみを選択的に生成させる前段の生物処理と、生成したNO2-と未反応NH4+とを触媒の存在下、窒素ガスに変換する後段の水熱処理の併用で、NH4-N含有排水を無害化除去(完全消滅除去)するための新技術の開発が本研究の目的である。
[成果]
前段の亜硝酸化生物反応は、固定化担体の性質によるNH4+の除去速度の向上を期待して、含水ゲル状（KP、KP[F]、クラゲール、BCN）、スポンジ・ペレット状（APG、Quad-Cube、Bio-Tube、コルク）の合計８種にそれぞれ細菌を固定化し、亜硝酸化生物反応を行い、担体の優劣を検討した。含水ゲル状の担体ではKP[F]が最も良好で、NH4-N除去、NO2-N生成速度がそれぞれ-52.4、24.1 ppm/dを示した。そして、スポン ジ・ペレット状の担体では、コルクが最も良好で、NH4-N除去、NO2-N生成速度がそれぞれ-55.8、28.6 ppm/dを示した。
後段の水熱処理は、製作した回分式水熱反応装置を用い、無触媒下で、200°C未満の反応温度での完全分解反応(NH4+ + NO2- → N2 + 2H2O)を検討した。NH4-Nと亜硝酸態窒素(NO2-N)濃度は、前段の生物処理水から得られる濃度を想定し、1500、3000、5000ppmの高濃度で、試薬を用い、等モルに調整して反応を行った。反応温度は200、180、160、140°Cで行った。反応温度が 160~200°Cの場合、NH4-NとNO2-Nの初期濃度にかかわらず総除去率は 90%以上を示した。反応温度が140°Cの場合、初期濃度が 5,000ppmの条件下でのみ、総除去率が90%以上を示した。
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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
研究実績の概要で記載の通り、ほぼ順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
ビーズクラッシャーにより含水ゲル上の固定化細菌(群)からDNAを抽出後、16S-rRNA遺伝子を対象とするPCR-DGGE法、FISH法などの遺伝子工学的手法を経て、菌種特定や生物学的安全面、生育分布、NO2-のみを生成する機構を調べ、その成果を最終年度の次年度に報告したい。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
固定化細菌(群)の含水ゲル上の生育分布を観察するための蛍光蛋白の合成費用、国外にて成果報告するのための出張旅費などとして、適切に使用する。
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