| 研究課題/領域番号 |
25289168
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
西村 文武 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60283636)
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| 研究分担者 |
水野 忠雄 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (00422981)
日高 平 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30346093)
津野 洋 大阪産業大学, 人間環境学部, 教授 (40026315)
高部 祐剛 国立研究開発法人土木研究所, その他部局等, 研究員 (70625798)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 高温 / 微生物反応器 / 有機酸発酵 / 嫌気性アンモニア酸化 / エネルギー回収 |
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| 研究実績の概要 |
熱の形態でエネルギーを生物反応器へ有効活用する可能性について、検討した。具体的には、窒素除去として着目されている嫌気性アンモニア酸化反応(anammox)、有機物の質変換(メタン発酵、有機酸発酵)による資源回収への熱利用の可能性について、高温生物反応器の運転操作への適用を試みた。
まず、窒素除去に関しては、嫌気性アンモニア酸化反応におよぼす温度の影響を、処理効率(処理速度)や副次的反応として懸念される温暖化ガスである亜酸化窒素(N2O)の発生特性に着目して、ラボスケールの反応器の運転を行い検討した。55℃で運転した系では、微生物叢の維持が困難であり、反応器としては長期的な操作が成立しないことが分かったが、45℃では反応は認められ、35℃条件では最も処理効率が高くなることが示された。比較対照として、25℃、15℃条件における反応特性についても観察したが、35℃での反応効率が最も高くなることが示された。一方亜酸化窒素生成特性については、45℃条件での発生効率や発生量が最も高くなることが示された。適度な温度制御は反応の効率化が図れる一方で、副次的反応を生じさせる条件についても適切に把握して、処理全体の活用効率を上げる操作が求められることが示された。有機物の質変換への適用としての生物反応器への熱利用についても検討し、ラボスケールでの実験を行った。発酵生成物やでんぷんの糖化効率が異なる系で、微生物群集が大きく異なることを明らかにした。
エネルギー形態としては質が高くない熱を生物反応に適用する場合を想定して、その影響を反応器の運転を通じて実施した。反応効率を高めうる一方で、副次的な反応が生じやすい場合となることが明らかになった。目的とする主反応の効率化と、副次的反応の発生リスクの低減化を図る操作が求められ、その基礎的な情報として、これらの研究が活用できると考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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