| 研究課題/領域番号 |
25289173
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 研究機関 | 高知大学 |
|---|
研究代表者 |
藤原 拓 高知大学, 自然科学系, 教授 (10314981)
|
|---|
| 研究分担者 |
筒井 裕文 高知大学, 自然科学系, 研究員 (70620649)
西村 文武 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60283636)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | 用排水システム / 実下水処理施設 / 亜酸化窒素 / 生成機構 / 排出動態 / 対策手法 |
|---|
| 研究概要 |
N2Oの生成・消失に係る機能遺伝子として窒素循環に係る微生物群の定量解析条件の最適化を行い、試料の洗浄の必要性を明らかとするとともに、解析条件の最適化を行った。また、N2Oの安定同位体比分析手法の文献調査を終えた。これらを踏まえて、同一の流入下水を3種類の処理方式（2ステップ嫌気好気活性汚泥法、嫌気好気活性汚泥法、および凝集剤添加型3ステップ嫌気好気活性汚泥法）で並列処理している実下水処理施設を対象として、処理方式によるN2Oの生成機構・排出動態の比較・評価を行うことを目的とした定期調査を平成26年1月から月に1回の頻度で開始した。各処理方式の流入水、最初沈殿池流出水、好気・嫌気反応槽、最終沈殿池流出水、返送汚泥を対象とした有機物、窒素成分を調査するとともに、各槽上部のガス態N2O濃度および流入水と最終沈殿池流出水の溶存態N2O濃度を調査することにより、水質およびN2Oの時間、および空間分布を評価した。その結果、調査日、調査時間によってオフガス中のN2O濃度が変動することが明らかとなった。また、嫌気好気活性汚泥法の好気槽からのオフガスにおいて高い値が検出される傾向が見られた。一方、いずれの調査日、調査時間においても、最終沈殿池越流水中の溶存態N2O濃度は安定して低く、この傾向は凝集剤添加型3ステップ嫌気好気活性汚泥法で顕著であり、その値は流入水より低いことが示された。平成26年3月には各季節に１回の通日調査を行い、ガス態N2Oの日間変動に関するデータを得た。
|
| 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
窒素循環に係る微生物群の解析条件の最適化を完了するとともに、N2Oの安定同位体比分析手法の文献調査を終えた。これらを踏まえて、３種類の処理方式を対象とした1か月に1回の定期調査を平成26年１月から開始し、現在も継続中である。また、3月には各季節に１回の通日調査を行い、ガス態N2Oの日間変動に関するデータを得た。数理モデルの構築に関しては、3次元熱流体解析(CFD)ソフトを活用した流動モデルの作成を開始するとともに、N2Oの生成・消失反応を組み込んだ数理モデルの基本構造の構築を行った。以上より、研究は概ね順調に進捗していると判断した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成25年度に引き続き、高須浄化センターにおいて1か月に1回の定期調査と通日調査を実施する。1年間の定期調査と合計4回の通日調査の結果に基づき、各処理方式のN2O排出係数を比較・評価するとともに、N2O排出量の年間・日間変動を明らかにする。
3種類の処理方式における調査結果を比較・評価した結果、最もN2O排出量の多い処理方式を対象として、N2Oの生成・消失機構とその影響因子の解明を目的とした調査を、平成26年度後半より1年間実施する。本調査では、高頻度の定期調査および各季節に1回の通日調査を実施し、N2O排出動態をより詳細に明らかにするとともに、排出係数の精緻化を進める。さらに、溶存態N2Oに対して安定同位体比分析を適用することで、生成経路の解析と年間での変遷を解析する。また、反応槽より活性汚泥を採取し、分子生物学的手法によりN2O生成・消失に係る各機能遺伝子を有する細菌数やその活性の年間変動を明らかにする。
数理モデルの構築に関しては、平成25年度に構築したモデルの基本構造を踏まえて、平成26年度は高須浄化センターでの調査から明らかになった主要なN2O生成・消失機構とその影響因子を表現しうるモデル構造に修正する。さらに、調査結果を用いてモデルパラメーターの調整および検証を行う。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
購入を予定していた燃焼ガス計測装置（735,000円）について現存品を活用できることになり、購入不要となったため相当金額が次年度使用額となった。
研究員雇用の人件費として使用し、研究を加速したい。
|
