| 研究課題/領域番号 |
25289174
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 長岡工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
荒木 信夫 長岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30193072)
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| 研究分担者 |
山口 隆司 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (10280447)
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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 | 都市下水処理 / 嫌気性処理法 / 原生動物 / メタン生成 |
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| 研究概要 |
都市下水処理UASB槽における原生動物の役割を明らかにするため、原生動物を共存させた汚泥系(共存系)と抗生物質によって原生動物を死滅させた汚泥系(死滅系)の2系列を作成し、ラボスケールUASBリアクターの運転を行った。基質はスクリーン通過後の都市下水を用い、水理学的滞留時間を10時間から段階的に1時間まで短縮して負荷を上昇させた。共存系ではCaenomorpha属、Metopus属の2種の原生動物が数千cell/mLレベルで優占した。運転期間中の溶解性COD除去率は、共存系では62±11%、死滅系では60±16%と安定しており、都市下水の嫌気性処理としては良好な性能を維持した。共存系では死滅系よりもメタン生成量が増加していた。下水には硫酸塩が含まれるので嫌気性代謝の中間生成物の水素は硫酸還元菌に利用される。一方、原生動物内にはメタン生成古細菌が共生しており、この古細菌がメタン生成に寄与したことが原因である。しかし、COD除去率、保持汚泥量には大きな違いが見られなかった。しかし、死滅系の保持汚泥は浮上し流出する現象が発生したことから原生動物の共存が汚泥の沈降性に良い影響を及ぼしていることが示唆された。運転171日後の保持汚泥に対して16S rRNA遺伝子配列に基づき微生物群集構造解析を行った。原核生物の系統学的多様性は共存系の方が高く、 特に嫌気性共生細菌の割合が増加していた。
また、パイロットプラントの処理性能と原生動物の解析を実施したが、装置上のトラブルによって原生動物の培養が不安定であった。パイロットプラントでの原生動物の培養には基質の連続供給が重要な因子であることが判明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究は、長岡市下水処理場に設置したパイロットプラントと実験室内のラボスケール装置で実施している。ラボスケール実験は計画どおりに実施できたが、パイロットプラント実験で装置内の汚泥が抜け出る等の事故が発生し、運転を再開したが約4ヶ月間に渡って原生動物がほとんど出現しなくなり当初の研究計画の実施が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
パイロットプラント実験の遅れを取り戻すべく研究を実施しており、26年度には計画通りに研究を進展することができる。1000L容積のパイロットプラントの運転が困難な場合は10L容積のミニリアクターを処理場サイトに設置し、UASBの処理性能と原生動物の関係を明らかにする予定である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
長岡市下水処理状の設置したパイロットプラント実験で装置内の汚泥が抜け出る等の事故が発生し、運転を再開したが約4ヶ月間に渡って原生動物がほとんど出現しなくなり当初の研究計画の実施が遅れた。パイロットプラントの処理性能を解析するための分析試薬が支出できなかった。
すでに処理性能を評価する実験は再開しており、水質分析試薬として使用する計画である。
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