2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a microbial fuel cell capable of simultaneous removal of organic matter and nitrogen with generating electric power from nitrogenous organic wastewater
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26420528
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
渡邉 智秀 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (60251120)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪田 恵一 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (50707510)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 廃水処理 / 微生物燃料電池 / 硝化脱窒 / エアカソード / バイオリアクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．これまでに得られた結果を踏まえ、事前に電気産生汚泥を保持させたフェルト状カーボンのアノード、事前に硝化細菌生物膜を形成させたエアカソード、粒状グラファイト充填層を電極材として事前に脱窒汚泥を表面に保持させた脱窒バイオカソードおよびアノード－カソード間を隔てる陽イオン交換膜で構成されるハイブリッドカソード型MFCを試作した。模擬含窒素有機性廃水とそれから有機物を除いた模擬廃水をそれぞれアノード槽とカソード槽へ満たした回分試験から、カソード槽における生物学的硝化、それに伴うアンモニウムイオンのアノード槽からカソード槽への陽イオン交換膜を介した迅速な透過およびカソード槽内での生物学的脱窒が継続的に進行することにより、系内の全窒素が除去されることが初めて実証された。
回分操作を繰り返して長期に時間が経過後のカソード槽における硝化速度は、実験開始初期に比べて4倍程度増大した。その一方で、TN減少速度は40％程度低下した。これは、カソード反応や硝化反応で消費されずにカソード槽内に酸素が残留することに起因しており、エアカソードの酸素透過フラックス適正化の必要性が示唆された。
２．ハイブリッドカソード型MFCにおける有機物分解と脱窒の進行に伴い、エアカソード－アノード間および脱窒バイオカソード－アノード間のそれぞれで安定的に発電した。脱窒バイオカソード－アノード間の電力は、TN除去速度の大小とおおむね一致したものの、酸素還元反応の関与も示唆された。
３．本研究の試作装置は硝化速度に比して脱窒速度が十分とは言い難く、単位面積当たりの脱窒能に加えて有効に作用する電極面積の向上を検討する必要性が示唆された。
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Research Products
(8 results)
