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バイオガスによる阻害物除去が可能な新規嫌気処理リアクターの開発(平成 30年度)
Development of novel anaerobic treatment reactor for removing inhibitor by biogas

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1820CD003
開始/終了年度
2018~2020年
キーワード(日本語)
メタン発酵,阻害物,ガスストリッピング,バイオガス,リアクター
キーワード(英語)
Methane fermentation,inhibitor,gas stripping,biogas,reactor

研究概要

現在、有機性廃水や廃棄物処理には、省・創エネルギー型の環境技術である嫌気性処理法が広く普及している。しかし、嫌気性処理法の欠点は、好気性処理に比べて処理性能が不安定なことである。そこで本研究では、高効率・高安定型リアクターの開発を目指して、新規リアクターシステムを提案する。本技術のコンセプトは、廃水の嫌気分解で生成するバイオガスを、廃水に含有する阻害物除去に循環利用することで、処理性能の安定化・高速化を図るものである。本研究期間では、ラボスケールリアクターの回分試験や連続試験における水質やガス分析を行うとともに、物質収支、混合特性、接触効率などを反応速度論や移動現象論に基づいて解析することで、リアクターの実用化を見据えた処理性能や適用性の向上を行う。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

 本研究では、以下のステップで研究を進めていく予定である。
1)リアクターの混合特性や気液の接触効率の解析:トレーサー試験によるリアクターシステムの混合特性の把握を行うことで、ガスストリッピングの効率化を目指したリアクター構造の洗練を行う。
2)バイオガスによる阻害物除去能の把握:水深、pH、温度等の基礎的な要因がガスストリッピング効率に与える影響を定量的に評価する。
3)阻害物質の除去によるメタン発酵プロセスの安定化・効率化の評価:阻害物除去によるメタン生成反応への影響評価のため、回分試験もしくは文献調査によって、阻害物濃度とメタン生成活性の関係を調べる。
4)バイオガスによる阻害物除去能の把握:リアクター(実験系・対照系)に人工廃水を供給した連続運転により性能比較を行う。
5)バイオガスによる阻害物除去能の把握:本研究期間内においては、本リアクターを設計・作製して連続運転性能を行うとともに、本リアクターの処理性能に及ぼす各因子の影響を把握し、阻害物除去と処理性能の効率に関する最適解を求める。

今年度の研究概要

 本年度は、以下の研究を行う予定である。
1)リアクターの混合特性や気液の接触効率の解析:トレーサー試験によるリアクターシステムの混合特性の把握を行うことで、ガスストリッピングの効率化を目指したリアクター構造の洗練を行う。
2)バイオガスによる阻害物除去能の把握:水深、pH、温度等の基礎的な要因がガスストリッピング効率に与える影響を定量的に評価する。
3)阻害物質の除去によるメタン発酵プロセスの安定化・効率化の評価:阻害物除去によるメタン生成反応への影響評価のため、回分試験もしくは文献調査によって、阻害物濃度とメタン生成活性の関係を調べる。

課題代表者

小野寺 崇

  • 地域環境研究センター
    環境技術システム研究室
  • 主任研究員
  • 博士(工学)
  • 土木工学,生物工学
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