導電性DHSによるアンモニア排水の窒素除去能促進（令和 7年度）

Enhancement of nitrogen removal from ammonia-containing wastewater using conductive DHS

下向流懸垂型スポンジ状担体（DHS）とよばれる排水処理法は、安価かつ省エネルギーで運転可能であり、下水やUASB排水などの低濃度有機性廃水処理に利用されている。DHSは有機物処理に効果的である一方、混在するアンモニウム態窒素の除去能は比較的低く、処理効率の向上が求められている。近年、アンモニアを直接窒素ガスに変えるアナモックス細菌の増殖が導電性担体の使用によって促進されたと報告された。そこで本申請研究では、DHSにおける窒素除去性能の向上を目指し、導電性のスポンジ担体によるDHSリアクターを構築し、アナモックス反応の促進ならびにアンモニウム含有廃水の窒素除去効率向上を目指す。

• 主たるもの：応用科学研究
• 従たるもの：

本申請研究ではDHSによる廃水のアナモックス型窒素除去の達成を目指す。
実験１：導電性スポンジ担体によるアナモックス細菌の集積培養および反応促進効果の検証
ウレタンスポンジに、何も添加しない系、導電性物質を添加する系（導電性担体）の2条件を設ける。これらを充填した反応槽でアナモックス細菌を集積培養し窒素除去速度を比較することで、導電性担体によるアナモックス促進効果を評価する。
実験２：異なるサイズの導電性スポンジ担体がDHSの窒素除去性能に与える影響評価
DHS担体の無酸素相の容積は、担体サイズに依存する。担体サイズが小さい場合には有機物除去やアンモニアの硝化が、大きい場合にはアナモックスによる窒素除去が促進されると考えられる。そのため、異なるサイズの導電性担体を用いたDHSシステムにて人工廃水を処理し、有機物・窒素除去能および担体サイズの影響を評価する。

実験１：導電性スポンジ担体によるアナモックス細菌の集積培養および反応促進効果の検証を引き続き行う。昨年度に実施した導電性スポンジ担体によるAnammox細菌の反応促進効果の検証では、Anammox汚泥に導電性スポンジを入れることで、窒素除去効率を向上させることができた。しかしながら、活性炭を添加した系列では、担体を添加しない対象区と大差のない結果が示されたため、窒素除去効率の向上に担体の導電性の寄与が小さいことが懸念された。この理由の一つに、試験期間が短く、導電性担体に微生物が十分に馴養しなかった可能性が考えられる。そこで本年度は、ウレタンスポンジに、何も添加しない系、導電性物質を添加する系（導電性担体）の2条件を設け、これらを充填した反応槽でアナモックス細菌を長期培養し窒素除去速度を比較することで、導電性担体によるアナモックス促進効果を評価する。種汚泥はアナモックス反応槽の汚泥、基質はアンモニアおよび亜硝酸を含む人工培地とする。