導電性DHSによるアンモニア排水の窒素除去能促進（令和 8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。

現在実施している、導電性物質を封入した異なるサイズのウレタンスポンジを充填した上向流リアクターによる窒素除去試験を継続する。処理性能が安定した後、同リアクターで馴養した細菌が付着したスポンジをそのまま用い、実験2として、異なるサイズの導電性スポンジ担体が下向流懸垂型スポンジ状担体（DHS）の窒素除去性能へ与える影響を評価する。
DHS担体内の無酸素相の容積は担体サイズに依存し、担体サイズが小さい場合には有機物除去やアンモニア硝化が、大きい場合にはAnammox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スポンジを用いたDHSシステムにより人工廃水を処理し、有機物・窒素除去性能および担体サイズの影響を評価する。1.0 Lカラムリアクターへ異なるサイズのスポンジを充填し、窒素除去速度を比較評価する。