バイオガスを活用した高効率型排水処理リアクターの開発（平成 30年度）
Development of a highly-efficient wastewater treatment reactor using produced biogas

研究概要

本研究では、新規な嫌気性処理リアクターを創造し、連続試験によって処理性能を実証することを目的とする。新規技術は、１相もしくは２相式メタン発酵法に限る従来の概念を脱して、前段（酸生成相/H2S除去/NH3除去槽）と後段（メタン生成相）が上下に半連結した構造により、後段の発生ガスが前段に無動力で供給される仕組みとする。これにより、前段ではストリッピングにより阻害物除去を行い、後段ではメタン生成反応の安定化・高速化を図るものである。本技術は、高濃度の阻害物（アンモニアや硫酸塩）を含有する排水（鉄鋼排水等）の処理の効率化が期待できる。

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、リアクター実験により基礎的知見を得た後、リアクターシステムを構築し、連続運転試験を行うことで処理性能を評価・実証する。具体的には、実験用リアクター部材を独自に設計して、リアクターを用いて水理学的特性や阻害物質の除去効果の検証し、最適なリアクター構造や運転条件の決定に資するデータを取得する。さらに、リアクターシステムを構築し、連続処理試験によって処理性能の評価を行うとともに、阻害物質除去効果の解析を進める。この実験結果により、本提案技術の有効性を示すとともに、実機リアクターへのスケールアップを念頭に置いて、リアクター構造や運転条件の決定に向けたデータの取得を行う。

今年度の研究概要

今年度は、リアクターの性能（メタン発酵と阻害物質除去の両立）を効率的に進めるためには、水とガスの流れを適切に管理することが重要となるため、トレーサー試験によって水理学的特性の解析を行う。また、リアクターにおける阻害物除去効率を最大化するとともに、発生バイオガス量と除去可能な阻害物量の関係を得ることで、本リアクターが許容可能な最大阻害物濃度のデータを得る。さらに、ガス供給の有無によるVFA転換率などの酸生成効率に関する評価を進める。