成果報告書詳細
管理番号20130000001083
タイトル平成24年度成果報告書 平成24年度採択先導的産業技術創出事業 11B13001d 窒素除去・温室効果ガス発生削減に寄与する細菌群の選択培養技術をコアとする低コスト・省エネ型排水処理プロセスの構築 平成24年度中間
公開日2014/1/22
報告書年度2012 - 2012
委託先名国立大学法人東京農工大学寺田昭彦
プロジェクト番号P00041
部署名技術開発推進部
和文要約3ASを模倣した半回分式反応槽(SBR)において人工排水の亜硝酸化を長期間にわたって90%以上に保つことが出来た。また、SBRで集積されたAOBの優占種はNitrosomonas属に帰属する新規な種であり、同じ負荷で通常運転をした連続式反応槽(CSTR)で集積されたNitrosomonas属で優占された活性汚泥よりもアンモニア酸化速度が高く、かつN2O生成能が最大で80%の削減が示された。次に、本技術を半導体製造工場の洗浄工程から排出される高濃度アンモニア含有排水を除去可能なプロセス構築を行った。実排水においても本技術で集積したアンモニア酸化細菌により高い硝化活性が維持され、アンモニア除去速度0.99 kg-N/m3/dayを達成し、かつ亜硝酸化を90%以上達成することが可能になった。安定同位体15Nを用いた手法により、アンモニアを亜硝酸に蓄積させる低コスト・省エネ型排水処理におけるN2Oの生成メカニズムを定量的に初めて明らかにした。これにより、アンモニア酸化の中間生成物であるヒドロキシルアミンが亜硝酸と反応することでN2Oが形成される経路を初めて示すとともに、N2O生成メカニズムの特定方法を確立した。
英文要約A sequencing batch reactor (SBR), mimicking an alternating aeration activated sludge (3AS) system, was operated to oxidize ammonia into nitrite with limited oxygen, resulting in nitritation efficiency of 90% with long-term stability. Predominant ammonia oxidizing bacteria (AOB) from an SBR were affiliated with uncultured species in the genera of the halophilic and halotolerant Nitrosomonas, having a higher ammonia oxidizing activity with lower nitrous oxide (N2O) production by, at maximum, 80% than the one enriched from a continuous stirred tank reactor.
This technology to enrich such beneficial AOB was applied for treatment of high concentration of ammonia discharged from a semiconductor producing process. By using this technology, a volumetric ammonia removal rate of 0.99 kg-N/m3/day was achieved with high efficiency of nitrite accumulation (90%).
Use of 15N stable isotope allowed for elucidation of N2O production pathways from a partial nitrifying bioreactor for the first time. It was concluded that a dominant pathway of N2O production was the hybrid pathway by biologically coupling hydroxylamine, an intermediate of ammonia oxidation, with nitrite. To this end, a methodology to identify N2O source has been developed.
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