课题基金 / 基金详情

Integrating AnDMBR and Membrane-enhanced Anammox for Wastewater Treatment and Bioenergy Recovery

Integrating AnDMBR and Membrane-enhanced Anammox for Wastewater Treatment and Bioenergy Recovery
集成 AnDMBR 和膜增强厌氧氨氧化用于废水处理和生物能源回收
批准号：
19F19745
负责人：
李 玉友
金额：
$1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19745/
关键词：
下水処理システム嫌気性膜分離法メタン発酵バイオガスアナッモクス法窒素除去動態膜脱炭素MBR省エネルギー

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
本研究の目的は省エネルギーと低炭素化に対応する都市排水の革新的処理システムを開発しようとするものである。都市排水に含まれるバイオマスからの効率的メタン生成とアンモニアの低炭素型高度処理を同時に実現するために、嫌気性動態MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットと膜促進型一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットを含む新規ハイブリッドシステムを開発する。具体的には(1)要素技術である嫌気性動態MBRによるメタン生成の基本的性能の研究、(2)膜促進型一槽式アナモックスを用いた嫌気性処理ろ液の高度処理、(3) 新規融合プロセスの長期連続実験による性能確認および微生物群集構造解析、(4) システム評価と設計最適化の研究の課題に取り組む。令和３年度の研究は嫌気性動態MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットと膜促進型一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットを含む新規ハイブリッドシステムについて令和元年度と２年度の実験データを総合的に解析して、物質収支とエネルギー収支を解析したとともに、各ユニットの機能性微生物の構成とそれぞれの活性を把握した。前段の嫌気性動態膜MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットにより浮遊固形物と溶解性有機物を効率よくメタンガスに変換し、処理水質のCOD除去率とBOD除去率はそれぞれ85%以上と90％以上を達成できた。また一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットにより処理水の窒素濃度が10mg/L以下になることができた。また同システムを適用することで、余剰汚泥の発生量を大きく削減できることが分かった。その成果を総括して学術論文として４本投稿した。
英文摘要
本研究の目的は省エネルギーと低炭素化に対応する都市排水の革新的処理システムを開発しようとするものである。都市排水に含まれるバイオマスからの効率的メタン生成とアンモニアの低炭素型高度処理を同時に実現するために、嫌気性動態MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットと膜促進型一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットを含む新規ハイブリッドシステムを開発する。具体的には(1)要素技術である嫌気性動態MBRによるメタン生成の基本的性能の研究、(2)膜促進型一槽式アナモックスを用いた嫌気性処理ろ液の高度処理、(3) 新規融合プロセスの長期連続実験による性能確認および微生物群集構造解析、(4) システム評価と設計最適化の研究の課題に取り組む。令和３年度の研究は嫌気性動態MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットと膜促進型一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットを含む新規ハイブリッドシステムについて令和元年度と２年度の実験データを総合的に解析して、物質収支とエネルギー収支を解析したとともに、各ユニットの機能性微生物の構成とそれぞれの活性を把握した。前段の嫌気性動態膜MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットにより浮遊固形物と溶解性有機物を効率よくメタンガスに変換し、処理水質のCOD除去率とBOD除去率はそれぞれ85%以上と90％以上を達成できた。また一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットにより処理水の窒素濃度が10mg/L以下になることができた。また同システムを適用することで、余剰汚泥の発生量を大きく削減できることが分かった。その成果を総括して学術論文として４本投稿した。
期刊论文(10)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
A review of anaerobic membrane bioreactors for municipal wastewater treatment with a focus on multicomponent biogas and membrane fouling control
DOI： 10.1039/d0ew00528b
发表时间： 2020-10
期刊：
影响因子： --
作者： [Yisong Hu;Yisong Hu;H. Cheng;Jiayuan Ji;Y. Li]
通讯作者： Yisong Hu;Yisong Hu;H. Cheng;Jiayuan Ji;Y. Li
Recent developments of anaerobic membrane bioreactors for municipal wastewater treatment and bioenergy recovery: Focusing on novel configurations and energy balance analysis
DOI： 10.1016/j.jclepro.2022.131856
发表时间： 2022-04
期刊： Journal of Cleaner Production
影响因子： 11.1
作者： [Yisong Hu;Xuli Cai;Yi Xue;Runda Du;Jiayuan Ji;Rong-zhong Chen;D. Sano;Yuyou Li]
通讯作者： Yisong Hu;Xuli Cai;Yi Xue;Runda Du;Jiayuan Ji;Rong-zhong Chen;D. Sano;Yuyou Li
Application of two anaerobic membrane bioreactors with different pore size membranes for municipal wastewater treatment
DOI： 10.1016/j.scitotenv.2020.140903
发表时间： 2020-11-25
期刊： SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
影响因子： 9.8
作者： [Ji, Jiayuan, Sakuma, Satoshi, Li, Yu-You]
通讯作者： Li, Yu-You
A review on anaerobic membrane bioreactors for enhanced valorization of urban organic wastes: Achievements, limitations, energy balance and future perspectives
用于增强城市有机废物价值的厌氧膜生物反应器综述：成就、局限性、能量平衡和未来前景
DOI： 10.1016/j.scitotenv.2022.153284
发表时间： 2022
期刊： Science of the Total Environment
影响因子： 9.8
作者： [(4)Yisong Hu, Xuli Cai, Runda Du, Yuan Yang, Chao Rong, Yu Qin, Yu-You Li]
通讯作者： Yu-You Li
共 7 条
    省エネ・脱炭素型新規生活排水処理システムの研究
    • 批准号：
      24KF0008
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.54万
    • 财政年份：
      2024
    • 负责人：
      李 玉友
    • 依托单位：
      Tohoku University
    嫌気性MBRと二段アナモックス法を用いた有機性廃棄物の処理とエネルギー回収
    • 批准号：
      22KF0037
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2023
    • 负责人：
      李 玉友
    • 依托单位：
      Tohoku University
    創エネ低炭素型下水処理変革のための高度処理プロセスの開発
    • 批准号：
      22KF0031
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2023
    • 负责人：
      李 玉友
    • 依托单位：
      Tohoku University
    脱炭素化に向けた創エネ・リン資源回収型下水高度処理システムの開発
    • 批准号：
      22H00566
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $27.12万
    • 财政年份：
      2022
    • 负责人：
      李 玉友
    • 依托单位：
      Tohoku University
    海外基金