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廃棄物系バイオマスのバイオエネルギー生産システムの革新と効率化

废弃生物质生物能源生产系统的创新与效率

基本信息

批准号：
18F18124
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

バイオマスの水素発酵またはメタン発酵によってバイオ燃料を生産できることが知られ、世界的に注目されている。本研究の目的は、水素発酵とメタン発酵を組合せて発酵液循環による無加水発酵、可溶化促進およびアナッモクス後処理などの新しい工夫により、地域で発生するバイオマスの統合的エネルギー化システムを構築しようとしたものである。具体的には次の研究項目に取り込むこととした：(1)水素・メタン循環二段発酵技術の融合最適化、(2)熱処理による消化残渣可溶化促進の最適化、(3)担体添加型一槽式Anammoxを用いた廃棄物消化液の高度処理、(4)地域バイオマスのエネルギー化センターの効率化およびLCA, LCA手法を用いたシステム評価。最終的には。低環境負荷でバイオエネルギー回収を実現する革新的廃棄物系バイオマスの燃料化システムおよびその評価手法を開発することである。平成30年度は主に都市ごみを対象とした水素・メタン循環二段発酵技術の融合最適化について実験的検討を行った。具体的には、循環式二相消化プロセスを組み立て、生ごみと廃紙を実験原料として用いて温度、容積負荷と循環率などを変化させて連続実験を行うことで、水素・メタン生成工程の状況変動を把握した。運転条件の最適化より得られた先端発酵システムは水素・メタン生成機能を備え、性状変動範囲が広く多種類の廃棄物に対して安定した水素とメタンのバイオ燃料生成状況が得られた。なお、分子生物学手法を用いてこの先端発酵システムにおける微生物群集構造と生化学反応との相互関係を解明した。本研究により、都市廃棄物の減量化を実現する同時に水素・メタンを連続的に生産できる先端システムを開発し、未来の循環型社会と低炭素/水素社会の構築に大きく寄与できるものである。

The water element is produced in the process of fermentation, and the world's attention is paid to it. The purpose of this study is to construct a comprehensive system of fermentation and solubilization without water in the process of fermentation and solubilization, post-treatment and post-treatment. Specific research projects include: (1) optimization of the integration of two-stage fermentation technology in the water-nutrient cycle,(2) optimization of solubilization promotion of digestive residues during heat treatment,(3) high-level treatment of waste digestive juice using a carrier-added one-tank Anammox,(4) efficiency improvement of regional bioconversion facilities and LCA, and a review of the use of LCA methods. The final answer. The development of innovative waste systems for low environmental loads and recycling In 2010, the city's main focus was on the optimization of the integration of two-stage fermentation technology. The specific cycle of two-phase digestion is to set up, produce and use raw materials, temperature, capacity, load and cycle rate, and to control the state of water element production engineering. The optimization of operation conditions can be achieved by optimizing the performance of water elements and fuel generation functions. To clarify the relationship between microbial community structure and biochemical reactions by molecular biological methods This study aims at the realization of urban waste reduction and the development of future recycling society and the construction of low carbon/water element society.