遮光ゲル担体を用いた微細藻類-硝化菌共存系による新規窒素除去プロセスの開発

利用遮光凝胶载体的微藻-硝化细菌共存系统开发新的脱氮工艺

基本信息

批准号：
21J14564
负责人：
西健斗
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Soka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

曝気を用いない低コストな「微細藻類-硝化菌共存系」を光強度の高い環境下に応用するため、光耐性の弱い硝化菌のみを遮光ゲル担体に固定化し、それを微細藻類-硝化菌共存系に用いた新規窒素除去プロセスの開発を行った。本年度は、異なるバイオマス比による微細藻類-硝化菌共存系の半連続実験を実施した。微細藻類としてChlorella sorokiniana、硝化菌として耐久性を有するポリビニルアルコール・アルギン酸複合（PVA-SA）ゲルで硝化菌を固定化した遮光ゲル担体をバイオマス比（微細藻類：硝化菌）10:0、7:3、5:5、3:7、1:9、0:10の6条件となるように調節し、増殖速度の速い微細藻類を24時間おきに濾過することで任意のバイオマス比となるよう調節した。アンモニア負荷速度は100-500 mg-N/L/dの範囲でPhase 1-3において段階的に増加させ、Phase 4では再度Phase 1の低負荷に戻すことで、高負荷耐性および性能回復について評価を行った。その結果、Phase 1-2ではバイオマス比による影響はほとんど確認されなかったものの、高負荷条件であるPhase 3において、7:3のような微細藻類割合が高いバイオマス比では、高いpH阻害によりアンモニア除去性能が低下した。結果として、Phase 3で最も高いアンモニア除去性能である113 mg-N/L/dを示したバイオマス比は1:9であった。さらに、1:9ではリアクター内の高い光透過性による光合成効率の向上により、2.6 g-dryの最も高いバイオマス回収量を得ることができた。本研究により、微細藻類と硝化菌固定化遮光ゲル担体の簡便な分離方法を用いて、新しいバイオマス比制御可能な微細藻類-硝化菌共存系プロセスを考案し、その高いアンモニア除去性能および微細藻類回収量を示す最適なバイオマス比が1:9であることを明らかにした。

为了应用低成本的“微藻核菌共存系统”，该系统在具有高光强度的环境中不使用曝气，只有硝化细菌具有弱光抗性的硝化细菌，在光屏蔽的凝胶载体上固定在光屏蔽的凝胶载体上，并使用了新的氮气移动过程，并在Microcoegae-Nitia inia inia coe coe中开发了新的硝化凝胶过程。今年，使用不同的生物量比率进行的微藻硝化细菌进行了半顺序实验。 A light-shielding gel carrier with nitrifying bacteria immobilized on a Chlorella sorokiniana as a microalgae and a durable polyvinyl alcohol-alginic acid complex (PVA-SA) gel as a nitrifying bacteria was adjusted to six conditions: biomass ratio (microalgae: nitrifying bacteria): 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, 1：9和0:10，每24小时过滤具有高生长速率的微藻以达到任意生物量比。在100-500 mg-n/l/d的范围内，在阶段1-3中，氨负荷速率逐步提高，并且第4阶段再次恢复为第1阶段的低负载，并评估了高负载耐受性和性能恢复。结果，尽管在第1-2阶段证实了生物质比的影响很小，但由于生物质比的pH抑制很高，氨的去除性能降低了，生物质比的高度微藻比，例如7：3，在3阶段，这是高负载条件。结果，生物量比为1：9，在3，113 mg-n/l/d中显示出最高的氨去除性能。此外，在1：9时，由于反应器内部的光合作用效率提高，因此达到了2.6 g干的最高生物质回收量。这项研究设计了一种新型的微藻硝化细菌共存系统过程，该过程可以使用简单的微藻和硝化细菌来控制生物量的比例，并通过硝化细菌固定而固定，并表明最佳生物量比为1：9，表明其高氨基量造成的量和Micmocro Alsoal量的量。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nitrogen removal from wastewater by an immobilized consortium of microalgae?bacteria in hybrid hydrogels

通过混合水凝胶中固定的微藻细菌菌群从废水中脱氮

DOI：
10.2166/wst.2023.001
发表时间：
2023
期刊：
Water Science and Technology
影响因子：
2.7
作者：
Moran-Valencia Marien;Nishi Kento;Akizuki Shinichi;Ida Junichi;Cuevas-Rodriguez German;Cervantes-Aviles Pabel
通讯作者：
Cervantes-Aviles Pabel

Effects of different biomass ratios of light-tolerant microalgae-nitrifying bacteria consortia on ammonia removal