Advanced Activated Sludge Process

先进的活性污泥工艺

• 批准号: 20K21024
• 负责人: 榊原 豊
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21024/
• 关键词: 促進活性汚泥法; 抗生物質; 新興汚染物質; バイオフェントン反応; マグネタイト; 栄養塩類

本年度はシーケンシャルバッチ反応槽(SBR)および連続反応槽による合成下水の処理実験を異なる操作条件下で行った。なお、下水処理場におけるフィールド試験はコロナ禍で自治体の許可が得られなかったため、実験室においてより実下水処理に近い条件下で検討を行った。その結果、SBRのCOD及び抗生物質の負荷を増加させると、マグネタイト添加条件により、処理性能が大きく異なることがわかった。すなわち、マグネタイト添加率が1g/LのSBRはマグネタイト無添加あるいは3g/L条件より、処理性能が向上し、供試抗生物質のスルファメトキサゾール(SMX)をほぼ100%除去できることがわかった。これは、マグネタイト添加率を上げるとバイオフェントン反応速度が上昇し、最適な添加条件下で最大値をとるが、さらに添加率をあげると主として過酸化水素生成量が減少し、総括反応速度が減少することによると考えられた。並行して行った処理実験から、最適なマグネタイト添加率は0.2～1 g/Lと考えられた。一方、連続反応槽を用いた処理実験では、クラリスロマイシン(CLA)、トリメトプリム(TMP)及びSMXを供試抗生物質として検討を行った。その結果、マグネタイト添加・無添加によらずSMXとCLAは99％以上除去され、一方TMPはマグネタイト添加により除去率が大きく向上することがわかった。また、連続反応槽では、SBRより浄化性能が向上する傾向がみられた。さらに、SBRおよび連続処理槽共に、活性汚泥とマグネタイトの凝集体内で過酸化水素が生成され、液本体中に拡散移動するが、その過程でOHラジカルが生成されることがわかった。

今年，在不同的操作条件下进行了使用顺序间歇式反应器（SBR）和连续式反应器的合成污水处理实验。此外，由于冠状病毒大流行，没有获得当地政府的许可在污水处理厂进行现场测试，因此该研究是在实验室中进行的，条件更接近实际污水处理。结果发现，当SBR的COD和抗生素负荷增加时，处理性能根据磁铁矿添加条件而变化很大。换句话说，发现磁铁矿添加率为1 g/L的SBR比不添加磁铁矿或3 g/L的情况具有更好的处理性能，并且能够去除几乎100%的测试抗生素磺胺甲恶唑（SMX） ）。这是因为增加磁铁矿添加速率会增加生物芬顿反应速率并在最佳添加条件下达到其最大值，但进一步增加添加速率主要会减少过氧化氢的产生量并降低总体反应速率。这取决于你做什么。根据并行进行的处理实验，最佳磁铁矿添加量被认为是0.2至1g/L。另一方面，在使用连续反应槽的治疗实验中，研究了克拉霉素(CLA)、甲氧苄啶(TMP)和SMX作为试验抗生素。结果发现，无论是否添加磁铁矿，SMX和CLA的去除率均在99%以上，而添加磁铁矿则大大提高了TMP的去除率。此外，连续反应罐往往比SBR具有更好的净化性能。此外，在SBR和连续处理池中，过氧化氢在活性污泥和磁铁矿的聚集体中产生并扩散到液体中，但发现在此过程中产生OH自由基。

项目成果

Enhanced sulfamethoxazole removal using anaerobic and aerobic sequencing batch reactor with magnetite

• DOI: 10.22616/erdev.2022.21.tf026
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: 21st International Scientific Conference Engineering for Rural Development Proceedings
• 作者: Tonggang Shen;Y. Inagaki;Hiroki Koike;Ranjusha Vaddake Pariyarath;M. Komori;Y. Sakakibara

Biological Advanced Oxidation Process (Bio-AOP) - An Innovative Environmental Technology for Sustainable Development-

生物高级氧化工艺（Bio-AOP）-可持续发展的创新环保技术-

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤輝一;辻龍介;Y. SAKAKIBARA
• 通讯作者: Y. SAKAKIBARA

Degradation of Sulfamethoxazole Antibiotic by Continuous Advanced Activated Sludge Process with Magnetite

磁铁矿连续高级活性污泥法降解磺胺甲恶唑类抗生素

• 发表时间: 2023
• 作者: M. Nagahara;M. Ogura;Y. Yamamoto;X. PU and Y. SAKAKIBARA
• 通讯作者: X. PU and Y. SAKAKIBARA

早稲田大学 榊原研究室HP

早稻田大学榊原实验室 HP

Continuous sulfamethoxazole removal by advanced activated sludge process with magnetite [VII-62]

利用磁铁矿先进活性污泥法连续去除磺胺甲恶唑 [VII-62]

• 发表时间: 2022
• 作者: 蒲 璽臣;青木 颯良;榊原 豊
• 通讯作者: 榊原 豊