生成ポテンシャルの評価を基軸とした亜酸化窒素の突発的発生現象の機構解明

基于生产潜力评价阐明一氧化二氮突然产生的机理

基本信息

批准号：
21H03637
负责人：
増田周平
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Akita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地球温暖化問題を背景に、水処理プロセス由来の温室効果ガスの排出量の削減が強く求められている。亜酸化窒素（N2O）は、強力な温室効果ガスであり、水処理プロセスから発生することが知られているものの、その生成機構は明らかにされていない。特に、プロセス中に突如として濃度が急上昇する現象－突発的発生－は、N2Oの生成機構の解明と削減手法の開発のために重要な現象である。以上をふまえ、本研究の目的は、水処理プロセスにおけるN2Oの突発的発生機構の明らかにすることとした。本研究では、３年間の研究において、１年目はN2O生成ポテンシャル評価手法の新規開発、２年目はN2O生成ポテンシャルと実生成量の乖離機構の解明、３年目はN2Oの突発的発生の再現、という段階的アプローチにより目的の達成を計画している。以上をふまえ、２年目はN2O生成ポテンシャル評価手法の新規開発に関する基礎的検討を行うとともに、実処理施設におけるN2O発生量調査を行った。具体的には、無終端水路を有する終末処理場において、異なる運転条件を設定し、N2O濃度の連続測定を行った。その結果、N2Oの突発的な発生には反応槽内の溶存酸素分布と流入水由来の有機物供給が支配的な因子であり、それらを基にした制御運転を行うことでN2Oの突発的発生が抑制できることを明らかにした。一方で、N2O生成ポテンシャルとN2O発生量の関係性は明らかではなく、引き続き検討が必要と判断された。３年目は、実処理場およびラボリアクターにおけるN2O濃度とN2Oの生成ポテンシャルの関係性の評価に注力する予定である。両者の関係性を明らかにし、N2Oの生成機構の解明と発生抑制技術の確立を目指す。

在全球变暖问题的背景下，对减少水处理过程中温室气体排放的需求很大。一氧化二氮（N2O）是一种强大的温室气体，已知是由水处理过程产生的，但尚未阐明其形成机制。特别是，在此过程中浓度突然上升的现象 - 突然发生 - 是阐明N2O生成机制和开发减少N2O的方法的重要现象。基于上述，这项研究的目的是阐明水处理过程中N2O的突然产生机制。在这项研究中，在为期三年的研究中，我们计划通过开发一种新的方法来评估第一年N2O发电潜力的新方法，从而阐明了第二年N2O发电潜力和实际生产量之间的差异机制，并再现了第三年N2O发电的突然出现。考虑到这些考虑，在第二年就开发了一种评估N2O发电潜力的新方法进行了基本考虑，并对实际加工设施中生成的N2O数量进行了调查。具体而言，在具有无末端通道的末端处理厂设置了不同的工作条件，并进行了N2O浓度的连续测量。结果，揭示了N2O的突然发生是反应罐中溶解氧的分布，并且是从影响水中得出的有机物的供应，并且通过基于这些因素进行控制的操作，可以抑制N2O的突然发生。另一方面，N2O生成潜力与生成的N2O的量之间的关系尚不清楚，并且确定需要进一步研究。在第三年，我们将专注于评估实际加工厂和实验室反应堆中N2O浓度与N2O生产潜力之间的关系。目的是阐明两者之间的关系，阐明N2O生成的机制，并建立一种抑制生成的技术。