嫌気性微生物を用いた創エネルギー・低炭素型下水処理システムの開発

利用厌氧微生物开发能源创造和低碳污水处理系统

• 批准号: 20J21337
• 负责人: CHEN YUJIE
• 金额: $ 1.98万
• 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: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21337/
• 关键词: Anammox; Hydroxyapatite (HAP); 窒素除去; リン除去; 高負荷窒素除去; 低濃度窒素除去; 高濃度窒素除去; 排水処理; 嫌気性膜分離技術（AnMBR）; 実都市排水; 水理学的滞留時間

連続流式一槽式HAP-PNAプロセスによる高負荷窒素含有人工排水の処理に関する実験的研究を行った。これらの連続実験は温度を25℃に固定して主に窒素濃度とHRTを変化させて窒素とリンの除去効果、グラニュール汚泥の特性、微生物の群集構造の変化を検討した。窒素濃度を変化させた研究においては、HRT 12時間の条件で、流入水のアンモニア窒素濃度を300から1200 mg/Lに向上させて、窒素負荷2.4 g/L/dに高め、長期連続を行った。その結果、窒素除去率81％と窒素除去速度2.0 g/L/dが得られた。反応槽を安定的に維持するために、PRR/NRRを0.02以上になるすることは必要であることが分かった。HRTを変化させた研究においては、流入アンモニア窒素濃度が500 mg/Lの条件で、HRTを12から2時間に短縮し、窒素負荷6g/L/dに上昇させて、長期連続を行った。その結果、窒素除去率80％と最高な窒素除去速度4.8 g/L/dが得られた。また、反応槽におけるグラニュール汚泥の沈殿性能SVIを7.8mL/g、微生物濃度を15 g/Lと高く維持することで、高い窒素除去能力を確保できた。なお、カルシウム濃度150mg/Lの条件で、90％のリン除去率が得られた。本研究より、一槽式HAP-PNAプロセスは高い汚泥濃度を保持できたので、他の研究より優れた窒素除去効果を得ることができた。また、微生物群集構造について解析した結果、アナモックス細菌とアンモニア酸化細菌は優占菌群であったことが分かった。なお、本研究のような一槽式HAP-PNAプロセスでは、HAP形成によるアナモックス細菌保持効果が重要なので、必要に応じてカルシウムの投入によるHAPの形成促進が必要であることが明らかになった。以上のような実験的結果を踏まえ、関連論文と比較して考察し、英文論文を２本発表できた。

关于连续型罐HAP-PNA过程的处理，对含氮的人工引流进行了实验研究。通过将温度固定到25°C并改变氮浓度和HRT来检查这些连续的实验，主要是为了去除氮和磷，颗粒状污泥的特征以及微生物的群体结构的变化。在改变氮浓度的研究中，在HRT 12小时的条件下，流入水的氨氮浓度从300 mg/l提高到1200 mg/l，将氮负荷增加到2.4 g/l/d，并且已经连续很长一段时间。结果，获得了81％的氮去除率，并获得了2.0 g/l/d的氮去除速度。发现有必要使PRR/NRR 0.02或更多以保持稳定的反应罐。 In studies that changed HRTs, the inflow ammonia was reduced to 12 hours to 2 hours under the condition of 500 mg/l, and a long consecutive consecutive consecutive consecutive consecutive consecutive consecutive consecutive consecutive times.结果，获得了80％的氮去除率和最高的氮去除速度为4.8 g/l/d。此外，通过以7.8 mL/g的含量保持反应罐中颗粒状污泥的沉积物性能SVI，并以15 g/l的浓度保持微生物浓度，可以确保高氮去除能力。在150 mg/l的钙浓度下获得了90％的磷去除率。从这项研究中，定居的HAP-PNA工艺可以保留高污泥浓度，因此与其他研究相比，它能够获得更好的氮去除效应。对微生物群结构的分析表明，阿纳莫克斯细菌和氧化细菌是主要的细菌基团。另外，在诸如本研究之类的HAP-PNA过程的情况下，重要的是要通过HAP形成具有Anamox细菌保持作用，因此有必要通过需要引入钙来促进HAP的形成。基于上述实验结果，我们考虑了与相关论文相比的两篇英文论文。

项目成果

Development and Trend of Anammox Process

厌氧氨氧化工艺的发展及趋势

• DOI: 10.20550/jieenermix.99.1_34
• 发表时间: 2020
• 期刊: Nihon Enerugii Gakkai Kikanshi Enermix
• 作者: 陳 玉潔;郭 延;李 玉友
• 通讯作者: 李 玉友

Important effects of temperature on treating real municipal wastewater by a submerged anaerobic membrane bioreactor: Removal efficiency, biogas, and microbial community

温度对浸没式厌氧膜生物反应器处理真实城市废水的重要影响：去除效率、沼气和微生物群落

• DOI: 10.1016/j.biortech.2021.125306
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bioresource Technology
• 影响因子: 11.4
• 作者: Jiayuan Ji;Jialing Ni;Akito Ohtsu;Naoko Isozumi;Yisong Hu;Runda Du;Yujie Chen;Yu Qin;Kengo Kubota;Yu-You Li
• 通讯作者: Yu-You Li

High nitrogen removal performance of anaerobically treated fish processing wastewater by one-stage partial nitritation and anammox process with hydroxyapatite (HAP)-based syntrophic granules and granule structure

基于羟基磷灰石（HAP）的互养颗粒和颗粒结构一级部分亚硝化和厌氧氨氧化工艺对鱼类加工废水厌氧处理的高脱氮性能

• DOI: 10.1016/j.biortech.2021.125526
• 发表时间: 2021
• 期刊: Bioresource Technology
• 影响因子: 11.4
• 作者: Chen Yujie;Sanjaya Eli Hendrik;Guo Guangze;Li Yu-You
• 通讯作者: Li Yu-You

A review on upgrading of the anammox-based nitrogen removal processes: Performance, stability, and control strategies

• DOI: 10.1016/j.biortech.2022.127992
• 发表时间: 2022-09-28
• 期刊: BIORESOURCE TECHNOLOGY
• 影响因子: 11.4
• 作者: Chen, Yujie;Guo, Guangze;Li, Yu -You
• 通讯作者: Li, Yu -You

Enhanced Nitrogen and Phosphorus Removal Performance by Hydroxyapatite (HAP) formation in a One-stage Partial Nitritation/anammox Process with HAP-based Micro-granules

使用基于 HAP 的微粒在一阶段部分亚硝化/厌氧氨氧化工艺中形成羟基磷灰石 (HAP)，从而增强脱氮除磷性能

• 发表时间: 2022
• 作者: 平本 薫;白皓仁;伊野浩介;梨本裕司;珠玖仁;Chen Yujie;Kento Nakamura and Tetsuya J. Kobayashi;渡邊龍憲，松本卓也，陳瀟瀟，柚木啓輔，久保南実，桑原貴之，桐本光;桑原貴之，田村優衣，久保南実，松本卓也，陳瀟瀟，柚木啓輔，渡邊龍憲，桐本光;Chen Yujie
• 通讯作者: Chen Yujie