Integrating AnDMBR and Membrane-enhanced Anammox for Wastewater Treatment and Bioenergy Recovery

集成 AnDMBR 和膜增强厌氧氨氧化用于废水处理和生物能源回收

基本信息

批准号：
19F19745
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-11-08 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は省エネルギーと低炭素化に対応する都市排水の革新的処理システムを開発しようとするものである。都市排水に含まれるバイオマスからの効率的メタン生成とアンモニアの低炭素型高度処理を同時に実現するために、嫌気性動態MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットと膜促進型一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットを含む新規ハイブリッドシステムを開発する。具体的には(1)要素技術である嫌気性動態MBRによるメタン生成の基本的性能の研究、(2)膜促進型一槽式アナモックスを用いた嫌気性処理ろ液の高度処理、(3) 新規融合プロセスの長期連続実験による性能確認および微生物群集構造解析、(4) システム評価と設計最適化の研究の課題に取り組む。令和３年度の研究は嫌気性動態MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットと膜促進型一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットを含む新規ハイブリッドシステムについて令和元年度と２年度の実験データを総合的に解析して、物質収支とエネルギー収支を解析したとともに、各ユニットの機能性微生物の構成とそれぞれの活性を把握した。前段の嫌気性動態膜MBR反応槽を用いたメタン生成ユニットにより浮遊固形物と溶解性有機物を効率よくメタンガスに変換し、処理水質のCOD除去率とBOD除去率はそれぞれ85%以上と90％以上を達成できた。また一槽式ANAMMOXを用いた窒素処理ユニットにより処理水の窒素濃度が10mg/L以下になることができた。また同システムを適用することで、余剰汚泥の発生量を大きく削減できることが分かった。その成果を総括して学術論文として４本投稿した。

这项研究的目的是开发一种创新的城市废水处理系统，有助于节能和低碳化。为了同时实现城市废水中生物质的高效产甲烷和氨的低碳深度处理，我们采用采用厌氧动态MBR反应器和膜促进单罐厌氧氨氧化的沼气发电装置开发了新型混合系统。包括氮处理装置。具体来说，（1）利用要素技术厌氧动态MBR生产甲烷的基本性能研究，（2）利用膜促进单罐厌氧氨氧化对厌氧处理滤液进行深度处理，（3）确认新的融合工艺的性能通过长期连续实验，分析微生物群落结构，（4）解决系统评估和设计优化的研究问题。 2021年的研究将包括2019年和2020年新型混合系统的实验数据，该系统包括使用厌氧动态MBR反应器的甲烷生成单元和使用膜促进的单罐ANAMMOX的氮处理单元，我们通过综合分析进行了分析。物质平衡和能量平衡，掌握各单位功能微生物的组成及其各自的活动。第一级采用厌氧动态膜MBR反应器的沼气发生装置，高效地将悬浮物和溶解有机物转化为甲烷气体，处理水COD去除率和BOD去除率分别达到85%和90%以上。能够实现这一目标。此外，采用单罐厌氧氨氧化的氮处理装置能够将处理水的氮浓度降低至10mg/L以下。研究还发现，通过应用相同的系统，剩余污泥的产生量可以显着减少。我们总结了结果并提交了四篇学术论文。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A review of anaerobic membrane bioreactors for municipal wastewater treatment with a focus on multicomponent biogas and membrane fouling control

DOI：
10.1039/d0ew00528b
发表时间：
2020-10
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yisong Hu;Yisong Hu;H. Cheng;Jiayuan Ji;Y. Li
通讯作者：
Yisong Hu;Yisong Hu;H. Cheng;Jiayuan Ji;Y. Li

Recent developments of anaerobic membrane bioreactors for municipal wastewater treatment and bioenergy recovery: Focusing on novel configurations and energy balance analysis

DOI：
10.1016/j.jclepro.2022.131856
发表时间：
2022-04
期刊：
Journal of Cleaner Production
影响因子：
11.1
作者：
Yisong Hu;Xuli Cai;Yi Xue;Runda Du;Jiayuan Ji;Rong-zhong Chen;D. Sano;Yuyou Li
通讯作者：
Yisong Hu;Xuli Cai;Yi Xue;Runda Du;Jiayuan Ji;Rong-zhong Chen;D. Sano;Yuyou Li

Application of two anaerobic membrane bioreactors with different pore size membranes for municipal wastewater treatment