酸素ナノバブルによる副資材が不要な高水分有機、汚泥の減量化方法の考案

开发一种无需辅助材料的利用纳米氧气泡减少高水分有机污泥体积的方法

基本信息

批准号：
19658090
负责人：
岩渕和則
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19658090/
关键词：
バイオマス有機性廃棄物汚泥微細気泡減量化農業工学

项目摘要

有機廃棄物は高濃度の栄養源を蓄えているが、酸素については外部からの供気によって溶存化する必要がある。しかし高水分有機廃棄物の場合は,水分が多いため廃棄物内部までは酸素が供給されずに分解、減量化が阻害される。本研究で用いられる微細気泡は気泡直径杢約100μm以下に微細化させることによって、溶液中の酸素保持時間が数ヶ月もの長期になると言う報告があり、この特長によって汚泥分解に必要な酸素供給が効率的になり分解速度も飛躍的に高くなると考えている。本研究では以下の2点について検討した。まず高水分材料における微生物活性について検討を行った。高水分状態が酸素貯蔵庫となることの検証実験を、酸素供給が律速とならないように数グラムの高水分有機廃棄物を試料として分解発熱する好気性微生物の活性データを,マイクロヒートカロリーメータによる発熱量を計測し比増殖速度を求めた。この結果高水分状態は、低水分状態にくらべて明らかに微生物活性が高くなることが観測された。これは試料周囲からの酸素拡散による酸素供給が妨げられない限り、高水分状態は溶存酸素を豊富に貯留することが可能であることを示している。ただし37℃の環境下では対照区と比較して約2倍の微生物活性が表れたが、55℃では差が表れなかった。また微細気泡水と汚水と混合して有機物分解に与える影響を検討した結果、対照区である蒸留水混合区と比較して有機物分解に差は表れなかった。これは連続的に微細気泡が生ずるような反応方法を採用せず、バッチ式で微細気泡水を供給したためと考えられ、有機物分解に必要な酸素量に対し微細気泡の酸素量が小さかったためと考えられる。

有机废物储存了高度浓缩的营养物质，但需要通过外部供应空气来溶解氧气。然而，对于高水分有机废物，由于含水量高，氧气无法供应到废物内部，从而抑制分解和减重。据报道，通过将本研究中使用的微泡缩小到直径约100μm以下，可以将溶液中的氧气保留时间延长至数月，并且这一特性可以提供污泥分解所需的氧气。我们相信它会变得更加高效，分解速度也会急剧提高。在本研究中，我们考虑了以下两点。首先，我们研究了高水分材料中的微生物活性。进行了验证实验，确认高湿条件起到储氧作用，并以数克高湿有机废物为样品，利用微热量热仪进行了分解产热好氧微生物的活性数据，以保证氧气的储存。供应量不受限制，并确定具体增长率。结果发现，高湿度条件下的微生物活性明显高于低湿度条件下的微生物活性。这表明，只要样品周围通过氧扩散提供的氧气不受阻碍，高湿度状态就可以储存丰富的溶解氧。然而，在37℃的环境下，微生物活性大约是对照区域的两倍，但在55℃时没有观察到差异。另外，研究了将微气泡水与废水混合对有机物分解的影响，结果发现与混合蒸馏水的对照组相比，有机物分解没有发现差异。这被认为是因为，微气泡水不是采用连续产生微气泡的反应方法，而是以间歇方式供给，微气泡中的氧量与分解有机物所需的氧量相比较少。完毕。