廃棄物系バイオマスからのエネルギー生成と窒素除去のハイブリッドシステムの開発

开发用于废弃生物质发电和脱氮的混合系统

基本信息

批准号：
16F16352
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-11-07 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はエネルギー回収と低炭素化に対応する革新的廃棄物系バイオマス利活用システムを開発しようとするものである。廃棄物系バイオマスからの効率的メタン生成と発酵液の低炭素型高度処理を同時に実現するために、新規前処理ユニット、嫌気性膜分離反応槽を用いたメタン発酵ユニット、担体添加型一槽式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、次の研究項目に取り組む予定：(1)バイオマスの分解を促進する前処理ユニットの研究、(2)AnMBRによる可溶化バイオマスのメタン生成の効率化、(3) 担体添加型一槽式ANAMMOXを用いたメタン発酵消化液の高度処理、(4)システム評価と応用検討。この一連の研究を通して物質収支、エネルギー収支だけでなく、LCA評価も解析して、新しいシステムのエネルギー回収や低炭素化効果を明らかにする。平成30年度は中温条件で余剰汚泥を含む実廃棄物（４種類）の混合物を用いて嫌気性MBRの立ち上げを行い、混合メタン発酵の安定した処理が可能であるかどうかについて評価を行ったとともに、設計データを得た。AnMBRによる処理実験では、HRT30, 10, 5および3.5日の条件における流入CODのメタンへの変換率はそれぞれ、80%, 67%, 56%および46%であった。余剰汚泥を多く含む混合メタン発酵では、HRTを５日以下に短縮しない方がよいと考えられる。バイオガスの生成量は、HRT30, 10, 5および3.5日の条件に対応して、0.71, 0.62, 0.58, 0.46　L/投入g-VSであり、HRTの短縮に伴い顕著に減少したので、10日ぐらいが適切と考えられる。HRT5日におけるバイオガスの組成として、メタン（CH4）が57%、二酸化炭素（CO2）が33%, 硫化水素（H2S）が1900ppmであった。

这项研究的目的是开发一种创新的基于废物的生物量利用系统，以解决能源回收和减少碳。为了同时实现从废物基生物质和发酵液的高级低碳处理中的有效产生，我们将开发一种新的混合动力系统，包括新的预处理单元，使用厌氧膜分离反应器的甲烷发酵单元，以及使用氮气处理单元，使用载体上调的单层型单层型单层型单层。具体而言，将解决以下研究项目：（1）对促进生物量分解的预处理单元的研究，（2）使用ANMBR提高甲烷生产效率，使用ANMBR，（3）使用载流子添加的单层蛋白ANAMMOX ANAMMOX ANAMMOX和（4）系统评估和（4）系统评估和（4）甲烷发酵消化液的先进处理。通过这一系列研究，不仅将分析材料平衡和能量平衡，还将分析LCA评估，以阐明新系统的能量回收和低碳效应。在2018财年，使用含有多余污泥的实际废物（4种类型）在中等温度条件下发射厌氧MBR，并进行了评估以确定是否可能对混合甲烷发酵的稳定处理，并获得设计数据。在ANMBR的治疗实验中，在HRT30、10、5和3.5天的条件下，进水鳕鱼向甲烷的转化分别为80％，67％，56％和46％。在包含大量过量污泥的混合甲烷发酵中，最好不要将HRT缩短到少于5天。产生的沼气量为0.71、0.62、0.58、0.46 l/输入G-VS，对应于HRT30、10、5和3.5天的条件，产生的沼气量为0.71、0.62、0.58、0.46 l/输入G-VS，这与Shorts Shorts of Shorts of 10 Days相同，同样是hrt of Short of 10 Days，因此，该含量是显着的。 HRT 5天的沼气组成为57％甲烷（CH4），33％二氧化碳（CO2）和1900 ppm硫化氢（H2S）。