嫌気性膜分離法とアナモックスの融合デザインによる下水処理システムの革新

厌氧膜分离法与厌氧氨氧化融合设计污水处理系统创新

基本信息

批准号：
15F15353
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：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-11-09 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は資源回収と低炭素化に対応する革新的下水処理技術を開発しようとするものである。具体的には有機物の分解とメタン回収を実現できる嫌気性膜分離法と効率的に窒素除去できるアナモックスを組み合わせしてバイオガスの回収を図るとともに、有機物と窒素の同時除去も実現する新規システムを確立するために、次の研究項目に取り組んだ：（１）嫌気性膜分離法による下水中の有機物除去とメタンガス回収の検討、（２）単体投入型一槽式アナモックスの検討、（３）嫌気性膜分離法とアナモックスの融合プロセスによる下水処理の連続実験、（４）システム評価と設計最適化の研究。平成27年度では、嫌気性膜分離法による下水処理の評価に焦点を絞り、実験装置を組み立て、トイレペーパーを含む人工下水の連続実験を行い、水質浄化性能、メタン生成および膜分離機能に及ぼす滞留時間を検討し、安定した処理水質が得られたとともに、トイレペーパーのメタン化を明らかにした。H28年度は嫌気性膜分離法処理における膜ファーリングの防止方法を検討したとともに、担体投入型一槽式アナモックスユニットの構築に焦点に絞り、室温条件で低濃度アンモニア排水に対する担体投入型一槽式アナモックスユニットの処理性能を検討した。具体的にはアンモニア濃度と水理学的滞留時間を変更させた連続実験を行い、80%以上の高い窒素除去率が得られた。H29年度は新規融合プロセスの処理性能の実験的検討として嫌気性膜分離反応槽を用いたメタン生成ユニットと担体投入型一槽式アナモックスを用いた窒素除去ユニットを融合した新規プロセスを構築して、室温条件で水理学的滞留時間、有機物負荷、窒素負荷などの下水処理の運転指標を変化させた連続実験と行い、処理水質を把握したとともに、各ユニット基本的運転条件を提示した。

这项研究的目的是开发支持资源回收和低碳化的创新污水处理技术。具体来说，我们将通过将可分解有机物并回收甲烷的厌氧膜分离方法与厌氧氨氧化相结合来回收沼气，这样可以有效地去除氮气，并且我们还将创建一个可以同时去除有机物和氮气的新系统。建立（1）厌氧膜分离法去除污水中有机物及沼气回收试验，（2）单投入单罐厌氧氨氧化试验，（3）厌氧膜分离法与厌氧氨氧化组合工艺污水处理连续实验，（4）系统评估与设计优化研究。 2015财年，我们重点评估采用厌氧膜分离方法的污水处理，组装了实验设备，对含有卫生纸的人工污水进行了连续实验，以研究停滞对水净化性能、甲烷产量和膜分离功能的影响。此时，获得了稳定的处理水质，并且揭示了卫生纸向甲烷的转化。 2017财年，我们研究了厌氧膜分离处理中防止膜卷曲的方法，重点构建了用于低浓度氨废水的常温条件下的载体注入单槽厌氧氨氧化装置，并对厌氧氨氧化装置的处理性能进行了研究。。具体来说，我们进行了改变氨浓度和水力停留时间的连续实验，获得了超过80%的高脱氮率。 2018财年，我们构建了一种新工艺，将使用厌氧膜分离反应池的甲烷生成单元和使用载体负载单罐厌氧氨氧化的脱氮单元相结合，作为新融合工艺处理性能的实验研究。在常温条件下进行实验，改变污水处理的水力停留时间、有机物负荷、氮负荷等运行指标，了解处理水水质情况，呈现各单元的基本运行状况。

项目成果

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专利数量（0）

Caffeine degradation by methanogenesis: Efficiency in anaerobic membrane bioreactor and analysis of kinetic behavior

产甲烷作用降解咖啡因：厌氧膜生物反应器的效率和动力学行为分析

DOI：
10.1016/j.cej.2017.10.052
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Rong Chen; Hongyu Jiang; Yu
通讯作者：
Yu

Enhanced methanogenic degradation of cellulose-containing sewage via fungi-methanogens syntrophic association in an anaerobic membrane bioreactor

在厌氧膜生物反应器中通过真菌-产甲烷菌互养联合增强含纤维素污水的产甲烷降解

DOI：
10.1016/j.biortech.2017.09.046
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
11.4
作者：
Rong Chen; Yulun Nie; Nobuyuki Tanaka; Qigui Niu; Qian Li; Yu
通讯作者：
Yu

Methanogenic degradation of municipal wastewater by an anaerobic membrane bioreactor at room temperature

厌氧膜生物反应器室温下产甲烷降解城市污水

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
Rong Chen
通讯作者：
Rong Chen

Submerged anaerobic membrane bioreactor (SAnMBR) performance on sewage treatment: removal efficiencies, biogas production and membrane fouling

浸没式厌氧膜生物反应器（SAnMBR）在污水处理方面的性能：去除效率、沼气产量和膜污染

DOI：
10.2166/wst.2017.240
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
2.7
作者：
Rong Chen; Yulun Ni; Jiayuan Ji; Tetsuya Utashiro; Qian Li; Daisuke Komori;Yu
通讯作者：
Yu

Methanogenic degradation of toilet-paper cellulose upon sewage treatment in an anaerobic membrane bioreactor at room temperature

室温厌氧膜生物反应器中污水处理过程中卫生纸纤维素的产甲烷降解

DOI：
10.1016/j.biortech.2016.12.089
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
11.4
作者：
1)Rong Chen; Yulun Nie; Hiroyuki Kato; Jiang Wu; Tetsuya Utashiro; Jianbo Lu; Shangchao Yue; Hongyu Jiang; Lu Zhang; Yu
通讯作者：
Yu