都市環境・環境地理学講座

都市環境・環境地理学講座

Urban Environment and Environmental Geography

都市・地域環境システム学分野 Urban and Regional Environmental Systems

都市水環境とバイオエネルギーに関する研究

李 玉友

Associate Professor

Yu-You Li

In 2012, there were a total of 23 members studied in our Lab, including 3 members of staff, 1 JSPS PostdoctoralFellow, 10 Ph.D course students, 7 master course students and 2 research students. Our studies focused on thefollowing subjects: (1) the greenhouse gases produced from wastewater treatment plants; (2) anaerobic treatment
of sewage by submerged anaerobic membrane bioreactor; (3) new biological nitrogen removal process: ANAMMOX;(4) Effect of temperature on the hydrogen fermentation of cellulose; (5) methane fermentation of coffee waste, (6)environmental microbiology and chemistry. In 2012, a total of 13 original papers were published in English journals
with a high standard, such as Applied Energy (IF=5.106), Applied Microbiology and Biotechnology (IF=3.425),
Bioresource Technology (IF=4.98), International Journal of hydrogen Energy (IF=4.053), Journal of Hazardous
Materials (IF=4.173), Separation and Purification Technology (IF=2.921), Water Science and Technology (IF=1.122).
We also published 10 Japanese papers and one book on biological recycle technology. These researches were
supported in part by grants from JSPS, JST and companies.
2012 年には、本研究室にスタッフ、客員研究員、JSPS特別研究員、博士および修士学生を含めて計 23 名が在籍

2．嫌気性膜分離反応槽による下水のメタン発酵

教授（協力教員）

助教

客員研究員

JSPS特別研究員

Professor

Assistant Professor

Zhao-Qian JING

Wei QIAO

風間 聡

So Kazama荊

劉 予宇

Yu-Yu Liu

肇乾喬瑋

6．研究室運営の主な成果⑴

Fig.3 Enriched ANAMMOX granule

教育・人材育成

Experimental training

Lab seminar

4．セルロースの水素発酵における温度の影響
長期連続実験によりセルロースの水素発酵に及ぼす温度した。本分野では低炭素・循環型社会の構築を目指して、省エネルギー・創エネルギー型排水処理技術の新しい試の影響を把握したとともに、中温、高温、超高温条件下に①下水処理における温室効果ガスの発生解析、②嫌気性膜みとして浸漬型嫌気性膜分離法（SAMBR）を用いた下水処おける活性および微生物群集構造の変化を明らかにした。

分離反応槽による下水のメタン発酵、③新規窒素処理技術

理、排水処理、食品廃棄物処理の研究を行った。図 2 に 1

Students graduated in March and September, 2012

ANAMMOX プロセスの開発、④セルロースの水素発酵に例として人工下水に対する浸漬型嫌気性膜分離法の処理結及ぼす温度の影響、⑤コーヒーかすの高効率メタン発酵、果をまとめている。1㎥の下水から 0.24㎥のバイオガスを⑵

国内外の「産・学・研」共同研究の推進⑥環境化学・環境微生物などの研究テーマに取組み、英文回収でき、汚泥の生成量はわずか 55g であり、従来の標準①

国立環境研究所（廃棄物資源循環）

論文 13 編、日本語論文 10 編などを発表した。代表的な研活性汚泥法の 1/4 程度となる。

②株式会社クボタ（MBR 技術）③株式会社ダイセル（産業廃水処理と硫黄回収）④株式会社東京ガス（バイオガス生成）⑤

三菱化工機株式会社（下水汚泥の消化）⑥

鈴木工業株式会社（産業廃棄物のリサイクル）

下水処理施設における温室効果ガス（GHGs）LCCO2、⑦

中国西安建築科技大学（排水の再生利用）

CH4 および N2O 発生量を研究し、その排出係数および発⑧

中国浙江大学持続可能エネルギー研究院（水素）⑨

中国科学院生態環境研究センター（廃水処理）⑩

中国オルドス都市廃棄物処理研究所⑶

主な学術受賞（学会論文賞 2 件）

国内外の次の機関との共同研究を推進した。

究成果を次の通り説明する。

1．下水処理場における温室効果ガス発生の解析

Fig.4 Effects of temperature on hydrogen production from cellulose

生源を明らかにした。特に下水処理プロセスにおけるCH4 および N2O の現地発生について実測し、図 1 に例示し5．コーヒーかすのメタン発酵たような結果を明らかにしたとともに、簡易モデル計算方法および削減対策を提案した。

Urban Environment and Environmental Geography

Research on Urban Water Environment and Bioenergy

准教授

缶コーヒー
Fig.2 Average results of sewage treatment by using SAMBR

3．窒素処理技術 ANAMMOX プロセスの開発

Fig.1 GHGs production from WWTPs

製造過程で発生するコーヒーかすの資源化処理方法

Anammox の実用化を図ることを目的として、スタートとしてメタンアップの方法と阻害因子について実験的な検討を行った。

発酵による減図 3 に培養に成功した ANAMMOX グラニュールの写真を量化とエネルギー回収について検討し、次の反応式を特定示す。これらの自己固定化した ANAMMOX 細菌により、次し、設計条件を提示した。

Fig.5 Bio-methane production
from coffee wasteのような嫌気性窒素酸化反応が行われることを確認できた。

C5H8.37O2.34N0.18 + 1.7 H2O

NH4+ + 1.32NO2- + 0.066HCO3- +0.13H+0.1C5H7O2N + 2.68CH4 + 1.8CO2 + 0.08NH4+ + 0.08HCO3-→→ 1.02N2+0.26NO3- + 0.066CH2O0.5N0.15 +2.03H2O

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Coexistence Activity Report 2012

アクティビティレポート 201211