研究者紹介システム
| 吉田 弦 |  |
| ヨシダ ゲン | |
| 大学院農学研究科 食料共生システム学専攻 | |
| 助教 | |
| 農業工学関係 |
研究者情報
所属
【主配置】
大学院農学研究科 食料共生システム学専攻【配置】
農学部 食料環境システム学科
学位
研究シーズ
研究シーズ紹介サイトへのリンク授業科目
- 特定課題演習 I-1, 大学院農学研究科, 2021
- 課題開発演習, 大学院農学研究科, 2021
- 食料共生システム学プレゼンテーション演習Ⅰ（オーラル・ペーパー）, 大学院農学研究科, 2021
- 特定課題演習 II-1, 大学院農学研究科, 2021
- 特定課題演習 I-2, 大学院農学研究科, 2021
- 食料共生システム学プレゼンテーション演習Ⅱ（オーラル・ペーパー）, 大学院農学研究科, 2021
- 特定課題演習 II-2, 大学院農学研究科, 2021
- 高度教養セミナー農学部生産環境工学入門, 農学部, 2021
- 高度教養セミナー農学部生産環境工学入門, 農学部, 2021
- 高度教養セミナー農学部生産環境工学, 農学部, 2021
- 卒業研究, 農学部, 2021
- バイオシステム工学実験法及び実験 II, 農学部, 2021
- 食料環境システム学概論Ⅱ, 農学部, 2021
- 食料環境システム学概論Ⅱ－１, 農学部, 2021
- 食料環境システム学概論Ⅱ－２, 農学部, 2021
- 食料と環境を支える工学, 農学部, 2021
- バイオシステム工学各論, 農学部, 2021
- バイオシステム工学実験法及び実験 I, 農学部, 2021
- バイオシステム工学実験法及び実験 III, 農学部, 2021
研究ニュース
研究活動
研究キーワード
研究分野
委員歴
論文
- Elsevier BV, 2022年09月, Biomass and Bioenergy, 164, 106557 - 106557, 英語
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2022年06月, Journal of Water Process Engineering, 47, 102672 - 102672, 英語
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2022年05月, Journal of Environmental Management, 310, 114731 - 114731, 英語
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- Springer Science and Business Media LLC, 2021年11月23日, Journal of Material Cycles and Waste Management
研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2021年09月, Journal of Environmental Management, 293, 112944 - 112944
研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2020年11月, Bioresource Technology, 315, 123810 - 123810
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2020年09月, Bioresource Technology Reports, 11, 100460 - 100460
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- 2020年, Journal of Water and Environment Technology, in pressRemoval of tetracycline antibiotics from dairy farm wastewater by electrocoagulation using iron electrodes
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- 2020年, Journal of Material Cycles and Waste Management, in press, 英語, 国際誌, 国際共著しているField testing of a small-scale anaerobic digester with liquid dairy manure and other organic wastes at an urban dairy farm
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- 2019年, 水資源・環境研究, 32 (2), 65 - 74琵琶湖南湖で過剰繁茂する水草を原料としたメタン発酵消化液の水耕栽培における培養液としての利用可能性
[査読有り]
Laboratory and field experiments revealed that indigenous microbes attached to flowing carriers can remove 1,4-dioxane, a recalcitrant substance, from wastewater in landfill facilities. The 1,4-dioxane reduction efficiency of microbes collected from two landfills were different. Landfill Y exhibited higher biodegradation activity than landfill Z. The wastewater of landfill Y co
Japan Society on Water Environment, 2018年12月, Journal of Water and Environment Technology, 16 (6), 245 - 255, 英語[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
規模が小さな下水処理場での集約混合嫌気性消化導入を想定して，オキシデーションディッチ法からの脱水汚泥を対象に，消化汚泥を液肥とした草本作物栽培実験および混合嫌気性消化実験を行った．約2か月間の栽培期間での牧草の収穫量は，乾燥重量で0.23 kg/ m2程度であった．嫌気性消化実験での牧草の有機物（VS）あたりのバイオガス発生率は，そのまま投入した場合0.5NL/ gVS-added程度，80℃ 24時間の超高温可溶化処理を行った場合0.6 NL/ gVS-added程度であった．牧草投入が嫌気性消化に関わる微生物群集に及ぼす影響は限定的であった．草本作物により増加するバイオガス量および草本作物栽培に必要な施肥面積の観点で，提案システムの実現可能性を確認した．
公益社団法人 土木学会, 2018年, 土木学会論文集Ｇ（環境）, 74 (7), III_205 - III_214, 日本語[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- アメリカミズアブ幼虫による処理に適した食品廃棄物
Larvae of black soldier fly (Hermetia illucens) reduce the quantity of various organic matters by feeding and they can be used as an alternative material to fish flour on their postgrowth stage. Therefore, they are expected to be applied to treatment of food waste. In this study, we examined what type of food waste is suitable for the treatment using black soldier fly larvae. F
大阪府立環境農林水産総合研究所, 2017年, 大阪府立環境農林水産総合研究所研究報告, (4), 1 - 5, 日本語[査読有り]
研究論文（大学，研究機関等紀要）
We examined the effects of encapsulated lactic acid bacteria administrated orally to lactating cattle on the intestinal flora. A dose of 3 x 10(11) colony forming unit (cfu) of freeze-dried Lactobacillus coryniformis subsp. torquens (JCM1099) encapsulated in an enteric capsule capable of bypassing the rumen was administered for seven days. DNA was extracted from feces 0 and 24 hr after daily administration. Metagenomic analysis showed an increasing trend of the alpha diversity, an index of the species diversity. Furthermore, principal component analysis of intestinal flora revealed that cattle could be differentiated by JCM1099 capsule and suspension administration via principal components 1, 2, and 3. We conclude that administration of encapsulated JCM1099 can alter the intestinal bacterial flora of cattle.
HOKKAIDO UNIV, 2016年08月, JAPANESE JOURNAL OF VETERINARY RESEARCH, 64 (3), 197 - 203, 英語[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
Marine product processing industry discharges large amounts of fish waste, which could be used for anaerobic digestion because of its high organic matter content. Fish waste, however, is a protein-rich substrate and its degradation products (ammonium nitrate and ammonia) inhibit anaerobic digestion. Such inhibition could be reduced by oyster shell as it contains high levels of
Academia Publishing, 2016年04月, Academia Journal of Environmental Research, 4 (4), 74 - 82, 英語[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- 公益社団法人 日本水産学会, 2016年, 日本水産学会誌, 82 (2), 157 - 157, 日本語
Marine products industry discharges large amounts of fish waste in Tohoku coastal area. Fish waste can be used for anaerobic digestion because of its high chemical oxygen demand (COD). However, fish waste is protein-rich substrates, and their degradation products (ammonium) can inhibit the process (Chen et al., 2008). To decrease the inhibition, it was investigated that the influences of oyster shell and carbon carrier for anaerobic digestion of fish waste. The results shown that the methane production was 37% increased on anaerobic digestion of fish waste with oyster shell by carbon carrier.
一般社団法人日本エネルギー学会, 2014年, バイオマス科学会議発表論文集, 9, 178 - 179, 日本語Marine products industry discharges large amounts of fish waste in Tohoku coastal area. Fish waste can be used for anaerobic digestion because of its high chemical oxygen demand (COD). In general, fish waste is protein-rich substrates, and their degradation products (ammonium) can inhibit the process. Co-digestion assays of fish waste with active sludge were undertaken. The influence of oyster shell and carbon carrier for anaerobic digestion of fish waste was investigated. On mesophilic anaerobic digestion of fish waste, it was observed that oyster shell contracted the inhibition and improved methane production. The methane production was increased on anaerobic digestion of fish waste with oyster shell by carbon carrier. When fish content of the substrate was 20% and HRT was 20 days, methane yield was about 0.5 on continuous anaerobic digestion of fish waste with oyster shell.
一般社団法人日本エネルギー学会, 2013年, 日本エネルギー学会大会講演要旨集, 22, 98 - 99, 日本語- 2013年, 農業施設, 44 (1), 14 - 21, 日本語廃棄乳のメタン発酵に向けた電解酸化法による前処理の検討 －市販牛乳を用いた基礎試験－
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
The dairy industry disposes of a large volume of waste milk with antibiotic residues, which is a great cause of much concern in soil and water environments. In this study, the electrochemical oxidation of tetracycline antibiotics (TCs) in cow's milk was investigated. Milk contains a high concentration of organic matter, and the concentrations of TCs residues are extremely low. The effects of anode materials and electrolytes on the degradation of oxytetracycline (OTC) were investigated. A higher degradation rate for the OTC was attained using the inactive anode or a NaCl electrolyte. It was found that a physically adsorbed oxidant on the surface of the anode and indirect oxidation using electrogenerated hypochlorite could enhance the degradation of OTC in raw milk. The organic components in milk samples affected the removal rate of the OTC. The removal rate constants for the OTC in raw milk were 2.8-7.7 times higher than the chemical oxygen demand values. It was found that electrochemical oxidation could decompose low concentrations of TCs in high concentrations of organic matter solutions selectively. The results indicate that electrochemical oxidation is an effective method for the treatment of TCs in waste milk. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
ELSEVIER, 2012年12月, JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, 243, 112 - 116, 英語[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- 2011年, Proceedings of CIGR International Symposium WEF 2011, Tokyo, Japan, Sep. 19-23., 英語Electrochemical oxidation of refractory organic matters in dairy wastewater
研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2011年, Proceedings of CIGR International Symposium WEF 2011, Tokyo, Japan, Sep. 19-23., 英語Electrochemical oxidation of oxytetracycline contained in waste milk
研究論文（国際会議プロシーディングス）
In animal husbandry, antibiotics are widely used to treat and prevent diseases or to promote growth. The use of antibiotics for domestic animals enables to promote safety of livestock products and enhance productivity. Tetracycline antibiotics (TCs) are one of the primarily used groups of antibiotics for cattle and swine. However, the unintentional spreading of antibiotics from animal waste to the environment may leave out drug residues, promoting resistant strains of bacteria, and will adversely affect the ecosystem and human health. To prevent the spread of veterinary antibiotics in the environment, it is required to treat residual antibiotics in livestock wastewater. In this study, we investigated the electrochemical oxidation of TCs to treat livestock wastewater. The concentrations of Tcs in aqueous solutions were reduced from 100 mg/L to less than 0.6 mg/L by 6 h of electrochemical treatment using a Ti/IrO2 anode with Na2SO4 electrolyte. The concentration of oxytetracycline (OTC) in livestock wastewater was also reduced from 100 mg/L to less than 0.7 mg/L by the same treatment. Thus, the electrochemical oxidation using a Ti/IrO2 anode with Na2SO4 electrolyte was found to be effective for degradation of TCs. The results suggest that the electrochemical oxidation method is a promising treatment for TCs in livestock wastewater.
IWA PUBLISHING, 2011年, WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY, 63 (3), 456 - 461, 英語[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
- 農業施設学会, 2010年, 農業施設学会, 41 (1), 22 - 28, 日本語金属酸化物電極を用いた電解酸化法による廃棄乳の分解
[査読有り]
研究論文（学術雑誌）
MISC
- 2018年, 日本水環境学会年会講演集, 52nd70°C膜分離リアクターによる下水汚泥の高速嫌気性処理
- 2018年, 日本水環境学会年会講演集, 52nd硝化処理および膜濾過を併用した嫌気発酵消化液による微細藻類培養
- 2018年, 園芸学研究 別冊, 17 (2)琵琶湖で繁茂する水草を原料としたメタン発酵消化液の水耕栽培における利用可能性
- 一般社団法人 日本土壌肥料学会, 2018年, 日本土壌肥料学会講演要旨集, 64 (0), 118 - 118, 日本語7-1-17 嫌気性消化下水汚泥残さを用いたエネルギー作物としての草本作物生産（7-1 肥料および施肥法，2018年度神奈川大会）
- 2017年03月28日, 日本畜産学会大会講演要旨, 122nd, 213, 日本語アメリカミズアブ幼虫に処理させた有機性廃棄物残渣中の悪臭性低級脂肪酸濃度
- 2017年, 日本水環境学会年会講演集, 51st高温膜分離可溶化槽による下水汚泥の嫌気性処理の高速化
- 2016年03月27日, 日本畜産学会大会講演要旨, 121st, 237, 日本語ウシ用腸溶性生菌剤カプセルが腸内細菌相に与える影響
- Decentralized Energy Production System by Anaerobic Digestion Using Organic Waste and Exhaust Heat
Oral Presentaions
Field Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, 2016年03月, Journal of Integrated Field Science, 13, 43 - 43, 英語 - 2016年, 日本畜産学会大会講演要旨, 121stアメリカミズアブ幼虫による牛ふん処理における物質収支
- 2016年, 日本水環境学会年会講演集, 50th膜分離可溶化プロセスによる下水汚泥の高速処理
- 2016年, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 19th超高温膜分離可溶化槽による下水汚泥の高速減容化
- 2016年, 農林水産省農林水産技術会議事務局研究成果, (547)低コスト・省力化,軽労化技術等の開発-自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発(牛)-第3編 自給飼料多給による高付加価値牛肉・牛乳生産技術の開発 第3章 発酵TMRの品質特性の解明ならびに地域飼料資源を活用した発酵TMR等による家畜飼養技術の開発 8 柑橘粕類を活用した発酵TMRによる乳牛の暑熱対策技術の開発(2)発酵TMRの飼料特性解明及び乳牛への給与
- Energy Production from Fish Waste in Large-scale Anaerobic Digestion
Poster Presentation
Field Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, 2015年03月, Journal of Integrated Field Science, 12 (12), 82 - 82, 英語 - 2015年, 日本畜産学会大会講演要旨, 119th玄米によるNFC補充が発酵TMRを摂取した乳牛の窒素利用性に及ぼす影響
- 2015年, 食肉に関する助成研究調査成果報告書, 33牛用腸溶性生菌剤カプセルが牛の腸内細菌相に与える影響
- Improvement of the Anaerobic Digestion Performance for Fish Industry Waste Recycles
Poster Session
Field Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, 2014年03月, Journal of Integrated Field Science, 11, 87 - 87, 英語 畜産業において，動物用抗菌剤(抗生物質および合成抗菌薬)は，家畜の疾病治療および成長促進を目的として広く使用されている。2003年の統計によれば，日本における抗生物質の使用量は年間2,000tを超え，その中でも動物用医薬品および飼料添加物としての利用が約1,100tと推定されている。家畜に投与された動物用抗菌剤の一部は代謝分解されるものの，大部分は糞尿や畜産物を経由して体外に排出される。近年，微量化学物質の分析技術の向上により，環境中の医薬品の関心が高まっている。日本においても，水環境中から医薬品成分の検出に関する報告が相次いでいる。特に，動物用抗菌剤は畜産業が盛んな地域や畜産施設周辺の河川水から検出されている(表1)。動物用抗菌剤の使用は家畜の健康維持と生産性向上に貢献している。しかし，これらのベネフィットと共に，薬剤耐性菌の増加を引き起こすリスクも増加する。特に，家畜に対し動物用抗菌剤を飼料添加物として長期間にわたって投与すると，家畜体内の各種細菌が耐性を獲得する機会が増加する。これら薬剤耐性菌の存在は家畜の疾病治療を困難にするだけでなく，薬剤耐性遺伝子は畜産物や周辺環境を通じてヒトへの伝播も指摘されている。発生した耐性遺伝子は，細菌の種類を超えて増加し，様々な環境を渡り歩いて拡散することから，増殖可能な二次的化学汚染とみなすことができる。代謝分解されなかった動物用抗菌剤や投与した家畜体内で発現した薬剤耐性菌は，糞尿に残留している可能性が高い。一般に家畜糞尿は資源として利活用されることが望ましく，堆肥化に加え嫌気性消化によるエネルギーの回収や発酵残渣の液肥利用が資源化手法として挙げられる。環境汚染の防止や糞尿資源の安全性確保のためには，糞尿由来の動物用抗菌剤に関連するリスク低減手法の確立が重要な課題となる。嫌気性消化は，家畜糞尿処理と同時にエネルギー回収ができる点で畜産農家にメリットがあり，フルスケールのバイオガスプラントの普及が進んでいる。本稿では，嫌気性消化による薬剤耐性菌のリスク低減と残留薬剤の分解について報告する。
土壌微生物研究会, 2012年, 土と微生物, 66 (2), 47 - 50, 日本語[招待有り]
記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
講演・口頭発表等
- 第53回日本水環境学会年会, 2019年03月, 日本語, 山梨大学, 国内会議膜分離可溶化プロセスによる高濃度下水汚泥の高速発酵
ポスター発表
- 農業食料工学会関西支部第140回例会, 2019年03月, 日本語, 神戸大学, 国内会議小規模酪農場におけるバイオガスユニットを用いたバイオマス循環の実証試験
口頭発表（一般）
- 農業食料工学会関西支部第140回例会, 2019年03月, 日本語, 神戸大学, 国内会議磁気力制御による畜産廃水からの動物用抗菌剤の濃縮分離と回収
口頭発表（一般）
- 農業食料工学会関西支部第140回例会, 2019年03月, 日本語, 神戸大学, 国内会議ステンレスパイプに付着した乳タンパク質洗浄における表面平滑化が消費エネルギーに与える影響
口頭発表（一般）
- 第140回農業食料工学会関西支部例会, 2018年10月, 日本語, 三菱マヒンドラ農機, 国内会議pH制御型電気化学シーディングを用いた畜産廃水からの動物用抗菌剤の磁気分離
口頭発表（一般）
- 農業環境工学関連学会2018年合同大会, 2018年09月, 日本語, 愛媛大学, 国内会議畜産廃水に残留するテトラサイクリン系抗生物質の磁気濃縮分離
口頭発表（一般）
- 農業環境工学関連学会2018年合同大会, 2018年09月, 日本語, 愛媛大学, 国内会議ステンレスパイプ内表面に付着した乳タンパク質の脱離における表面平滑化の影響
口頭発表（一般）
- The 9th International Forum on Magnetic Force Control, 2018年09月, 英語, SEACLOUD hotel, Busan, Korea, 国際会議Magnetic Concentration of Veterinary Antibiotics from Livestock Wastewater Using a Permanent Magnetic Separator
口頭発表（一般）
- Water and Environment Technology Conference 2018, 2018年07月, 英語, Matsuyama, Sewage sludge is an intensive kind of biomass waste, a collection infrastructure is in place, that suitable for utilization. Anaerobic digestion is a technique that can reduce the solids in sewage sludge and recover energy from it. However, due to the long fermentation time, it is necessary to install a huge digestion tank as part of this process. In this study, we investigated, 国際会議High-rate Anaerobic Treatment of Sewage Sludge Using a Combined Hyper Thermal Solubilization and Membrane Separation System
口頭発表（一般）
- The International Workshop on Material Analysis and Processing in Magnetic Fields (MAP8), 2018年06月, 英語, Grenoble, France, 国際会議Magnetic Concentration of Veterinary Antibiotics from Livestock Wastewater Using a Permanent Magnetic Separator
口頭発表（一般）
- 農業食料工学会関西支部第139回例会, 2018年03月, 日本語, 京都大学, 国内会議畜産廃水からの動物用抗菌剤の磁気分離－磁気シーディングにおけるpH 制御－
口頭発表（一般）
- 農業食料工学会関西支部第139回例会, 2018年03月, 日本語, 京都大学, 国内会議ステンレスパイプに付着した乳タンパク質の洗浄プロセスにおける表面超平滑化の影響
口頭発表（一般）
- 2018年農業施設学会学生・若手研究発表会, 2018年02月, 日本語, 筑波大学, 国内会議永久磁石を用いた畜産廃水からのテトラサイクリン系抗生物質の磁気濃縮分離
ポスター発表
- 2018年農業施設学会学生・若手研究発表会, 2018年02月, 日本語, 筑波大学, 国内会議pH制御電気化学磁気シーディングによる畜産廃水からの抗生物質の磁気分離
ポスター発表
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012年, 日本語, 国内会議酪農廃棄物の資源化のための電解酸化法とメタン発酵によるハイブリッドプロセスに関する研究
口頭発表（一般）
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012年, 日本語, 国内会議電気化学反応による生乳に残留したセフェム系抗生物質の分解処理
口頭発表（一般）
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012年, 日本語, 国内会議メタン発酵および電気化学反応による家畜糞尿における抗生物質耐性菌リスクの低減
口頭発表（一般）
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012年, 日本語, 国内会議ダイヤモンド電極を用いた脱色処理プロセスの検討
ポスター発表
所属学協会
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 広島大学, 2021年04月01日 - 2024年03月31日メタン発酵消化液ペレットを用いた陸―海を繋ぐ新たな貧栄養海域の肥沃化法
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 京都大学, 2020年04月01日 - 2024年03月31日乳酸発酵および光合成微生物による小規模地域内の資源・エネルギー循環の促進
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 2020年04月01日 - 2023年03月31日畜産系バイオマスの嫌気性膜分離プロセス構築と消化液の複合的機能創出
- NEDO, ムーンショット型研究開発事業, 神戸大学, 2020年11月, 研究分担者産業活動由来の希薄な窒素化合物の循環技術創出―プラネタリーバウンダリー問題の解決に向けて
- 前田記念工学振興財団, 2019年度研究助成, 神戸大学, 2019年03月 - 2020年04月, 研究分担者小規模下水処理場での嫌気性消化および肥料高品質化による資源・エネルギー循環
- ひょうご科学技術協会, 令和元年度学術研究助成, 神戸大学, 2019年04月 - 2020年03月, 研究代表者新規メンブレンリアクターによる食品廃棄物の高速バイオガス化技術の開発
- 日本下水道協会, 公益信託下水道振興基金研究助成, 大阪府立環境農林水産総合研究所・神戸大学, 2016年11月 - 2019年10月, 研究代表者高温膜分離可溶化槽を利用した下水汚泥嫌気性処理の高速化
- 草津市, 草津市野菜残さ等の液肥化・利活用実証実験支援事業費補助金, 神戸大学, 2018年04月 - 2019年03月, 研究分担者野菜残さ等の液肥化・利活用実証実験支援事業にかかる研究
- 環境省, 平成29年度農薬残留対策総合調査, 大阪府立環境農林水産総合研究所, 2017年04月 - 2018年03月, 研究代表者河川中農薬モニタリング調査
- 滋賀県, 平成28年度水草対策技術等開発事業, 大阪府立環境農林水産総合研究所, 2016年04月 - 2017年03月, 研究分担者琵琶湖水草を材料としたメタン発酵消化液の改質による高付加価値食物の開発およびその実用化に向けた計画策定
- 科学技術振興機構(JST), 地域産学バリュープログラム/マッチングプランナープログラム(A-STEP機能検証フェーズ), 研究成果展開事業（企業化開発・ベンチャー支援・出資）, 大阪府立環境農林水産総合研究所, 2016年04月 - 2017年03月, 研究代表者下水汚泥の嫌気性処理を１０倍高速化するシステムへの高性能ＭＦ膜の応用と評価
- 大阪湾フェニックスセンター・3R研究財団, 廃棄物・海域水環境保全に係る調査研究助成, 大阪府立環境農林水産総合研究所, 2015年04月 - 2016年02月, 研究代表者膜分離型高速汚泥処理システムの開発
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 神戸大学, 2010年 - 2011年電解酸化法とメタン発酵によるハイブリッド型畜産廃水浄化プロセスの確立
畜産廃水,特に廃棄乳に含有する乳脂肪を構成する高級脂肪酸は,メタン発酵における微生物活性を阻害することが報告されている。本研究では畜産廃水に対して電解酸化法による前処理を適用し,高級脂肪酸などの難分解性物質の転換や有機物負荷の低減を試みた。本年度は電解酸化法による牛乳中の高級脂肪酸の分解特性,電解酸化法による前処理が廃棄乳のメタン発酵に及ぼす影響,およびハイブリッドプロセスにおけるエネルギ収支について検討を行った。 1.電解酸化法による牛乳中の高級脂肪酸の分解特性 DSA(Dimensionally Stable Anode)を用いた電解酸化処理によって牛乳中の高級脂肪酸濃度が減少した。脂肪酸の反応速度定数はCODと比較して非常に大きいため,牛乳の電解酸化処理において脂肪酸は選択的に分解されることが判明した。 2.電解酸化法による前処理が廃棄乳のメタン発酵に及ぼす影響 DSAを用いた電解酸化法による前処理により,牛乳のメタン発酵におけるメタン生成量は増加した。 TiPbO_2電極を用いた電解酸化法で前処理した牛乳を対象としたところ,メタン発酵の阻害が観察された。これはラクトースなどの電気化学的酸化により生じたギ酸が,リアクタ内のメタン生成菌では資化困難なためと考えられた。 3.電解酸化-メタン発酵ハイブリッドプロセスにおけるエネルギ収支の試算 DSAを用いて2時間の電解酸化処理を行った場合,前処理に要する電力を後処理のメタン発酵によって賄うことができると示唆された。一方,6時間の電解処理を行った場合,発電量を超える電力が消費された。電解酸化法による前処理を行う場合は,エネルギ収支に留意して電解条件を検討する必要があった。