産業廃水班

省エネルギー·低コスト型産業廃水処理システムの開発

産業廃水は下水と比べて高濃度に汚染されている場合が多くまた、生物分解が難しい難分解性の物質を含んでいます。また、廃水によってその組成が大きく異なり廃水種ごとに最適な処理方法の確立が求められます。我々の研究グループでは、難分解性の物質を効果的に除去する微生物を活性化させる、超高速度に分解をおこなえる微生物種間電子伝達を促進するなどの要素技術を開発しそれぞれの産業廃水にあった処理技術の構築を行っております。

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天然ゴム廃水処理に関する研究

天然ゴムは、東南アジアにおける主要な農作物であり近年、カーボンニュートラルな材料として注目されています。本研究室では、物質材料系河原研究室、生物系笠井研究室と共同で天然ゴムを基点とした新しいカーボンサイクルの構築に取り組んでいます。具体的に本研究室では、既存の天然ゴム工場から排出される廃水処理方法とその処理プロセスから排出される温室効果ガス量の推定、天然ゴムを対象とした創エネルギー型の廃水処理技術の開発、新しい天然ゴム精製方法から排出される廃水処理の方法の検討を行っています。これまで、アンモニアを多く含む天然ゴム廃水を処理する既存の廃水処理システムから大量のメタンガスと共に温室効果係数の高い亜酸化窒素が大気放出されていることを明らかにしています。

(国立環境研究所、呉工業高等専門学校、ハノイ工科大学、ベトナムゴム研究所との共同研究)

1) Watari, T., Mai, T. C., Tanikawa, D., Hirakata, Y., Hatamoto, M., Syutsubo, K., ... & Yamaguchi, T. (2017). Performance evaluation of the pilot scale upflow anaerobic sludge blanket–Downflow hanging sponge system for natural rubber processing wastewater treatment in South Vietnam. Bioresource technology, 237, 204-212.

2) Watari, T., Cuong Mai, T., Tanikawa, D., Hirakata, Y., Hatamoto, M., Syutsubo, K., ... & Yamaguchi, T. (2017). Development of downflow hanging sponge (DHS) reactor as post treatment of existing combined anaerobic tank treating natural rubber processing wastewater. Water Science and Technology, 75(1), 57-68.

3) Tanikawa, D., Watari, T., Mai, T. C., Fukuda, M., Syutsubo, K., Nguyen, N. B., & Yamaguchi, T. (2018). Characteristics of greenhouse gas emissions from an anaerobic wastewater treatment system in a natural rubber processing factory. Environmental technology.

4) Tran, P. T., Watari, T., Hirakata, Y., Nguyen, T. T., Hatamoto, M., Tanikawa, D., ... & Yamaguchi, T. (2017). Anaerobic baffled reactor in treatment of natural rubber processing wastewater: reactor performance and analysis of microbial community. Journal of Water and Environment Technology, 15(6), 241-251

5) Thanh, N. T., Watari, T., Thao, T. P., Hatamoto, M., Tanikawa, D., Syutsubo, K., ... & Huong, N. L. (2016). Impact of aluminum chloride on process performance and microbial community structure of granular sludge in an upflow anaerobic sludge blanket reactor for natural rubber processing wastewater treatment. Water Science and Technology, 74(2), 500-507.

6) Tanikawa, D., Syutsubo, K., Watari, T., Miyaoka, Y., Hatamoto, M., Iijima, S., ... & Yamaguchi, T. (2016). Greenhouse gas emissions from open-type anaerobic wastewater treatment system in natural rubber processing factory. Journal of Cleaner Production, 119, 32-37.

7) Watari, T., Thanh, N. T., Tsuruoka, N., Tanikawa, D., Kuroda, K., Huong, N. L., ... & Yamaguchi, T. (2016). Development of a BR–UASB–DHS system for natural rubber processing wastewater treatment. Environmental technology, 37(4), 459-465.

染色廃水処理に関する研究

1) Nguyen, T. H., Watari, T., Hatamoto, M., Setiadi, T., & Yamaguchi, T. (2021). Enhanced decolorization of dyeing wastewater in a sponges-submerged anaerobic reactor. Chemosphere, 279, 130475.

2) Choerudin, C., Arrahmah, F. I., Daniel, J. K., Watari, T., Yamaguchi, T., & Setiadi, T. (2021). Evaluation of combined anaerobic membrane bioreactor and downflow hanging sponge reactor for treatment of synthetic textile wastewater. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(4), 105276.

3) Watari, T., Hata, Y., Hirakata, Y., Nguyet, P. N., Nguyen, T. H., Maki, S., ... & Yamaguchi, T. (2021). Performance evaluation of down-flow hanging sponge reactor for direct treatment of actual textile wastewater; Effect of effluent recirculation to performance and microbial community. Journal of Water Process Engineering, 39, 101724.

4) Nguyen, T. H., Watari, T., Hatamoto, M., Sutani, D., Setiadi, T., & Yamaguchi, T. (2020). Evaluation of a combined anaerobic baffled reactor–downflow hanging sponge biosystem for treatment of synthetic dyeing wastewater. Environmental Technology & Innovation, 19, 100913.

5) Nguyet, P. N., Hata, Y., Maharjan, N., Watari, T., Hatamoto, M., & Yamaguchi, T. (2020). Adsorption of colour from dye wastewater effluent of a down-flow hanging sponge reactor on purified coconut fibre. Environmental Technology, 41(10), 1337-1346.

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染色産業は、大量の染料と水を使用し大量の難分解性の廃水が発生します。インドネシアでは、この染色産業が主要な産業でありますが、一方で深刻な環境問題を引き起こしています。我々の研究グループでバンドン工科大学と共同で有用微生物を活性化させた生物学的廃水処理システムの開発に取り組んでいます。これまで、DHSリアクターを用いたラボ実験では、スポンジ担体内の酸素濃度の違いを利用して嫌気性処理と好気性処理を複数回行うことで効果的に脱色が起きることを明らかにしました。また、最近は、生分解性有機物や電気伝導物質をバイオリアクター内に投入することで更なる高効率な廃水処理システムの開発に取り組んでいます。

(バンドン工科大学·株式会社日水コン·三機工業株式会社との共同研究)