電気泳動による微生物固定化空間内の基質輸送の促進と脱窒反応の向上

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微生物固定化空間内において基質の能動輸送を行う手段として電気泳動を利用し，固定化微生物の反応を促進化する実験的検討を行った．スラグ繊維を付着担体とする硫黄脱窒細菌の充填層について，電気泳動によりNO3−の輸送促進を図りながら脱窒回分試験を行ったところ，30分間隔で18 Vにて極性を換えた場合の窒素除去速度は1.99 g-N·m−3·h−1であり，一方電気泳動のない場合は0.40 g-N·m−3·h−1であった．電極でのNOx−還元反応は起きていないことが確認され，NOx−除去は全て微生物反応によることが示唆された．電気泳動によって微生物固定化空間内にNO3−を能動的に輸送することで脱窒反応向上が可能であり，窒素除去速度は最大4.9倍向上した．電場印加時の窒素除去特性は，微生物反応に関するMonod式とイオンの電気泳動に関するStokes式を使ったシミュレーション解析で試験結果と対応する結果をえた．さらに，連続試験の結果，電場印加を行った系では電場印加のない系に比べ窒素除去率が良好であり，それぞれの単位容積当たりの窒素除去は2.0×10−2および1.6×10−2 kg-N·m−3·d−1であった．回分試験と比べると電気泳動による反応促進効果は小さく，液の流動状態や電極磨耗の影響があったと推察された．
社団法人　化学工学会の論文
2006-11-20

電気泳動による微生物固定化空間内の基質輸送の促進と脱窒反応の向上

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