微生物燃料電池 と は微生物の代謝 を 利用す る 生物発電装置で あ る
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(2) 土木学会東北支部技術研究発表会（平成26年度）. 600. 乳牛畜舎排水投. 玄武岩. 550. 500. 発電量(mW/m2). 450 400 350. リ サイクルガラス. 300. 250 転炉スラグ. 200 150. ゼオライト. 100. 川砂. 50 0 81. 84. 87. 90. 93. 96. 99. 102 105 108 111 114 117 120 123 126 129 132 135 138 141 144 147. 経過時間(day). 図-2. 閉回路での発電量の推移. は転炉 ス ラ グ を 用い た CW-MFC で あ っ た 。 そ の後の 発電量は 、 全て の CW-MFC. 100. で 経過時間に伴い増加 し た が 、 実験開始か ら 100 日以降で は特に玄武岩 と リ サ 量が最 も 高か っ た のは玄武岩 を 用い た CW-MFC で あ っ た 。 発電量が高か っ た CW-MFC に用い た ろ 材で あ る 玄武岩 、 転炉 ス ラ グ 及び リ サ イ ク ルガ ラ ス は ど れ も 金属含有資材で あ り 、 こ の結果か ら 、 鉄等の金属が含 ま れ る 資材が CW-MFC. CODCr除去率(%). イ ク ル ガ ラ ス を 用い た CW-MFC の発電量の増加が顕著 と な り 、 147 日目に発電. 17日目 42日目 60日目 82日目 89日目 96日目 103日目. 90 80 70 60. 50 40 30 20. の ろ 材 と し て有効で あ る こ と が確認出来た 。. 10 0. 3.2 水質浄化性能の比較. 100. 各 ろ 材 を 用い た CW-MFC の水質浄化性能の比較 を 図-3に示す 。 CODCr に着目. 90. は88％以上で あ り 、 特にゼ オ ラ イ ト を 用い た CW-MFC の平均除去率は 97% と 高 い結果 と な っ た 。 し か し 、 玄武岩及び転炉 ス ラ グ を 用い た CW-MFC の平均除去 率は 80% 前後 と 相対的に低い結果 と な っ た 。 こ れ ら の ろ 材は共に粒径が大 き く. T-N除去率(%). 80. す る と ゼオ ラ イ ト 、 川砂及び リ サ イ ク ルガ ラ ス を 用い た CW-MFC の平均除去率. 70 60 50 40 30 20. ろ 過作用が働 き に く か っ た こ と が原因 と 考え ら れ た 。 T-N の平均除去率は 、 ゼ. 10. オ ラ イ ト 、 川砂及び玄武岩 を 用い た CW-MFC で は全て 91% 以上の高い結果 と な. 100. 0. っ た の に対 し 、 リ サ イ ク ル ガ ラ ス 及び転炉 ス ラ グ を 用い た CW-MFC で は 76% 以. 90. か っ た こ と か ら 、 T-N の除去機構は粒径に関係の な い吸着が主で あ る こ と が考 え ら れ 、 玄武岩が窒素成分の吸着に優れ て い る こ と が示唆 さ れ た 。 一方 、 T-P の平均除去率は ゼ オ ラ イ ト 、 川砂及び転炉 ス ラ グ を 用い た CW-MFC で 全て 91% 以上の高い結果 と な っ た の に対 し 、 リ サ イ ク ル ガ ラ ス 及び玄武岩 を 用い た CW-MFC の平均除去率は 63% 以下 と 相対的に低い結果 と な っ た 。 T-N と 同様に 粒径の小 さ い リ サ イ ク ルガ ラ ス の除去率が低い こ と か ら 、 T-P の除去機構 も 吸. T-P除去率 (%). 80. 下 と 相対的に低い結果 と な っ た 。 粒径の小 さ い リ サ イ ク ル ガ ラ ス の除去率が低. 70 60. 50 40 30 20 10 0 ゼオライト. 川砂. リサイクルガラス. 玄武岩. 転炉スラグ. ろ材. 図-3 各ろ材の水質浄化性能の比較. 着が主で あ る と 考え ら れ 、 転炉 ス ラ グ が リ ン 成分の吸着に優れ て い る こ と が示唆 さ れ た 。 以上の結果か ら 、 金属含有資材の中で 特に玄武岩 と 転炉 ス ラ グ を 細粒径に し 、 こ の二つ を 組み合わせ て CW-MFC の ろ 材 と し て 使用す る こ と でCOD 、 T-N 、 T-P の除去性能 と 発電性能の両立が可能 と な る と 考え ら れ た 。 4.. まとめ 本研究に よ り 、 玄武岩 、 転炉 ス ラ グ 、 リ サ イ ク ルガ ラ ス 等の金属 を 含ん だ ろ 材 を CW-MFC に用い る こ と で. 高い発電量が得 ら れ る こ と が明 ら か に な っ た 。 さ ら に玄武岩が窒素成分の吸着に優れ 、 転炉 ス ラ グ が リ ン 成 分の吸着に優れ て い た こ と か ら 、 発電性能の高い玄武岩 と 転炉 ス ラ グ を 細粒径に し て組み合わせ CW-MFC に 適用す る こ と で 水質浄化性能 と 発電性能の両立が期待で き る 。 謝辞. 本 研 究 は 平 成 26 年 度 私 立 大 学 戦 略 的 研 究 基 盤 形 成 支 援 事 業 の 成 果 の 一 部 で あ る 。 記 し て 謝 意 を 表 す る 。.
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主要な研究成果
（原稿受付 2009 年 10 月 3 日／原稿受理 2009 年 10 月 19 日）.. 高妻 他 106
