微生物燃料電池による排水処理の効率化に関する研究: 電気出力とCODの減少速度との関係

摘要

従来の排水処理技術として微生物の好気代謝を利用した活性汚泥法が広く普及している．活性汚泥法は十分な水質浄化能力を有しているが，微生物を好気呼吸させるために曝気を行うことにより莫大な電力消費を必要とし，また，大量に増殖した微生物汚泥が廃棄物として発生するなどの欠点を有している．言い換えると，有機性排水について，排水中に存在する炭素源に含まれる化学エネルギーが未使用であるだけでなく，浄化するために莫大なエネルギーが投入され，廃棄するためにさらにエネルギーを使用することで排水処理が行われている．これに対し，嫌気状態での微生物の代謝反応を利用して，微生物が排水中の有機物を酸化処理する際に生成される電子とプロトンを取りだし発電を行う微生物燃料電池（MFC）が注目されている．MFCによる排水処理は，嫌気性微生物による処理であるため汚泥の発生量が抑えられる．また，エアカソードを使った一槽式の場合には曝気の必要がなく，省エネルギーな排水処理が可能となる．さらに，MFCでは，排水処理を担う嫌気性微生物（発電菌）によって排水中に含まれる有機物から電気エネルギーを回収することが可能である．