アンモニア処理管理者：なぜこのバッテリーが魚の命を救うことができるのでしょうか？

著者: ドゥアン・ユエチュ

アンモニアは魚に害を及ぼす可能性のある有毒化合物です。ナマズ池におけるアンモニアの主な発生源は魚の餌と排泄物です。アンモニア濃度が高いと死に至る可能性があります。したがって、魚の死亡の可能性を最小限に抑えるには、アンモニアの存在を制御する必要があります。

微生物燃料電池（MFC）は、アンモニアのバイオレメディエーションに役立つ技術であり、微生物を利用して有機物中の化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置です。近年、MFC はアンモニア性窒素のバイオ修復の分野で大きな注目を集めています。アンモニア性窒素は養殖プロセスの産物であり、養殖種と人体の両方に潜在的な危険を及ぼします。したがって、アンモニア性窒素廃水の処理にMFC技術を使用することは非常に重要です。

MFC では、有機物は微生物によって分解され、電子と陽子が放出されます。電子は外部回路を通じて陰極に送られ、電流を形成します。プロトンはプロトン交換膜を通して陰極に移動し、酸化剤（通常は酸素）と結合して水を形成します。このプロセスは、アンモニア性窒素を無害な物質に変換するバイオレメディエーションに適用できます。

実験研究では、嫌気性汚泥や河川底堆積物などのさまざまな接種物を使用して MFC を開始し、アンモニア性窒素除去に対するそれらの効果を調査しました。結果は、異なる接種物によって開始された MFC のアンモニア性窒素濃度に対する耐性が異なることを示しました。また、MFCの発電性能は、アンモニア性窒素濃度と外部抵抗を変化させることで調整できます。

アンモニア性窒素のバイオレメディエーションにおけるMFCの適用効果を高めるために、研究者らは、フェノールをマトリックスとするMFCの発電性能に対するさまざまな栽培方法の影響も研究した。さらに、高アンモニア性窒素廃水に対するバイオ強化処理法も注目されています。嫌気性・無酸素性・好気性の複合プロセスと固定化技術により、アンモニア性窒素の効率的な除去を実現しました。

要約すると、微生物燃料電池 (MFC) は、アンモニア性窒素のバイオレメディエーションの分野で大きな可能性を秘めています。 MFC の接種物、順応方法、動作条件を最適化することで、アンモニア性窒素除去の効率が向上し、水産養殖と環境管理のための環境に優しく持続可能な技術手段が提供されます。

参考: アンモニアのバイオレメディエーションへの微生物燃料電池 (MFC) の応用 | Scientific.Net https://www.scientific.net/JBBBE.62.63