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Removal and Recovery of Ammonium Nitrogen from Dairy Processing Wastewater Using Air Stripping Technology: A Pilot-Scale Study

乳製品加工廃水からの空気ストリッピング技術によるアンモニウム窒素の除去と回収：パイロットスケール研究 (AI 翻訳)

Md Sydur Rahman, Toby Shapiro Ellis, Isaiah J. R. Freeburn, Andrew Rose, A. W. Thornton, Dirk Erler

Water📚 査読済 / ジャーナル2026-01-12#その他Origin: Global
DOI: 10.3390/w18020196
原典: https://doi.org/10.3390/w18020196

🤖 gxceed AI 要約

日本語

この研究では、乳製品加工廃水からアンモニウム窒素を除去・回収するためのパイロットスケールの空気ストリッピングシステムを設計・評価しました。pH、温度、空気流量の最適条件（pH11、32℃、300L/min）で、合成廃水では約40%、実廃水では約34%の除去率を達成。さらに、化学沈殿前処理とストリッピング時間の延長により除去率が約70%に向上し、下流の酸浴と活性炭による回収システムで70-95%のアンモニアを回収しました。これは循環経済に貢献します。

English

This pilot-scale study designed an air stripping system for ammonium nitrogen removal and recovery from dairy processing wastewater. Optimal conditions (pH 11, 32°C, 300 L/min) achieved ~40% removal for synthetic and ~34% for real wastewater. Incorporating chemical precipitation and extending stripping time improved removal to ~70%. The downstream capture system recovered 70-95% of ammonia. This integrated system supports circular economy and sustainable nitrogen cycle.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

本論文は、廃水からの窒素除去・回収技術を提示し、日本の循環経済政策や窒素排出規制に貢献する。特に、乳製品産業での適用が期待される。

In the global GX context

Globally, this study contributes to the circular economy and sustainable nitrogen management, key aspects of green transformation. It demonstrates a practical technology for nutrient recovery from industrial wastewater, supporting initiatives like the EU's Circular Economy Action Plan.

👥 読者別の含意

🔬研究者:This study provides a pilot-scale demonstration of air stripping for ammonium recovery, offering insights into process optimization and real wastewater challenges.

🏢実務担当者:Dairy processing facilities can use this integrated system to meet discharge limits and recover ammonia for fertilizer or other uses.

🏛政策担当者:This research supports policies promoting resource recovery from wastewater and circular economy, informing regulations on nitrogen discharge and nutrient recycling.

📄 抄録（日本語訳）

アンモニア態窒素（NH4+-N）の排水からの除去と回収は、世界的に重要な課題であり、持続可能な窒素循環と循環経済を達成するための鍵である。本研究では、栄養塩捕捉ユニットを統合したパイロット規模のエアストリッピングシステムを設計・構築し、乳製品加工排水（DPW）からのNH4+-N除去と回収を最大化するための効果的なpH、温度、および通気条件を評価した。我々の結果は、pHと温度の上昇がエアストリッピングによるNH4+-N除去を大幅に強化し、より高い通気速度がさらなる性能向上に寄与することを実証した。これらの条件下（pH 11、32 °C、300 L min−1）では、合成廃水からのNH4+-N除去は6時間のエアストリッピング後に約40%に達した。比較として、実DPWは同一条件下でわずかに低い除去効率を示し、約34%を達成したが、これはおそらくそのより複雑なマトリックスに起因する。さらに、エアストリッピング前に化学沈殿工程とそれに続くろ過を組み込むことで、DPWからNH4+-Nが除去され、約43%を達成した。しかし、同一条件下でストリッピング時間を延長すると除去性能が大幅に向上し、DPWにおけるNH4+-N除去は約70%に増加した。下流の捕捉システムは、酸浴と粒状活性炭（GAC）から構成され、上流でのエアストリッピングによるNH4+-N除去が中程度であっても、放出されたアンモニア（NH3）の70〜95%を一貫して回収した。GACは揮発したNH3を効果的に吸着し、最大約18 mg/kgの吸着容量を達成した。全体として、この統合システムは、産業廃水流からのNH4+-Nの同時除去と回収に強い可能性を示し、顕著な環境的利点を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

Ammonium nitrogen (NH4+-N) removal and recovery from wastewater have been critical issues worldwide and key to achieving a sustainable nitrogen cycle and circular economy. In this study, we designed and constructed a pilot-scale air stripping system integrated with a nutrient-capture unit and evaluated the effective pH, temperature, and airflow conditions for maximising NH4+-N removal and recovery from dairy processing wastewater (DPW). Our results demonstrated that increasing pH and temperature substantially enhances NH4+-N removal via air stripping, with higher airflow rates further improving performance. Under these conditions (pH 11, 32 °C, and 300 L min−1), NH4+-N removal from synthetic wastewater reached ≈40% after 6 h air stripping. In comparison, real DPW exhibited slightly lower removal efficiency under the same conditions, achieving ≈34%, likely due to its more complex matrix. Additionally, incorporating a chemical precipitation step followed by filtration prior to air stripping removed NH4+-N from DPW, achieving ≈43%. However, extending the stripping duration under identical conditions significantly improved removal performance, increasing NH4+-N removal in DPW to ≈70%. The downstream capturing system, consisting of acid bath and granulated activated carbon (GAC), consistently recovered 70–95% of the released ammonia (NH3) when even upstream NH4+-N removal via air stripping was moderate. The GAC effectively adsorbed the volatilised NH3, achieving adsorption capacities of up to ≈18 mg/kg. Overall, this integrated system demonstrates strong potential for simultaneous NH4+-N removal and recovery from industrial wastewater streams, offering notable environmental benefits.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。