嫌気アンモニア酸化(Anammox)の評価に関する研究

• Project/Area Number: 08680605
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 環境保全
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 古川 憲治 熊本大学, 工学部, 教授 (60029296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 浩幸 熊本大学, 工学部, 助教授 (20222234) ; 藤田 正憲 大阪大学, 工学部, 教授 (70029289)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 1996: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 嫌気アンモニア酸化 / Anammox / アンモニア除去 / 無酸素 / NO_3-N / NO_2-N

Research Abstract

活性汚泥を用いて、25℃で有機物を添加しないAnoxic条件下で嫌気アンモニア酸化(Anammox)反応に関する回分試験を行った。40日のラグタイムの後、NH_4-N濃度が徐々に低下するとともに、NO_2-Nの蓄積が見られ、NO_3-N濃度が徐々に低下した。この間NH_4-NとNO_3-Nの減少速度はAnammox反応を初めて発表したKuenen等の報告値と等しいことを認めた。
同様の回分試験を脱窒汚泥を使って行ったところ、ラグタイムは20日に短縮された。ラグタイム後のNH_4-Nの減少速度は0.13mg-N/L/hで、NO_2-N濃度は20mg-N/Lまで高まったが、NH_4-N濃度が0に近ずくにつれその濃度は低下した。これに少し遅れて、NO_3-Nの急激な減少が起こった。ここで、新鮮なNH_4-Nを添加すると、NO_3-Nの減少が抑制されNO_2-Nの蓄積が始まった。この時のNH_4-Nの減少速度は0.29mg-N/L/hに高まった。NH_4-Nが消費されると、NO_2-N濃度は再び低下した。
次いで、NO_2-NをNO_3-Nの代わりにつかった培地で同様の回分試験を行った。前回の試験と同様に、NH_4-N濃度の減少の開始はNO_2-N濃度の増加とT-N濃度の減少と呼応した。微生物活性を停止させた対照実験によりAnammox反応が微生物により仲介されていることを確認した。
これまで得られた研究の結果、NO_3-Nは電子受容体とはならないようで、NH_4-NとNO_3-Nの減少速度は一貫して逆関係にあった。内生脱窒によって発生するNO_2-Nが当初、NH_4-NのNO_2-Nへの酸化における電子受容体として働き、NH_4-NとNO_2-Nの間の酸化還元反応でガス態窒素を発生していることが認められた。今後、これらの推察を実験的に明らかにするために、ガス状の副産物の同定と定量を行うとともに、^<15>Nでラベルされた基質を使って分解経路を明らかにし、窒素の物質収支をとる、バイオマスレベル、温度、栄養塩等を調整することで、除去速度をもっと高めることを試みる予定である。