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Decomposition and methanation of trapped SS components by anaerobic protozoa in UASBs of municipal sewage treatment

Research Project

Project/Area Number 16H04442
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Civil and environmental engineering
Research InstitutionNagaoka National College of Technology

Principal Investigator

ARAKI Nobuo  長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (30193072)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 隆司  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10280447)
押木 守  長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (90540865)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2016: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Keywords都市下水処理 / 嫌気性処理法 / 原生動物 / 浮遊物分解促進 / UASB / 嫌気性処理 / 嫌気性原生動物 / 浮遊性物質 / 浮遊固形成分 / メタン化 / 嫌気性汚泥床法 / 浮遊性成分 / メタン生成 / 嫌気性排水処理法 / 浮遊物質分解 / メタン回収
Outline of Final Research Achievements

UASB is promising for applying the energy-saving anaerobic method to the treatment of municipal sewage, but the decomposition of suspended solids components contained in the sewage becomes a serious problem. In aerobic activated sludge methods, which is widely used for general municipal sewage treatment, the protozoa inhabiting the tank play a certain role in the decomposition of the suspended components. Since it is known that protozoan cells also exist in the UASB treating sewage, we investigated to what extent anaerobic protozoa contribute to the decomposition of suspended solids. However, this study revealed that protozoa preferentially ingested various bacteria in the UASB and soluble components of municipal sewage, and did not ingest the suspended components of the municipal sewage.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本で広く都市下水処理に普及している標準活性汚泥法は膨大なエネルギー消費とさらに処理が必要な余剰汚泥を大量に生成している。一方、嫌気性汚泥法などの嫌気性法は省エネルギーであり、余剰汚泥の生成も極めて少ない。しかし、処理効率が低いことから、特に都市下水中の浮遊成分の分解が問題となる。本研究は汚泥床法内に生息する原生動物を高濃度に培養し、この浮遊成分の分解を担わせる方策を確立するものであるが、嫌気性原生動物は都市下水中の浮遊成分よりも溶解成分を摂取することが判明した。したがって、嫌気性処理法では浮遊成分の分解をバクテリアの活性化を軸として技術を開発する必要であることが分かった。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Food selectivity of anaerobic protists and direct evidence for methane production using carbon from prey bacteria by endosymbiotic methanogen2020

    • Author(s)
      Masashi Hatamoto, Yuga Hirakata, Mamoru Oshiki, Takahiro Watari, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • Journal Title

      ISME Journal

      Volume: in Press

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  • [Journal Article] 都市下水処理UASBの上昇線流速が槽内の原生動物に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      吉田力, 佐藤剛, 押木守, 荒木信夫, 平片悠河, 幡本将史, 山口隆司
    • Journal Title

      土木学会論文集G(環境)

      Volume: 75(7) Pages: 19-24

    • NAID

      130007814680

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  • [Journal Article] Temporal variation of eukaryotic community structures in UASB reactor treating domestic sewage as revealed by 18S rRNA gene sequencing2019

    • Author(s)
      Y.Hirakata, M.Hatamoto, M.Oshiki, T.Watari, K.Kuroda, N.Araki, T.Yamaguchi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Fermentative metabolic profiles of the anaerobic protists, Cyclidium sp., Trichomitus sp., and Cercomonas sp.2019

    • Author(s)
      Y. Hirakata, M. Hatamoto, T. Watari, M. Oshiki, S. Kawakami, S. Maki, N.Araki, T. Yamaguchi.
    • Organizer
      10th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro Industries
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    • Author(s)
      Y. Hirakata, M. Hatamoto, T. Watari, M. Oshiki, N. Araki, T. Yamaguchi
    • Organizer
      The 16th IWA World Conference on Anaerobic Digestion
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      平片悠河, 幡本将史, 渡利高大, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
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      令和元年度土木学会全国大会第74回年次学術講演会
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      佐藤剛,荒木信夫,押木守,山口隆司,平片悠河
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      第53回日本水環境学会年会
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  • [Presentation] 都市下水処理UASB槽内に生息する原生動物の細菌の捕食と代謝特性の解明2019

    • Author(s)
      平片悠河, 幡本将史, 渡利高大, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
    • Organizer
      第53回水環境学会年会
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  • [Presentation] 都市下水処理UASB槽内に生息する原生動物の細菌の捕食と代謝特性の解明2019

    • Author(s)
      平片悠河, 幡本将史, 渡利高大, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
    • Organizer
      第53回日本水環境学会年会
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  • [Presentation] UASBスラッジベッド内での原生動物のサバイバル2019

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      佐藤剛,荒木信夫,押木守,平片悠河, 幡本将史, 山口隆司
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      第53回日本水環境学会年会
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  • [Presentation] 都市下水処理UASB槽内に生息する原生動物Cyclidium sp.の細菌捕食速度と代謝物の調査2018

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      平片悠河, 幡本将史, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
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      平成30年度土木学会全国大会第73回年次学術講演会
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      鎌田すみれ,荒木信夫,押木守,桑原大輝
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      第36回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
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  • [Presentation] 上昇線流速がUASB槽内の嫌気性原生動物へ与える影響2018

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      覚道由郎,吉田力,荒木信夫,押木守
    • Organizer
      第36回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 都市下水処理UASB内における汚泥床内の空隙が原生動物へ与える影響2018

    • Author(s)
      佐藤剛,荒木信夫,押木守,山口隆司
    • Organizer
      第36回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 都市下水処理UASB槽内に生息する原生動物の細菌の捕食と代謝特性の解明2018

    • Author(s)
      平片悠河, 幡本将史, 渡利高大, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
    • Organizer
      第52回水環境学会年会, 札幌, pp354. 2018. 3.
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 都市下水処理 UASB スラッシベッド内の嫌気性原生動物の棲かについて2018

    • Author(s)
      佐藤 剛, 荒木信夫, 押木 守, 山口隆司, 平片悠河
    • Organizer
      第52回水環境学会年会, 札幌, L31. 2018. 3.
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 窒素安定同位体比を用いた嫌気性原生動物の食物環の解明2018

    • Author(s)
      桑原大輝, 荒木信夫, 押木 守, 野寺崇, 山口隆司, 平片悠河
    • Organizer
      第52回水環境学会年会, 札幌, L32. 2018. 3.
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 上昇線流速が UASB 槽内の嫌気性原生動物に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      吉田力,難波悠太,荒木信夫,平片悠河,押木守,幡本将史,山口隆司
    • Organizer
      第51回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本市)
    • Year and Date
      2017-03-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 18S rRNA 遺伝子に基づく都市下水処理 UASB 槽内の原生動物群集の解析2017

    • Author(s)
      平片悠河,幡本将史,山口隆司,荒木信夫
    • Organizer
      第51回日本水環境学会年会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本市)
    • Year and Date
      2017-03-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] UASB Reactor Treating Domestic Sewage Based on 18S rRNA Gene Sequencing2017

    • Author(s)
      Yuga Hirakata, Masashi Hatamoto, Mamoru Oshiki, Nobuo Araki, Takashi Yamaguchi
    • Organizer
      The 1st Frontiers International Conference on Wastewater Treatment and Modelling (FICWTM), pp. 218-224. Palermo, Italy. (May 2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Anaerobic protist community in UASB reactortreating domestic sewage by 18S rRNA gene sequence analysis2017

    • Author(s)
      Yuga Hirakata, Masashi Hatamoto, Mamoru Oshiki, Nobuo Araki, Takahiro Watari, Takashi Yamaguchi
    • Organizer
      1st Symposiumon Microbial Methods For Wate & Water Resources Recovery (MMWWRR2017), P06, TU Delft, Netherlands. (May 2017)
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 都市下水処理UASB槽内に生息する原生動物群集解析と分離培養の試み2017

    • Author(s)
      平片 悠河, 幡本 将史, 山口 隆司, 押木 守, 荒木 信夫
    • Organizer
      環境微生物系学会合同大会2017, 仙台, P-361. 2017.8.
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  • [Presentation] 18S rRNA遺伝子情報を用いた都市下水を処理するUASB槽及び活性汚泥における原生動物群集解析2017

    • Author(s)
      平片悠河, 幡本将史, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
    • Organizer
      平成29年度土木学会全国大会第71回次学術講演会, 福岡, Ⅶ-187. 2017.9.
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  • [Presentation] 都市下水を処理するUASB 槽内に生息する原生動物群集の季節変動と処理水質との関連2017

    • Author(s)
      平片悠河, 幡本将史, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
    • Organizer
      第20回水環境シンポジウム, 和歌山, p29-30. 2017. 9.
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  • [Presentation] 都市下水処理UASBにおける嫌気性原生動物の棲かについて2017

    • Author(s)
      吉田力, 佐藤剛, 押木守, 荒木信夫, 山口隆司, 平片悠河
    • Organizer
      高専機構第二ブロック研究情報交換会, 筑波大学東京キャンパス, 2017.12.
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 嫌気性原生動物叢を解析するためのMiSeq用PCRプライマーの検討2016

    • Author(s)
      高橋俊,荒木信夫,平片悠河,押木守,幡本将史,山口隆司
    • Organizer
      第34回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
    • Place of Presentation
      ハイブ長岡(長岡市)
    • Year and Date
      2016-11-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 上昇線流速がUASB内の嫌気性原生動物に与える影響2016

    • Author(s)
      吉田力,荒木信夫,平片悠河,押木守,幡本将史,山口隆司
    • Organizer
      第34回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
    • Place of Presentation
      ハイブ長岡(長岡市)
    • Year and Date
      2016-11-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 下水処理 UASB 槽内に生息する嫌気性原生動物の共生微生物の分子生物学的解析2016

    • Author(s)
      平片悠河, 幡本将史, 山口隆司, 押木守, 荒木信夫
    • Organizer
      第71回土木学会次学術講演会
    • Place of Presentation
      東北大学川内北キャンパス(仙台市)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Detection of Prokaryotic Symbionts in the Ciliates Metopus living in Up-flow Anaerobic Sludge Blanket Reactor2016

    • Author(s)
      Hirakata, Y., Oshiki, M., Araki, N., Hatamoto, M., Yamaguchi, T.
    • Organizer
      Water and Environment Technology(WET) Conference 2016
    • Place of Presentation
      Chuou University, Tokyo
    • Year and Date
      2016-08-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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