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Construction of novel bio-augmentation technology using pollutants degrading chemotactic bacteria

Research Project

Project/Area Number 18K11692
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64020:Environmental load reduction and remediation-related
Research InstitutionUtsunomiya University

Principal Investigator

NIKATA TOSHIYUKI  宇都宮大学, 工学部, 助教 (30272222)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords1,4-ジオキサン / 活性汚泥 / 菌叢解析 / バイオオーグメンテーション / 1,4-ジオキサン分解細菌 / 16S rRNA遺伝子アンプリコン解析 / 磁化活性汚泥法 / ビスフェノールA / ビスフェノールA分解細菌 / ビスフェノールA資化性細菌 / PCR-DGGE / 走化性 / 汚染物質
Outline of Final Research Achievements

We aimed to enrich contaminant-degrading bacteria in bioaugmentation, one of the methods for treating biologically contaminated soil, and to develop an efficient new enrichment technique. Activated sludge acclimation using biologically persistent 1,4-dioxane as a model contaminant was cultured using the magnetized activated sludge method with magnetic separation.After about 800 days of acclimation, 1,4-dioxane and tetrahydrofuran added as carbon sources showed COD removal rates of over 90%. The successful isolation of bacterial species that grow in the presence of 1,4-dioxane from the acclimated sludge suggests the possibility of using the magnetized activated sludge method to concentrate and isolate degrading bacteria, and thus the possibility of developing more efficient bioaugmentation technology.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バイオオーグメンテーションに代表される汚染土壌のより効率的な生物学的浄化法を目指し、環境基準にも指定されている1,4-ジオキサンをモデル汚染物質として、活性汚泥を磁気による固液分離を行う磁化活性汚泥法を用いて馴養することで本物質を分解する細菌群集を含む汚泥を構築した。さらにこの汚泥から1,4-ジオキサンを分解する細菌を単離することに成功したことから、本法を用いることでより効率的な汚染物質分解細菌の濃縮と分離が可能となることが明らかとなった。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Presentation] 1,4-ジオキサンで馴化した活性汚泥の分解特性と構成細菌の推移2022

    • Author(s)
      荷方稔之,荻原隼人,酒井保藏
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁化活性汚泥法を高負荷対応させるための余剰汚泥抑制法の検討2022

    • Author(s)
      小笹峻諒,酒井保藏,荷方稔之
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁気分離を利用したメタン発酵法の利点と高速・低炭素水処理法への展開2022

    • Author(s)
      酒井保藏,荷方稔之
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 生物処理施設の過負荷改善策としての磁化メタン発酵法の適用と後段好気処理を含む水処理性能評価2022

    • Author(s)
      徐 毅,酒井保藏,荷方稔之,六本木美紀
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高負荷・低炭素性に優れる常温磁化メタン発酵法/接触酸化プロセスの水処理性能評価とエネルギー収支2022

    • Author(s)
      齊藤 翼,酒井保藏,荷方稔之,六本木美紀
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Cultivation and Bacterial Flora Analysis of 1,4-Dioxane Acclimatized Magnetic Activated Sludge2021

    • Author(s)
      T. NIKATA, H. OGIHARA, Y. SAKAI
    • Organizer
      The 12th International Forum on Magnetic Force Control
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Current Research on Biological Wastewater Treatment Using Magnetic Separation2021

    • Author(s)
      Y. SAKAI, T. NIKATA, M. L. SAHA
    • Organizer
      The 12th International Forum on Magnetic Force Control
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of Magnetic Methane Fermentation to Pre-treatment of Biological Wastewater Treatment and the Consideration of Merits of Magnetic Separation2021

    • Author(s)
      Y. XU, Y. SAKAI, T. NIKATA, M. ROPPONGI
    • Organizer
      The 12th International Forum on Magnetic Force Control
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環境汚染物質分解性汚泥の馴化に伴う16S rRNA アンプリコン解析による菌叢変化2021

    • Author(s)
      荻原 隼人, 荷方 稔之, 酒井 保藏
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 余剰汚泥の熱処理を併用する高負荷条件に対応できる磁化活性汚泥法の試み2021

    • Author(s)
      福田芳樹, 酒井保藏, 荷方 稔之, 六本木美紀
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高容積負荷対応のための高MLVSS 濃度での磁化活性汚泥法の可能性2021

    • Author(s)
      古賀華絵, 酒井保藏, 荷方 稔之, 六本木美紀
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 磁化活性汚泥法(MAS法)における余剰汚泥の高温処理による磁性粉の再利用性の検討2021

    • Author(s)
      海賀俊人, 酒井保藏, 荷方 稔之, 六本木美紀
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 低濃度BOD 排水処理への磁気分離を用いた磁化メタン発酵法適用の試み2021

    • Author(s)
      徐 毅, 酒井保藏, 荷方 稔之, 六本木美紀
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 環境汚染物質で馴化した磁化活性汚泥からの分解細菌の単離と分解特性2020

    • Author(s)
      荻原 隼人, 金澤 彩, 荷方 稔之, 酒井保藏
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      第20 回 2020 年度 磁気力制御・磁場応用夏の学校
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 磁化活性汚泥法を用いた1,4-ジオキサン分解汚泥の馴養と汚泥内菌叢解析2020

    • Author(s)
      荻原 隼人, 荷方 稔之, 酒井 保藏
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 日和見感染細菌のビスフェノールA 耐性に及ぼす膜損傷及び排出 機構の影響2020

    • Author(s)
      加賀 経元, 望月 学, 荷方 稔之, 酒井 保藏
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ビスフェノールF で馴養した磁化活性汚泥の処理特性と汚泥内菌叢の解析2019

    • Author(s)
      萩原 隼人, 星 臣來, 荷方 稔之, 酒井 保藏
    • Organizer
      第18回 2019年度 磁気力制御・磁場応用夏の学校
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] T. Nikata, M. Hoshi, Y. Sakai2019

    • Author(s)
      Screening of Bisphenol A Degrading Bacteria from Acclimatized Magnetic Activated Sludge
    • Organizer
      The 10th International Forum on Magnetic Force Control in Nara
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 磁気分離を用いた磁化汚泥によるビスフェノールA 資化性細菌の濃縮と分離2019

    • Author(s)
      星 臣來, 荷方 稔之, 酒井 保藏
    • Organizer
      第53回日本水環境学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸菌のビスフェノールA 耐性に及ぼす薬剤排出ポンプ の影響2019

    • Author(s)
      加賀経元,荷方稔之,酒井保藏
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 磁化活性汚泥法を用いたビスフェノールA資化性走性細菌の分離の試み2018

    • Author(s)
      荷方 稔之,星 臣來,酒井 保藏
    • Organizer
      2018年度磁気力制御・磁場応用 夏の学校
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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