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Microalgae culture system for nutrient absorption from the odor of composting

Research Project

Project/Area Number 19K15939
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
Research InstitutionThe University of Tokyo (2020-2021)
National Agriculture and Food Research Organization (2019)

Principal Investigator

Furuhashi Kenichi  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (10779739)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 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 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords微細藻類 / 堆肥化 / 臭気低減 / 連続培養 / 家畜排せつ物 / バイオ燃料 / 脱臭 / アンモニア / 臭気 / バイオマス / 悪臭 / 畜産環境
Outline of Research at the Start

家畜排せつ物の堆肥化過程から発生する臭気を微細藻類の培養槽に通気することで、窒素・炭素源として臭気中に高濃度で含まれるアンモニアおよび二酸化炭素を直接利用すると共に、臭気を低減する技術を開発する。 そのため、本研究では①堆肥化臭気を模したアンモニア、二酸化炭素混合空気の通気条件が微細藻類の増殖に与える影響の解明、②堆肥化で発生する臭気による微細藻類培養法の確立、③微細藻類培養による堆肥化臭気低減効果の評価を行う。

Outline of Final Research Achievements

The composting process of livestock manure produces a strong odor containing high concentrations of ammonia and carbon dioxide. In this study, we developed a technology to efficiently utilize the ammonia and carbon dioxide in the odor as a nutrient source and to reduce the odor by aerating the odor generated from the composting process into a culture tank of microalgae (Botryococcus braunii), which is attracting attention as a new resource crop that produces biofuel. The technology was developed. We developed a technology to inhibit growth inhibition by ammonia aeration and discovered the effect of ammonia supply to increase nitrogen fixation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アンモニア供給による窒素固定量の上昇は、藻体のN含有率の変化のみで全て説明することはできず、藻体の分泌物や共生菌中の有機体窒素として固定された可能性がある。今後、培養系としての窒素吸収メカニズム解明がより重要となる。また、アンモニアによる増殖阻害抑制技術の開発ならびに窒素固定量上昇により、微細藻類培養系へのアンモニア供給量の設計値は3倍程度高くなった。また、過剰供給になった場合でも、すぐに死滅することはなく、アンモニアの系外放出も防げることが明らかとなった。本システムを実証化していく上で、制御プロセスの大幅な簡略化が可能であることが示唆された。

Report

(3 results)
  • 2021 Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] 堆肥化とメタン発酵の複合処理を想定した半固形状乳牛ふん尿の固液分離による堆肥化2020

    • Author(s)
      古橋賢一, 田中章浩, 黒田和孝, 福重直輝
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 51 Pages: 21-19

    • NAID

      40022310321

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improving energy balance of hydrocarbon production using an inclined solid-liquid separator with a wedge-wire screen and easy ydrocarbon recovery from Botryococcus braunii2020

    • Author(s)
      Furuhashi, K., Hasegawa, F., Yamauchi, M., Kaizu, Y., imou, K.
    • Journal Title

      Energies

      Volume: 13 Issue: 16 Pages: 4139-4139

    • DOI

      10.3390/en13164139

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 堆肥化過程から生;じるアンモニアの微細藻への施肥利用2020

    • Author(s)
      本山夏子、古橋賢一、長谷川文生、海津裕,芋生憲司
    • Organizer
      第16回日本エネルギー学会バイオマス科学会議
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 微細藻のコロニー形態変化と傾斜式固液分離が炭化水 素生産プロセスに与える影響2020

    • Author(s)
      古橋賢一,長谷川文生,海津裕,芋生憲司
    • Organizer
      2020年度関東農業食料工学会 WEB特別大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 窒素源の異なる培地での微細藻Botryococcus brauniiの増殖特性2020

    • Author(s)
      長谷川文生、古橋賢一、海津裕、芋生憲司
    • Organizer
      第16回日本エネルギー学会バイオマス科学会議
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 発酵管理および後段処理によるメタン発酵消化液の臭気対策2020

    • Author(s)
      古橋賢一 、田中章浩、黒田和孝、福重直輝
    • Organizer
      第16回日本エネルギー学会バイオマス科学会議
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 堆肥化・メタン発酵複合処理システムを活用した乳牛ふん尿の堆肥化処理過程における臭気発生の抑制2019

    • Author(s)
      古橋賢一、田中章浩、黒田和孝、福重直輝
    • Organizer
      2019年農業食料工学会・農業施設学会・国際農業工学会第6部会合同国際大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] オガクズ混合乳牛ふん尿の湿式メタン発酵適用による資源循環システムの開発2019

    • Author(s)
      古橋賢一、田中章浩、黒田和孝、福重直輝
    • Organizer
      第15回日本エネルギー学会バイオマス科学会議
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-05-07  

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