• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Modeling of biological wastewater treatment processes as aggregation of microbial metabolisms of organic matters

Research Project

Project/Area Number 19K22922
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

KURISU FUTOSHI  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30312979)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 久保田 健吾  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (80455807)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords未知スクリーニング分析 / ノンターゲット分析 / 精密質量分析 / 活性汚泥 / 微生物群集構造解析 / 大腸菌
Outline of Research at the Start

下水処理などで広く用いられている生物学的廃水処理プロセスは、包括的な有機物指標を用いた性能評価を中心とした経験的な運転管理に頼っている。本研究では、廃水中の個々の有機物が、処理プロセスにおける個々の微生物により分解され、処理水を構成しているという現象そのものとして理解することに挑戦する。そのために有機物を高分解能精密質量分析計により化合物種レベルで分析し、有機物分解反応を担う微生物群集についても微生物種レベルで解析して、要素間の関連を分析する。

Outline of Final Research Achievements

Influent wastewater, treated water and activated sludge were collected from domestic wastewater treatment plants, to analyze dissolved organic matter at the compound species level using high-resolution mass spectrometry and the microbial community responsible for the organic matter degradation. The results showed that the microbial community structure was not found to be related to the influent composition, whereas it was related to the treated water, indicating a relationship between the treated water and microbial composition as a product of microbial metabolism. In addition, we were able to establish a method for estimating the organic matter in treated wastewater that is utilized by the microorganisms.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物学的廃水処理プロセスは、包括的な有機物指標を用いた性能評価を中心とした経験的な運転管理に頼っている。本研究成果により、廃水中の個々の有機物が、処理プロセスにおける個々の微生物により分解され、処理水中の有機物を構成しているという本質的な現象の理解を進めることができた。さらに、複雑な有機物組成の中で、ある微生物が利用する特定の有機物について解析する手法を確立できたことから、今後「誰が、何を分解して何が処理水として残るのか」という問いを明らかにする道筋をつけることができた。

Report

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

    (7 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Competition for growth substrates in river water between Escherichia coli and indigenous bacteria illustrated by high‐resolution mass spectrometry2020

    • Author(s)
      Ishii Y.、Kurisu F.、Kasuga I.、Furumai H.
    • Journal Title

      Letters in Applied Microbiology

      Volume: 72 Issue: 2 Pages: 133-140

    • DOI

      10.1111/lam.13343

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 水道水中の生分解性有機物の高分解能質量分析を用いた探索2022

    • Author(s)
      新福優太, 栗栖太, 春日郁朗, 高梨啓和, 古米弘明
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 都市河川水に存在する大腸菌増殖基質の高分解能LC/MS によるスクリーニングと成分評価2022

    • Author(s)
      上原悠太郎, 栗栖太, 春日郁朗, 古米弘明
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分解能LC/MSによる都市河川水中溶存有機物のノンターゲット分析に適した濃縮・脱塩方法の検討2021

    • Author(s)
      上原悠太郎、栗栖太、春日郁朗、古米弘明
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会講演集
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 精密質量分析を用いた下水処理における溶存有機物の動態解明2020

    • Author(s)
      高橋 真、久保田 健吾、佐藤 幹子、石井 淑大、栗栖 太、李 玉友
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会講演集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 入間川の溶存有機物による大腸菌の増殖ポテンシャルと増殖基質のノンターゲット分析2020

    • Author(s)
      上原悠太郎、石井淑大、栗栖太、春日郁朗、古米弘明
    • Organizer
      第54回日本水環境学会年会講演集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 日本各地の下水処理場を対象とした溶存有機物と微生物群集の関係性の評価2019

    • Author(s)
      高橋 真、石井 淑大、栗栖 太、佐藤 幹子、李 玉友、久保田 健吾
    • Organizer
      第56回環境工学研究フォーラム講演集
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi