Development of low-cost biological denitrification processes using poly(L-lactic acids) having low molecular weight

• Project/Area Number: 21510084
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: YAMADA Takeshi 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90533422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HIRAISHI Akira 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40283486)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2010: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2009: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: ポリ乳酸 / 脱窒細菌 / 固相脱窒法 / 未利用バイオマス / 電子供与体 / 環境浄化

Research Abstract

This study was performed to develop a technology for use of poly(L-lactic acid)(PLLA) in biological denitrification processes as an external electron donor. Appropriate control of weight-average molecular weight and crystallinity was important to enhance abiotic release of lactate(electron donor) from the PLLA. In addition, nirS and nirK transcript-targeted molecular analyses revealed that major denitrifying bacteria in the processes were members of genera Comamonas, Thauera, Alcaligenese and Castellaniella.

Research Products

• [Journal Article] ポリ乳酸廃材を用いた環境浄化・エネルギー回収技術の開発と展望 (2011)
  • Author(s): 山田剛史, 平石明
  • Journal Title: 月刊ファインケミカル Volume: vol.40(9) Pages: 12-19
  • NAID: 40018956989
• [Journal Article] Nitrate removal efficiency and bacterial community dynamics in denitrification processes using poly(L-lactic acid) as the solid substrate (2011)
  • Author(s): Takahashi, M., T. Yamada, M. Tanno, H. Tsujiand A. Hiraishi.
  • Journal Title: Microbes Environ Volume: vol.26 Pages: 212-219
  • NAID: 10029653494
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 「ポリ乳酸」の新しい活用法-生物学的脱窒プロセスにおける還元力供給材料- (2011)
  • Author(s): 山田剛史, 平石明
  • Journal Title: MATERIAL STAGE Volume: vol.10(12) Pages: 23-26
  • NAID: 40018754014
• [Journal Article] Nitrate removal efficiency and bacterial community dynamics in denitrification processes using poly (L-lactic acid) as the solid substrate (2011)
  • Author(s): Takahashi, M., Yamada T., 他3名
  • Journal Title: Microbes Environ. Volume: VOL.26 Pages: 212-219
  • NAID: 10029653494
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ポリ乳酸廃材を用いた環境浄化・エネルギー回収技術の開発と展望 (2011)
  • Author(s): 山田剛史, 他1名｀
  • Journal Title: 月刊ファインケミカル Volume: VOL.40(9) Pages: 12-19
  • NAID: 40018956989
• [Journal Article] 「ポリ乳酸」の新しい活用法-生物学的脱窒プロセスにおける還元力供給材料- (2011)
  • Author(s): 山田剛史, 他1名
  • Journal Title: MATERIAL STAGE Volume: 3 Pages: 23-26
  • NAID: 40018754014
• [Journal Article] ポリ乳酸の廃水処理技術利用への展望-プロセス内で機能する微生物群に迫る- (2010)
  • Author(s): 山田剛史
  • Journal Title: 微生物生態学会誌 Volume: vol.1 Pages: 14-15
• [Journal Article] ポリ乳酸の廃水処理技術利用への展望 -プロセス内で機能する微生物群に迫る- (2010)
  • Author(s): 山田剛史
  • Journal Title: 微生物生態学会誌 25 Pages: 14-15
• [Presentation] ポリ乳酸添加固相脱窒リアクター内の脱窒細菌群集の動態と多様性 (2012)
  • Author(s): 松岡宏行,山田剛史,辻秀人,平石明
  • Organizer: 日本農芸化学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
• [Presentation] 脱窒細菌の細胞レベルにおける簡易生菌数計測法の開発 (2012)
  • Author(s): 川島淳一,山田剛史,平石明
  • Organizer: 日本農芸化学会2012年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
• [Presentation] ポリ乳酸系バイオポリマーを単一の電子供与体として用いた脱窒反応槽内の脱窒細菌群集の遷移および多様性 (2012)
  • Author(s): 山田剛史,辻秀人,平石明
  • Organizer: 第46回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 東洋大学
• [Presentation] Gene-based fluorescence in situ hybridization to distinguish denitrifying bacteria having different nitrite reductase genes in ecosystems (2011)
  • Author(s): Matsuba, M., T. Yamada, A. Hiraishi.
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
• [Presentation] Nitrate removal and bacterial population dynamics in wastewater treatment processes using poly(L-lactic acid) waste for biological denitrification (2011)
  • Author(s): Yamada, T., H. Tsuji, and A. Hiraishi.
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
• [Presentation] ポリ乳酸を単一基質として用いた脱窒リアクター内の脱窒細菌群の動態と多様性 (2011)
  • Author(s): 山田剛史,辻秀人,平石明
  • Organizer: 第27回日本微生物生態学会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] ポリ乳酸を基質とする固相脱窒系内のnirK型脱窒細菌の動態と多様性 (2011)
  • Author(s): 横〓和哉, 山田剛史, 丹野基裕, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Presentation] Nitrate removal and bacterial population dynamics in wastewater treatment processes using poly (L-lactic acid) waste for biological denitrification (2011)
  • Author(s): Yamada, T., 他2名
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
• [Presentation] Gene-based fluorescence in situ hybridization to distinguish denitrifying bacteria havine different nitrite reductase genes in ecosystems (2011)
  • Author(s): Yamada, T., 他2名
  • Organizer: The Asia-Pacific Interdisciplinary Research Conference 2011
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学
• [Presentation] ポリ乳酸添加固相脱窒反応槽内における脱窒細菌群の動態および多様性 (2010)
  • Author(s): 山田剛史, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 第26回日本微生物生態学会
  • Place of Presentation: つくば大学
• [Presentation] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒反応槽の硝酸除去特性と高活性脱窒細菌群集の解析 (2010)
  • Author(s): 山田剛史, 丹野基裕, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学
• [Presentation] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒プロセスによる硝酸除去特性と脱窒細菌群集構造解析 (2010)
  • Author(s): 山田剛史, 丹野基裕, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 第44回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 福岡大学
• [Presentation] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒反応槽の硝酸除去特性と高活性脱窒細菌群集の解析 (2010)
  • Author(s): 山田剛史, 他3名
  • Organizer: 環境バイオテクノロジー学会2010年度大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学(宮城県)
• [Presentation] ポリ乳酸添加固相脱窒反応槽内における脱窒細菌群の動態および多様性 (2010)
  • Author(s): 山田剛史, 他2名
  • Organizer: 第26回日本微生物生態学会
  • Place of Presentation: つくば大学(茨城県)
• [Presentation] 改質ポリ乳酸を用いた固相脱窒プロセスによる硝酸除去特性と脱窒細菌群集構造解析 (2009)
  • Author(s): 丹野基裕, 山田剛史, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 第25回日本微生物生態学会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Presentation] 改質したポリ乳酸廃材を用いた新規生物学的窒素除去技術の開発 (2009)
  • Author(s): 丹野基裕, 山田剛史, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 第61回日本生物工学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
• [Presentation] 低分子ポリ乳酸廃材を用いた生物学的脱窒プロセスの窒素除去特性と細菌群集構造の比較 (2009)
  • Author(s): 山田剛史, 丹野基裕, 高橋正亮, 辻秀人, 平石明
  • Organizer: 環境バイオテクノロジー学会2009年度大会
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Presentation] ポリ乳酸を基質とする生物学的窒素除去プロセスの細菌群集構造解析 (2009)
  • Author(s): 山田剛史, 他3名
  • Organizer: 第25回日本微生物生態学会
  • Place of Presentation: 広島大学
• [Book] Environmental application. In poly(lactic acid): Processing and Applications ed. (2010)
  • Author(s): Hiraishi, A., R., Lim, L.-T., Selke, S. E. M., and Tsuji, H., Wiley
• [Book] Environmental application. In poly(lactic acid) : Synthesis, Structures, Properties, Processing and Applications(ed.by Auras, R., Lim, L.-T., Selke, S.E.M., and Tsuji, H.) (2010)
  • Author(s): 平石明
  • Publisher: Wiley
• [Remarks]
  • URL: http://ens.tut.ac.jp/microbes/
• [Remarks]
  • URL: http://ens.tut.ac.jp/microbes/
• [Remarks]
  • URL: http://ens.tut.ac.jp/microbes/01_home/home.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.eco.tut.ac.jp/~bac/homepage.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電子供与体供給剤および、それを用いた環境浄化方法 (2012)
  • Inventor(s): 山田剛史,平石明,辻秀人,松岡宏行,吉川成志
  • Industrial Property Rights Holder: 豊橋技術科学大学,東洋製罐株式会社
  • Industrial Property Number: 2012-022257
  • Filing Date: 2012-02-03
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電子供与体供給剤および、それを用いた環境浄化方法 (2012)
  • Inventor(s): 山田剛史, 平石明, 辻秀人, 松岡宏行, 吉川成志
  • Industrial Property Rights Holder: 豊橋技術科学大学、東洋製罐株式会社
  • Industrial Property Number: 2012-022257
  • Filing Date: 2012-02-03
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電子供与体供給剤、電子供与体供給剤の製造方法および、それを用いた環境浄化方法 (2009)
  • Inventor(s): 平石明,辻秀人,山田剛史
  • Industrial Property Rights Holder: 豊橋技術科学大学
  • Industrial Property Number: 2009-264383
  • Filing Date: 2009-11-21
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電子供与体供給剤、電子供与体供給剤の製造方法および、それを用いた環境浄化方法 (2009)
  • Inventor(s): 平石明, 辻秀人, 山田剛史
  • Industrial Property Rights Holder: 豊橋技術科学大学
  • Industrial Property Number: 2009-264383
  • Filing Date: 2009-11-19