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

The Effect of silica for Microorganism in activated sludge and Sulfate reducing

Research Project

Project/Area Number 21K04327
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
Research InstitutionGunma National College of Technology

Principal Investigator

宮里 直樹  群馬工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (00435413)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松浦 哲久  金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (90771585)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords硫酸塩還元 / 無機溶存物質 / ケイ酸 / Bacillus属細菌 / 相互作用 / シリカ / 活性汚泥
Outline of Research at the Start

硫酸塩還元微生物の働き(硫化水素生成)がシリカ(ケイ酸)によって,どのように抑制されるのか解明することを目的とする.そのため、シリカ添加の人工排水で活性汚泥を馴養し,回分試験による硫酸塩濃度変化や硫化水素の発生状況,および次世代シークエンサーによる微生物叢の解析を行う.また,硫化水素の発生抑制に影響を及ぼすと考えられる活性汚泥中の微生物に由来する抗生物質を高速液体クロマトグラフィーにより検出する.

Outline of Annual Research Achievements

1.研究目的・実施内容:ケイ酸添加の人工下水による活性汚泥の馴養(回分式,連続式)を行い,Bacillus属細菌や硫酸塩還元微生物の変動状況,また嫌気条件の回分試験による硫酸塩濃度の減少状況を比較したので報告する.
2.実験方法:実験装置の種汚泥をM市のし尿処理施設活性汚泥(以下M施設汚泥)とし,ペプトンを有機源とした基質に,オルトケイ酸ナトリウム(Si=30mg/L)をケイ素源として添加した基質を用いた条件(Run1)と、基質のみのControl(Run2)の条件の2系列で20℃の恒温槽内にて回分式,および連続式の装置で馴養した.流入水・処理水についてはTOC(島津製作所,TOC-L), 陰イオン濃度(ISA300,東亜DKK)の計測を行った.またケイ酸濃度をオートアナライザー(BLtec 社,Quattro-)を用いて分析した.1回/週の頻度で汚泥中のBacillus属細菌数を寒天培地によるコロニー培養により個数を計測し,硫酸塩還元細菌数をMPN法により計測した.また汚泥から DNAをキットで抽出し,16S rRNA遺伝子を対象とするMiSeq解析を実施した.
3.実験結果と考察,今後の課題:回分式において,46日程度の運転期間において,人工下水におけるケイ酸の有無に関わらず,Bacillus属細菌のコロニー数は10^5程度であり,Run1とRun2 に大きな違いは認められなかった.硫酸塩還元菌数は10^5~10^8程度であり,ケイ酸添加による差は確認されなかった.馴養汚泥を用いた嫌気回分試験における結果では, Run2汚泥では硫酸塩濃度の減少が確認された.一方,Run1汚泥ではやや濃度変動はあるものの,濃度減少が抑制されている傾向であった.連続式による馴養においては,実験装置が安定して運転できず,また,嫌気条件の回分試験も十分に実施できず,再実験を予定している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

1.活性汚泥馴養試験の継続
連続式装置による試験を開始したが、年度内に十分な実験実施と活性汚泥の馴養ができないまま,終了となったため,十分な実験結果が得られなかった.
2.硫酸塩還元活性抑制メカニズムの解明
最終年度に,硫酸塩還元活性を抑制するメカニズムとして,抗生物質(iturin A)の影響を推察し,検出を試みる予定であったが実施できていない.Bacillus属細菌には,他の微生物を死滅または活動を抑制すると考えられる抗生物質(iturin A)を分泌することが知られていることから,可能性は否定できないため,活性汚泥混合液から抽出するBacillus属細菌より抗生物質が検出されるかを,高速液体クロマトグラフィーを用いて試みる.

Strategy for Future Research Activity

1.活性汚泥馴養試験の継続:令和5年度に実施できていない連続式の馴養装置による馴養を再度実施する.年度前半では実験条件を大きく変更せず,運転条件による違いなどを確認する.その後,馴養した活性汚泥による嫌気条件の回分試験を実施し、硫酸塩濃度の減少速度(硫酸塩還元活性)を回分試験により確認し,発生する硫化水素の濃度を北川式検知管により簡易型に計測する.硫酸塩還元細菌の菌数やBacillus属のコロニー数と比較し、ケイ酸などの無機物質添加による硫化水素の発生状況を調べる.なお,連続室内実験装置により馴養された活性汚泥より定期的に試料からDNAを抽出し、金沢大学(共同研究者)にて次世代シーケンサー(Miseq解析)による活性汚泥中の微生物叢解析を実施する.
2.硫酸塩還元活性抑制の原因解明:最終年度に,硫酸塩還元活性を抑制する原因として仮説を立てている,抗生物質(iturin A)の検出を試みる.Bacillus属細菌には,他の微生物を死滅または活動を抑制すると考えられる抗生物質(iturin A)を分泌することが知られている.活性汚泥から抽出するBacillus属細菌より抗生物質が検出されるかを,高速液体クロマトグラフィーを用いて試みる.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] ケイ酸が嫌気条件下の硫酸塩還元反応および排水処理微生物叢に与える影響2024

    • Author(s)
      宮里直樹,酒井 響,阿左見聡太,大竹志弥,堀尾明宏,松浦哲久,池本良子
    • Organizer
      第58回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ酸による活性汚泥中の硫酸塩還元反応への影響2023

    • Author(s)
      酒井 響、阿左見聡太、大竹 志弥、宮里 直樹
    • Organizer
      第60回環境工学研究フォーラム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ酸を含む人工排水を用いて馴養した活性汚泥微生物叢の解析2023

    • Author(s)
      宮里直樹,今井大進,枝 怜,青井 透,松浦哲久,池本良子
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ酸を含む人工下水による硫酸塩還元反応への影響2023

    • Author(s)
      今井太進,枝 怜,青井 透,宮里直樹
    • Organizer
      第50回土木学会関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Silicic Acid on Sulfate Reduction in Activated Sludge2022

    • Author(s)
      Naoki MIYAZATO, Akirihiro HORIO, Toru AOI
    • Organizer
      IWA World Water Congress & Exhibition 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ケイ酸塩を含む人工排水により回分式活性汚泥法にて馴養した活性汚泥微生物叢の変化2022

    • Author(s)
      枝 怜,大山拓也,松浦哲久,池本良子,青井 透,宮里直樹
    • Organizer
      第59回環境工学研究フォーラム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 活性汚泥微生物叢に及ぼすケイ酸塩の影響2022

    • Author(s)
      宮里直樹,大山拓也,枝 怜,青井 透
    • Organizer
      第56回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ酸を添加した人工排水による活性汚泥への影響2022

    • Author(s)
      大山拓也,枝 怜,宮里直樹
    • Organizer
      第49回関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ケイ酸の添加による活性汚泥中の硫酸塩還元反応への影響2022

    • Author(s)
      枝 怜,大山拓也,宮里直樹
    • Organizer
      第49回関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi