Development of highly efficient methanogenic wastewater treatment technology utilizing direct interspecies electron transfer

• Project/Area Number: 25K01360
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 珠坪 一晃 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 領域長 (80293257)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井口 晃徳 新潟薬科大学, 応用生命科学部, 准教授 (60599786) ; 青木 仁孝 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 研究員 (80775809)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: メタン発酵 / 直接電子伝達 / 中間代謝物

Outline of Research at the Start

本研究では、異種間水素伝達により分解が進行し、メタン発酵系で反応律速となるプロピオン酸、アセトンなどの中間代謝物をDIET反応によって分解する細菌群を集積化し、それらの同定・単離と代謝経路の解析を行うと共に、DIET反応を促進するための導電性材料の選定、電気化学的デバイスの活用試験を行う。導電性材料や電気化学的なデバイスを活用した新規のバイオリアクターの開発と運転条件の最適化、DIET反応に関与する細菌群の生物膜内での空間分布などの挙動解析を実施する。これらを統合的かつ補完的に組み合わせた解析・開発を行うことでメタン発酵能力や安定性を大幅に向上可能な超高効率メタン発酵廃水処理技術を開発する。