2017 Fiscal Year Research-status Report
微生物燃料電池と嫌気性アンモニア酸化を組み合わせた次世代下水処理法の開発
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15K12223
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
新田見 匡 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特別研究教員 (20377089)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 環境技術 / 水質汚濁・土壌汚染防止・浄化 / 反応・分離工学 / 微生物燃料電池 / バイオリアクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物燃料電池(MFC)に嫌気性アンモニア酸化(AX)を付加した新たな下水処理法(MFC-AX)を開発することが本研究の目的である。本年度は集積培養したAX細菌Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を行い、Ca. ScalinduaのAX活性への影響を調べた。
・Ca. Scalinduaの集積培養：不織布担体を設置した上向流カラムリアクター（親機）によるCa. Scalinduaの集積培養を昨年度から継続している。培養期間が500日を超えた現在も、リアクターによるアンモニウムイオンの除去率は90%以上、また亜硝酸イオンの除去率も約90％であり、Ca. Scalinduaによる安定したAX活性が示されている。またアンモニウムイオンと亜硝酸イオンの消費量、および硝酸イオンの生成量の関係は、既報の量論比に近い値を示している。
・塩濃度によるCa. ScalinduaのAX活性への影響：塩濃度の違いによるCa. ScalinduaのAX活性を比較するため、親機の1/10のスケールとなる小型の上向流カラムリアクター（子機）４台を作製した。各子機はまず親機と同じ塩濃度（3％）で運転を安定させ、その後塩濃度をそれぞれ0%、0.75%、1.5%、3%に設定した。塩濃度を変えてから運転が100日を経過した時点において、塩濃度0%、0.75%、1.5%、3%におけるアンモニウムイオンの除去率はそれぞれ約0%、20%、20%、100%であった。今回の実験においては、塩濃度を1.5%以下としてCa. Scalinduaを培養すると、そのAX活性は維持されない結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の研究計画は以下の３項目であった。1)集積培養したAX細菌Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を行い、Ca. Scalinduaの窒素除去活性への影響を調べる。2)低温、低アンモニア濃度条件下での部分硝化の方法を確立する。3)MFCにAXを付加したMFC-AXを実証する。研究計画のうち1)については上記のとおりの成果を得た。しかし2)、3)については実施に至らなかった。したがって「遅れている」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Candidatus Scalinduaに対して、塩濃度を操作した代謝活性試験を継続するとともに、部分硝化を低温、低アンモニア濃度条件下で促進するための研究を実施する。またMFCにAXを付加したMFC-AXの実証試験を行う。
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| Causes of Carryover |
（理由）
研究の進捗が遅れたことや、現有機器の活用などにより、実験での予算の使用が減ったため、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
全ての研究計画を実施することで、当初の予算を使用する。
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