2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel nature-technology for biological wastewater treatment to remove metals and persistent substances
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17H06214
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
大橋 晶良 広島大学, 工学研究科, 教授 (70169035)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金田一 智規 広島大学, 工学研究科, 助教 (10379901)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 排水処理技術 / 金属資源回収 / 生物学的手法 / ネイチャーテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マンガン酸化細菌により生成されるバイオMn酸化物は多様な金属の吸着性に優れていることが知られている。しかし，なぜMn(II)イオンを酸化するのか，どのようなメカニズムでバイオMn酸化物を生成するのか，など不明なことが未だ多い。また，開放系においては，マンガン酸化細菌を培養してバイオリアクター内に保持することが困難であった。そこで，本研究代表者はマンガン酸化細菌を利用した排水処理の研究を進めていて，新規の方法でマンガン酸化細菌を培養し，排水から金属を除去することに成功している。この研究の過程で，染料などの難分解性有機物の除去，および金属との同時除去の可能性が明らかになった。マンガン酸化細菌を利用した金属および難分解性排水の新規処理技術を開拓し構築するには，さらなる研究が必要であり，本研究では５つの研究項目からなり，3年目は次の研究成果を得た。
1. 難分解性物質の分解特性：アゾ染料の分解は，嫌気環境下ではアゾ染料が分解され，脱色される結果を得ていた。しかし，完全な分解ではなく，有機物濃度としての除去は低い状況である。しかし，好気と嫌気を繰り返せば，完全なアゾ染料の分解が期待でき，これを実証する連続実験を実施した。完全分解には至らないが，マンガン酸化・還元反応に伴って段階的に分解されることが分かった。
2. 金属除去・回収の実証と性能評価：マンガン酸化物を塗布しておくことで，早期にマンガン酸化性能を発揮することができ，人工金属排水連続処理においてレアメタル回収が可能であり，その処理性能を明らかにした。
3. バイオMn酸化物生成機構：マンガン酸化細菌は，好気性環境下でマンガンを酸化するのみならず，嫌気性環境下でMn酸化物を還元して生存することができる。このMn酸化物の還元において電子を流すことで反応が起きているが，反応には細胞外酵素が必要であることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)
