2021 Fiscal Year Annual Research Report
Microalgae culture system for nutrient absorption from the odor of composting
| Project/Area Number |
19K15939
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
古橋 賢一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (10779739)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 微細藻類 / 堆肥化 / 臭気低減 / 連続培養 / 家畜ふん尿 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
家畜排せつ物の堆肥化過程からは、高濃度のアンモニアおよび二酸化炭素を含む強烈な臭気が発生する。本研究では、堆肥化から発生する臭気を、バイオ燃料を生産する新規資源作物として注目されている光独立栄養型微細藻類（Botryococcus braunii）の培養槽に通気することで、臭気中のアンモニア及び二酸化炭素を効率的に栄養源として利用すると共に、臭気低減する技術の基礎的検討を行った。アンモニア態窒素の吸収により、引き起こされるpHの低下およびそれに伴う増殖阻害は、炭酸カルシウムを培地に添加することで、抑制できることが明らかとなった。また、堆肥化臭気を模したアンモニアガスの通気においても、同様の効果が得られることが明らかとなった。
また、堆肥化臭気を模したアンモニア・二酸化炭素混合ガスの通気連続培養において、硝酸態窒素では吸収量より多い量を添加すると、培地への蓄積がみられたが、アンモニアでは硝酸態窒素よりも2倍以上の窒素吸収が確認された。3倍量でも同様に排気や培養液中から窒素は検出されず、4倍量で培地中への蓄積と共に系外へのアンモニア放出が確認され、ある閾値以上で死滅することが確認された。藻体の増殖速度は同等であったため、藻体のN含有率が高くなったと考えられたが、藻体含有窒素量からでは、等倍供給時と過剰供給時における差の全てを説明することができず、一部の窒素は藻体の分泌物もしくは共生菌中の有機体窒素として固定されたことが示唆された。
アンモニア供給では、硝酸態窒素よりも窒素固定量が大きくなることが実験から判明し、臭気中のアンモニア供給可能量が設計条件よりも3倍程度高くなった。過剰供給になった場合でも、ある程度の範囲ではすぐに死滅することはなく、またアンモニアの系外放出も防げることが明らかとなった。この発見は、制御プロセスの大幅な簡略化につながると想定される。
|
