2022 Fiscal Year Annual Research Report
好気性脱窒反応を促進した下水処理場エアレーションタンク単槽での窒素除去技術の開発
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20H02290
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology |
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Principal Investigator |
荒木 信夫 一関工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (30193072)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 周司 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (00610461)
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)
押木 守 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90540865)
渡利 高大 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (90800540)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 都市下水処理 / 窒素除去 / 好気性脱窒素細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
都市下水を処理する活性汚泥内に生息する好気性脱窒細菌を特定するために、好気性脱窒現象が見られているA処理場と回分式のB処理場から汚泥を採取し、好気性脱窒培地にて培養後、iSeqによる遺伝子解析から細菌種の同定を行った。。培養中のDO値を2~3mg/L、3~5mg/L、5mg/L以上の3段階に分けて培養を行ったところ、DOが高まるにつれて細菌種の多様性が低下し、DOが3mg/L以上の二つの系でRheinheimera属が優占した。これは酸素に耐性のある細菌種が集積されたと考えられ、Rheinheimera属がDO耐性の高い好気性脱窒細菌である可能性が示唆された。
昨年度までの研究で得られていた好気性脱窒集積培養系（下水処理活性汚泥由来）の1つを対象にメタゲノム解析を適用したところ、Aeromonas属に帰属する比較的高品質なMetagenome-Assembled Genome (MAG) が得られた。このMAG配列においては、好気性脱窒反応に関与することが知られている硝酸還元酵素遺伝子napABの存在が確認され、本集積培養系に存在するAeromonas属細菌の好気性脱窒反応への関与が示唆された。
好気性脱窒活性をin-situでモニタリングするための技術として、溶存酸素濃度、硝酸態イオン濃度を同時にモニタリングし、両者の消費活性を測定する装置を作成し、都市下水処理場活性汚泥を用いて性能評価を行った。活性汚泥に酢酸を電子供与体、硝酸態窒素を電子受容体として供与し、好気性脱窒条件下で培養したところ、DOと硝酸態窒素の消費を連続して測定できることが明らかとなった。現在、本装置を用いて、各種活性汚泥の好気性脱窒能の測定を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
都市下水処理場に設置し、脱窒素された窒素成分に占める好気性脱窒素の割合を評価する実験が進行していない。設置場所や生都市下水の流入口などの問題があり、これから急いで解決する。
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| Strategy for Future Research Activity |
大型の実験装置のエアレーションタンク内での好気性脱窒素のin-situでの活性を評価する。また、エアレーションタンク内の溶存酸素濃度（DO)、都市下水のC/N比、ステップエアレーショ運転方式などの条件を変化させ定常運転を実施する。この実験によってエアレーションタンク内で好気性脱窒素が卓越する環境・運転条件を明らかにする。
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[Journal Article] Growth of nitrite-oxidizing Nitrospira and ammonia-oxidizing Nitrosomonas in marine recirculating trickling biofilter reactors2022
Author(s)
Mamoru Oshiki, Hirotoshi Netsu, Kyohei Kuroda, Takashi Narihiro, Naoki Fujii, Tomonori Kindaichi, Yoshiyuki Suzuki, Takahiro Watari, Masashi Hatamoto, Takashi Yamaguchi, Nobuo Araki, Satoshi Okabe
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Journal Title
Environmental microbiology
Volume: 24(8)
Pages: 3735-3750
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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