2012 Fiscal Year Annual Research Report
アナモックス反応を短期間で既存の排水処理施設に導入可能なスタートアップ技術の開発
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22710072
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
寺田 昭彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30434327)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 排水処理 / 生物学的窒素除去 / 嫌気性アンモニア酸化 / 後期性アンモニア酸化 / 放射線グラフト重合 / 細菌付着 / バイオフィルム形成 / スタートアップ |
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| Research Abstract |
好気性・嫌気性アンモニア酸化は生物学的排水処理の省エネ化が注目される今日において重要なプロセスであるが、反応を担うアンモニア酸化細菌（AOB）とアナモックス細菌は増殖速度が遅く、スタートアップの短縮化が技術的課題である。そこで、スタートアップ短縮を目指すために、これらの細菌が迅速に固定化される担体を作製した。さらに、これらの細菌群のバイオフィルム化には細菌間コミュニケーション機構であるクオラムセンシング（QS）を介する可能性が報告されているため、バイオフィルム形成機構の解明を目指した。ポリエチレン製不織布担体に放射線グラフト重合法を適用し、エポキシ基を有するグリシジルメタクリレート（GMA）をグラフトした。その後、ジエチルアミン（DEA）溶液に浸漬させ、GMAのエポキシ基をジエチルアミノ基に転換した(DEA担体）。化学的に正電荷に改質されたDEA担体はAOBを1日以内で固定化でき、付着速度は元の担体の10000倍に達した。9日間の培養で得たAOBバイオフィルムのアンモニア酸化速度は、元の担体の4.4倍に達した。一方、アナモックス細菌集積汚泥でもアナモックス細菌はDEA担体に迅速に固定化され、窒素除去速度は元の担体と比較して2.4倍に向上した。次に、これらの細菌群のQSの引き金になるシグナル物質はアシル化ホモセリンラクトンである可能性が報告されているため、この物質を分解可能なアシラーゼを固定化した不織布担体を作製した。この担体に形成されるAOBのバイオフィルムは凝集化せず分散する傾向が得られた。つまり、この担体ではバイオフィルム化の引き金になるアシル化ホモセリンラクトンの分解が起こり、バイオフィルム形成が抑制される可能性が示された。一方、このような傾向はアナモックス細菌のバイオフィルムには見られず、他のシグナル物質か異なる機構によるバイオフィルム化が起こる可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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