| Project/Area Number |
20H02290
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology (2021-2023)
Nagaoka National College of Technology (2020) |
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Principal Investigator |
Araki Nobuo 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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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 好気性脱窒細菌 / 従属栄養硝化脱窒反応 / 都市下水処理 / 窒素除去 / 脱窒素反応 / 好気性脱窒素細菌 / 好気性脱窒素反応 / 好気性脱窒素 / 好気性脱窒反応 / 全窒素除去 / エアレーションタンク / 脱窒素細菌群 |
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| Outline of Research at the Start |
都市下水の処理水の放流は自然水系の富栄養化現象の一因となっている。閉鎖性水域を抱える一部地域ではこれを防止するために嫌気好気法などの高度処理が適用されている。しかし、通常の活性汚泥法でも運転条件によっては高度処理と同等の窒素除去性能を示している場合もある。本研究は好気性脱窒細菌の定着と能力を最大限に引き出す運転条件を明らかにし、標準活性汚泥法のエアレーションタンク単槽でも現在の高度処理と同等の窒素除去能力を達成する技術を開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, the effect of DO concentration on aerobic denitrification bacteria was investigated. Since the DO concentration cannot be controlled by the shaking culture method reported previously, an apparatus to maintain a constant dissolved oxygen concentration was constructed in this study and aerobic denitrification tests were conducted under different DO concentration conditions. Aerobic denitrification proceeded simultaneously with nitrification under all aerobic conditions. The results of the bacterial flora analysis based on rRNA genes showed that bacteria of the genera Paracoccus and Pseudomonas predominated as the DO concentration increased, revealing a competitive relationship in a complex microbial system. A tracer test using stable isotope 15N-labelled nitric acid on the sludge confirmed the formation of N2, confirming an aerobic denitrification reaction.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで報告されていた好気性脱窒反応の多くは振盪培養法によってDOを制御しており、細菌群が対数増殖期に入ると十分なDOを確保できず、嫌気的な脱窒反応も混在していたことが予想され、多くの研究者の疑念を払拭できずにいた。本研究では、DOを維持する装置を作成し、5mg/Lといった高いDO条件下でも好気性脱窒反応を確認した。またDO濃度の違いにより優占する細菌群が異なることも示した。このことは実現場で起きている好気性脱窒のメカニズム解明を後押しする重要な知見であり、今後好気性脱窒反応を卓越させた脱窒処理技術の開発に大きく寄与するものと思われる。
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