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水素代謝型独立栄養脱窒菌による水道水からの生物学的硝酸塩除去

研究課題

研究課題/領域番号 06805046
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 土木環境システム
研究機関茨城大学

研究代表者

古米 弘明  茨城大学, 工学部, 助教授 (40173546)

研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1994年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード水素酸化脱窒細菌 / 硫黄脱窒菌 / 生物学的脱窒 / 独立栄養細菌 / 生物ろ過処理 / 微生物代謝産物 / キノンプロファイル / ポピュレーションダイナミクス / 水道原水前処理 / 生物ろ過 / 独立栄養菌 / 硫黄脱窒 / 動力学解析
研究概要

本研究では、有機物の添加を必要とする生物学的な硝酸塩除去ではなく、水素代謝や硫黄代謝の独立栄養細菌を積極的に利用した硝酸塩除去プロセスの可能性を検討することと、独立栄養細菌と従属栄養細菌の共存系をキノンプロファイル手法で解析するための知見を得ることを目的とした。
1.独立栄養性脱窒菌のキノンプロファイルについて:2種類の水素酸化脱窒菌(Paracoccus denitrificans, Alcaligenes eutrophus)の純粋株と硫黄脱窒菌の集積培養液について、バイオマーカーとしてキノン組成の分析を行ったところ、活性汚泥やエタノールを用いて培養した従属栄養性脱窒菌とは明らかに異なった。活性汚泥やエタノール酸化の脱窒菌では、MK含有量はそれぞれ50、10%であったが、独立栄養脱窒菌はユビキノン(Q)に比べてメナキノン(MK)が極端に少ないという特徴が見いだされた。また、水素代謝型脱窒菌の優先キノンはQ-10であり、硫黄脱窒菌はQ-8であった。
2.連続流処理プロセスでの硫黄脱窒硝酸塩除去特性の評価:チオ硫酸塩を電子供与体として添加した硫黄脱窒のろ過処理実験を行った。その結果、ろ層上部で硝酸塩の還元に伴う亜硝酸塩の蓄積があり、その後亜硝酸塩からの脱窒が行われることが明らかとなった。そして、ろ材付着生物膜の脱窒活性を調べたところ、流れ方向分布に対応して亜硝酸塩からの脱窒活性に違いがあることが明らかとなった。この解消のために、ろ層途中よりエタノールを添加したところ速やかに蓄積がなくなった。このろ過実験の付着生物膜のキノン分析行ったところ、上層部に硫黄脱窒菌、エタノールを添加点より下層部エタノール酸化従属栄養脱窒菌が存在していることがそのプロファイルから明確に評価できた。したがって、このキノンプロファイル分析により、従属栄養菌と独立栄養菌が共存する生物ろ過プロセスでのポピュレーションダイナミクスを定量的に評価可能と判断された。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] 尾林寿、古米弘明: "硫黄脱窒作用による硝酸性窒素の除去特性" 第45回全国水道研究発表会講演集(日本水道協会). 45. 236-237 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 尾林寿、古米弘明: "硫黄脱窒菌を利用した硝酸塩除去プロセスの有機物添加の効果" 土木学会第49回年次学術講演会講演概要集 第2部(B). 49. 994-995 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林寿: "硫黄脱窒による水道原水の生物ろ過処理プロセス" 土木学会第49回年次学術講演会講演概要集 第2部(B). 49. 996-997 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林寿: "硫黄脱窒を利用した生物ろ過プロセスの立ち上げ過程におけるエタノール添加の効果" 第46回全国水道研究発表会講演集(日本水道協会). 46. 112-113 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林寿、高橋雅彦: "硫黄脱窒菌と従属栄養菌を共存させた脱窒粒状ろ過層における活性分布" 第32回環境工学研究フォーラム講演集(土木学会). 32. 48-50 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. FURUMAI, H. TAGUI, and K. FUJITA: "Effects of pH and alkalinity on sulfur-denitrification in a biological granular filter" Proc. of IAWQ 18th Biennial Int. Conf., Singapore, 1996. (発表予定). (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Obayashi, H.and R.Akechi, and H.Furumai: "Nitrate removal in oa biological firter enriched with sulfer denitrifying bacteris (in Japanese)" Proc.of annmual meeting of JSWE. Vol.28. 78-79 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Obayashi, H.and H.Furumai: "Characterisitics of nitrate removal of sulfur denitrification reaction (in Japanese)" Proc.of annual meeting of JWWA. Vol.45. 236-237 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Obayashi, H.and H.Furumai: "Effect of added organic matter to a biolagical filtration process of sulfur-denitrifivacation on nitrate removal (in Jamanese)" Proc.of annual meeting if JSCE. Vol.49, II-497. 994-995 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furumai, H.and H.Obayashi: "A biological filtration process for sulfur-denitrifivcation of raw drinking water (in Japanese)" Proc.of annual meeting of JSCE. Vol.49, II-498. 996-997 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furumai, H.and H.Obayashi: "Effect of ethanol addition during strat-up of bioligical filter using sulfur-denitrification (in Japanese)" Proc.of annual meeting of JWWA. Vol.46. 112-113 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furumai, H., H.Obayashi, and M.Takahashi: "Denitrification activity profiles of attached biomass aolng a granular filter having autotrophic sulfur denitrifiers and heterotrophs (in Japanese)" Proc.of JSCE Environmental Engineering Research Forum. Vol.32. 48-50 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furumai, H., H.Tagui, and K.Fujita: "Effects of pH and alkalinity on sulfur-denitrrification in a biological granular filter" Proc.of IAWQ 18th Biennial Int.Conf., Singapore. (accepted). (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林寿、高橋雅彦: "硫黄脱窒菌と従属栄養菌を共存させて脱窒粒状ろ過層における活性分布" 第32回環境工学研究フォーラム講演集(土木学会). 32. 48-50 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林寿: "硫黄脱窒を利用した生物ろ過プロセスの立ち上げ過程におけるエタノール添加の効果" 第46回全国水道研究発表会講演集(日本水道協会). 46. 112-113 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 尾林 寿、古米弘明: "硫黄脱窒作用による硝酸性窒素の除去特性" 第45回全国水道研究発表会講演集. 236-237 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林 寿: "硫黄脱窒による水道原水の生物ろ過処理プロセス" 土木学会第49回年次学術講演概要集 IIB部門. 996-997 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 尾林 寿、古米弘明: "硫黄脱窒菌を利用した硝酸塩除去プロセスへの有機物添加の効果" 土木学会第49回年次学術講演概要集 IIB部門. 994-995 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 古米弘明、尾林 寿: "硫黄脱窒を利用した生物ろ過プロセスの立ち上げ過程におけるエタノール添加の効果" 第46回全国水道研究発表会講演集. (未定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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