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リン酸バイオポリマー合成系の機能強化によるバイオリン鉱石生産技術に関する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 10450312
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物・生体工学
研究機関広島大学

研究代表者

大竹 久夫  広島大学, 工学部, 教授 (10127483)

研究分担者 滝口 昇  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助手 (20304462)
池田 宰  広島大学, 工学部, 助教授 (40151295)
黒田 章夫  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (50205241)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
2000年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1999年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
1998年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
キーワードポリリン酸 / リン資源 / 加熱処理 / バイオリン鉱石 / ポリリン酸顆粒 / 生物脱リン / 富栄養化 / 資源問題 / 好気嫌気法 / バイオリン / 活性汚泥 / 細菌 / 遺伝子 / 環境バイオテクノロジー
研究概要

生物脱リン法の汚泥に見られるポリリン酸の顆粒は、汚泥の乾燥重量の数%に及ぶ。70℃、1〜2時間程度の短時間の加熱処理によって、ほとんどのポリリン酸の顆粒が、汚泥から遊離することがわかった。このリンの固まりはカルシウムを添加することによって、pHに依存せず、30分程度で自然沈降した。この沈殿のリン含量は、良質とされるリン鉱石のものよりも高く、逆にカルシウムの含量は低い事がわかった。そこで、実際の下水処理場の汚泥を対象として、加熱によるリン溶出と回収を検討した。70℃,150分の処理で汚泥に含まれるリンの約50%が溶出し、消石灰の投入によってほとんど回収できることがわかった。このことから実際の下水汚泥からも加熱によるリン回収が可能であると考えられた。しかし、ポリリン酸の溶出率が悪いことがわかったため、その原因の解明と、熱溶出方法の改良を試みた。その結果、もともとの下水に含まれる鉄や、凝集沈澱に使う鉄の影響により、ポリリン酸が溶出しなくなるとことがわかった。実際にキレート効果のあるEDTAやクエン酸を添加することにより、鉄による影響を回避できる事がわかった。これらの薬品を併用することにより、さらなるリン回収効率の向上が見込まれた。本研究で開発した方法では、約70℃程度で加熱するだけで、非常に短時間(一時間程度)の内に、ポリリン酸を含んだリンの溶出が観察できた。ポリリン酸は、pKaが極端に低いことから、カルシウムで沈殿させるときにpH調整を行う必要がないことがわかった。またポリリン酸は沈殿に必要なカルシウムの量(沈殿に含まれる量)が少ないという利点も見られた。本方法はまた、加熱処理により汚泥の20%が減量できることがわかった。すなわち、汚泥加熱処理槽、熱交換器、加熱汚泥脱水機、ポリリン酸顆粒処理槽からなるプロセスを、従来の生物脱リンシステムに組み込むことによって、汚泥減量型リン回収システムができる可能性が示された。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] Kuroda A.: "Evaluation of phosphate removal from water by immobilized phosphate-binding protein PstS."J.Biosc.Bioeng.. 90. 688-690 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda, A.: "Evaluation of phosphate removal from water by immobilized phosphate-binding protein PstS."J.Biosc.Bioeng.. 90. 688-690 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuroda A.: "Evaluation of phosphate removal from water by immobilized phosphate-binding protein PstS."J.Biosc.Bioeng.. 90. 688-690 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Akio Kuroda: "Molecular analysis ofpolyphosphateaccumulation in bacteria."Biochemistry(Moscow),(in press)..

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大竹久夫: "リン除去細菌の開発と活性汚泥からのポリリン酸熱回収技術"醸造協会誌. 95. 23-28 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大竹久夫: "バイオレメディエーションを技術を活用する汚染環境の修復-リン資源の循環再利用のためのバイオテクノロジー"環境科学会誌. 12. 433-441 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Akio Kuroda: "Inorganic polyphosphate kinase is requied to stimulate protein degradation and for adaptation to amino acid starvation in Escherichia coli."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 96. 14264-14269 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hong Wu: "Cloning and characterization of Pseudomonas putida genes encoding the phosphate-specific transport system."J.Biosci.Bioeng.. 87. 273-279 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hisao Ohtake: "Environmental Monitoring and Biodiagnostics of Hazardous"Contaminants,Kluwer Academic Publishers(in press)..

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hisao Ohtake: "Progress in Molecular and Subcellar Biology"Springer-Verlag. 13 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuya Imazu: "Enhanced utilization of phosphonate and phosphite by kldosiella aerogenes" Applied and Environmental Microbiology. 64. 3754-3758 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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