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嫌気性メタン酸化脱窒アーキアを用いた新規脱窒プロセスの開発と反応メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02975
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 環境技術・環境負荷低減
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

幡本 将史  長岡技術科学大学, 産学融合トップランナー養成センター, 特任准教授 (20524185)

研究分担者 山口 隆司  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10280447)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワードメタン / 亜酸化窒素 / 嫌気 / 脱窒反応 / メタン酸化 / 廃水処理 / 硝酸 / 亜硝酸 / DAMO / アーキア / 温室効果ガス / 排水・排ガス / 排水処理 / 嫌気的メタン酸化脱窒反応 / 廃棄物等発生抑制
研究成果の概要

タンガスを炭素源として用いて硝酸および亜硝酸を窒素ガスに還元する嫌気的メタン酸化脱窒反応に着目し,メタンガスを効率良く供給できるスポンジ担体リアクターを用いて新規プロセスの開発を行った。その結果,脱窒反応に伴い発生する温室効果ガスの亜酸化窒素の発生を従来法よりも低減させたプロセスを構築することができた。また中空糸膜リアクターを用いる事で,リアクターを迅速に立ち上げることができた。反応に関わる微生物群集の解析から,植種源により窒素除去に関わる微生物群が異なることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

嫌気的メタン酸化脱窒反応では亜酸化窒素を経由しないため、従来の脱窒反応とは異なり、温室効果ガスである亜酸化窒素の大気放出が抑制できると考えられている。しかしながら、本研究では共存微生物からの亜酸化窒素放出が存在することを確認した。その一方で、従来法よりも亜酸化窒素放出量は少ないことも明らかにした。本成果は温室効果ガスの排出を抑制した新規な廃水からの窒素除去プロセスの開発に繋がる物である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effects of Copper and PQQ on the Denitrification Activities of Microorganisms Facilitating Nitrite- and Nitrate-Dependent DAMO Reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Hatamoto Masashi、Nemoto Sho、Yamaguchi Takashi
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research

      巻: 12 号: 5 ページ: 749-753

    • DOI

      10.1007/s41742-018-0118-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cultivation of denitrifying anaerobic methane-oxidizing microorganisms in a continuous-flow sponge bioreactor2017

    • 著者名/発表者名
      Masashi Hatamoto, Takafumi Sato, Sho Nemoto, Takashi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 印刷中 号: 14 ページ: 5881-5888

    • DOI

      10.1007/s00253-017-8315-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Application of Hollow Fiber Membrane Reactor in Autotrophic Removal of Nitrogen2019

    • 著者名/発表者名
      Tran Phuong Thao, Hatamoto Masashi, Takahiro Watari, Takashi Yamaguchi
    • 学会等名
      第53回 日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DHSリアクターにおける嫌気的メタン酸化脱窒反応による亜酸化窒素発生量の評価2018

    • 著者名/発表者名
      津場大輔、吉田悠亮、根本笙、牧慎也、幡本将史、山口隆司
    • 学会等名
      平成29年度土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 嫌気的メタン酸化脱窒反応による窒素除去と亜酸化窒素発生量の評価2017

    • 著者名/発表者名
      津場大輔、吉田悠亮、根本笙、牧慎也、幡本将史、山口隆司
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DHSリアクターを用いた嫌気的メタン酸化脱窒反応による硝酸・亜硝酸の窒素除去2016

    • 著者名/発表者名
      津場大輔, 根本笙, 牧慎也, 幡本将史, 山口隆司
    • 学会等名
      第34回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Application of denitrifying methane-oxidizing microorganisms for wastewater treatment using sponge bioreactor2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Hatamoto, Takafumi Sato, Shou Nemoto, Yusuke Yoshida, Takashi Yamaguchi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Microbial Ecology (ISME16)
    • 発表場所
      Montreal
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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