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生分解性ポリマーを用いた生物学的汚泥低減技術の開発及び微生物動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 17310046
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・環境材料
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

平石 明  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (40283486)

研究分担者 二又 裕之  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教 (50335105)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
13,470千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 870千円)
2007年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
キーワード生分解性ポリマー / 活性汚泥 / 汚泥減量 / 脱窒 / 脱共役 / 微生物群集構造 / 生分解性プラスチック / ジクロロフェノール
研究概要

生物学的廃水処理プロセスにおける余剰汚泥削減に及ぼす、生分解性プラスチックを電子供与源とする脱窒活性促進および脱共役剤の影響を検討した。
1.脱窒の促進による汚泥減量化:活性汚泥処理のBOD酸化・硝化槽と生分解性プラスチックを投入した脱窒槽の多段リアクターを構築し、全体のプロセスの汚泥減量効果を確かめた。その結果、通常の活性汚泥に比べて20〜30%の汚泥減量効果があることがわかった。この多段式リアクターの微生物群集構造について16S rRNA遺伝子を標的とするPCR-DGGE法、キノンプロファイル法、脱窒遺伝子を用いたクローンライブラリー法で解析した結果、ベータプロテオバクテリアが優占的に脱窒を行なっていることがわかった。
2.脱共役剤による汚泥減量化:脱共役剤3,5-ジクロロフェノール(3,5-DCP)を間欠的に添加した場合の活性汚泥処理槽の汚泥減量効果と群集構造の変化について調べた結果、BOD除去活性を著しく損なうことなく汚泥減量が起こることを認めた。また、3,5-DCPによる増殖阻害は、生分解性プラスチックを添加に伴う吸着効果によって起こらなくなることが認められた。活性汚泥リアクターの3,5-DCPによる増殖抑制効果は長期間の運転によって徐々に失われ、運転3週間目では完全に汚泥減量が起こらなくなった。この系の微生物群集構造の変動を解析した結果、3,5-DCPの添加によってベータプロテオバクテリアを主要菌とする菌叢から最終的にはアルファプロテオバクテリアおよび長鎖型メナキノンを有するアクチノバクテリアが優占する菌叢に変化していることがわかった。
3.好酸性硝化・脱窒による汚泥減量効果:活性汚泥をpH4の無機塩培地で培養した場合の硝化活性と脱窒活性を調べた結果、強酸性条件下でも硝化が起こる認め、また余剰汚泥を発生することなくバイオマスが減少して行くことを認めた。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Application of bioplastics for waster and wastewater treatment (in Japanese)2008

    • 著者名/発表者名
      Hiraishi, A
    • 雑誌名

      Bioplastic no Kokinoka/Saishigenka Gijutsu NTS

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Activity and community composition of denitrifying bacteria in poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)-using solid-phase denitrification processes2007

    • 著者名/発表者名
      Khan, S. T., Horiba, Y., Takahashi, N., and Hiraishi, A.
    • 雑誌名

      Microbes and Environments 22

      ページ: 20-31

    • NAID

      110006242028

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生分解性プラスチックを利用した残留性汚染化学物質の吸着除去2007

    • 著者名/発表者名
      平石 明
    • 雑誌名

      工業材料 55

      ページ: 72-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生分解性プラスチックを用いた水中の窒素除去技術2007

    • 著者名/発表者名
      平石明
    • 雑誌名

      プラスチックス 58

      ページ: 44-47

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Activity and community composition of denitrifying bacteria in poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)-using solid-phase denitrification processes2007

    • 著者名/発表者名
      Khan, S. T. Horiba, Y. Takahashi, N. Hiraishi, A.
    • 雑誌名

      Microbes Environ 22(1)

      ページ: 20-31

    • NAID

      110006242028

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adsorption of persistent chemical pollutants by biodegradable plastics (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      Hiraishi, A
    • 雑誌名

      Kogyozairyou (Engineering Materials) 55(5)

      ページ: 72-75

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nirtogen removal from water using biodegradable plastics (in Japanese)2007

    • 著者名/発表者名
      Hiraishi, A
    • 雑誌名

      Plastics 58(5)

      ページ: 44-47

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生分解プラスチックを用いた水中の窒素除去技術2007

    • 著者名/発表者名
      平石 明
    • 雑誌名

      プラスチックス 58

      ページ: 44-47

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Activity and community composition of denitrifying bacteria in poly(3- hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)-using solid-phase denitrification processes2007

    • 著者名/発表者名
      Khan, S.T., Horiba, Y., Takahashi, N., Hiraishi, A.
    • 雑誌名

      Microbes and Environments 22(1)

      ページ: 20-31

    • NAID

      110006242028

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 生分解性ポリマーを利用した新しい水処理・環境浄化技術2006

    • 著者名/発表者名
      平石 明, 二又裕之
    • 雑誌名

      水処理技術 47

      ページ: 301-311

    • NAID

      40007397522

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of biodegradable polymer to environmental and water treatment technology (in Japanese)2006

    • 著者名/発表者名
      Hiraishi, A. Futamata, H
    • 雑誌名

      Mizushorigijutsu (Water Purification and Liquid Wastes Treatment) 47(7)

      ページ: 301-311

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 生分解性ポリマーを利用した新しい水処理・環境浄化技術2006

    • 著者名/発表者名
      平石 明, 二又裕之
    • 雑誌名

      水処理技術 47(7)

      ページ: 301-311

    • NAID

      40007397522

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of bacteria isolated from an acidophilic nitrification reactor2008

    • 著者名/発表者名
      Hanada, A., Abe, M., Kamimoto, Y., Kiso, Y., Hiraishi, A.
    • 学会等名
      第23回日本微生物生態学会大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松由)
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ポリ乳酸を基質として用いる固相脱窒システムの構築2008

    • 著者名/発表者名
      高橋正亮, 辻 秀人, 平石 明
    • 学会等名
      第42回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2008-03-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] ポリ乳酸を基質として用いる固相脱窒システムの構築2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 正亮, 辻 秀人, 平石 明
    • 学会等名
      第42回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-03-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 脱共役剤添加が活性汚泥の活性と微生物群集構造に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      木村善一郎, 大嶽祐介, 二又裕之, 平石 明
    • 学会等名
      第42回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋)
    • 年月日
      2008-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 脱共役剤添加が活性汚泥の活性と微生物群集構造に及ぼす影響2008

    • 著者名/発表者名
      木村 善一郎, 大嶽 祐介, 二又 裕之, 平石 明
    • 学会等名
      第42回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2008-03-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of bacteria isolated from an acidophilic nitrification reactor2007

    • 著者名/発表者名
      Hanada, A., Abe, M., Kamimoto, Y., Kiso, Y., Hiraishi, A.
    • 学会等名
      第23回日本微生物生態学会大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山)
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Characterization of bacteria isolated from an acidophilic nitrification reactor2007

    • 著者名/発表者名
      Hanada, A. Abe, M. Kamimoto, Y. Kiso, Y. Hiraishi, A
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the Japan Society of Microbial Ecology
    • 発表場所
      Matsuyama
    • 年月日
      2007-09-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of the addition of 3,5-dichlorophenol and biodegradable plastic on activity of activated sludge2007

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Z., Odake, Y., Futamata, H., Hiraishi, A.
    • 学会等名
      第23回日本微生物生態学会大会
    • 発表場所
      愛媛大学(松山)
    • 年月日
      2007-09-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of the addition of 3,s-dichlorophenol and biodegradable plastic on activity of activated sludge2007

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Z. Odake, Y. Futamata, H. Hiraishi, A
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of the Japan Society of Microbial Ecology
    • 発表場所
      Matsuyama
    • 年月日
      2007-09-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Construction of a solid-phase denitrification system using poly(lactic acid) as substrate2007

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, M. Tsuji, H. Hiraishi, A
    • 学会等名
      42nd Annual Meeting of the Japan Society on Water Environment
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2007-03-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effect of the addition of a chemical uncoupler on microbial activity and community structure of activated sludge2007

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Z. Odake, Y. Futamata, H. Hiraishi, A
    • 学会等名
      42nd Annual Meeting of the Japan Society of Water Environment
    • 発表場所
      Nagoya
    • 年月日
      2007-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 生物学的汚泥減容化技術の現状と展望2006

    • 著者名/発表者名
      平石 明
    • 学会等名
      化学工学会バイオ部会セミナー「汚泥減容化とその有効利用」
    • 発表場所
      東京工業大学(横浜)
    • 年月日
      2006-11-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Methods for reducing excess sludge in wastewater treatment : current topics and perspectives2006

    • 著者名/発表者名
      Hiraishi, A
    • 学会等名
      Seminar of The Society of Chemical Engineers, Japan
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2006-11-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 活性汚泥の増殖と窒素除去効率に及ぼす生分解ポリマーの影響.2006

    • 著者名/発表者名
      西川裕貴, 二又裕之, 平石 明
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第22回大会
    • 発表場所
      東京大学(東京)
    • 年月日
      2006-10-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Effects of the addition of biodegradable polymer on growth and nitrogen removal efficiency of activated sludge2006

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, Y. Futamata, H. Hiraishi, A
    • 学会等名
      22nd Annual Meeting of the Japan Society of Microbial Ecology
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-10-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] バイオプラスチックの高機能化・再資源化技術2008

    • 著者名/発表者名
      平石明(分担執筆)
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] バイオプラスチックの高機能化・再資源化技術2008

    • 著者名/発表者名
      平石 明(分担執筆)
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      ブッカーズ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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