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嫌気性廃水処理の新たな未知現象:複数種の微生物による嫌気性バルキングの理解と制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H03333
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 土木環境システム
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

山田 剛史  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90533422)

研究分担者 山口 剛士  松江工業高等専門学校, 環境・建設工学科, 准教授 (30759832)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードEGSB / 嫌気性バルキング / アナエロリネア綱細菌 / メタノサエタ属アーキア / ドラフトゲノム / EGSBリアクター / 糸状性微生物 / 空間分布 / ゲノム / クロロフレキシ門細菌 / スピアマン順位相関係数 / 微生物蛍光検出法 / 嫌気性廃水処理 / バクテロイデス / クロロフレキシ / HCR-FISH / 環境技術
研究成果の概要

Expanded granular sludge bedリアクターの普及や適用廃水種の拡大に伴って、グラニュール汚泥の突発的な流出(嫌気性バルキング) が報告されている。この問題を克服するためには、この問題に関与する原因菌を解明するとともに、その情報をもとにした制御技術の確立が必要不可欠である。本研究では、嫌気性バルキング原因菌の基質利用性を推定し、その分離培養に成功した。また、バルキングメカニズムを推定に必要となるドラフトゲノムの構築にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、Expanded granular sludge bed (EGSB) リアクターの問題となっていた嫌気性バルキング現象に焦点を当て、その制御方法を確立するため、バルキングメカニズムの解明に関する研究を試みた。嫌気性バルキングに関与する糸状性細菌は分離・培養が困難な難培養微生物であったが、本研究を通して分離とそのドラフトゲノムの解読に成功した。これらの成果は、EGSBリアクターの安定的な運転を実現する上で必要となる制御技術の確立に先鞭を付ける成果であり、その学術的・社会的意義は大きいと考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 図書 (8件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Thermodesulfovibrio sp. Strain Kuro-1, a Thermophilic, Lactate-Degrading Anaerobe Isolated from a Thermophilic Anaerobic Digestion Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Jun Harada, Misaki Kurobe, Surya Giri, Masaru Konishi Nobu, Takashi Narihiro, Hideto Tsuji, Hiroyuki Daimon
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 29

    • DOI

      10.1128/mra.00709-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 16S rRNA Gene Amplicon Profiling of Anaerobic Bulking- Associated Prokaryotic Microbiota in a Mesophilic Expanded Granular Sludge Bed Reactor for Beverage Wastewater Treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Jun Harada, Yuki Okazaki, Tsuyoshi Yamaguchi, Atsushi Nakano
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 30

    • DOI

      10.1128/mra.00678-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 16S rRNA Gene Amplicon Sequencing of Microbial Communities Involved in Anaerobic Bulking in a Mesophilic Expanded Granular Sludge Bed Reactor Treating Wastewater Discharged from a Japanese-Style Thickened Worcestershire Sauce-Producing Factory2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamada, Jun Harada, Yuki Okazaki, Tsuyoshi Yamaguchi, Atsushi Nakano
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 36

    • DOI

      10.1128/mra.00801-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Moorella sp. Strain Hama-1, a Novel Acetogenic Bacterium Isolated from a Thermophilic Digestion Reactor2018

    • 著者名/発表者名
      Harada Jun、Yamada Takeshi、Giri Surya、Hamada Masako、Nobu Masaru K.、Narihiro Takashi、Tsuji Hideto、Daimon Hiroyuki
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 6 号: 24

    • DOI

      10.1128/genomea.00517-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Morphology and Distribution of Causative Microorganisms involved in Anaerobic Bulking in the EGSB Reactor2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Harada, Tsuyoshi Yamaguchi, Takashi Narihiro, Atsushi Nakano, Takeshi Yamada
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 食品系有機性廃水を処理するEGSB リアクターの新たな嫌気性バルキングの原因解明2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 岡﨑祐輝, 山口剛士, 成廣隆, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      令和元年度土木学会全国大会 第74回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] EGSB リアクターの嫌気性バルキングに関与する未培養糸状性微生物の分離と培養2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 山口剛士, 成廣隆, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] EGSBリアクターで発生した嫌気性バルキングに関与する糸状性細菌のグラニュール汚泥内空間分布の評価2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 山口剛士, 成廣隆, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      第56回環境工学研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高感度FISH法を用いた微生物回収の試み2019

    • 著者名/発表者名
      岡﨑祐輝, 山口剛士, 原田淳, 山田剛史, 中野淳
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] EGSBリアクターで発生した嫌気性バルキングのバルキング原因菌の同定と原因解明2019

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 岡﨑祐輝, 山口剛士, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] EGSBリアクターにおける数種の未培養糸状性細菌群が関与する嫌気性バルキング2018

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 岡﨑祐輝, 浜田雅子, 山口剛士, 中野淳, 成廣隆, 山田剛史
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] EGSBリアクター内の汚泥に対するHCR-FISH法を用いた未培養微生物の視覚的検出2018

    • 著者名/発表者名
      岡﨑祐輝, 山口剛士, 原田淳, 山田剛史, 中野淳
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] EGSBリアクターの新たな嫌気性バルキングに関与する複数種の嫌気性バルキング原因菌の解明2018

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 岡﨑祐輝, 浜田雅子, 山口剛士, 中野淳, 成廣隆, 山田剛史
    • 学会等名
      土木学会全国大会 第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分子生物学的技法と統計解析を用いたEGSBリアクターにおける新たな嫌気性バルキングの原因解明2018

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 岡﨑祐輝, 山口剛士, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      平成30年度日本水環境学会中部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Identification of causative filamentous bacteria for anaerobic bulking occurred in an EGSB reactor2018

    • 著者名/発表者名
      Harada, J., Y. Okazaki, T. Yamaguchi, A. Nakano, T. Yamada
    • 学会等名
      Irago conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EGSBリアクターの新たな嫌気性バルキング:複数種の原因微生物の関わりを視覚的に捉える2018

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 浜田雅子, 岡崎祐輝, 山口剛士, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] EGSBリアクター内に生息する未培養微生物の視覚的検出2018

    • 著者名/発表者名
      岡﨑祐輝, 原田淳, 山田剛史, 中野淳, 山口剛士
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 嫌気性廃水処理汚泥のバルキングに関与する未培養微生物群の解析2017

    • 著者名/発表者名
      山田剛史, 原田淳, 岡﨑祐輝, 浜田雅子, 山口剛士, 中野淳
    • 学会等名
      環境微生物系学会合同大会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高感度FISH法を用いた水処理装置内の未培養微生物の視覚的検出2017

    • 著者名/発表者名
      岡﨑祐輝, 山口剛士, 中野淳, 山田剛史
    • 学会等名
      土木学会全国大会 第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 嫌気性排水処理を行うEGSBリアクターでの嫌気性バルキングに関する微生物の検出2017

    • 著者名/発表者名
      原田淳, 山田剛史
    • 学会等名
      東三河生態系ネットワークフォーラム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 食品系有機性廃水を処理するEGSBリアクターで発生した嫌気性バルキングに関する微生物評価2017

    • 著者名/発表者名
      山田剛史, 原田淳, 岡崎祐輝, 浜田雅子, 山口剛士, 中野淳
    • 学会等名
      第54回環境工学研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] "Anaerolinea", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T. and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] "Anaerolineaceae", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] "Anaerolineae", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] "Bellilinea", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T. and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] "Leptolinea", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T. and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] "Levilinea", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T. and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] "Longilnea", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T. and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] "Anaerolineales", in Bergey’s Manual of Systematics of Archaea and Bacteria (BMSAB), Whitman, W.B. (Eds.)2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T. and Y. Sekiguchi
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      John Wiley
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] アンモニア酸化細菌に結合する核酸分子、その核酸分子を用いるアンモニア酸化細菌の検出方法及び検出キット2018

    • 発明者名
      山田剛史、萩原達也
    • 権利者名
      山田剛史、萩原達也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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