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余剰汚泥を触媒とした下水処理場における化成品製造ポテンシャルの検討

研究課題

研究課題/領域番号 18H01570
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関大阪大学

研究代表者

池 道彦  大阪大学, 工学研究科, 教授 (40222856)

研究分担者 井上 大介  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70448091)
黒田 真史  大阪大学, 工学研究科, 助教 (20511786)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード下水処理場 / 余剰汚泥 / 産業廃水 / 化成品生産 / バイオマス循環拠点化 / 産業排水
研究成果の概要

本研究では、余剰汚泥をバイオ触媒として用いた下水処理場における化成品生産を実現するための基礎的研究として、余剰汚泥によるポリヒドロキシアルカン酸(PHA)、グリコーゲン(GLG)、トリアシルグリセロール(TAG)の生産可能性を明らかにした。また、PHAに着目し、余剰汚泥中のPHA蓄積微生物を短期間で集積する手法を確立した。さらに、汚泥に蓄積したPHAを効率的に回収する手法も確立し、余剰汚泥を用いたPHA生産に伴う環境負荷を推算して、その有用性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

下水処理場は、従来、産業の静脈側の役割を担ってきたが、本研究の構想が実現すれば、モノ創りという動脈側の拠点の役割も付与することができ、循環型産業システムの構築に大いに貢献する可能性を有する。本研究では、余剰汚泥を用いた特定の化成品合成として、PHA、GLG、TAGの合成可能性について検討し、特にPHAに着目して、余剰汚泥のPHA生産機能を向上させる手法及び汚泥からPHAを効率的に回収する手法を確立し、提案構想を実現していくための重要な基礎を築くことができ、学術的にも社会的にも意義の高い成果が得られたものといえる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Optimization of aerobic dynamic discharge process for very rapid enrichment of polyhydroxyalkanoates-accumulating bacteria from activated sludge2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Atsushi Fukuyama, Yu Ren, Michihiko Ike
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 336 ページ: 125314-125314

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2021.125314

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid enrichment of polyhydroxyalkanoate-accumulating bacteria by the aerobic dynamic discharge process: Enrichment effectiveness, polyhydroxyalkanoate accumulation ability, and bacterial community characteristics in comparison with the aerobic dynamic feeding process2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Daisuke、Fukuyama Atsushi、Ren Yu、Ike Michihiko
    • 雑誌名

      Bioresource Technology Reports

      巻: 7 ページ: 100276-100276

    • DOI

      10.1016/j.biteb.2019.100276

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential of waste activated sludge to accumulate polyhydroxyalkanoates and glycogen using industrial wastewater/liquid wastes as substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Ike Michihiko、Okada Yukihiro、Narui Takaaki、Sakai Kosuke、Kuroda Masashi、Soda Satoshi、Inoue Daisuke
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 80 号: 12 ページ: 2373-2380

    • DOI

      10.2166/wst.2020.059

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] グルコースを基質とした余剰汚泥からのポリヒドロキシアルカン酸蓄積微生物の迅速集積法の確立2022

    • 著者名/発表者名
      辻柾哉、任羽、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      第56回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Substrate versatility for polyhydroxyalkanoates production by acetate-grown mixed microbial culture derived from activated sludge2021

    • 著者名/発表者名
      Yu Ren, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2021 (WET2021)-online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enrichment of Polyhydroxyalkanoates-accumulating bacteria from activated sludge using glucose as substrate2021

    • 著者名/発表者名
      Masaya Tsuji, Yu Ren, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      The 13th Joint Workshop on Advanced Engineering Technology for Environment and Energy
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 余剰汚泥に蓄積したポリヒドロキシアルカン酸の高効率回収法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      井上大介、三和康平、池道彦
    • 学会等名
      第58回下水道研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 余剰汚泥に蓄積したポリヒドロキシアルカン酸の高効率回収法の確立2021

    • 著者名/発表者名
      三和康平, 井上大介, 池道彦
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of operational variables for aerobic dynamic discharge process to efficiently enrich polyhydroxyalkanoate-accumulating bacteria in activated sludge2020

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Atsushi Fukuyama, Yu Ren, Michihiko Ike
    • 学会等名
      Sustainable Waste Management Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 余剰汚泥に蓄積したポリヒドロキシアルカン酸の高収率・高純度な回収法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      井上大介, 三和康平, 池道彦
    • 学会等名
      第57回環境工学研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 余剰汚泥に蓄積したポリヒドロキシアルカン酸の高効率回収法の確立2020

    • 著者名/発表者名
      三和康平、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 余剰汚泥からのポリヒドロキシアルカン酸蓄積微生物の迅速集積技術の確立2020

    • 著者名/発表者名
      任羽、福山篤史、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 油糧微生物のバイオオイル生産特性に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      三和康平、黒田真史、井上大介、池道彦
    • 学会等名
      第19回環境技術学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 余剰汚泥からのポリヒドロキシアルカン酸の迅速集積法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      井上大介、福山篤史、任羽、池道彦
    • 学会等名
      第56回下水道研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Potential of waste activated sludge to accumulate polyhydroxyalkanoates and glycogen using industrial wastewater/liquid wastes as substrates2019

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Ike, Yukihiro Okada, Takaaki Narui, Kosuke Sakai, Masashi Kuroda, Satoshi Soda, Daisuke Inoue
    • 学会等名
      10th IWA International Symposium on Waste management Problems in Agro-Industries
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid enrichment of polyhydroxyalkanoates-accumulating bacteria from activated sludge by aerobic dynamic discharge process2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fukuyama, Yu Ren, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 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] Optimization of operational conditions of aerobic dynamic discharge process for rapid enrichment of polyhydroxyalkanoates-accumulating bacteria from activated sludge2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fukuyama, Yu Ren, Daisuke Inoue, Michihiko Ike
    • 学会等名
      the 12th Joint Workshop on Advanced Engineering Technology for Environment and Energy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 余剰汚泥を活用した下排水からのバイオプラスチック生産への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      井上大介
    • 学会等名
      日本生物工学会北日本支部2019札幌シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 余剰汚泥からのPHA蓄積微生物の迅速集積法の確立~下水処理で発生する廃棄物の高付加価値資源への転換への挑戦~2019

    • 著者名/発表者名
      井上大介
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第56回大会 排水・環境水研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Accumulation of intracellular storage compounds by waste activated sludge as value-added products: for turning wastewater treatment plants to biorefinery plants2019

    • 著者名/発表者名
      Michihiko Ike, Daisuke Inoue
    • 学会等名
      IEEC & BWR2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 余剰汚泥中のポリヒドロキシアルカン酸蓄積微生物の迅速集積に関する基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      井上大介、福山篤史、池道彦
    • 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] Potential of PHA and glycogen accumulation from industrial wastewater in waste activated sludge2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Inoue, Takaaki Narui, Yukihiro Okada, Kazunori Yokoe, Masashi Kuroda, Satoshi Soda, Michihiko Ike
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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