| 研究課題/領域番号 |
20H02290
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 一関工業高等専門学校 (2021-2023)
長岡工業高等専門学校 (2020) |
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研究代表者 |
荒木 信夫 一関工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (30193072)
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| 研究分担者 |
川上 周司 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (00610461)
青木 仁孝 国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 研究員 (80775809)
押木 守 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (90540865)
渡利 高大 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (90800540)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 都市下水処理 / 窒素除去 / 脱窒素反応 / 好気性脱窒素細菌 / 好気性脱窒素反応 / 好気性脱窒素 / 好気性脱窒反応 / 全窒素除去 / エアレーションタンク / 脱窒素細菌群 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
都市下水の処理水の放流は自然水系の富栄養化現象の一因となっている。閉鎖性水域を抱える一部地域ではこれを防止するために嫌気好気法などの高度処理が適用されている。しかし、通常の活性汚泥法でも運転条件によっては高度処理と同等の窒素除去性能を示している場合もある。本研究は好気性脱窒細菌の定着と能力を最大限に引き出す運転条件を明らかにし、標準活性汚泥法のエアレーションタンク単槽でも現在の高度処理と同等の窒素除去能力を達成する技術を開発する。
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| 研究実績の概要 |
昨年度実施した都市下水を処理する活性汚泥内に生息する好気性脱窒細菌のiSeqによる遺伝子解析からPseudomonas属、Paracoccsu属の細菌種を同定したが、これら好気性脱窒細菌が好気脱窒能を有しているかを15N同位体でラベルした硝酸塩を使ったトレーサー試験により確認した。結果、DOが残存する好気条件の環境下で硝酸はN2まで還元されており、またN20の発生はほとんどなかった。また好気性脱窒細菌の分離を試み、Acinetobacter属に属する株を複数種分離した。これら分離株を好気性脱窒に最適な培地で培養したところ、好気条件下で脱窒反応を確認した。これら結果から都市下水を処理する活性汚泥の中に生息する複数種の好気性脱窒細菌種を特定できた。
またこれまでの研究結果から、高いC/N比の条件下では再現よく好気性脱窒反応を確認できるが、低いC/N比の条件では好気性脱窒反応が進行しづらい傾向を掴んでいた。そこで、低いC/N比でも好気性脱窒反応を進行させるべく、嫌気的な脱窒反応で効果の見られている磁界を発生させた培養装置で好気性脱窒培養を試みた。結果、20mTの磁界を発生させた系において発生させなかった系よりもNH4の減少量が大きく、低いC/N比でも窒素除去が促進されている様子が見られた。また磁界を発生させた方がDOの消費が早くなり、有機物分解に伴う電子伝達系が活性化している可能性が示唆された。これは、好気脱窒反応で仮説とされている「電子の滞り」が発生している可能性があり、磁界が好気性脱窒にも何からし好影響を与える可能性を示すものであった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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