| 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 | 好気性脱窒細菌 / 従属栄養硝化脱窒反応 / 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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| 研究成果の概要 |
本研究ではDO濃度が好気性脱窒細菌に与える影響について調査した. 既報の振盪培養法ではDO濃度を制御できないことから, 本研究で溶存酸素濃度を一定に保持する装置を構築し, 異なるDO濃度条件下で好気性脱窒試験を行った. いずれの好気条件下でも硝化反応と同時に好気性脱窒反応が進行した. またrRNA遺伝子に基づく細菌叢解析の結果から，DO濃度の上昇に伴いParacoccus属, Pseudomonas属細菌の優占が確認され，複合微生物系における競合関係を明らかにした．また，この汚泥に対し安定同位体15N標識の硝酸を用いたトレーサー試験を行ったところ，N2の生成を確認でき好気性脱窒反応を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで報告されていた好気性脱窒反応の多くは振盪培養法によってDOを制御しており、細菌群が対数増殖期に入ると十分なDOを確保できず、嫌気的な脱窒反応も混在していたことが予想され、多くの研究者の疑念を払拭できずにいた。本研究では、DOを維持する装置を作成し、5mg/Lといった高いDO条件下でも好気性脱窒反応を確認した。またDO濃度の違いにより優占する細菌群が異なることも示した。このことは実現場で起きている好気性脱窒のメカニズム解明を後押しする重要な知見であり、今後好気性脱窒反応を卓越させた脱窒処理技術の開発に大きく寄与するものと思われる。
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