| 研究課題/領域番号 |
20K19990
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分64020:環境負荷低減技術および保全修復技術関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
亀井 樹 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (80792168)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 水素ガス / 脱窒 / ポリヒドロキシアルカン酸 / 脱窒処理 / 脱窒反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
微生物が作る化合物のポリヒドロキシアルカン酸（PHA）はバイオプラスチック素材や良質なバイオガス基質である。しかし、生産コストに起因する高価な資源価格が利用促進の障壁となっている。本研究は下水処理と同時にPHA生産を達成する技術を開発してこの導入障壁の突破を目指すもので、そのために水素ガス添加脱窒処理装置内で発生した脱窒反応と高濃度PHA蓄積現象についてそのメカニズムを調べる。そして脱窒とPHA蓄積を同時最大化する制御方法や、下水処理への適用可能性を科学的根拠とともに明らかにし、将来的な技術確立に向けた知見や情報の蓄積をめざす。
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| 研究成果の概要 |
水素ガス添加脱窒処理装置内で発生した脱窒と高濃度PHA蓄積現象の要因の解明や制御方法の確立を試みた。脱窒とPHA蓄積の同時進行が確認された汚泥を用いた脱窒処理装置を作成して様々な条件で運転し、窒素除去率やPHA含有率、関連微生物の種類やPHA合成関連遺伝子情報を調べた。その結果、①汚泥への窒素負荷低下や装置の窒素除去率上昇がPHA含有率を向上させる要因であること、②優占細菌のThauera属やAzoarcus属がPHA合成酵素を持ち脱窒とPHA合成に関与していること、が示唆された。さらに、リン除去も同時進行しており、窒素・リン除去とPHA生産の同時達成を可能にする技術開発につながる知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
PHAは良質なバイオガスの基質であるとともに、生分解性プラスチックの材料である。本研究成果を発展させれば、処理対象水に水素ガスを通気するという簡単なアプリケーションで、下水処理場の高度処理化やPHA生産工場化が達成できる可能性がある。大幅な改修を必要とせずに下水処理場の高機能化を達成する技術確立につながる知見であり、学術的・社会的にも意義のある成果が得られたと考えている。
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