微生物の生態を利用したサステイナブルな下水処理技術の開発と統合的モデル化

• 研究課題/領域番号: 22246069
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 味埜 俊 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (60166098)
• 研究分担者: 佐藤 弘泰 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90251347)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 47,840千円 (直接経費: 36,800千円、間接経費: 11,040千円); 2013年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2012年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円); 2011年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2010年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
• キーワード: 有機物一時貯蔵 / 下水処理 / 活性汚泥 / 省エネルギー / 高速シークエンシング / 微生物群集構造 / 生物学的リン除去 / 栄養塩循環 / 活性汚泥法

研究概要

本研究では微生物の生態に着目し、エネルギー効率のよい下水処理技術を開発することを目的とした。活性汚泥を高負荷で下水と接触させることでわずかな酸素消費量で効果的に有機物除去をできること、微生物細胞内に蓄積された一時貯蔵物質は汚泥濃縮工程では分解せず一方嫌気性消化槽では容易にメタン化されることを確認し、以上に基づいて新たな活性汚泥変法を提案した。また、エネルギー需要のピークカットに資する活性汚泥プロセスの運転法を検討した。また、活性汚泥微生物生態系についての基礎的知見として、バクテリオファージの挙動の解析と溶菌された宿主を同定する試み、および、化学物質を介した微生物間相互作用について検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamics of dsDNA viruses hosted by indigenous microorganisms in activated sludge in the treatment of synthetic wastewater (2014)
  • 著者名/発表者名: Yang H., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: J. Water Env. Technol. 巻: 13(3) ページ: 223-232
  • NAID: 130004438756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Bacterial Communities in Treated Water and Activated Sludge and Evaluation of an Easy Methodology for Preparing PCR-Compatible DNA Extracts (2014)
  • 著者名/発表者名: Gunawardana E.G.W., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: Journal of Water and Environment Technology 巻: 12 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.2965/jwet.2014.1
  • NAID: 130003391639
  • ISSN: 1348-2165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anaerobic Digestion of Polyhydroxybutyrate Accumulated in Excess Activated Sludge (2013)
  • 著者名/発表者名: Huda S.M.S., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: Journal of Water and Environment Technology 巻: 11 号: 5 ページ: 429-438
  • DOI: 10.2965/jwet.2013.429
  • NAID: 130004933692
  • ISSN: 1348-2165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring of ribosomal RNA in the supernatant of activated sludge (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang H., Suda W., Oshima K., Hattori M., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: 土木学会論文集G 巻: 69(7)
  • NAID: 130004962542
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of reduction of aeration period on organic pollutants removal in sequencing batch activated sludge reactors (2013)
  • 著者名/発表者名: Shi W., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: 土木学会論文集G 巻: 69
  • NAID: 130004962566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial Community Composition of Polyhydroxyalkanoate-Accumulating Organisms in Full-Scale Wastewater Treatment Plants Operated in Fully Aerobic Mode (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Oshiki
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 28 号: 1 ページ: 96-104
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME12141
  • NAID: 10031138549
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monitoring of ribosomal RNA in the supernatant of activated sludge. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang H., Suda W., Oshima K., Hattori M., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: 土木学会論文集G（環境） 巻: 69(7)
  • NAID: 130004962542
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of reduction of aeration period on organic pollutants removal in sequencing batch activated sludge reactors. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shi W., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: 土木学会論文集G（環境） 巻: 69
  • NAID: 130004962566
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacterial Population Dynamics in a Laboratory Activated Sludge Reactor Monitored by Pyrosequencing of 16S rRNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoh, H., Oshima, K., Suda, W., Ranasinghe, P., Li, N., Gunawardana, E.G.W., Hattori, M., Mino, T.
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 28 号: 1 ページ: 65-70
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME12115
  • NAID: 10031138545
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics of dewaterability and bacterial populations in activated sludge (2012)
  • 著者名/発表者名: Li N., Satoh H., Mino T.
  • 雑誌名: Water Sci. Technol. 巻: 66 号: 8 ページ: 1634-1640
  • DOI: 10.2166/wst.2012.360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing microbial community structures in large- and small-scale activated sludge systems by barcoded pyrosequencing of 16S rRNA gene. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ranasinghe, P.D., Satoh, H., Oshiki, M., Oshima, K., Suda, W., Hattori, M., Mino, T.
  • 雑誌名: Water Science and Technology 巻: 66 号: 10 ページ: 2155-2161
  • DOI: 10.2166/wst.2012.428
  • 査読あり
• [雑誌論文] 次世代シークエンサーが照らし出す廃水処理微生物生態系 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 雑誌名: 日本水環境学会誌 巻: 35A ページ: 308-314
• [雑誌論文] Rapid Quantification of Polyhydroxyalkanoates (PHA) Concentration in Activated Sludge with the Fluorescent dye Nile Blue A (2011)
  • 著者名/発表者名: Oshiki, M., H.Satoh, T.Mino
  • 雑誌名: Water Science and Technology 巻: 64巻 号: 3 ページ: 747-753
  • DOI: 10.2166/wst.2011.707
  • 査読あり
• [雑誌論文] 活性汚泥の脱水性に影響を与えるバクテリア群の探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 李寧、佐藤弘泰、味埜俊
  • 雑誌名: 第45回日本水環境学会年会 ページ: 684-684
• [雑誌論文] Comparison of Bacterial Communities in Treated Water and in Activated Sludge. (2010)
  • 著者名/発表者名: Gunawardana, E.G.W., Satoh, H.Mino, T.
  • 雑誌名: 環境工学研究論文集 巻: 47 ページ: 357-364
  • 査読あり
• [学会発表] 活性汚泥法における遅滞曝気による電力消費のピークカット (2014)
  • 著者名/発表者名: 石維, 庄司仁, 佐藤弘泰, 味埜俊
  • 学会等名: 第48回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
• [学会発表] Rapid detection of microbial population changes caused by extracts from activated sludge. (2014)
  • 著者名/発表者名: 蘇涛, 佐藤弘泰, 味埜俊
  • 学会等名: 第48回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
• [学会発表] Nature of polyhydroxyalkanoates accumulated in activated sludge as a possible source of bioenergy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huda S.M.S., Satoh H., Mino T.
  • 学会等名: IWA-ASPIRE 2013 Conference and Exhibition
  • 発表場所: Daejung, Korea
• [学会発表] 次世代型シークエンサーを用いた活性汚泥細菌群集構造の通年モニタリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰、Gunawardana E.G.W.、李寧、味埜俊、須田亙、大島健志郎、服部正平
  • 学会等名: 第50回下水道研究発表会講演集
  • 発表場所: 東京ビッグサイト（東京）
• [学会発表] Rapid detection of activated sludge microbial population changes caused by addition of extract from another activated sludge (2013)
  • 著者名/発表者名: 蘇 涛
  • 学会等名: 第47回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 大阪工業大学
• [学会発表] 微量元素が生物学的リン除去に及ぼす影響の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤祐樹
  • 学会等名: 第46回日本水環境学会年会講演集
  • 発表場所: 東洋大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 余剰汚泥の持つ有機物吸着能力を活かした下水処理エネルギー効率の改善. (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 学会等名: 第49回下水道研究発表会講演集
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Dynamics of bacteriophages in supernatant of wastewater treatment processes. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yang H.
  • 学会等名: 14th International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: デンマーク、コペンハーゲン市
• [学会発表] T-RFLP and Pyrosequencing Approach to Clarify Bacterial Groups that Affects Dewaterability of Activated Sludge (2012)
  • 著者名/発表者名: Li N.
  • 学会等名: 14th International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: デンマーク、コペンハーゲン市
• [学会発表] 次世代シークエンサーデータ解析支援ツール“OTUMAMi”の開発とそれを利用した活性汚泥細菌群集解析. (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 学会等名: 第１５回日本水環境学会シンポジウム
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 招待講演
• [学会発表] 下水処理水中に出現したバクテリオファージの経時変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 学会等名: 第４回ファージ研究会
  • 発表場所: 群馬大学
• [学会発表] 微生物群集構造解析を目的とした超音波破砕活性汚泥サンプルのエタノール添加による保存方法の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tao Su
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] 高速シークエンシング法による活性汚泥微生物群集構造変化の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 学会等名: 第28回日本微生物生態学会大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
• [学会発表] 下水処理エネルギー効率改善のための微生物の有機物一時貯蔵能力の活用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 学会等名: 第48回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大同大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] 微量元素が生物学的リン除去プロセスに及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤祐樹
  • 学会等名: 第48回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大同大学(名古屋市)
  • 年月日: 2011-11-26
• [学会発表] Anaerobic Digestion of Temporal Carbon Storage Materials Accumulated in Activated Sludge (2011)
  • 著者名/発表者名: S.M.Shamsul Huda
  • 学会等名: IWA-ASPIRE (International Water Association Asia Pacific Region) 2011
  • 発表場所: 東京フォーラム(東京)
  • 年月日: 2011-10-05
• [学会発表] Analysis of Bacterial Communities in Activated Sludge and in Treated Water while Developing an Easy Methodology for Preparation of PCR-Compatible DNA Extract (2011)
  • 著者名/発表者名: Egodaha Gedara Wasana Gunawardana
  • 学会等名: IWA-ASPIRE (International Water Association Asia Pacific Region) 2011
  • 発表場所: 東京フォーラム(東京)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] Revealing Microbial Community Structures in Large and Small Scale Activated Sludge Systems by Barcoded Pyrosequencing of 16S rRNA Gene (2011)
  • 著者名/発表者名: Ranasinghe, P.D.
  • 学会等名: IWA-ASPIRE (International Water Association Asia Pacific Region) 2011
  • 発表場所: 東京フォーラム(東京)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] Dynamics of Bacteriophages in Treated Water from an Activated Sludge Process (2011)
  • 著者名/発表者名: Yang H.
  • 学会等名: IWA-ASPIRE (International Water Association Asia Pacific Region) 2011
  • 発表場所: 東京フォーラム(東京)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] Dynamics of Dewaterability and Bacterial Populations in Activated Sludge (2011)
  • 著者名/発表者名: Ning Li
  • 学会等名: IWA-ASPIRE (International Water Association Asia Pacific Region) 2011
  • 発表場所: 東京フォーラム(東京)
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] 16S barcoded pyrosequencing resolves diversity of Betaproteobacteria in activated sludge (2011)
  • 著者名/発表者名: Ranasinghe, P.D.
  • 学会等名: IUMS (International Union of Microbial Societies) 2011
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Effect of activated sludge handling on suspended solids and bacterial populations in settled supernatant (2011)
  • 著者名/発表者名: Egodaha Gedara Wasana GUNAWARDANA
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] Methane production from polyhydroxybutyrate accumulated in activated sludge (2011)
  • 著者名/発表者名: Huda, S.M.S
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] Developing a computational tool to illustrate microbial diversity in activated sludge (2011)
  • 著者名/発表者名: Ranasinghe, P.D.
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] Time-shifting of power consumption in wastewater treatment using temporal carbon storage capability of activated sludge microorganisms (2011)
  • 著者名/発表者名: Shi, W.
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] 下水道の復旧復興における微生物の有機物一時貯蔵能力の活用の提案 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤弘泰
  • 学会等名: 環境バイオテクノロジー学会2011年度大会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2011-06-20
• [学会発表] 遠心分離と精密天秤を組み合わせた汚泥の脱水性評価手法の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 李寧、佐藤弘泰、味埜俊
  • 学会等名: 第47回下水道研究発表会
  • 発表場所: 名古屋市
• [学会発表] Degradation of excess sludge accumulating polyhydroxybutyrate produced from energy saving activated sludge process under anaerobic digestion. (2010)
  • 著者名/発表者名: Huda, S.M.S., Satoh, H., Mino, T.
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Southeast Asian Water Environment
  • 発表場所: プーケット(タイ)
• [学会発表] Pyro-Sequencing-aided Identification of Microorganisms that were Affected by Activated Sludge Extract. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ranasinghe, P.D., Satoh, H., Oshima, K., Hattori, M., Mino, T.
  • 学会等名: 第47回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 高知市
• [学会発表] Dynamics of Dewaterability of Activated Sludge Elucidated by a Novel Dewaterability Testing Method. (2010)
  • 著者名/発表者名: Li, N., Satoh, H., andMino, T.
  • 学会等名: 3rd IWA Asian Pacific Young Water Professionals Conference
  • 発表場所: シンガポール(シンガポール)
• [学会発表] Relationship between bacterial population in activated sludge and phylotype of free DNA in treated water (2010)
  • 著者名/発表者名: Gunawardana, E.G.W., Satoh, H.Mino, T.
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会年会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] Comparative Study of Bacterial Communities in wastewater Treatment Plants byPyrosequencing of Partial 16S rRNA Gene. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ranasinghe, P.D., Satoh, H., Oshima, K., Hattori, M., Mino, T.
  • 学会等名: 第26回日本微生物生態学会年会
  • 発表場所: つくば市
• [備考] 東京大学大学院新領域創成科学研究科社会文化環境学専攻 味埜佐藤研究室ホームペ-ジ
  • URL: http://www.mwm.k.u-tokyo.ac.jp:8080/Plone/outcome
• [備考] 研究の成果-東京大学味埜佐藤研究室
  • URL: http://www.mwm.k.u-tokyo.ac.jp:8080/Plone/outcome
• [備考] 東京大学大学院新領域創成科学研究科社会文化環境学専攻 味埜佐藤研究室ホームページ
  • URL: http://www.mwm.k.u-tokyo.ac.jp:8080/Plone
• [備考]
  • URL: http://www.mwm.k.u-tokyo.ac.jp:8080/Plone