| 研究課題/領域番号 |
11794002
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| 研究種目 |
地域連携推進研究費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
土木環境システム
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
大橋 晶良 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70169035)
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| 研究分担者 |
荒木 信夫 長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教授 (30193072)
原田 秀樹 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (70134971)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | エネルギー / 有機性廃棄物 / メタン / 嫌気性消化 / 下水汚泥 / 微生物生態 / 分子生物学 / 下水処理 |
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| 研究概要 |
先進国における大量消費・大量廃棄や途上国でみられる人口爆発が今後も続く限り、21世紀に地球規模での環境負荷の増大、自然の資源・エネルギー制約が顕在化し、人類社会や地球生態系は大きな影響を受けると予想される。このため、廃棄物においても回収可能なエネルギーの有効利用を行うとともに、省資源,省エネルギーに努力することは今日の重要な課題である。そこで本研究では、下水余剰汚泥の処理方法として現在広く普及している嫌気性消化法をより明らかにすることにより、高速・高効率化させて下水浄化センターからメタンガスとしてエネルギーを有効的に回収する技術を創成することを目的としている。
下水余剰汚泥の高速・高効率消化を計るには、リアクター内に高濃度の微生物を保持することが最も重要と考えられ、生物膜形成を目的としたマテリアルをリアクター内に投入して連続消化実験を行ったが、効果は見られなかった。そこで、加水分解酵素の発現量がキーとなると思われたため、αアミラーゼについて調べた。その結果、αアミラーゼはリアクター内バルク液中の菌体外には放出されず、細胞膜表層に局在していることが分かった。すなわち、生物膜を形成させて微生物濃度を高めても、加水分解速度は大きくならず、固形性有機性廃棄物のメタン発酵が容易に進行しない理由が明らかとなった。
そこで、有機性固形物を物理・化学的な処理により可溶化を促進させることで、メタン発酵を高速・高効率化が図れると推測され、オゾン処理を行った。その結果、分解速度、分解率の向上に有効であることが分かった。また、経済的にフィージブルである計算結果を得た。
分子生物学的手法による消化汚泥の微生物叢動態解析を行い、また分子系統解析に基づき新規菌種の単離とキャラクタリゼーションも行った。これらの結果から微生物群の約半分の機能及び全容が分かってきた。
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