• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

嫌気的硫黄酸化と電子伝達を活性化した生物学的水処理技術の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H00641
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

山口 隆司  長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (10280447)

研究分担者 幡本 将史  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20524185)
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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード都市下水処理 / 硫黄微生物 / 嫌気性処理 / 好気性処理 / 電子伝達
研究実績の概要

開発する水処理システムは、システム前段装置として途上国で普及している上昇流嫌気性汚泥床(UASB)、後段装置として申請者らが開発を進めてきた下降流懸架式スポンジ型好気性反応槽(DHS)を組み合わせた構成である。システムの有機物(BOD)分解者としては、メタン生成古細菌、脱窒素細菌、BOD酸化菌に加えて、硫黄酸化還元サイクルの微生物も積極的に活用することとしている。システム前段UASBは、下水を押出流れで供給する形式とし、内部に直接異種間電子伝達促進ゲル担体を投入する。後段DHSは,スポンジ担体利用散水型装置であり、BOD酸化と硝化を図る。硫黄サイクル微生物によるBOD除去は、特に、低温時に有用となる。本システムを通年連続運転し、黄サイクル微生物によるBOD除去および直接異種間電子伝達促進ゲル担体の制御方法を確立していくものである。特に、保持微生物の評価のための研究として下記を進めた。
◎ 嫌気的硫黄酸化について高活性な微生物を培養するため連続式培養装置運転。
◎ 嫌気的硫黄酸化の発現汚泥を対象に次世代シーケンサーを用いた網羅的解析。
◎ 可視化に成功した嫌気的硫黄酸化微生物の候補は、シングルセルゲノム解析により遺伝子レベルでの機能解明を行ための準備。
当該年度は、未知な事象である「嫌気的硫黄酸化」に関する電子伝達に関わる反応メカニズムの解明と、低温条件下での嫌気的硫黄酸化還元の制御に関する知見収集が大幅に進む実績を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

未知な事象である「嫌気的硫黄酸化」に関する反応メカニズムの解明と、制御に関する知見収集が大幅に進む実績を得たため。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進では、独自技術である低温に適した硫黄サイクル微生物機能活性化技術を深化させ、低水温条件を含む温帯から冷帯までの都市下水処理を可能にするようにする。特に、次の研究項目を推進する。
・未知な事象である「嫌気的硫黄酸化」に関する反応メカニズムの解明と、制御に関する知見を深めていく。
・連続式リアクターでの集積ができたので、安定同位体標識基質を用いた微生物ラベル・トレーサー実験(Stable isotope probing 法)を行う。
・嫌気的硫黄酸化微生物の純粋培養の試みと環境中での生息域調査をすすめる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of denitrifying granules in an upflow sludge blanket reactor with municipal sewage and sodium nitrate feeding2020

    • 著者名/発表者名
      Watari Takahiro、Kotcharoen Wilasinee、Omine Takanori、Hatamoto Masashi、Araki Nobuo、Oshiki Mamoru、Mimura Kazuhisa、Nagano Akihiro、Yamaguchi Takashi
    • 雑誌名

      Environmental Technology & Innovation

      巻: 19 ページ: 100861~100861

    • DOI

      10.1016/j.eti.2020.100861

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of a combined anaerobic baffled reactor?downflow hanging sponge biosystem for treatment of synthetic dyeing wastewater2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Thu Huong、Watari Takahiro、Hatamoto Masashi、Sutani Dausike、Setiadi Tjandra、Yamaguchi Takashi
    • 雑誌名

      Environmental Technology & Innovation

      巻: 19 ページ: 100913~100913

    • DOI

      10.1016/j.eti.2020.100913

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancing anaerobic syntrophic propionate degradation using modified polyvinyl alcohol gel beads2020

    • 著者名/発表者名
      Sitthi Sitthakarn、Hatamoto Masashi、Watari Takahiro、Yamaguchi Takashi
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 ページ: e05665~e05665

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e05665

    • 査読あり
  • [学会発表] 低温 UASB リアクターにおける中間代謝物の動態調査2021

    • 著者名/発表者名
      野間拓也,幡本将史,渡利高広,山口隆司
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会(2020年度)
  • [学会発表] 低温環境における UASB リアクターの処理性能の評価2021

    • 著者名/発表者名
      桑原大輝,山口隆司,幡本将史,渡利高大
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会(2020年度)
  • [学会発表] 低温・低有機性排水を処理するUASBリアクター内の硫黄・炭素動態2020

    • 著者名/発表者名
      野間 拓也、幡本 将史、渡利 高大、山口 隆司、荒木 信夫、川上 周司、青木 仁孝
    • 学会等名
      令和2年度土木学会全国大会第75回年次学術講演会
  • [学会発表] 低温環境における糖蜜廃水の嫌気的処理の評価2020

    • 著者名/発表者名
      桑原大輝,山口隆司,幡本将史,渡利高大
    • 学会等名
      第38回 土木学会関東支部新潟会研究調査発表会(2020)
  • [備考] 長岡技術科学大学研究者総覧

    • URL

      https://souran.nagaokaut.ac.jp/view?l=ja&u=107

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi