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2022 年度 実績報告書

嫌気性細菌群の高度利用による有害化学物質を含有する電子産業廃水のグリーン処理

研究課題

研究課題/領域番号 20H04366
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

珠坪 一晃  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 副領域長 (80293257)

研究分担者 竹村 泰幸  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境保全領域, 特別研究員 (10837199)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード電子産業廃水 / 有機化学物質 / メタン発酵 / UASB
研究実績の概要

令和4年度は、電子産業で多量に用いられているモノエタノールアミン(MEA)を含有する廃水の上向流嫌気性汚泥床法(UASB)による連続処理試験を常温条件下(18-20℃)で実施し、廃水に含まれるMEAと硫酸塩の濃度増加が廃水処理特性や保持グラニュール汚泥の物理的な性状と微生物学的な特性に及ぼす影響を評価した。汚泥を順応させるために、流入廃水中の MEA の混合割合をCOD比(流入COD 1,500 mg/Lに対し)で 15% から 100% に段階的に増加させたが、MEA割合の増加にもかかわらずCOD除去率は95%と高く維持された。
電子産業廃水には硫酸塩が比較的高濃度で含まれる事が知られているため、次いで廃水の硫酸塩濃度を20 mgSO4/L から 330 mgSO4/Lに増加させた。その結果、COD除去率は95%と高く維持されるが、保持汚泥の沈降性の悪化、粒径の減少が観察された。保持汚泥のメタン生成活性、硫酸塩還元活性の測定の結果、廃水の硫酸塩濃度の増加に伴い硫酸塩還元活性の増加(硫酸塩還元細菌の集積化)が確認された。MEAの分解産物として酢酸、プロピオン酸が確認され、硫酸塩還元細菌はMEAの分解に直接寄与せず、主にプロピオン酸及びMEAや低級脂肪酸の分解過程で生じる水素の除去者として作用する事が分かった。
また、昨年度分離した水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を単独で分解可能な新規メタン生成古細菌株について対数増殖期、減速期、定常期それぞれの培養液から菌体のRNAを回収し、次世代シークエンス解析による網羅的な比較発現解析を行い、TMAHの分解に関与する遺伝子の探索を行った。その結果、対数増殖期で発現量が高かった遺伝子は減速期、定常期を経過することにつれ減少することが判明した。これにより、対数増殖期での比較遺伝子発現がTMAH分解機構の解明に繋がる事が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Isolation and physiological properties of methanogenic archaea that degrade tetramethylammonium hydroxide2023

    • 著者名/発表者名
      Iguchi Akinori, Takemura Yasuyuki, Danshita Tsuyoshi, Kurihara Takuya, Aoki Masataka, Hori Saori, Shigematsu Toru, Syutsubo Kazuaki
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 107 ページ: 3047~3056

    • DOI

      10.1007/s00253-023-12488-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of sulfate concentration on anaerobic treatment of wastewater containing monoethanolamine using an up-flow anaerobic sludge blanket reactor2022

    • 著者名/発表者名
      Takemura Yasuyuki, Aoki Masataka, Danshita Tsuyoshi, Iguchi Akinori, Ikeda Shoji, Miyaoka Yuma, Sumino Haruhiko, Syutsubo Kazuaki
    • 雑誌名

      Journal of Hazardous Materials

      巻: 440 ページ: 129764~129764

    • DOI

      10.1016/j.jhazmat.2022.129764

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子産業排水に対する常温メタン発酵処理適用への展望2022

    • 著者名/発表者名
      段下 剛志, 竹村泰幸, 珠坪 一晃
    • 雑誌名

      用水と廃水

      巻: 64(8) ページ: 61~66

  • [雑誌論文] 2-プロパノール・硫酸塩含有排水を処理するUASBの運転方法2022

    • 著者名/発表者名
      角野晴彦, 大石裕翔, 川上周司, 竹村泰幸, 珠坪一晃
    • 雑誌名

      用水と廃水

      巻: 64(9) ページ: 655~665

    • 査読あり
  • [学会発表] 低温メタン発酵プロセスから分離されたTMAH分解メタン生成古細菌の遺伝的・生理的機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      井口晃徳, 栗原拓也, 堀沙織里, 山口利男, 重松亨, 段下剛志, 竹村泰幸, 青木仁孝, 珠坪一晃
    • 学会等名
      第25回日本水環境学会シンポジウム

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公開日: 2023-12-25  

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