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2013 年度 実績報告書

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

研究課題/領域番号 22246069
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, 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
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
研究概要

本研究では微生物の持つ有機物一時貯蔵能力を活用しての下水処理におけるエネルギー効率の改善という実用的な側面と、その基礎となる微生物群集の把握とモデル化という基礎的な側面の二つに取り組んだ。応用の方面として、A)FAREWELプロセス、B)電力消費シフト、C)下水管内処理、また、これらを支える基礎面での検討として、D)微生物群集構造の評価、E)数値モデルの開発、に取り組んだ。特に本年度は1) 実下水を用いて活性汚泥等微生物のもつ吸着能力の評価、および、2) 活性汚泥微生物の生産する化学物質による微生物群集構造の変化の把握の2点に取り組んだ。
1)については、複数の処理系列を持つ実下水処理場の各槽から活性汚泥を採取し下水と混合する回分試験を行い、除去COD量と累積酸素消費量との差から吸着的に除去された有機物の量を評価した。極端に大きなF/M比で実験し、汚泥バイオマス量の最大30%程度に相当する有機物を非酸化的かつ数時間のうちに除去することができることがわかった。また、特に最初の10分程度で下水中のCODが極めて急速に除去されることを確認した。2)については活性汚泥中のアレロパシー活性(汚泥中の化学物質が活性汚泥の微生物群集構造を変える活性)の消長およびその影響の現れ方について検討した。検討に用いた活性汚泥プロセスの汚泥には、アレロパシー活性は常にわずかだが検出されたが、ある時期に非常に強い活性が検出された。また、その時期の汚泥からの抽出物質を用いて微生物群集構造の変化が観察されるまでの時間を調べ、変化は数時間で起こることを見いだした。
以上、および昨年度までの結果から、1) 活性汚泥中の微生物生態系について新たな側面を明らかにし、また、2) 微生物の持つ有機物一時貯蔵能力を廃水処理のエネルギー効率を改善するために活用する方法を提案し、その有用性を検証するとともにモデル化した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013 その他

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

  • [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 Extracts2014

    • 著者名/発表者名
      E. G. Wasana GUNAWARDANA, Hiroyasu SATOH, Takashi MINO
    • 雑誌名

      Journal of Water and Environment Technology

      巻: 12 ページ: pp. 1-12

    • DOI

      10.2965/jwet.2014.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anaerobic Digestion of Polyhydroxybutyrate Accumulated in Excess Activated Sludge2013

    • 著者名/発表者名
      S. M. Shamsul HUDA, Hiroyasu SATOH, Takashi MINO
    • 雑誌名

      Journal of Water and Environment Technology

      巻: 11 ページ: 429-438

    • DOI

      10.2965/jwet.2013.429

    • 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) ページ: III_231-III_240

    • 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 ページ: III_427-III_434

    • 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)
    • 年月日
      20140317-20140319
  • [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)
    • 年月日
      20140317-20140319
  • [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
    • 年月日
      20130908-20130912
  • [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)
    • 年月日
      20130730-20130801
  • [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

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公開日: 2015-05-28  

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