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2015 年度 実績報告書

都市下水処理UASB内への嫌気性原生動物の高濃度培養技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25289174
研究機関長岡工業高等専門学校

研究代表者

荒木 信夫  長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (30193072)

研究分担者 山口 隆司  長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10280447)
押木 守  長岡工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教 (90540865)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード都市下水処理 / 嫌気性処理法 / 原生動物 / メタン生成
研究実績の概要

本研究では、都市下水を処理するUASBリアクター内に生息する嫌気性原生動物が処理性能および微生物群集構造に及ぼす影響を明らかにするために、原生動物が共存する汚泥系およびシクロヘキシミドの添加(終濃度1gL-1)+低温処理(4℃、12時間)によって原生動物(真核生物)を死滅させた対照系の2系列の連続運転を行った。運転は171日間行い、 HRTを短縮することでCOD負荷を以下の通り段階的に上昇させた; Run1:HRT10h、0.5gCOD/L/day~Run4:HRT 1-2h、4.0gCOD/L/day。水温は20±2℃に調整した。原生動物の共存が細菌叢に与える影響については、全真正細菌および古細菌を標的としたPCRプライマー(515F/806R)を用いて16SrRNA遺伝子を増幅した。 PCR 産物は次世代シークエンサーMiSeqにより塩基配列の解読を行った。その結果、以下の試験が得られた。
(1) 共存系にはCaenomorpha属、 Metopus属の嫌気性原生動物が10^2~10^3cells/mLレベルで優占した。(2) 両系のCOD除去率、保持汚泥量に大きな差はなかった。COD除去性能の向上、汚泥減容化を達成させるためには嫌気性原生動物を高密度に保持する必要があると考えられる。(3) 共存系でのメタン生成量は死滅系の2.7倍に及んだ。嫌気性原生動物はUASBリアクター内でメタン生成量の増加に寄与していると考えられるが詳細なメカニズムについてはさらなる研究が必要である。(4) リアクター内の保持汚泥量には有意な差が認められなかったが、死滅系では汚泥の浮上による流出が発生した。(5) 共存系では真正細菌、 古細菌の種多様性が死滅系より高かったことが、多様性指標から明らかとなった。両系を比較すると、共存系ではSyntrouphusなどの有機酸分解菌が増加していた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27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 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Identification and Detection of Prokaryotic Symbionts in the Ciliate Metopus from Anaerobic Granular Sludge2015

    • 著者名/発表者名
      Yuga Hirakata, Mamoru Oshiki, Kyohei Kuroda, Masashi Hatamoto, Kengo Kubota, Takashi Yamaguchi, Hideki Harada and Nobuo Araki
    • 雑誌名

      Microbes & Environments

      巻: 30 ページ: 335-338

    • DOI

      0.1264/jsme2.ME15154

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 嫌気性原生動物の体内に生息する共生バクテリア・アーキアの分子生物学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      平片悠河, 押木守, 荒木信夫, 幡本将史, 山口隆司
    • 学会等名
      第33回土木学会新潟会調査研究発表会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-11-13
  • [学会発表] 都市下水処理UASB槽の処理性能および微生物叢に及ぼす嫌気性原生動物の影響2015

    • 著者名/発表者名
      平片悠河, 押木守, 黒田恭平, 幡本将史, 荒木信夫, 山口隆司
    • 学会等名
      第18回水環境シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野県長野市)
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-16
  • [学会発表] Impacts of protist bacterivory by anaerobic ciliates on prokaryotic community function and structure in anaerobic granular sludge of up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor2015

    • 著者名/発表者名
      Yuga Hirakata, Mamoru Oshiki, Kyohei Kuroda, Masashi Hatamoto, Kengo Kubot a, Takashi Yamaguchi, Hideki Harada And Nobuo Araki
    • 学会等名
      Water and Environment Technology (WET) Conference 2015
    • 発表場所
      日本大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-08-05 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] INFLUENCE OF ANAEROBIC PROTOZOA ON TREATMENT EFFICIENCY AND BACTERIAL AND ARCHAEAL COMMUNITY STRUCTURES IN UASB REACTORS FED WITH DOMESTIC SEWAGE2015

    • 著者名/発表者名
      Yuga Hirakata, Kyohei Kuroda, Mamoru Oshiki, Nobuo Araki, Masashi Hatamoto, Takashi Yamaguchi
    • 学会等名
      The 4th International GIGAKU Conference in Nagaoka
    • 発表場所
      長岡技科大(新潟県長岡市)
    • 年月日
      2015-06-19 – 2015-06-21
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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