微細藻類-硝化菌固定化遮光ゲルによる窒素含有排水の低コスト処理：メキシコを例に

固定微藻和硝化细菌的遮光凝胶低成本处理含氮废水：以墨西哥为例

• 批准号: 20KK0249
• 负责人: 井田 旬一
• 金额: $ 12.06万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-10-27 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0249/
• 关键词: 微細藻類-硝化菌固定化遮光ゲル共存系構築; 窒素含有排水処理; 遮光ゲル; 途上国での水処理; 微細藻類-硝化菌共存系; 途上国; ゲル

本課題では、メキシコをフィールドとし、「微細藻類-硝化菌固定化遮光ゲル」共存系による高アンモニア含有排水の低コスト処理の実現を目的としている。3年目である今年度は、昨年度実施予定であった「遮光ゲルの問題点抽出と改善」と「公開シンポジウム」を実施した。従来の遮光ゲルは黒色であるためリアクター内の温度上昇を引き起こしやすい課題が生じていた。昨年の研究により硝化菌の光阻害は主に短い波長領域（380-550 nm）起こることが確認されていたため、この範囲を遮光できれば黒色材料よりも吸収波長範囲の狭い材料でも遮光ゲルが調製可能であると期待された。そこで、吸収波長の異なる青・赤・黄色の3種の遮光材を用いて添加濃度0.5wt%で遮光ゲルを調製し、その光阻害緩和性能および温度上昇について検討した。光照射強度は1600 μmol photons m-2 s-1に調節した。結果は、上記波長域の吸収が高い順に遮光性能が高く、黒、黄、赤、青の順で高い硝化性能を示した。また黄色材料では黒色の63.9%の遮光性能であった。そこで次に、黄色遮光材の濃度を2.0wt%まで増やして同様の実験を行った。その結果、黄色遮光剤の濃度を増加させることでより高い硝化性能を示し、黒の 4 倍の濃度である2.0wt%で黒の硝化性能の8割程度を示した。一方、リアクターの温度上昇を見ると、0.5wt%黒色遮光剤では、Controlと比較して2.5 ℃上昇したのに対し、2.0 wt% 黄色遮光剤の条件では、1.0 ℃の温度上昇に留まり、黒色遮光剤と比較して温度上昇を抑制可能であることが分かった。この結果から、黄色遮光剤が黒色遮光ゲルの代替材料となり得ることが明らかとなった。また、公開シンポジウムでは、2名のメキシコの共同研究者を創価大学に招聘し、研究発表会を実施すると共に、今後の研究計画について議論を行った。

This paper aims at the realization of the treatment of microalgae and nitrobacteria immobilized in the shade system with high temperature and low temperature containing drainage. 3 years ago, we decided to implement the policy of "light shielding and improvement of problems" and "open system" The temperature rise in the black and white areas is a major problem. Last year's study confirmed that the light resistance of nitrifying bacteria was mainly in the short wavelength region (380-550 nm), and the light resistance of nitrifying bacteria was mainly in the short wavelength region (380-550 nm). 3 kinds of shading materials with different absorption wavelengths: cyan, red and yellow. The additive concentration is 0.5wt%. The shading is modulated. The light resistance mitigation performance is improved. The intensity of light irradiation was adjusted to 1600 μmol photons m-2 s-1. The results show that the absorption and shading performance of the above wavelength domain is high, and the nitrification performance of the black, yellow, red and green wavelength domain is high. The yellow material has a shading performance of 63.9% for black. The concentration of yellow and yellow shading materials increased by 2.0wt% and the same effect was observed. As a result, the concentration of yellow shading agent increased, the nitrification performance increased, and the nitrification performance of black increased by 4 times. On the one hand, the temperature rise of 0.5wt% black shading agent can be observed, the Control can be compared, the temperature rise of 2.5 ℃ can be observed, the condition of 2.0 wt% yellow shading agent can be compared, the temperature rise of 1.0 ℃ can be observed, the black shading agent can be compared, and the temperature rise can be suppressed. The result is yellow shading, black shading and substitute materials. 2 co-investigators from the University of Science and Technology were recruited, the research conference was held, and discussions on future research projects were held.

项目成果

遮光ゲル担体を用いた微細藻類-硝化菌共存系での最適バイオマス比の検討

使用遮光凝胶载体检查微藻-硝化细菌共存系统中的最佳生物量比例

• 发表时间: 2021
• 作者: 西健斗;秋月真一;戸田龍樹;松山達;井田旬一
• 通讯作者: 井田旬一

Effects of different biomass ratios of light-tolerant microalgae-nitrifying bacteria consortia on ammonia removal

• DOI: 10.1016/j.bej.2023.108872
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Biochemical Engineering Journal
• 影响因子: 3.9
• 作者: Ken-ichiro Nishi;S. Akizuki;T. Toda;T. Matsuyama;J. Ida

グアナファト大学(Guanajuato University)/モントレー工科大学(メキシコ)

瓜纳华托大学/蒙特利理工学院（墨西哥）

光阻害緩和のための硝化菌固定化遮光ゲル担体に添加する遮光剤の検討

检查添加到固定有硝化细菌的遮光凝胶载体中以减轻光抑制的遮光剂

• 发表时间: 2023
• 作者: Sekiguchi Y;Takano S;Noguchi T;Kagi T;Komatsu R;Tan M;Hirata Y;Matsuzawa A;三島聡子・小澤憲司・中山駿一・菊池宏海・難波あゆみ・片岡智哉・二瓶泰雄;久保雄飛. 新本 貴梨子. 西健斗. 松山達. 井田旬一
• 通讯作者: 久保雄飛. 新本 貴梨子. 西健斗. 松山達. 井田旬一

Evaluation of Microalgae-Nitrifying Bacteria Immobilized in Light Shielding Hydrogel Consortia Under Strong Light Irradiation

强光照射下遮光水凝胶聚落中固定微藻硝化细菌的评价

• 发表时间: 2021
• 作者: Kento Nishi;Shinichi Akizuki;Tatsuki Toda;Tatsushi Matsuyama;Junichi Ida.
• 通讯作者: Junichi Ida.