低栄養細菌－マンガン酸化細菌培養系による有機物無添加の坑廃水処理技術の開拓

利用低营养菌和锰氧化菌培养系统开发无有机物矿山废水处理技术

• 批准号: 21H03636
• 负责人: 宮田 直幸
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Akita Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03636/
• 关键词: マンガン酸化細菌; 低栄養細菌; 坑廃水処理; マンガン含有坑廃水; 炭酸固定; 坑廃水

集積培養系から分離した5株の内、R1-5（Methylibium属）とR1-7（Methyloversatilis属）は以前に行ったマンガンスラッジの細菌叢解析で優占種と位置付けられていた。これらの2株のほか、R1-3（Williamsia属）及びR1-9（Rhodococcus属）は、有機性基質濃度が異なる3種類の培地で同等の比増殖速度を示した。これら4株は有機性基質無添加培地で増殖速度が大きく、活発な菌体増殖が見られたことから、貧栄養環境に適応した低栄養細菌であると判断された。さらにR1-5、R1-7、R1-9の炭酸固定能力を調べた結果、有機性基質無添加培地で増殖した菌体の総有機炭素の3.5～6.0%は炭酸固定によるものと推察され、増殖時に一定の無機炭素を固定していることが明らかになった。しかし、菌体の炭素の大部分（94%以上）は12Cであり、主要な炭素源は培地に極微量含まれる有機物であると結論付けた。有機物の乏しい坑廃水中で低栄養細菌が増殖することで、菌体成分や分泌物が生産され、マンガン酸化細菌に有機物が供給されると推察された。さらに集積培養系のメタゲノム解析を行い、RuBisCOによる炭酸固定の進行を示唆する結果が得られた。マンガン酸化集積培養系を用いたバイオリアクターを構築し、連続式及び回分式でマンガン含有坑廃水の処理を検討した。その結果、同じマンガン負荷条件において、回分式で運転した方が安定かつ高い除去率で処理が可能であることが明らかになった。リアクター内のATP量を比較した結果、回分式の方がATP量は多く、微生物活性もしくはバイオマス量が大きくなることで処理効率が上昇する可能性が示された。また、リアクター内で生成したマンガン酸化物は粉末Ｘ線結晶回折解析によりバーネス鉱様であることが明らかになった。

The strains were isolated from 5 strains, R1-5 (Methylibium), R1-7 (Methyloversatilis), and the previous lines were separated from each other. The colonization rate of 2 strains of wild rice, R1-3 (Williamsia) and R1-9 (Rhodococcus), and the same specific growth rate of 2 strains of wild rice, R1-3 and R1-9 (Rhodococcus), showed the same specific growth rate. The growth rate of 4 strains of organic bacteria was increased, the colonization rate of viable bacteria was high, and the growth rate of living bacteria was significantly higher than that of other strains. The results of R1-5, R1-7, R1-9 carbonic acid immobilization capacity test results, the addition of organic carbon to colonization bacteria, organic carbon 3.5-6.0% carbonic acid immobilization, and colonization at a certain amount of time. Most of the bacteria (more than 94%) contain 12C carbon, and the main carbon sources contain extremely trace amounts of organic carbon. If there is a lack of machinery, there is a lack of low-level bacteria in the water, the colonization of bacteria, the secretion of bacteria, and the use of acidified bacteria to supply them for investigation. The system is used to analyze the system and RuBisCO to fix the carbonic acid to show that the results are satisfactory. The system of acidizing is actively used in the system of acidizing. It contains water in the pit, which is in the form of a link, a link and a formula. The results show that the results are the same as those under the same load conditions, and the regression formula is used to determine the high removal rate of diazepam. The results of the comparison of internal ATP, regression formula, ATP, microbial activity, the possibility of microorganism activity, the possibility of microorganism activity, and the possibility of microorganism activity were analyzed. X-ray diffraction is used to analyze the X-ray crystal of the powder. the temperature is very high.

项目成果

有機性基質無添加条件で集積したマンガン酸化培養系とマンガン酸化に関与する細菌群の特徴

不添加有机底物条件下锰氧化培养体系及积累的参与锰氧化的菌群特征

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮田直幸;簾内君仁;渡邊美穂;岡野邦宏;藤林恵;佐藤由也;淵田茂司;所千晴
• 通讯作者: 所千晴

マンガン含有坑廃水の生物処理における低栄養細菌の有機物供給者としての役割

低营养细菌作为有机物供应者在含锰矿井废水生物处理中的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: Biswas Foni B.;Das Sandip;Nishimura Tatsuya;Endo Masaru;Fukuda Mayu;Morita Futo;Mashio Asami S.;Taniguchi Tsuyoshi;Maeda Katsuhiro;Hasegawa Hiroshi;國光春花，菅原巧太朗，渡邊美穂，岡野邦宏，宮田直幸
• 通讯作者: 國光春花，菅原巧太朗，渡邊美穂，岡野邦宏，宮田直幸

有機物無添加のマンガン含有坑廃水処理実証プラントにおける微生物機能の解明

阐明无有机添加剂处理含锰矿山废水示范工厂中的微生物功能

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡邊美穂;片山泰樹，Tum Sereyroith，保高徹生，宮田直幸
• 通讯作者: 片山泰樹，Tum Sereyroith，保高徹生，宮田直幸

微生物生態系を利用した坑廃水処理技術の展望

利用微生物生态系统处理矿山废水技术的前景

• 发表时间: 2022
• 作者: Yano Aika;Ishii Takafumi;宮田直幸
• 通讯作者: 宮田直幸

重金属処理槽における従属栄養マンガン酸化細菌への有機物供給プロセス

重金属处理池异养锰氧化菌有机物供给过程

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邊美穂;簾内君仁;岡野邦宏;宮田直幸
• 通讯作者: 宮田直幸