嫌気的メタン酸化脱窒とアナモックス複合反応を利用した新規窒素除去システムの開発

厌氧甲烷氧化反硝化与厌氧氨氧化联合反应新型脱氮系统的开发

• 批准号: 20J15423
• 负责人: TRAN PHUONG THAO
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15423/
• 关键词: 独立栄養性窒素除去; アナモックス細菌; リアクター運転管理; DAMO/アナモックス; 植種源; 窒素除去

DAMOアーキアは硝酸還元により発生する亜硝酸を生成し、DAMO細菌とアナモックス細菌はメタンとアンモニアを使って亜硝酸を除去するため、研究はDAMO/アナモックス複合反応を利用して効率的な硝酸とアンモニアの除去を目指す。我々は、中空糸膜を保持する上向流リアクターを用いることで、同様の条件で運転した散水ろ床法に比べて2~3倍程度の脱窒性能を達成した一方で、硝酸除去率は向上せず、アンモニアはわずかに増加する傾向にあることを明らかにした。そこで、DAMOとアナモックス反応を複合した高効率な窒素化合物除去プロセスを確立するために、中空糸膜リアクターを用いて様々な条件で運転し、高い除去性能を示す運転パラメータを検討した。結果として、適切な植種源と亜硝酸塩の添加が最も窒素除去効率を向上するパラメータであった。硝酸還元により生成した亜硝酸塩は流出液中には検出されなかったため、亜硝酸濃度をめぐる微生物の競合が、アナモックス細菌のアンモニウム除去を制限したと考えられる。そこで、アナモックス細菌を誘導するために、アナモックス反応の化学量論式の比率となるように、流出液中の生成アンモニウムを基準にして算出した亜硝酸塩を流入液に添加した。濃縮汚泥を植種したリアクターは、硝酸塩を添加した水田土壌を植種したリアクターと同様の性能を示したが、亜硝酸塩を添加するとわずか50日後に2倍の硝酸除去効率を示した。微生物分析から、アナモックス細菌は亜硝酸制限下では抑制されていたが、亜硝酸添加により2.1%から10.6%まで増加した。また、DAMO細菌の相対量は9%から41%に大きく増加した。これらの結果は、効果的なバイオリアクターには独立栄養窒素除去群集においてアナモックス細菌が重要であり、アナモックス細菌の存在は、亜硝酸とアンモニウムを除去するだけでなく、硝酸除去微生物の成長を相乗的に促進することが示唆された。

DAMO ア ー キ ア は nitrate also yuan に よ り 発 raw す る 亜 nitrate を generated し, DAMO bacteria と ア ナ モ ッ ク ス bacteria は メ タ ン と ア ン モ ニ ア を make っ て 亜 を to remove nitrate す る た め, research は DAMO / ア ナ モ ッ ク ス compound anti 応 を using し て sharper rate な nitrate と ア ン モ ニ ア の remove を refers す. I 々 は, hollow si membrane を keep す る to flow on リ ア ク タ ー を with い る こ と で, with others in の conditions で transport planning し た aproll ろ bed process に than べ て degree of 2 ~ 3 times の smothering performance を off a し で た party, nitric acid removal rate は upward せ ず, ア ン モ ニ ア は わ ず か に raised plus す る tendency に あ る こ と を Ming ら か に し た. そ こ で, DAMO と ア ナ モ ッ ク ス anti 応 を composite し た high working rate な smothering element compounds to remove プ ロ セ ス を establish す る た め に, hollow si membrane リ ア ク タ ー を with い て others 々 な conditions で transport planning し, high い removing performance を す transport planning パ ラ メ ー タ を beg し 検 た. The results showed that と て て and the appropriate な plant source と亜 nitrate was added to が, and the removal efficiency of the most carboxine を increased by するパラメ and タであった タであった タであった. Nitrate is yuan に よ り generated し た 亜 nitric acid salt は effluent in に は 検 out さ れ な か っ た た め, 亜 nitric acid concentration を め ぐ る microbial が の phenomenon, ア ナ モ ッ ク ス bacteria の ア ン モ ニ ウ ム to remove the limitations を し た と exam え ら れ る. そ こ で, ア ナ モ ッ ク ス bacteria を induced す る た め に, ア ナ モ ッ ク ス anti 応 の stoichiometry theory type の ratio と な る よ う に, effluent generated の ア ン モ ニ ウ ム を benchmark に し て calculate し た 亜 nitric acid salt を into liquid に add し た. Concentrated sludge を plant kind of し た リ ア ク タ ー は, nitric acid salt を add し た paddy soil 壌 を plant kind of し た リ ア ク タ ー と with others の performance を shown し た が, 亜 nitric acid salt を add す る と わ ず か 50 に の nitric acid to remove two times in the future working rate を shown し た. Microbiological analysis か ら, ア ナ モ ッ ク ス bacteria は 亜 nitric acid system under limited で は inhibit さ れ て い た が, 亜 nitric acid added に よ り 2.1% か ら 10.6% ま で raised plus し た. Youdaoplaceholder0, the corresponding amount of DAMO bacteria また 9%, ら41%, に large, く く increased, た. こ れ ら の results は, unseen fruit な バ イ オ リ ア ク タ ー に は independent tech students.their ownship raise smothering factor to remove cluster に お い て ア ナ モ ッ ク ス bacteria が important で あ り, ア ナ モ ッ ク ス bacteria の は, 亜 nitrate と ア ン モ ニ ウ ム を remove す る だ け で な く, nitric acid to remove microorganisms grow の を phase 乗 に promote す る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Aerobic methane-oxidizing bacteria dominated in nitrogen-removing bioreactors

需氧甲烷氧化菌在脱氮生物反应器中占主导地位

• 发表时间: 2021
• 作者: Takeshi Moriya;Naruki Shoji;Wongsakorn Wongsaroj;Hideharu Takahashi;Hiroshige Kikura;Thao Tran P.
• 通讯作者: Thao Tran P.

Effect of inoculum sources on autotrophic nitrogen removal in anaerobic hollow fiber membrane reactors

• DOI: 10.1016/j.eti.2022.102375
• 发表时间: 2022-02
• 期刊: Environmental Technology & Innovation
• 影响因子: 7.1
• 作者: P. T. Tran;M. Hatamoto;Masataka Aoki;T. Watari;Kazuaki Syutsubo;Takashi Yamaguchi

Enrichment of marine manganese-oxidizing microorganisms using polycaprolactone as a solid organic substrate

• DOI: 10.1007/s10529-021-03088-z
• 发表时间: 2021-01-26
• 期刊: BIOTECHNOLOGY LETTERS
• 影响因子: 2.7
• 作者: Aoki, Masataka;Miyashita, Yukina;Yamaguchi, Takashi
• 通讯作者: Yamaguchi, Takashi

Acceleration of methane-driven nitrate-denitrification process by redox solution and nitrite supplement

氧化还原溶液和亚硝酸盐补充加速甲烷驱动的硝酸盐反硝化过程

• 发表时间: 2020
• 作者: Thao Tran P.;Hatamoto Masashi;Takahiro Watari;Takashi Yamaguchi.
• 通讯作者: Takashi Yamaguchi.

Biodegradation of natural rubber and deproteinized natural rubber by enrichment bacterial consortia

• DOI: 10.1007/s10532-020-09911-0
• 发表时间: 2020-09-10
• 期刊: BIODEGRADATION
• 影响因子: 3.6
• 作者: Nguyen, Lan Huong;Nguyen, Hoang Dung;Fukuda, Masao
• 通讯作者: Fukuda, Masao