海水・淡水Anammox混合培養系の部分亜硝酸化-Anammox-脱窒法への展開

部分亚硝酸盐氧化-厌氧氨氧化-反硝化法海水/淡水厌氧氨氧化混合培养系统的开发

• 批准号: 22H01628
• 负责人: 川越 保徳
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01628/
• 关键词: Anammox; 部分亜硝酸化; 窒素処理; Anamox; 一槽型; 海洋性細菌; 海洋性; 淡水性

本研究は淡水性細菌群と海洋性細菌群の混合培養系による部分亜硝酸化-Anammox（Partial nitritation/Anammox：PN/A）の構築とその窒素除去能および特性の解明を主目的とする。初年度である本年度は，本申請研究において新たに考案した懸濁態-生物膜混在型反応槽（Hybrid Bio-Reactor：HBR）を用いることで，これまで世界的に知見の乏しい海水性Anammox細菌バイオマスによるPN/Aプロセスの構築に挑んだ。本研究では，PN/Aの立ち上げにあたって，まずはじめに上記HBRを用いて海洋性Anammox細菌バイオマスによるAnammox反応系を確立，安定化させた。その後，流入基質をAnammox反応に必要な亜硝酸塩とアンモニア塩から，亜硝酸塩の濃度を段階的に低くしながら処理水中の各態窒素濃度，DO，pHを指標として曝気条件およびpHを最適化することで窒素除去能を向上，安定化させた。最終的に,120 mg-N/Lのアンモニア塩のみを基質とする流入水についてPN/Aの構築に成功した。なお，Anammox反応槽からPN/Aの構築までに要した期間は約90日であり，窒素負荷は0.36 kg/m3/dで80%以上の窒素除去率を達成した。細菌および古細菌を標的とするRibosormal RNAによる微生物叢解析の結果，反応槽内には主たる海洋性Anammox細菌と推定されるBlocadia Scalindua属細菌に加えてアンモニア酸化細菌であるNitrosomonadaceaeが検出された。また，反応槽内下部，中部，上部でそれら細菌群の存在比は異なっていることが明らかとなった。一方，古細菌は検出されなかった。

This study aimed to clarify the characteristics of Partial nitrification/anammox (PN/A) in mixed cultures of freshwater and marine bacteria. In the first year and this year, this application has studied A new research case for the use of suspension-biofilm hybrid Bio-Reactor (HBR), which is a challenge for the construction of marine Anammox bacteria in the world. In this study, the anammox reaction system was established and stabilized. After the treatment, the influent substrate is required to remove nitric acid, nitric acid concentration, and various state concentrations in the treated water. DO, pH, and exposure conditions are optimized. Finally, 120 mg-N/L of water was successfully constructed. Anammox reverse groove PN/A construction period is about 90 days, the nitrogen load is 0.36 kg/m3/d, and the nitrogen removal rate is more than 80%. The results of microbial flora analysis of bacterial and archaeal target ribosomal RNA showed that the main marine Anammox bacteria and putative Blocadia Scalindua bacteria were added to the acid bacteria and Nitrosomonadaceae were detected in the reverse tank. The lower part, middle part and upper part of the groove are different from each other in the existence of bacterial groups. On the other hand, archaea have been found to be very harmful.