微小電極による微生物凝集増殖体(生物膜・グラニュール汚泥)の生態学的構造解析

使用微电极分析微生物聚集体(生物膜/颗粒污泥)的生态结构

基本信息

  • 批准号:
    08650642
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

これまでの生物膜型水処理装置の開発研究では,反応器をブラックボックス的に取り扱う経験工学的な方法論に多分に頼ってきた.しかしながら,生物膜プロセスの信頼性,安定性,融通性を拡大するためには,このブラックボックスを開いて、生物膜やグラニュールなどのアグリゲート体の微生物生態学的構造を明らかにし、その構成フローラのダイナミックスをより精確に把握したうえで,その能力をより効果的に発揮させうるような生息環境をつくり出すことが必要である.そこで本研究では、集塊化増殖体内でのin situな物質代謝特性と微生物生態学的構造を直接的に把握するために,先端径が10〜20μm程度のガラス製チップで構成される種々の微小電極(Microelectrodes)セサ-を開発し,嫌気性微生物アグリゲート(UASB反応器で培養されたグラニュール汚泥)および好気性微生物アグリゲート(固定担体上に形成された生物膜)に適用して,アグリゲート体内の任意の現位置での目的物質濃度検出を行った.さらに,基質の消長,生産物蓄積やその結果として生起するpH勾配の様相などを記述する生態学的構造モデルを構築し,別途回分実験より求めた動力学的パラメーター値を用いたシミレーションによってモデルの検証を行った.開発した微小電極は,pHセンサー,硫化イオンセンサー,アンモニア性窒素センサー,硝酸性窒素センサー,グルコースセンサー,溶存酸素センサーの7種類で,UASBグラニュール汚泥,人口生物膜,回転円板生物膜に適用した.測定した基質濃度プロファイルは構築した生態学的構造モデルによるシミレーションとほぼ一致しており,生物膜やグラニュールなどのアグリゲート体の微生物生態系の機構が明らかになった.
The research on the development of biofilm water treatment equipment is based on the methodology of biological engineering. The reliability, stability and compatibility of biofilms are greatly improved, and the structure of microbial ecology of biofilms is clearly understood and accurately grasped. The ability to develop results is essential to the environment. In this study, the structure of microbial ecology and the metabolic characteristics of substances in aggregated colonies were directly grasped, and the tip diameter was about 10 ~ 20μm.(Microelectrodes) Support-has been developed to be suitable for both anaerobic microbial growth (sludge cultured in UASB reactors) and aerobic microbial growth (biofilm formed on fixed supports), allowing the concentration of target substances to be measured at any current location in the body. In addition, the evolution of substrate, the accumulation of products and the results of pH coordination are described. The ecological structure is constructed, and the process analysis is carried out to obtain the dynamic model. 7 kinds of microelectrodes,pH, sulfur, sulfur, nitrate, soluble acid,UASB, sludge, population biofilm, and return plate biofilm are suitable for development. To determine the substrate concentration and structure of the ecological structure, the biological membrane and the microbial ecosystem structure of the organism.

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
菊池香,原田秀樹,大橋晶良: "酸素微小電極の感度に影響を及ぼす因子" 土木学会新潟会研究調査発表論文集. 14. 407-408 (1996)
Kaoru Kikuchi、Hideki Harada、Akira Ohashi:“影响氧微电极灵敏度的因素”新泻土木工程师学会会议记录,14. 407-408 (1996)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
風間哲也,原田秀樹,大橋晶良,菊池香枝: "微小電極による生物膜の硝化・脱窒特性の評価" 日本水環境学会年会講演集. 31(印刷中). (1997)
Tetsuya Kazama、Hideki Harada、Akira Ohashi、Kae Kikuchi:“使用微电极评估生物膜的硝化和反硝化特性”日本水环境学会年会记录 31(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
大橋晶良,渡辺亮,原田秀樹: "微小電極と数学的モデルによる嫌気性微生物グラニュール内の基質濃度とpHプロファイルの評価" 環境工学研究論文集. 33. 235-245 (1996)
Akira Ohashi、Ryo Watanabe、Hideki Harada:“使用微电极和数学模型评估厌氧微生物颗粒中的底物浓度和 pH 曲线”《环境工程研究杂志》33. 235-245 (1996)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
菊池香枝,原田秀樹,大橋晶良,風間哲也: "微小電極による回転円板生物膜の酸素・基質プロファイルの測定" 日本水環境学会年会講演集. 31(印刷中). (1997)
Kae Kikuchi、Hideki Harada、Akira Ohashi、Tetsuya Kazama:“使用微电极测量旋转盘生物膜的氧气和底物剖面”日本水环境学会年会记录 31(出版中)。
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  • 发表时间:
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    0
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  • 通讯作者:
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    2016
  • 资助金额:
    $ 1.41万
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    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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