Development of novel wastewater treatment technologies by Mn-oxidizing bacteria using nature technolog

利用自然技术开发锰氧化菌新型废水处理技术

基本信息

批准号：
20K20540
负责人：
大橋晶良
金额：
$ 16.56万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

微生物を利用した排水処理技術は，ここ数十年の間に徐々にではあるが進歩している。このようなことを述べると，排水処理技術は成熟したように感じられるかもしれない。しかしながら，手付かずの未解決の排水処理が残されている。従来の生物学的処理では金属，難分解性有機物，着色の排水に適用できない。これらの排水処理はお手上げ状態にある。そこで本研究では，生物学的排水処理のブレイクスルーとなるネイチャーテクノロジー（自然模倣技術）を用いた新規排水処理技術の開拓に挑戦する。具体的には，マンガン酸化細菌と，この細菌が生成するMn酸化物を利用するネイチャーテクノロジーにより，手付かずの排水処理を解決することを目的としている。本研究の目的である，マンガン酸化細菌を利用した金属および難分解性排水の新規処理技術を構築し，従来とは異なる窒素処理および微生物による発電を提案し開拓するには，さらに科学および工学的アプローチの研究が必要であり，研究内容は次の４項目からなる。1. Bio-Mn酸化物の生成機構の解明とオーダーメイドの金属吸着・除去の把握，2. 難分解性物質の分解機構の解明，3. 新たな窒素サイクルを利用した新規窒素処理プロセスの開発, 4. 新規微生物燃料電池の開発。令和４年度は，Bio-Mn酸化物の生成機構，難分解性物質の分解機構，新たな窒素サイクル現象，新規の微生物燃料電池の4項目について実施した。その結果，次のような基礎的な知見を得た。有機物濃度が小さい時にMn酸化が起き，その時にマルチ銅酸化酵素が発現することを発見。Mn酸化物による染料の分解生成物は嫌気条件でも生物学的に分解される。海水では嫌気性環境下でアンモニア酸化の現象は確認できなかった。新規の微生物燃料電池による処理性能を評価した。

近几十年来，使用微生物的排水处理技术已逐渐发展。如果您这样说，排水处理似乎很成熟。但是，尚未解决的排水处理仍然存在。在常规的生物加工中，它不能应用于金属，难以解决有机物或有色排水。这些排水处理处于起重状态。因此，在这项研究中，我们将使用自然技术（自然模仿技术）挑战新排水处理的开发，这是生物排水处理的突破。具体而言，目的是解决使用该细菌产生的MN氧化物的锰氧化细菌和自然技术的不可替代的排水处理。为了本研究的目的，使用锰氧化细菌来建立一种用于金属和难度排水的治疗技术，并提出和开发不同的氮处理和微生物。。 1。阐明生物-MN氧化物机制和定制的金属吸附 /去除，2。阐明困难分辨率物质的分解机制，3。使用新的氮气环境开发新的氮气处理过程。细胞。在Ordin的第四年中，实施了四个项目：Bio -MN氧化物代理，困难物质的分解机制，新的氮循环现象和新的微生物燃料电池。结果，我们获得了以下基本知识。当有机浓度很小时，会发生MN氧化，当时，表达多碳水化合物的氧化。在厌氧条件下，由Mn氧化物引起的染料的分解产生在生物学上分解。在海水中，在厌氧环境中无法确认氨氧化现象。评估了新的微生物燃料电池的加工性能。