Granule formation of sulfate-reducing bacteria utilizing quorum-sensing and its application to wastewater treatment

利用群体感应的硫酸盐还原菌颗粒形成及其在废水处理中的应用

• 批准号: 21K14277
• 负责人: 橋口 亜由未
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Shimane University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K14277/
• 关键词: 硫酸還元菌; 有機性排水処理; クオラムセンシング; オートインデューサー; アシル化ホモセリンラクトン; EPS; 嫌気性排水処理; グラニュール; 排水処理; 高速化

嫌気性ファーメンターで約1年間予備馴致した硫酸還元菌をにAHLsを添加後，化学的酸素要求量(COD)，MLSS，MLVSS，グラニュール粒径の測定，硫酸イオン濃度，硫化物イオン濃度，EPSを抽出液中の全糖類とタンパク質の定量を行い，AI添加による影響を評価した。その結果，全条件で硫酸還元反応が確認され，AHLs添加なしと比較してAHLs添加条件の方で有意差が見られた。AI-3，4，6添加系ではCOD除去率が最大で65 ％以上と高い値を示した。AI-2と5の添加系では，粒径が0.15mｍ以上増大した。全糖濃度はAI-2と5で8～14 mg/L程度増加したが，AI-1，3，4，6では最大で3 mg/L程度しか増加しなかった。総タンパク質濃度は，AI-1，2，5添加系では初期濃度よりも減少する傾向であったが，AI-3，4，6では23～30 mg/L程度増加した。COD除去率が低いAI-2，5では，全糖濃度が増加し，グラニュール径が増大した。COD除去率が高いAI-3，4，6では総タンパク質濃度が増加傾向にあり，グラニュール径が増大しにくかった。AI-2，5では，菌体外に分泌された多糖類が多く，結果として全体としてのCOD除去率が低くなり，この多糖類がグラニュール形成に寄与したと考えられる。一方で，COD除去率が高いAI-3，4，6添加系ではタンパク質が増加した原因として，ヒドロゲナーゼのような酵素の産生促進が考えられる。反応の触媒となる酵素によるCOD分解が促進され，グラニュール形成に必要な糖類の分解が起きたことでグラニュール径が増大しにくくなったと考えられる。COD除去率が向上するAHLs(AI-3，4，6)とグラニュール径が増大するAHLs(AI-2，5)では，増加するEPS成分が異なることが明らかとなった。

在用厌氧发酵剂准备了大约一年的硫酸盐还原细菌后，化学氧需求（COD），MLSS，MLVS，MLVS，颗粒粒径，硫酸盐离子浓度，硫化物离子离子浓度，EPS量化以确定总糖和蛋白质的效应，并添加了AT酸。结果，在所有条件下都证实了硫酸盐还原反应，并且在添加AHL的条件下观察到与不添加AHL相比的条件有显着差异。 AI-3，4和6添加的系统显示高COD去除率为65％或更高。在AI-2和5添加系统中，粒径增加了0.15 mm以上。在AI-2和5的情况下，总糖浓度增加了约8至14 mg/L，但在AI-1、3、4和6中仅增加了约3 mg/L。总蛋白质浓度倾向于降低AI-1、2和5添加的系统的初始浓度，但在AII-3，糖量增加了23至30 mg/l的糖量和6中，AT的量增加了约23至30 mg/l。颗粒直径增加。总蛋白质浓度倾向于在AI-3，4和6中增加，该蛋白质的去除率很高，因此很难增加颗粒直径。在AI-2和5中，细菌外有许多分泌的多糖，导致总体COD去除率较低，并且认为这些多糖会导致颗粒形成。另一方面，AI-3、4和6添加的系统中蛋白质的增加可能会促进酶（例如氢化酶）的产生。人们认为，促进反应的酶分解促进了反应，并且发生了颗粒形成所需的糖分的分解，因此很难增加颗粒直径。据研究表明，AHL（AI-3、4、6）之间增加的EPS成分有所不同，COD去除率提高，AHL（AI-2，5）随颗粒直径增加而有所不同。

项目成果

アシル化ホモセリンラクトン類添加による硫酸還元型排水処理能力向上の検討

添加酰化高丝氨酸内酯提高硫酸还原型废水处理能力的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: NIIDA Yasuo;KIHARA Naoto;新井田靖郎;新井田靖郎;新井田靖郎・岡田輝久・坪野考樹・三戸部佑太;川上智也，橋口亜由未;川上智也，橋口亜由未
• 通讯作者: 川上智也，橋口亜由未

短鎖及び中鎖のアシル化ホモセリンラクトン類添加による硫酸還元型排水処理能力の向上

添加短链和中链酰化高丝氨酸内酯提高硫酸还原型废水处理能力

• 发表时间: 2022
• 作者: NIIDA Yasuo;KIHARA Naoto;新井田靖郎;新井田靖郎;新井田靖郎・岡田輝久・坪野考樹・三戸部佑太;川上智也，橋口亜由未
• 通讯作者: 川上智也，橋口亜由未