廃水からアンモニウムイオン(NH4+)を除去するには、窒素の生物学的反応(硝化と脱窒)が使われている。寺田准教授グループ(細見・寺田研究室)と農学研究院・木庭准教授との共同研究では、完全混合流れ反応器(CSTR)およびシーケンス型回分反応器(SBR)の2種類のバイオリアクターを用いて、一定濃度のアンモニウムイオンの下でのアンモニア酸化細菌(AOB)の生理学的特性を検証しました。アンモニウムイオン濃度が100 mg N L−1以上では、SBRにおいて急成長型のAOBを用いることで、高い亜硝酸化効率と温室効果ガスの排出抑制が得られることがわかりました。図は、2種類のAOBの、SBR(A、C)およびCSTR(B、D)における300日目の群集構造を示しています。

この研究は、窒素除去の費用対効果を高めるのに重要な「アンモニウムイオン濃度」による適切なAOBの選択に役立ちます。

詳しくはBiochemical Engineering Journalをご覧ください。

ニトロ化バイオマスの微生物群集構造

In Hosomi-Terada research group (collaborated with Prof. Keisuke Koba, School of Agriculture), two acclimatized biomasses exposed to ammonium (NH4+), one from a completely stirred tank reactor (CSTR), the other from a sequencing batch reactor (SBR), were assayed for nitritation performance, (N2O) production. An SBR system may favour successful nitritation by selecting fast-growing AOB (ammonia-oxidizing bacteria) and reducing greenhouse gas emission, especially at influent NH4+ concentrations exceeding 100 mg N L−1. The figure shows Microbial community structure of nitrifying biomass in the SBR (Panels A and C) and the CSTR (Panels B and D) on day 300.

Removal of ammonium (NH4+) from wastewater is accomplished in two consecutive biological reactions, nitrification and denitrification. This research is useful in AOB (ammonia-oxidizing bacteria) selection by NH4+ control, which could be important for a cost-effective N removal.

For further reading: Biochemical Engineering Journal