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YOSHIDA GenGraduate School of Agricultural Science / Department of Agricultural Engineering and Socio-EconomicsAssociate Professor
Researcher basic information
■ Research Keyword■ Research Areas
- Environmental science/Agricultural science / Recycling systems and society
- Environmental science/Agricultural science / Agricultural environmental and information engineering
- Environmental science/Agricultural science / Environmental load reduction/restoration technology
Research activity information
■ Award- 2020 地域水環境行政研究委員会, 2020年度地域水環境行政研究委員会優秀発表賞, 浸出水中の1,4ジオキサンの微生物処理の長期変動
- 2019 日本水環境学会関西支部, 第14回奨励賞, 物理化学処理および生物処理の融合による循環型社会形成のための環境浄化とバイオマス利用に関する研究
- 2014 関西畜産学会, 第64回関西畜産学会大会 優秀発表賞
- 2009 IWA-Aspire, 3rd IWA-Aspire Conference & Exhibition POSTER Award Winner
- Oct. 2026, SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY, 411, English[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Jun. 2026, Environmental Challenges, 23, 101446 - 101446, English[Refereed]Scientific journal
- Corresponding, Elsevier BV, Jun. 2026, Biomass and Bioenergy, 209, 108935 - 108935, English[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Apr. 2026, Journal of Environmental Chemical Engineering, 14(2) (2), 121349 - 121349, English[Refereed]Scientific journal
- Corresponding, Mar. 2026, BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 227, English[Refereed]Scientific journal
- Corresponding, Japan Society on Water Environment, Feb. 2026, Journal of Water and Environment Technology, 24(1) (1), 95 - 111, English[Refereed]Scientific journal
- Jan. 2026, JOURNAL OF WATER PROCESS ENGINEERING, 81, English[Refereed]Scientific journal
- Aug. 2025, ENVIRONMENTAL RESEARCH, 279, English[Refereed]Scientific journal
- 2025, JOURNAL OF FOREST RESEARCHScientific journal
- Dec. 2024, Collagen and leather, 6(1) (1)[Refereed]Scientific journal
- Lead, Nov. 2024, 用水と廃水, 66(11) (11), 64 - 71, Japanese嫌気性MBRと微細藻類培養による酪農バイオマスの循環利用[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Nov. 2024, Biochemical Engineering Journal, 211, 109465 - 109465[Refereed]Scientific journal
- Oct. 2024, Process Safety and Environmental Protection, 190, 522 - 534[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Apr. 2024, Journal of Cleaner Production, 448, 141481 - 141481, English[Refereed]Scientific journal
- Apr. 2024, Biochemical Engineering Journal, 204[Refereed]Scientific journal
- Abstract Liquid digestate can be used to provide nutrients for microalgae cultivation but the medium needs to be clear and colorless. The aim of this work was to use liquid digestate from coffee waste biomass to produce a light-permeable medium for microalgae cultivation. A boron-doped diamond anode was applied for electrochemical decolorization of the digestate. The electrochemical oxidation process reduced the platinum-cobalt color value by up to 97% and the chemical oxygen demand by 84.1%. After electrochemical oxidation, 87.4% of the ammonium nitrogen (NH4-N) was retained. Decolorization of the spent coffee grounds liquid digestate was compared with that of dairy cow manure liquid digestate. It took 90 min longer to fully decolorize the spent coffee grounds liquid digestate compared with the dairy cow manure liquid digestate. The boron-doped diamond anode performed better in the decolorization than Ti/IrO2 and Ti/Pt anodes. The effects of the initial Fe2+ concentration and current on the electrochemical oxidation process were also evaluated. Increasing the initial Fe2+ concentration enhanced the Fenton reaction and chemical oxygen demand removal. A higher current enhanced the electrochemical decolorization process and side reactions. Electrochemical oxidation using a boron-doped diamond anode is a promising method for producing an appropriate medium for microalgae cultivation because it promotes decolorization of liquid digestate and retains most of the NH4-N.Springer Science and Business Media LLC, Mar. 2024, International Journal of Environmental Science and Technology, English[Refereed]Scientific journal
- 2024, Chemosphere, 363Scientific journal
- Elsevier BV, Oct. 2023, Biochemical Engineering Journal, 199, 109061 - 109061[Refereed]Scientific journal
- The Japan Institute of Energy, Sep. 2023, Journal of the Japan Institute of Energy, 102(9) (9), 96 - 103, English[Refereed]Scientific journal
- Springer Science and Business Media LLC, Mar. 2023, Environmental Science and Pollution Research, English[Refereed]Scientific journal
- Sep. 2022, Biomass and Bioenergy, 164, 106557 - 106557, English[Refereed]Scientific journal
- Jun. 2022, Journal of Water Process Engineering, 47, 102672 - 102672, English[Refereed]Scientific journal
- Additives, such as iron oxides, have been used in anaerobic digestion (AD) to promote direct interspecies electron transfer and to boost methane yield. However, the function of additives in the AD of antibiotic-contaminated organic wastes remained unclear. In this study, the effects of ferric hydroxide and (semi) conductive iron oxides, namely hematite and magnetite, on the AD of oxytetracycline (OTC)-contaminated dairy manure were investigated. Each iron oxide was assigned to a set of experiment where 0.25 g/L of OTC was added to 1 L batch digesters, while the concentration of iron oxide was varied from 0.08 to 0.34 g/L. Generally, magnetite was the most effective iron oxide to enhance methane yield in OTC-free dairy manure followed by ferric hydroxide and hematite. However, when the manure was contaminated with OTC, higher methane yield was observed in ferric hydroxide followed by hematite, while the lowest was with magnetite. In all digesters, the highest methane yield was observed with ferric hydroxide at 0.08 g/L, which was 1.43-fold of that with OTC and without iron oxides. The kinetic studies of methane yield demonstrated that the addition of iron oxides in the AD of OTC-contaminated dairy manure did not shorten the lag phase period despite the increase of methane yield. Thus, the increase of methane yield with ferric hydroxide was attributed to the possible formation of Fe-OTC complex, which attenuated the inhibition of OTC. A strategy to recover OTC residue in the AD was proposed using magnetite, a ferromagnetic particle, and high gradient magnetic separator.Elsevier BV, May 2022, Journal of Environmental Management, 310, 114731 - 114731, English, International magazine[Refereed]Scientific journal
- 農業施設学会, Dec. 2021, 農業施設 = Journal of the Society of Agricultural Structures, Japan, 52(4) (4), 116 - 122, Japanese野菜残渣を基盤投入原料とした食品バイオマスの嫌気性共発酵—Anaerobic Co-Digestion of Food Biomass Using Vegetable Waste as a Base Substrate[Refereed]
- Springer Science and Business Media LLC, Nov. 2021, Journal of Material Cycles and Waste Management, English[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Sep. 2021, Journal of Environmental Management, 293, 112944 - 112944[Refereed]Scientific journal
- Lead, 農業施設学会, Mar. 2021, 農業施設 = Journal of the Society of Agricultural Structures, Japan, 52(1) (1), 1 - 8, Japanese電気化学酸化法による食品系バイオマス中褐色成分の脱色における影響因子の解明—Investigation of Influence Factors for Decolorization of Brown Pigments in Food Biomass by Electrochemical Oxidation[Refereed]
- Japan Society on Water Environment, 2021, Journal of Japan Society on Water Environment, 44(1) (1), 27 - 33[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Nov. 2020, Bioresource Technology, 315, 123810 - 123810[Refereed]Scientific journal
- Elsevier BV, Sep. 2020, Bioresource Technology Reports, 11, 100460 - 100460[Refereed]Scientific journal
- Apr. 2020, Biodegradation, 31(1-2) (1-2), 23 - 34, English[Refereed]Scientific journal
- Lead, 2020, Journal of Water and Environment Technology, 18(3) (3)[Refereed]Scientific journal
- 2020, Journal of Material Cycles and Waste Management, in press(5) (5), 1382 - 1389, English, International magazine, Co-authored internationally[Refereed]Scientific journal
- 2019, 水資源・環境研究(Web), 32(2) (2), 65 - 74Is Anaerobic Digestive Effluent of Excessive Growing Submerged Macrophyte in the Southern Basin of Lake Biwa Applicable for Nutrients in Hydroponics?[Refereed]
- Laboratory and field experiments revealed that indigenous microbes attached to flowing carriers can remove 1,4-dioxane, a recalcitrant substance, from wastewater in landfill facilities. The 1,4-dioxane reduction efficiency of microbes collected from two landfills were different. Landfill Y exhibited higher biodegradation activity than landfill Z. The wastewater of landfill Y coJapan Society on Water Environment, Dec. 2018, Journal of Water and Environment Technology, 16(6) (6), 245 - 255, English[Refereed]Scientific journal
- Anaerobic co-digestion of sewage sludge and grass cultivated using the digested sludge as liquid fertilizer is a promising energy production system in small facilities, where oxidation ditch processes are widely applied. Applicability of this system is experimentally evaluated. Grass cultivation performance in 2 months is 0.24 kg(dry)/m2. Components of the cultivated grass are similar to those of grass collected at river and road sides. Mesophilic anaerobic digestion experiments show that biogas production from grass is 0.5 NL/gVS-grass-added, and it is upgraded to 0.6 NL/gVS-grass-added by pretreatment at 80°C for 24 hr. Increase in biogas production by the cultivated grass addition and required cultivation area are within a feasible range. These results show that energy production by grass cultivation using digested sludge can be acceptable.Japan Society of Civil Engineers, 2018, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research), 74(7) (7), III_205 - III_214, Japanese[Refereed]Scientific journal
- Food Waste Suitable for Treatment Using Black Soldier Fly (Hermetia illucens) LarvaeLarvae of black soldier fly (Hermetia illucens) reduce the quantity of various organic matters by feeding and they can be used as an alternative material to fish flour on their postgrowth stage. Therefore, they are expected to be applied to treatment of food waste. In this study, we examined what type of food waste is suitable for the treatment using black soldier fly larvae. F大阪府立環境農林水産総合研究所, 2017, Bull.Res.Inst.Env.Agr.Fish.Osaka, (4) (4), 1 - 5, Japanese[Refereed]Research institution
- Aug. 2016, JAPANESE JOURNAL OF VETERINARY RESEARCH, 64(3) (3), 197 - 203, English[Refereed]Scientific journal
- Marine product processing industry discharges large amounts of fish waste, which could be used for anaerobic digestion because of its high organic matter content. Fish waste, however, is a protein-rich substrate and its degradation products (ammonium nitrate and ammonia) inhibit anaerobic digestion. Such inhibition could be reduced by oyster shell as it contains high levels ofAcademia Publishing, Apr. 2016, Academia Journal of Environmental Research, 4(4) (4), 74 - 82, English[Refereed]Scientific journal
- Marine products industry discharges large amounts of fish waste in Tohoku coastal area. Fish waste can be used for anaerobic digestion because of its high chemical oxygen demand (COD). However, fish waste is protein-rich substrates, and their degradation products (ammonium) can inhibit the process (Chen et al., 2008). To decrease the inhibition, it was investigated that the influences of oyster shell and carbon carrier for anaerobic digestion of fish waste. The results shown that the methane production was 37% increased on anaerobic digestion of fish waste with oyster shell by carbon carrier.The Japan Institute of Energy, 2014, Proceedings of the Conference on Biomass Science, 9, 178 - 179, Japanese
- Lead, 2013, 農業施設, 44(1) (1), 14 - 21, Japanese廃棄乳のメタン発酵に向けた電解酸化法による前処理の検討 -市販牛乳を用いた基礎試験-[Refereed]Scientific journal
- Dec. 2012, JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, 243, 112 - 116, English[Refereed]Scientific journal
- Lead, 2011, Proceedings of CIGR International Symposium WEF 2011, Tokyo, Japan, Sep. 19-23., EnglishElectrochemical oxidation of refractory organic matters in dairy wastewaterInternational conference proceedings
- 2011, Proceedings of CIGR International Symposium WEF 2011, Tokyo, Japan, Sep. 19-23., EnglishElectrochemical oxidation of oxytetracycline contained in waste milkInternational conference proceedings
- 2011, WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY, 63(3) (3), 456 - 461, English[Refereed]Scientific journal
- Lead, 農業施設学会, 2010, 農業施設学会, 41(1) (1), 22 - 28, Japanese金属酸化物電極を用いた電解酸化法による廃棄乳の分解[Refereed]Scientific journal
- 2025, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 36thバイオプラスチック原料生産のため嫌気性MBRを利用した下水汚泥の酸発酵
- 2025, バイオマス科学会議発表論文集(Web), 21O-12 Acid fermentation of sewage sludge by AnMBR for the production of bioplastic feedstocks
- 2025, バイオマス科学会議発表論文集(Web), 21O-22 Improving Anaerobic Membrane Bioreactor Stability and Methane Recovery from Liquid Dairy Biomass Using Bamboo Biochar
- 2025, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 28thTreatment of PFOA in landfill leachate by Electrochemical methods.
- 2025, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 28thBioplastic Production Using Sewage Sludge as Feedstock and Bio-Catalyst
- 2025, 神戸大学研究基盤センター若手フロンティア研究会概要集(Web), 2025乳製品加工機器洗浄プロセスにおける汚れ脱離挙動のモデリングとCO2排出削減
- 2025, 下水道研究発表会講演集, 62nd下水汚泥を原料及びバイオ触媒に利用したバイオプラスチック生産に関する基礎検討
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thEffect of sewage concentration on fermentation performance of anaerobic MBR
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thApplication of nanoscale surface in cleaning processes for efficient usage of water and energy
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thAcid fermentation of sewage sludge by AnMBR for the production of bioplastic feedstocks
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thDegradation Properties of Veterinary Antibiotic Residues in Dairy Cattle Manure by Anaerobic Digestion
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thDegradation and defluorination of PFOA in Landfill leachate by Electrochemical oxidation
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thThermal Energy Conversion of Biogas Generated from Small Anaerobic Digesters and its on-Site Utilization
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thAnalysis of PFAS removal by activated carbon treatment in leachate treatment plants using multivariate analysis
- 2025, 日本水環境学会年会講演集, 59thRetention of Conductive Materials and Alleviation of Ammonia Inhibition using Magnetic Separation Anaerobic Digestion
- 2024, Bio Industry, 41(1) (1)Development of a Small Anaerobic Digester and Energy Utilization for Decentralized Biomass
- 2024, 日本水環境学会年会講演集, 58thResearch of behaviors of PFAS in process of landfill leachate treatment
- 2024, 日本水環境学会年会講演集, 58thResource recycling of dairy waste biomass by anaerobic membrane reactor and microalgae cultivation
- 2024, 化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM), 89thメタン発酵にむけた正浸透膜法による都市下水の濃縮
- 2024, 農業施設, 55(2) (2)微細藻類培養のための電気化学的手法によるメタン発酵消化液の改質
- 2024, 農業施設, 55(2) (2)小規模酪農場におけるバイオ液肥製造を指向した小型メタン発酵装置の連続試験
- 2024, 農業施設, 55(2) (2)表面平滑化パイプを用いた乳成分洗浄プロセスにおける無機成分を含む汚れの消費エネルギー低減
- 2024, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 27thFundamental Study on Magnetic Separation Anaerobic Digestion for Retention of conductive Materials
- 2024, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 27thModification of anaerobic digestate by electrochemical ammonia oxidation for microalgae cultivation
- 2024, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 35th嫌気性MBRによる酪農廃水の処理にバイオ炭添加が及ぼす影響
- 2024, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 35th浸出水処理施設における活性炭処理によるPFAS除去率と水質・運転諸因子との関係
- 2024, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 35th電気化学的酸化法による廃棄物処分場浸出水に含有するPFOAの分解処理
- 2024, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 35th嫌気性MBRと微細藻類培養を組み合わせた液体酪農バイオマスの循環利用
- 2024, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 35th揮発性脂肪酸の添加に伴う微生物相の変化がメタン発酵のアンモニア阻害緩和に及ぼす影響
- 2024, 農業施設学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2024小規模酪農場におけるバイオ液肥製造を指向した小型メタン発酵装置の連続試験
- 2024, 農業施設学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2024表面平滑化パイプを用いた乳成分洗浄プロセスにおける無機成分を含む汚れの消費エネルギー低減
- 2024, 農業施設学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2024低温メタン発酵における乳牛糞尿に残留する抗生物質耐性病原菌の消長評価
- 2024, 農業施設学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2024微細藻類培養のための電気化学的手法によるメタン発酵消化液の改質
- 2024, 農業食料工学会年次大会講演要旨(CD-ROM), 82nd6次産業型小規模酪農場における小型メタン発酵装置による資源循環と耕畜食連携
- 2024, 日本水環境学会年会講演集, 58thSurvival of Antibiotic-resistant Pathogens in Dairy Manure on Psychrophilic Anaerobic Digestion
- 2024, 農業施設, 55(2) (2)低温メタン発酵における乳牛糞尿に残留する抗生物質耐性病原菌の消長評価
- 東京 : 北隆館, Jun. 2023, アグリバイオ = Agricultural biotechnology, 7(6) (6), 550 - 552, Japanese嫌気性MBRを核とした廃棄物系バイオマスの新規マテリアルフローの構築—Construction of new material flow of waste biomass with AnMBR as the core
- 2023, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 26thGrowth experiment of marine algae by anaerobic digestate tablet
- 2023, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 26thAlleviating Ammonia Inhibition in Anaerobic Digestion by Retaining Electron Transmitters Using Magnetic Forces
- 2023, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 26thInvestigation of iron anodic dissolution in electrochemical coagulation for removal of antibiotics from high concentration organic wastewater.
- 2023, 低温工学・超電導学会講演概要集, 106thMagnetic Separation Process using Magnetic Ball Filters for Concentration and Recovery of Risk Substances
- 2023, 農業環境工学関連学会合同大会講演要旨集(CD-ROM), 2023Effect of anaerobic digestion conditions and modification of digestate properties on growth characteristics of microalgae
- 2023, 農業環境工学関連学会合同大会講演要旨集(CD-ROM), 2023Reducing CO2 emmisions during the milk protein cleaning process by surface smoothing
- 2023, 農業環境工学関連学会合同大会講演要旨集(CD-ROM), 2023Field testing of small anaerobic digesters for liquid biomass at a dairy farm
- 2023, 農業環境工学関連学会合同大会講演要旨集(CD-ROM), 2023Performance and microbial behavior in ammonia recovery AnMBR for nitrogen resource recycling
- 2023, 農業環境工学関連学会合同大会講演要旨集(CD-ROM), 2023Resource recycling of liquid dairy biomass using AnMBR and microalgae cultivation
- 2023, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 34th海洋肥沃化のためのメタン発酵消化液ペレットによる栄養塩溶出および藻類増殖特性の評価
- 2023, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 34th嫌気性MBRによる液体酪農バイオマスのメタン発酵特性評価
- 2023, 廃棄物資源循環学会研究発表会講演集(Web), 34thバイオ炭の添加によるメタン発酵連続運転におけるアンモニア阻害の克服
- 2023, 皮革科学, 69(1) (1)皮革加工施設から排出される有機系廃棄物のバイオガス化の検討
- 2023, 日本水環境学会年会講演集, 57thElectrocoagulation treatment for removal of tetracycline antibiotic from liquid dairy manure
- 2023, 日本水環境学会年会講演集, 57thResource recycling of livestock biomass by anaerobic membrane reactor and microalgae cultivation
- 2023, 日本水環境学会年会講演集, 57thBasic Study on Nutrient Supply to Oligotrophic Sea Area Using Anaerobic Digestate Pellets
- 2023, 日本水環境学会年会講演集, 57thEvaluation of Fermentation Performance of Ammonia Recovery Anaerobic MBR for Nitrogen Resource Recycling
- Feb. 2022, アグリバイオ = Agricultural biotechnology, 6(2) (2), 174 - 176, Japaneseメタン発酵の高速化のための二相式AnMBR-UASBプロセスの開発—Development of a two-phase AnMBR-UASB system for high-speed anaerobic digestion
- 2022, 低温工学・超電導学会講演概要集, 104thBasic study on separation and recovery process using stainless steel ball magnetic filter for risk substance treatment
- 2022, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 25thAntibiotic Removal from Liquid Animal Manure by Electrochemical Coagulation and Application of Magnetic Separation
- 2022, 農業施設学会大会講演要旨, 2022 (CD-ROM)電気化学凝集による乳牛糞尿液分からのテトラサイクリン系抗生物質除去
- 2022, 農業施設学会大会講演要旨, 2022 (CD-ROM)嫌気性MBRによる液体畜産バイオマスのメタン発酵特性の評価
- 2022, 農業施設学会大会講演要旨, 2022 (CD-ROM)ナノスケール表面を活用した乳タンパク質汚れ洗浄プロセスにおける環境負荷低減
- 2022, 農業施設学会大会講演要旨, 2022 (CD-ROM)pH制御電気化学凝集による家畜糞尿液分からの抗生物質の除去と磁気分離への応用
- 2022, 農業施設学会大会講演要旨, 2022 (CD-ROM)微細藻類培養のための膜ろ過によるメタン発酵消化液の改質
- 2022, 日本磁気科学会年会プログラム・要旨集, 16thReduction of Environmental Impact on Cleaning of Food Processing Equipment using Stainless Steel Tubing Prepared by Magnetic Abrasive Finishing
- 2022, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 80th (CD-ROM)膜分離型メタン発酵消化液を用いた微細藻類の培養
- 2022, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 80th (CD-ROM)酪農バイオマスの利活用のための電気化学酸化による動物用抗菌剤の分解
- 2022, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 80th (CD-ROM)窒素資源循環のためのアンモニア回収型嫌気性MBRの運転手法の確立
- 2022, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 80th (CD-ROM)酸発酵過程に膜分離を導入した食品廃棄物の高速メタン発酵
- 2022, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 80th (CD-ROM)消化液ペレットによる貧栄養海域の肥沃化に向けた基礎検討
- 2022, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 80th (CD-ROM)小規模酪農場における小型メタン発酵装置の実証試験:バイオガス生成と熱エネルギー利用
- 我々は食品廃棄物の嫌気性消化の高速化を目指して,酸発酵型AnMBR-UASBシステムを提案した。UASB法は高速処理が可能であるが,食品廃棄物等のSS成分の多い原料の処理は困難である。本システムはUASB槽の前段に酸発酵型AnMBRを組み込んだ。酸発酵型AnMBRでは,SS成分の可溶化・酸発酵および膜ろ過によって,揮発性脂肪酸(VFA)に富んだ膜ろ過液を回収する。この膜ろ過液を後段のUASB槽に投入することで,短時間でバイオガス化を行うことができると考えられる。HRT3日で運転した酸発酵型AnMBRにおいて,可溶化・酸発酵が確認され,COD,VFAを含む膜ろ過液が得られた。HRT2日で運転したUASBにおいて,膜ろ過液の性状変化の影響はなく安定したメタン発酵が観察された。以上から,計HRT5日での運転が達成され,本システムにより食品廃棄物のバイオガス化を高速化できる可能性が示された。Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 2022, Proceedings of the Annual Conference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 33, 231, Japanese
- 2022, アグリバイオ, 2, 84 - 86メタン発酵の高速化のための二相式AnMBR-UASBプロセスの開発
- 北隆館, Sep. 2021, アグリバイオ = Agricultural biotechnology, 5(10) (10), 896 - 898, JapaneseAnMBRを利用した畜産バイオマスの資源循環プロセスの構築—Construction of resource recycling process for livestock biomass using AnMBR
- 2021, 日本水環境学会年会講演集, 55thHigh Rate Anaerobic Digestion of Food Waste by Membrane Separation and UASB Reactor
- 2021, 日本水環境学会年会講演集, 55thSelective Separation of Veterinary Antibiotics from Livestock Wastewater by Controlling of Magnetic Field
- 2021, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 24thAntibiotic Removal from Liquid Animal Manure by Electrochemical Coagulation and Application to Magnetic Separation
- 2021, 農業施設学会大会講演要旨, 2021 (CD-ROM)牛乳汚れの洗浄プロセスにおける消費エネルギの低減-表面平滑化の影響-
- 2021, 農業施設学会大会講演要旨, 2021 (CD-ROM)AnMBRとUASBによる食品廃棄物の二相式水素メタン発酵
- 2021, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 79th (CD-ROM)6次産業型小規模酪農場における液体バイオマスを用いた小型メタン発酵装置の実証試験
- 2021, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 79th (CD-ROM)表面平滑化ステンレスパイプによる乳成分洗浄プロセスの消費エネルギ低減
- 2021, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 79th (CD-ROM)小型メタン発酵装置からの少量バイオガスを用いた熱エネルギ利用システムの実証試験
- 2021, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 79th (CD-ROM)嫌気性MBR廃液を利用した微細藻類培養技術の開発
- 2021, 農業食料工学会年次大会講演要旨, 79th (CD-ROM)二相式AnMBR-UASBシステムによる食品廃棄物の高速バイオガス化技術の開発-UASB法による嫌気性膜ろ過液のメタン発酵-
- 2021, 農業施設, 52(3) (3)牛乳汚れの洗浄プロセスにおける消費エネルギーの低減-表面平滑化の影響-
- 2021, 農業施設, 52(3) (3)AnMBRとUASBによる食品廃棄物の二相式水素メタン発酵
- 食品廃棄物のメタン発酵は処理速度が遅いという課題がある。本研究では処理速度を向上するために,AnMBRとUASB法を組み合わせた二相式プロセスを提案する。このプロセスは食品廃棄物中の有機系固形物を可溶化・酸発酵し,膜ろ過液を生成するAnMBRと,膜ろ過液をメタンに変換するUASBリアクタで構成される。UASB法はメタン発酵の1種であり,HRT数時間から数日という高速処理が可能である。しかしSSの多い基質を投入するとグラニュールが崩壊することから,食品廃棄物処理への直接的な適用は困難である。そこで本プロセスでは前段にAnMBRを採用することで,槽内に設置した精密ろ過膜を用いて固液分離によりSSを除去し,VFAを主体とする可溶化した有機物をUASBリアクタに投入する。本報では前段のAnMBRについて,実験室規模のリアクタの運転を実施し,その性能評価を行った。Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 2021, Proceedings of the Annual Conference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 32, 209, Japanese
- 一般社団法人 日本土壌肥料学会, 29 Aug. 2018, 日本土壌肥料学会講演要旨集, 64(0) (0), 118 - 118, Japanese
- 2018, 農業環境工学関連学会合同大会講演要旨集(CD-ROM), 2018ステンレスパイプ内表面に付着した乳タンパク質の脱離における表面平滑化の影響
- 本研究では、廃棄物最終処分場浸出水中に生息する土着微生物を活用した1,4-ジオキサン (DX) 汚染の浄化技術の確立に向け、DX分解菌の集積について検討した。DX分解がエーテル結合を開裂する特殊な分解経路で行われることに着目して選定した6種類の炭素源を用いて集積を試みた結果、DXおよびテトラヒドロフラン (THF) を用いた集積系においてDX分解能が確認された。また、DXおよびTHFを用いた集積による微生物叢の変化を調査した結果、集積後の微生物叢は炭素源により異なっており、THF集積系ではDX集積系よりもDX分解関与遺伝子として知られるthm/dxm遺伝子の集積度の高いことが確認された。本研究の結果から、DXだけでなくTHFによっても浸出水中の土着DX分解菌を集積可能であるが、優占化するDX分解菌は炭素源によって異なることが明らかになった。Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 2018, Proceedings of the Annual Conference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 29, 467, Japanese
- 廃棄物処分場から採取した微生物を用いて、廃棄物処分場排出水中を用いて1,4-ジオキサン除去実験を連続運転で実施した結果、前処理により易分解性有機物濃度を低下させた試験区で1,4-ジオキサン除去率が上昇した。一方で、グルコースを添加し易分解性有機物の濃度を高くした試験区では、対照区と比較して1,4-ジオキサン除去率に有意な違いは見られなかった。これらの結果から、易分解性有機物が一定濃度(今回の実験ではBOD 20 mg/L程度)以上含有する排水中では、微生物による1,4-ジオキサン除去率が低下することが示唆され、微生物により効率的に1,4-ジオキサンを除去するためには、前処理によって易分解性有機物濃度が低下させることが有効であると示唆された。Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 2018, Proceedings of the Annual Conference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 29, 425, Japanese
- 2018, 日本水環境学会年会講演集, 52nd70°C膜分離リアクターによる下水汚泥の高速嫌気性処理
- 2018, 日本水環境学会年会講演集, 52nd硝化処理および膜濾過を併用した嫌気発酵消化液による微細藻類培養
- 2018, 園芸学研究 別冊, 17(2) (2)琵琶湖で繁茂する水草を原料としたメタン発酵消化液の水耕栽培における利用可能性
- 28 Mar. 2017, 日本畜産学会大会講演要旨, 122nd, 213, Japaneseアメリカミズアブ幼虫に処理させた有機性廃棄物残渣中の悪臭性低級脂肪酸濃度
- 2つの処分場から採取した微生物を用いて、1,4-ジオキサン除去実験を実施した結果、易分解性有機物濃度が低く有機物に占める1,4-ジオキサンの割合が高い処分場で採取された微生物のほうが1,4-ジオキサン除去率が高かった。また、曝気による前処理によって易分解性有機物濃度が低下することで、微生物による1,4-ジオキサン分解が促進されることが示唆された。Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 2017, Proceedings of the Annual Conference of Japan Society of Material Cycles and Waste Management, 28, 411, Japanese
- 2017, 日本水環境学会年会講演集, 51st高温膜分離可溶化槽による下水汚泥の嫌気性処理の高速化
- 27 Mar. 2016, 日本畜産学会大会講演要旨, 121st, 237, Japaneseウシ用腸溶性生菌剤カプセルが腸内細菌相に与える影響
- Decentralized Energy Production System by Anaerobic Digestion Using Organic Waste and Exhaust HeatOral PresentaionsField Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Mar. 2016, Journal of Integrated Field Science, 13, 43 - 43, English
- The Japanese Society of Fisheries Science, 2016, NIPPON SUISAN GAKKAISHI, 82(2) (2), 157 - 157, Japanese
- 2016, 日本畜産学会大会講演要旨, 121stアメリカミズアブ幼虫による牛ふん処理における物質収支
- 2016, 日本水環境学会年会講演集, 50th膜分離可溶化プロセスによる下水汚泥の高速処理
- 2016, 日本水環境学会シンポジウム講演集, 19th超高温膜分離可溶化槽による下水汚泥の高速減容化
- 2016, 農林水産省農林水産技術会議事務局研究成果, (547) (547)低コスト・省力化,軽労化技術等の開発-自給飼料を基盤とした国産畜産物の高付加価値化技術の開発(牛)-第3編 自給飼料多給による高付加価値牛肉・牛乳生産技術の開発 第3章 発酵TMRの品質特性の解明ならびに地域飼料資源を活用した発酵TMR等による家畜飼養技術の開発 8 柑橘粕類を活用した発酵TMRによる乳牛の暑熱対策技術の開発(2)発酵TMRの飼料特性解明及び乳牛への給与
- Energy Production from Fish Waste in Large-scale Anaerobic DigestionPoster PresentationField Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Mar. 2015, Journal of Integrated Field Science, 12(12) (12), 82 - 82, English
- 2015, 日本畜産学会大会講演要旨, 119th玄米によるNFC補充が発酵TMRを摂取した乳牛の窒素利用性に及ぼす影響
- 2015, 食肉に関する助成研究調査成果報告書, 33Effect of administration of the enteric coated probiotic capsule on bacterial flora in cattle intestine
- Field Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Mar. 2014, Journal of Integrated Field Science, 11, 35 - 38, EnglishSmall Scale of Anaerobic Digestion for Decentralized Energy Production and Bioresource Recycling
- Improvement of the Anaerobic Digestion Performance for Fish Industry Waste RecyclesPoster SessionField Science Center, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, Mar. 2014, Journal of Integrated Field Science, 11, 87 - 87, English
- Marine products industry discharges large amounts of fish waste in Tohoku coastal area. Fish waste can be used for anaerobic digestion because of its high chemical oxygen demand (COD). In general, fish waste is protein-rich substrates, and their degradation products (ammonium) can inhibit the process. Co-digestion assays of fish waste with active sludge were undertaken. The influence of oyster shell and carbon carrier for anaerobic digestion of fish waste was investigated. On mesophilic anaerobic digestion of fish waste, it was observed that oyster shell contracted the inhibition and improved methane production. The methane production was increased on anaerobic digestion of fish waste with oyster shell by carbon carrier. When fish content of the substrate was 20% and HRT was 20 days, methane yield was about 0.5 on continuous anaerobic digestion of fish waste with oyster shell.The Japan Institute of Energy, 2013, Proceedings of the Annual Conference of The Japan Institute of Energy, 22, 98 - 99, Japanese
- 2013, 農業施設, 44(3) (3)炭素繊維担体を用いたメタン発酵の高効率化の検討
- 2013, 農業施設, 44(3) (3)水産廃棄物資源化のための魚アラの高効率メタン発酵
- 畜産業において,動物用抗菌剤(抗生物質および合成抗菌薬)は,家畜の疾病治療および成長促進を目的として広く使用されている。2003年の統計によれば,日本における抗生物質の使用量は年間2,000tを超え,その中でも動物用医薬品および飼料添加物としての利用が約1,100tと推定されている。家畜に投与された動物用抗菌剤の一部は代謝分解されるものの,大部分は糞尿や畜産物を経由して体外に排出される。近年,微量化学物質の分析技術の向上により,環境中の医薬品の関心が高まっている。日本においても,水環境中から医薬品成分の検出に関する報告が相次いでいる。特に,動物用抗菌剤は畜産業が盛んな地域や畜産施設周辺の河川水から検出されている(表1)。動物用抗菌剤の使用は家畜の健康維持と生産性向上に貢献している。しかし,これらのベネフィットと共に,薬剤耐性菌の増加を引き起こすリスクも増加する。特に,家畜に対し動物用抗菌剤を飼料添加物として長期間にわたって投与すると,家畜体内の各種細菌が耐性を獲得する機会が増加する。これら薬剤耐性菌の存在は家畜の疾病治療を困難にするだけでなく,薬剤耐性遺伝子は畜産物や周辺環境を通じてヒトへの伝播も指摘されている。発生した耐性遺伝子は,細菌の種類を超えて増加し,様々な環境を渡り歩いて拡散することから,増殖可能な二次的化学汚染とみなすことができる。代謝分解されなかった動物用抗菌剤や投与した家畜体内で発現した薬剤耐性菌は,糞尿に残留している可能性が高い。一般に家畜糞尿は資源として利活用されることが望ましく,堆肥化に加え嫌気性消化によるエネルギーの回収や発酵残渣の液肥利用が資源化手法として挙げられる。環境汚染の防止や糞尿資源の安全性確保のためには,糞尿由来の動物用抗菌剤に関連するリスク低減手法の確立が重要な課題となる。嫌気性消化は,家畜糞尿処理と同時にエネルギー回収ができる点で畜産農家にメリットがあり,フルスケールのバイオガスプラントの普及が進んでいる。本稿では,嫌気性消化による薬剤耐性菌のリスク低減と残留薬剤の分解について報告する。Japanese Society of Soil Microbiology, 2012, 土と微生物, 66(2) (2), 47 - 50, Japanese[Invited]Introduction scientific journal
- Contributor, 第11章 バイオリアクターによるエネルギー・化成品の生産,5節 膜ろ過技術を応用した新しいバイオリアクターによるメタン生成, Jan. 2026, ISBN: 9784867981283バイオリアクターによる大量培養と後工程の最適化
- Contributor, 第5章 バイオプロセスの効率化・省エネ化と環境負荷低減 2節 メタン発酵の処理時間の短縮化, 技術情報協会, Jun. 2024, ISBN: 9784867980231微生物を用いた有用物質生産技術の開発
- Contributor, 2.2.2 食品廃棄物のメタン発酵, コロナ社, Apr. 2023, Japanese, ISBN: 9784339066654農業・食料生産分野におけるバイオマス利用工学 : 循環型社会のための生物資源利用
- 第53回日本水環境学会年会, Mar. 2019, Japanese, 山梨大学, Domestic conference膜分離可溶化プロセスによる高濃度下水汚泥の高速発酵Poster presentation
- 農業食料工学会関西支部第140回例会, Mar. 2019, Japanese, 神戸大学, Domestic conference小規模酪農場におけるバイオガスユニットを用いたバイオマス循環の実証試験Oral presentation
- 農業食料工学会関西支部第140回例会, Mar. 2019, Japanese, 神戸大学, Domestic conference磁気力制御による畜産廃水からの動物用抗菌剤の濃縮分離と回収Oral presentation
- 農業食料工学会関西支部第140回例会, Mar. 2019, Japanese, 神戸大学, Domestic conferenceステンレスパイプに付着した乳タンパク質洗浄における表面平滑化が消費エネルギーに与える影響Oral presentation
- 第140回農業食料工学会関西支部例会, Oct. 2018, Japanese, 三菱マヒンドラ農機, Domestic conferencepH制御型電気化学シーディングを用いた畜産廃水からの動物用抗菌剤の磁気分離Oral presentation
- 農業環境工学関連学会2018年合同大会, Sep. 2018, Japanese, 愛媛大学, Domestic conference畜産廃水に残留するテトラサイクリン系抗生物質の磁気濃縮分離Oral presentation
- 農業環境工学関連学会2018年合同大会, Sep. 2018, Japanese, 愛媛大学, Domestic conferenceステンレスパイプ内表面に付着した乳タンパク質の脱離における表面平滑化の影響Oral presentation
- The 9th International Forum on Magnetic Force Control, Sep. 2018, English, SEACLOUD hotel, Busan, Korea, International conferenceMagnetic Concentration of Veterinary Antibiotics from Livestock Wastewater Using a Permanent Magnetic SeparatorOral presentation
- Water and Environment Technology Conference 2018, Jul. 2018, English, Matsuyama, Sewage sludge is an intensive kind of biomass waste, a collection infrastructure is in place, that suitable for utilization. Anaerobic digestion is a technique that can reduce the solids in sewage sludge and recover energy from it. However, due to the long fermentation time, it is necessary to install a huge digestion tank as part of this process. In this study, we investigated, International conferenceHigh-rate Anaerobic Treatment of Sewage Sludge Using a Combined Hyper Thermal Solubilization and Membrane Separation SystemOral presentation
- The International Workshop on Material Analysis and Processing in Magnetic Fields (MAP8), Jun. 2018, English, Grenoble, France, International conferenceMagnetic Concentration of Veterinary Antibiotics from Livestock Wastewater Using a Permanent Magnetic SeparatorOral presentation
- 農業食料工学会関西支部第139回例会, Mar. 2018, Japanese, 京都大学, Domestic conference畜産廃水からの動物用抗菌剤の磁気分離-磁気シーディングにおけるpH 制御-Oral presentation
- 農業食料工学会関西支部第139回例会, Mar. 2018, Japanese, 京都大学, Domestic conferenceステンレスパイプに付着した乳タンパク質の洗浄プロセスにおける表面超平滑化の影響Oral presentation
- 2018年農業施設学会学生・若手研究発表会, Feb. 2018, Japanese, 筑波大学, Domestic conference永久磁石を用いた畜産廃水からのテトラサイクリン系抗生物質の磁気濃縮分離Poster presentation
- 2018年農業施設学会学生・若手研究発表会, Feb. 2018, Japanese, 筑波大学, Domestic conferencepH制御電気化学磁気シーディングによる畜産廃水からの抗生物質の磁気分離Poster presentation
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012, Japanese, Domestic conference酪農廃棄物の資源化のための電解酸化法とメタン発酵によるハイブリッドプロセスに関する研究Oral presentation
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012, Japanese, Domestic conference電気化学反応による生乳に残留したセフェム系抗生物質の分解処理Oral presentation
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012, Japanese, Domestic conferenceメタン発酵および電気化学反応による家畜糞尿における抗生物質耐性菌リスクの低減Oral presentation
- 農業環境工学関連学会2012年合同大会, 2012, Japanese, Domestic conferenceダイヤモンド電極を用いた脱色処理プロセスの検討Poster presentation
■ Research Themes
- Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hiroshima University, 01 Apr. 2025 - 31 Mar. 2028Development of biodegradable anaerobic digestate tablet and mechanism of algae growth enhancement
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 大阪大学, 01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2027捕食性細菌による可溶化処理を核とした下水汚泥嫌気性消化の高度化本研究では、他の細菌を溶菌し捕食する“捕食性細菌”の特異な生育特性を活用した汚泥可溶化処理により、余剰汚泥の低分解性を解消し、高効率かつ高収率なメタン回収を実現する嫌気性消化システムを確立することを目的としている。また、この目的を達成するため、①汚泥可溶化に有望な捕食性細菌の探索、②有望な捕食性細菌の溶菌特性の解明、③有望な捕食性細菌による汚泥可溶化処理の最適化、④捕食性細菌処理のメタン生成に対する有効性の評価の4つの課題を設定し、取り組むこととしている。 初年度となる2023年度には、主に課題①『汚泥可溶化に有望な捕食性細菌の探索』、課題②『有望な捕食性細菌の溶菌特性の解明』に取り組んだ。課題①においては、環境試料からの捕食性細菌の分離を試み、複数の捕食性細菌を新たに取得することに成功した。また、新たに分離された捕食性細菌、ならびに既に取得している捕食性細菌を対象として、系統分類の異なる細菌株に対する溶菌能を評価した。さらに、課題②において、取得した捕食性細菌の全ゲノムを解析し、既に取得している捕食性細菌やGenBankに登録されている既知の捕食性細菌のゲノムとの比較を行うことにより、遺伝子レベルでの特徴について調査を進め、その一端を明らかにすることができた。さらに、取得した捕食性細菌を用いて同一条件で余剰汚泥の可溶化について検討した結果、捕食性細菌の種類によって可溶化の速度が異なることが確認され、捕食性細菌の種類ごとに可溶化の効果を最大化する培養条件やそのキーファクターを特定することが重要であることが明らかとなった。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 大阪大学, 01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2027捕食性細菌による可溶化処理を核とした下水汚泥嫌気性消化の高度化
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 01 Apr. 2023 - 31 Mar. 2026直接電子伝達を援用した嫌気性MBRによる畜産バイオマスの革新的循環プロセスの構築
- 環境再生保全機構, 環境研究総合推進費, Apr. 2023 - Mar. 2026, Coinvestigator最終処分場浸出水等に含まれるPOPs等の排出機構の解明とリスク低減技術の開発
- Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hiroshima University, 01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2024An innovative strategy for fertilization of oligotrophic seas with land-ocean linkages using a terrestrial anaerobic digestate pellet現在,一部しか利活用先が開拓されていないメタン発酵で副生する消化液の新たな有効利用方法を開拓できればバイオガス発電の普及が容易となる。また,近年の貧栄養化に伴う漁業生産量の低下を回復させることも重要な課題である。そのため,畜産廃棄物由来のメタン発酵消化液をバインダーで固め,貧栄養化海域に栄養塩を溶出させ肥沃化を達成するための海洋肥沃化ペレットを開発する。2021年度の実績は以下の通りである。 (1)海洋肥沃化ペレットの作製に好適な消化液の作製では,メタンガス収率が高く,かつ海洋肥沃化ペレット作製に好適な栄養塩濃度が高い消化液が生成されるメタン発酵条件のパラメーターを決定することを目的とした。畜産廃棄物などを基質に嫌気条件下で発酵試験を行うと消化液中の溶存態無機窒素は主としてアンモニア態窒素であった。アンモニア態窒素は微細藻類の増殖にとって必要であるが,ワカメやノリの色落ちを防ぐためには,消化液中の硝酸態窒素濃度も上昇させる必要がある。今後,消化液の硝酸態窒素濃度を上昇させるための発酵条件を検討する。消化液中のリン濃度は,消化液のpHを6に低下させると上昇した。 (2)海洋肥沃化ペレットの作製および,海洋肥沃化ペレットからの栄養塩の溶出挙動の把握では,消化液を固化させてペレットを成型するため,現場使用に耐えうる強度が得られるセメントをバインダーとして海洋肥沃化ペレットを作製した。海洋肥沃化ペレットから人工海水への栄養塩溶出量をバッチ法にて評価したところ,主たる溶存無機窒素はアンモニア態窒素で,62 ug-N/g溶出,リンについては,リン酸態リンが6 ug-P/g溶出した。 (3)2022年度の本実験に向けて海洋肥沃化ペレットによる微細藻類の増殖を評価するため, f/2培地で底生微細藻Nitzschiaの培養方法の最適化,および大型水槽でワカメを培養するための予備実験を行った。
- Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyoto University, 01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2024Regional resource and energy circulation by lactate fermentation and photosynthetic bacteria農業集落排水汚泥の性状について調査したところ、有機物(VS)/固形物(TS)比は概ね0.8程度であった。現場での貯留中の分解により、VS/TS比がやや低下する可能性が考えられた。メタン発酵実験でのバイオガス発生率は、0.1~0.2 NL/gVS-added程度であった。VS/TS比とバイオガス発生率の関係は他の排水処理汚泥と同様であることが確認された。 模擬生ごみの連続的に投入する貯蔵実験を、乳酸発酵と競合する反応を引き起こす恐れのある他の細菌源として浄化槽汚泥を添加する条件も含めて行い、乳酸発酵環境の安定性を検証した。その結果、反応器内のpHが3.5前後に低下し、微生物による固形性有機物の分解が抑制された。生成された有機酸として乳酸が大半を占めており、酢酸はわずかであった。これより、乳酸発酵と競合して有機物の分解を引き起こす懸念のある浄化槽内の他の細菌源を添加しても、安定して乳酸発酵環境が維持されていたと考えられた。嫌気性消化実験にて、溶解性成分を除いた乳酸発酵後の模擬生ごみからのバイオガス発生量は、乳酸発酵前の模擬生ごみからの量に対して8割程度以上であった。乳酸濃度および共存物質濃度からpH値を算出するモデルを作成したところ、計算値は概ね実験値に一致した。 光合成微生物の培養実験として、集積培養液を植種して下水汚泥試料との混合培養を試みた。菌叢解析によるRhodospirillaceae科の構成率(%)と真正細菌遺伝子数に対するpufM遺伝子数の関係を比較したところ、両者の間の関係は概ね一定であった。またpufM遺伝子数とカロテノイドの測定結果が関連していた、下水汚泥試料との混合培養におけるRhodospirillaceae科の光照射条件下での挙動は、pufM遺伝子数やカロテノイドの分析で把握可能であると考えられた。また、農地に施用された汚泥の有機物形態の評価のため、土壌からのリン酸緩衝液抽出や加温抽出などの方法論の検討を行った。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023畜産系バイオマスの嫌気性膜分離プロセス構築と消化液の複合的機能創出本研究では、エネルギ回収技術であるメタン発酵の酪農での導入の課題となっている、発酵設備の巨大さと消化液利用を解決するために、嫌気性膜分離プロセス(嫌気性MBR)を構築することを目的とした。また、藻類培養に直接利用できるような改質された消化液を回収することを目指した。そのために、実験室規模の嫌気性リアクタを用いて精密ろ過膜や遠心分離を用いた固液分離型のメタン発酵試験を実施した。前年度では、リアクタにおける水理学的滞留時間(HRT)を短縮すると、バイオガス収率が顕著に低下する傾向が見られた。本年度では菌体の馴養を行いながら運転をすることで、収率の低下を抑制することができた。バイオガス生成速度で評価すると、水理学的滞留時間の短縮に伴い生成速度は向上した。このことから、嫌気性MBRなどの固液分離の導入により、液体畜産バイオマスのメタン発酵を高速化できる可能性が示された。嫌気性MBR消化液を利用した微細藻類の培養試験を引き続き実施した。リンの添加の有無の影響を評価したとこと、リンの添加に関わらず微細藻類の成長特性は同等であった。このことから嫌気性MBR消化液は栄養塩を添加することなく、直接利用できる可能性が示された。
- NEDO, ムーンショット型研究開発事業, 神戸大学, Nov. 2020, Coinvestigator産業活動由来の希薄な窒素化合物の循環技術創出―プラネタリーバウンダリー問題の解決に向けて
- 前田記念工学振興財団, 2019年度研究助成, 神戸大学, Mar. 2019 - Apr. 2020, Coinvestigator小規模下水処理場での嫌気性消化および肥料高品質化による資源・エネルギー循環
- ひょうご科学技術協会, 令和元年度学術研究助成, 神戸大学, Apr. 2019 - Mar. 2020, Principal investigator新規メンブレンリアクターによる食品廃棄物の高速バイオガス化技術の開発
- 日本下水道協会, 公益信託下水道振興基金研究助成, 大阪府立環境農林水産総合研究所・神戸大学, Nov. 2016 - Oct. 2019, Principal investigator高温膜分離可溶化槽を利用した下水汚泥嫌気性処理の高速化
- 草津市, 草津市野菜残さ等の液肥化・利活用実証実験支援事業費補助金, 神戸大学, Apr. 2018 - Mar. 2019, Coinvestigator野菜残さ等の液肥化・利活用実証実験支援事業にかかる研究
- 環境省, 平成29年度農薬残留対策総合調査, 大阪府立環境農林水産総合研究所, Apr. 2017 - Mar. 2018, Principal investigator河川中農薬モニタリング調査
- 滋賀県, 平成28年度水草対策技術等開発事業, 大阪府立環境農林水産総合研究所, Apr. 2016 - Mar. 2017, Coinvestigator琵琶湖水草を材料としたメタン発酵消化液の改質による高付加価値食物の開発およびその実用化に向けた計画策定
- 大阪湾フェニックスセンター・3R研究財団, 廃棄物・海域水環境保全に係る調査研究助成, 大阪府立環境農林水産総合研究所, Apr. 2015 - Feb. 2016, Principal investigator膜分離型高速汚泥処理システムの開発
- 科学技術振興機構, 産学が連携した研究開発成果の展開 研究成果展開事業 マッチングプランナープログラム, 研究成果展開事業(企業化開発・ベンチャー支援・出資), 地方独立行政法人大阪府立環境農林水産総合研究所(環境情報部、環境研究部、食の安全研究部及び水産研究部, Apr. 2016 - 2016, Principal investigator
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 神戸大学, 2010 - 2011電解酸化法とメタン発酵によるハイブリッド型畜産廃水浄化プロセスの確立畜産廃水,特に廃棄乳に含有する乳脂肪を構成する高級脂肪酸は,メタン発酵における微生物活性を阻害することが報告されている。本研究では畜産廃水に対して電解酸化法による前処理を適用し,高級脂肪酸などの難分解性物質の転換や有機物負荷の低減を試みた。本年度は電解酸化法による牛乳中の高級脂肪酸の分解特性,電解酸化法による前処理が廃棄乳のメタン発酵に及ぼす影響,およびハイブリッドプロセスにおけるエネルギ収支について検討を行った。 1.電解酸化法による牛乳中の高級脂肪酸の分解特性 DSA(Dimensionally Stable Anode)を用いた電解酸化処理によって牛乳中の高級脂肪酸濃度が減少した。脂肪酸の反応速度定数はCODと比較して非常に大きいため,牛乳の電解酸化処理において脂肪酸は選択的に分解されることが判明した。 2.電解酸化法による前処理が廃棄乳のメタン発酵に及ぼす影響 DSAを用いた電解酸化法による前処理により,牛乳のメタン発酵におけるメタン生成量は増加した。 TiPbO_2電極を用いた電解酸化法で前処理した牛乳を対象としたところ,メタン発酵の阻害が観察された。これはラクトースなどの電気化学的酸化により生じたギ酸が,リアクタ内のメタン生成菌では資化困難なためと考えられた。 3.電解酸化-メタン発酵ハイブリッドプロセスにおけるエネルギ収支の試算 DSAを用いて2時間の電解酸化処理を行った場合,前処理に要する電力を後処理のメタン発酵によって賄うことができると示唆された。一方,6時間の電解処理を行った場合,発電量を超える電力が消費された。電解酸化法による前処理を行う場合は,エネルギ収支に留意して電解条件を検討する必要があった。
