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山田 剛史(やまだ たけし)

所属 環境・生命工学系
兼務 先端農業・バイオリサーチセンター
職名 講師
専門分野 微生物生態学/廃水処理工学/環境バイオテクノロジー
学位 博士(工学) (長岡技術科学大学)
所属学会 日本水環境学会/日本微生物生態学会/土木学会/環境バイオテクノロジー学会/日本生物工学会
E-mail tyamada@ens
※アドレスの末尾に「.tut.ac.jp」を補完してください
研究室web http://ens.tut.ac.jp/microbes/

研究紹介

生物学的な環境制御・保全技術の発展・向上は、複雑な微生物群集を如何に理解し、コントロールするかにかかっているといって過言ではありません。しかしながら、その微生物たちの世界は未知であり、開拓すべき広大なフロンティアが広がっております。小さな微生物たちの声に耳を傾け、近未来への新たな環境技術の創成に取り組んでいます。

そのような技術の開発には、「小さな微生物の声を聞くための道具」が必要です。伝統的な培養技術や微生物生理学的解析、近年開発された様々な分子生物学的技法などを既存の道具を用いたり、声を聞く適した道具がない場合は、自分たちで道具 (新たな微生物機能評価技術を創る) を整えたり、創ったりしています。

テーマ1:ポリ乳酸およびその廃材を用いた生物学的窒素除去技術の開発

概要

脱窒反応に不適切なBOD/N比を示す廃水の窒素除去は、有機源を新たに添加しないと不完全な脱窒反応 (温室効果ガスである亜酸化窒素の発生) を引き起こしたり、脱窒反応自体うまくいきません。そのため、実処理プロセスにメタノールなどの有機源を添加する対策がとられますが、これらの対策技術は、(1)「添加に必要な設備コストがかかる」、(2)「適正添加量のコントロールが難しく、場合によっては添加有機物による有機物の二次的汚染を引き起こす」という問題も含んでいます。これらの問題を解決するため、将来、石油系プラスチックの代替材として嘱望されている生分解性プラスチック廃材を脱窒反応の基質として利用する生物学的窒素除去技術の開発に取り組んでいます。

キーワード

生分解性プラスチック、窒素除去、温室効果ガス発生抑止対策、廃水処理、分子生物学的技法

テーマ2:省エネルギー・創エネルギー型高速廃水処理技術の次世代型制御技術の創成

概要

嫌気性廃水処理法は、(1) エアレーションによる電力が不要なこと、(2) 廃水処理時の副産物としてメタンが回収できることから省エネ・創エネ型の廃水処理技術として脚光を浴びております。しかしながら、嫌気性廃水処理プロセスの普及と多様な廃水種への適用範囲の拡大に伴い、これまで認知されなかった問題も表面化してきております。嫌気性廃水処理法の運転上問題となっている種々の事象を微生物生態学と廃水処理工学の分野複合的な視点と技法で解明し、その情報を基にした嫌気性廃水処理プロセスの安定化と高効率化を目指した次世代型制御技術の開発に取り組んでいます。

キーワード

廃水処理、メタン発酵、バルキング、嫌気性微生物、分子生物学的技法

テーマ3:廃水処理プロセス内微生物の迅速・簡便な生菌数計測法の開発

概要

廃水処理プロセスでは、pH、温度、処理負荷や硝酸除去率などの水質指標に基づいて管理・制御されており、実際に処理を担っている微生物は、半ばブラックボックス的に扱われているのが現状であります。そのため、現状では微生物の特性に見合った制御・管理が難しく、ひとたび処理水質の低下などプロセス運転が悪化した場合、回復に多大な労力を必要とする問題があります。この問題を克服するためには、水質指標のみならず、プロセス内で硝酸除去を実際に担っている各種微生物も指標化し、水質と微生物の相互補完的な管理体制の強化が必要です。そのため、迅速・簡便なオンサイト型微生物計測技術の開発に取り組んでいます。

キーワード

廃水処理管理技術、微生物計測技術、微生物指標、生菌

担当授業科目名(科目コード)

環境生物工学/環境生命工学実験


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