発電できる廃水処理実験装置の例
生物電気化学技術を応用した廃水処理実験装置の例

水環境新技術への挑戦
　生命の維持のみならず私たちの社会経済活動は大量の安全・安心な水に支えられ、その源となる水環境の保全は不可欠となっています。しかし、真に環境と調和した社会を実現するには、そのためにエネルギーや資源の無制限な使用が許容されるわけではありません。私の研究室では、新奇な環境微生物の機能や化学的・物理的作用を融合して、低炭素社会や資源循環社会の実現にも貢献する革新的な水環境新技術に挑戦しています。

汚染物質がエネルギーへ変貌？！
　自然界に多数潜在している生態や機能が未解明な微生物のうち、最近、代謝過程で生じる電子を細胞外へ放出（細胞外電子伝達）可能な微生物群が土壌等に普遍的に存在することがわかりました。これを巧妙に利用すると汚れた水に含まれる有機性汚濁成分の除去と同時に電気が直接発生し、これまで除去の対象でしかなかった汚濁物質がエネルギー資源へと変貌する可能性が得られました。当研究室では、仕組みの工夫や微生物機能の複合化を進めて、湖沼などに富栄養化をもたらす原因物質の除去も可能なことを実証しました。また、この仕組みを応用して、内湾や湖沼で深刻となっている廃質環境を浄化・改善する試みを外部機関とも連携しながら取り組んでいます。

教授 渡邉 智秀 WATANABE tomohide
研究キーワード 水処理技術，水環境保全，廃棄物処理，上下水道，生物電気化学システム，資源回収・有効利用技術
研究分野 土木工学化学工学環境解析評価環境保全対策
主な研究テーマ
  • 生物電気化学プロセスを応用した水処理と水環境保全技術の開発
  • 水質制御技術の開発
  • 資源回収・有効利用技術の開発
研究概要

新奇な微生物や微生物群集としての機能および物理化学的作用の探索や応用による環境新技術の研究に取り組んでいる。具体的には，水処理技術の開発（資源・エネルギー回収型革新的水処理プロセス（微生物燃料電池　等），窒素・りん等栄養塩類除去技術，微量有害化学物質の浄化，特殊産業排水の処理技術　等）／水環境浄化技術（閉鎖性水域の底質改善　等）/固形廃棄物処理・有効利活用技術（湿潤有機性廃棄物の生物学的減量化，バイオマス利活用　等）/微生物機能を活用したバイオ燃料生産/活性汚泥モデル（ASMs）を適用した水処理施設の自動制御法　等
提供できる技術 ・応用分野

水処理技術全般，水環境浄化技術，固形廃棄物処理および有効利用技術，上水道，下水道，環境保全技術，生物電気化学システムの環境技術や計測技術への応用
主要な所属学会

日本水環境学会，IWA（国際水協会），化学工学会，土木学会，環境科学会
論文
  • Development and implementation of a highly sensitive method for analyzing chemical forms of iron using XAFS measurements, Journal of Water and Environment Technology, 23(1), 46-55 (2025)
  • Effect of acid and alkali treatment on oxygen reduction reaction activity of nitrogen-doped activated carbon as a cathode catalyst in air-breathing microbial fuel cells, Journal of JSCE, 12(.2), 24-25015 (2024)
  • Operation of sediment microbial fuel cells in Tokyo Bay, an extremely eutrophicated coastal sea, Bioresource Technology Reports, Vol.6, 39-45 (2019)
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