研究プロジェクト（Projects）

［概要］都市下水や産業排水（例：屠畜場排水）を資源へと転換することを目指し、紅色光合成細菌（Purple phototrophic bacteria: PPB）を用いた新しい処理技術を開発しています。PPBを活用することで、処理とバイオマス回収を同時に実現し、得られたバイオマスを水産資源や作物生産へと利用する統合型システムの構築を進めています。 

［関連プロジェクト］

• 紅色光合成細菌付着スポンジ担体を介した都市下水の水産資源転換（代表：秋月真一／創価大学理工学部 国際共同研究費／2025-2026年度）

［共同研究先］

学外：横浜国立大学、グアナファト大学（メキシコ）、ユカタン科学研究センター（メキシコ）

学内：理工学部 修復生態学研究室（戸田研）、 環境化学工学研究室（井田研）、極限環境生物学研究室（黒沢研）

[Overview] This research aims to convert municipal and industrial wastewater (e.g., slaughterhouse wastewater) into valuable resources by developing novel treatment technologies using purple phototrophic bacteria (PPB). By leveraging PPB, both wastewater treatment and biomass recovery can be achieved simultaneously, and the recovered biomass can be utilized for aquaculture and crop production. We are working toward the development of an integrated system that links wastewater treatment with resource recovery.

[Individual Project]

• Conversion of Municipal Wastewater into Aquatic Resources via Sponge-Immobilized Purple Phototrophic Bacteria (PI: Shin-ichi Akizuki / Soka University, Faculty of Science and Engineering, International Collaborative Research Fund / FY2025–2026)

[Collaborators]

External: Yokohama National University; University of Guanajuato (Mexico); Center for Scientific Research of Yucatán (Mexico)

Internal: Laboratory of Restoration Ecology (Toda Lab), Laboratory of Environmental Chemical Engineering  (Ida Lab), Laboratory of Extremophiles (Kurosawa Lab), Faculty of Science and Engineering

［概要］メタン発酵消化液等の高濃度窒素含有排水の省エネルギー型処理を目的として、微細藻類の光合成による酸素供給を活用した微細藻類－細菌共存系システムの研究開発を行っています。

［関連プロジェクト］

• スポンジ担体を用いた微細藻類–硝化–脱窒共生系による高濃度窒素含有廃水の処理（代表：秋月真一／日本学術振興会 海外特別研究員／2018-2020年度）

• 微細藻類－硝化菌固定化遮光ゲルによる窒素含有排水の低コスト処理：メキシコを例に（代表：井田旬一／日本学術振興会 科学研究費助成事業（国際共同研究加速基金［国際共同研究強化(B)］／2020-2024年度）

［共同研究先］

学外：グアナファト大学（メキシコ）、モンテレイ工科大学（メキシコ）、長崎大学、香川大学

学内：理工学部 環境化学工学研究室（井田研）、修復生態学研究室（戸田研）

[Overview] This study focuses on the development of an energy-efficient treatment technology for high-strength nitrogen-containing wastewater, such as anaerobic digestate. A microalgae–bacteria co-culture system is employed, utilizing oxygen supplied by photosynthesis to enable low-energy nitrogen removal. 

[Individual Project]

• Treatment of high-strength nitrogen wastewater using a microalgae–nitrification–denitrification symbiotic system with sponge carriers (Principal Investigator: Shinichi Akizuki / JSPS Overseas Research Fellowship / FY2018–FY2020) 

• Low-cost treatment of nitrogen-containing wastewater using immobilized light-shielding gels with microalgae–nitrifier systems: A case study in Mexico (Principal Investigator: Junichi Ida / JSPS KAKENHI, Fund for the Promotion of Joint International Research [Fostering Joint International Research (B)] / FY2020–FY2024) 

[Collaborators]

External: University of Guanajuato (Mexico), Tecnológico de Monterrey (Mexico), Nagasaki University, Kagawa University 

Internal: Faculty of Science and Engineering, Laboratory of Environmental Chemical Engineering (Ida Lab), Laboratory of Restoration Ecology (Toda Lab) 

［概要］メタン発酵は、有機性廃水や廃棄物から再生可能エネルギーであるバイオガスを回収できる技術ですが、バイオガス中の硫化水素（H2S）や、発酵後の処理水に残る窒素・リンの処理が課題です。本研究では、紅色光合成細菌との共存系を活用し、これらの課題を解決する新しいメタン発酵プロセスの開発を目指しています。

［関連プロジェクト］

• 紅色光合成細菌凝集体による資源循環型高速下水処理法の確立（代表：秋月真一／日本生命財団 環境問題研究助成／2024-2025年度）

• メタン発酵－紅色硫黄細菌共存系によるバイオガス生成・精製一体化プロセスの開発（代表：秋月真一／八洲環境技術振興財団 研究開発助成／2026年度）

［共同研究先］

学内：理工学部 修復生態学研究室（戸田研）

[Overview] Anaerobic digestion is a technology that enables the recovery of renewable energy in the form of biogas from organic wastewater and waste. However, challenges remain in the removal of hydrogen sulfide (H2S) contained in biogas, as well as nitrogen and phosphorus remaining in the treated effluent. This research aims to develop a novel anaerobic digestion process by utilizing coexistence with purple phototrophic bacteria to address these challenges. .

[Individual Project]

• Establishment of a High-Rate Resource-Recovery-Oriented Wastewater Treatment Process Using Aggregated Purple Phototrophic Bacteria (PI: Shin-ichi Akizuki / Nippon Life Insurance Foundation, Environmental Research Grant / FY2024–2025)

• Development of an Integrated Biogas Production and Purification Process via Coexistence of Anaerobic Digestion and Purple Sulfur Bacteria (PI: Shin-ichi Akizuki / Yashima Environment Technology Foundation, Research and Development Grant / FY2026)

[Collaborators]

Internal: Laboratory of Restoration Ecology (Toda Lab)

［概要］エチオピア・タナ湖で過剰繁茂するホテイアオイからのエネルギー・栄養塩回収に向けて、粉砕・圧搾による前処理と微生物のグラニュール化による高速メタン発酵処理技術の開発と、消化液へのリン溶出促進等の栄養塩回収手法の検討を行っています。

［関連プロジェクト］

• ナイルの源流エチオピア・タナ湖で過剰繁茂する水草バイオマスの管理手法と有効利用プロセスの確立（EARTH）（代表：佐藤伸二郎／JST-JICA 地球規模課題対応型国際科学技術協力プログラム（SATREPS)／2021-2025年度）

［共同研究先］

学外：バハルダール大学

学内：理工学部 修復生態学研究室（戸田研）、 環境土壌学研究室（佐藤研）

[Overview] To recover energy and nutrients from water hyacinth overgrowing in Lake Tana, Ethiopia, we are developing high-rate methane fermentation (anaerobic digestion) technologies incorporating pre-treatment by crushing and pressing, as well as microbial granulation for process stabilization and enhancement. In addition, we are investigating nutrient recovery methods, including the promotion of phosphorus release into the digestate for subsequent recovery and reuse. 

[Individual Project]

• Eco-engineering for Agricultural Revitalization Towards Improvement of Human Nutrition (EARTH)  (Principal Investigator: Shinjiro Sato / JST-JICA Science and Technology Research Partnership for Sustainable Development (SATREPS) / FY2021–FY2025) 

[Collaborators]

External: Bahir Dar University 

Internal: Laboratory of Restoration Ecology (Toda Lab), Laboratory of Environmental Soil  Science (Sato Lab)

［概要］途上国で課題となる高コストな下水処理に対し、省エネルギー型の微細藻類－細菌共存系に着目しています。本系で環境条件により処理が不安定になるため、長期運転データを用いたAIモデルにより処理性能の予測や異常検知を行い、安定性の高い次世代型下水処理技術の確立を目指します。

［関連プロジェクト］

• 微細藻類－細菌共存系による下水処理の安定性向上に向けたAI活用（代表：秋月真一／アズビル山武財団 研究開発助成／2026-2027年度）

［共同研究先］

学内：理工学部 修復生態学研究室（戸田研）

[Overview] To address the high cost of wastewater treatment in developing regions, this study focuses on an energy-efficient microalgae–bacteria co-culture system. Because the system is sensitive to environmental conditions and prone to instability, AI models based on long-term operational data are applied to predict treatment performance and detect anomalies. This study aims to establish a stable next-generation wastewater treatment technology. 

[Individual Project]

• AI-assisted stabilization of wastewater treatment using a microalgae–bacteria co-culture system (Principal Investigator: Shin-ichi Akizuki / Azbil Yamatake Foundation Research and Development Grant / FY2026–FY2027) 

[Collaborators]

Internal: Laboratory of Restoration Ecology (Toda Lab), Faculty of Science and Engineering

［概要］月面での長期有人活動を見据え、尿中の栄養塩を再利用する資源循環技術の開発を行っています。微細藻類と硝化菌の共存系を構築し、アンモニアの影響を抑えつつ安定的な処理を行い、また、月の土壌（レゴリス）等を活用して微細藻類培養の不足成分を補うことで、閉鎖環境における持続可能な水・資源循環システムの確立を目指します。 

［関連プロジェクト］

• 月レゴリス浸漬－微細藻類・凝集態硝化菌共存系システムによる月面尿処理技術の開発（代表：秋月真一／日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究（B）／2021-2024年度）

［共同研究先］

学内： 環境化学工学研究室（井田研）

[Overview] This study aims to develop resource recycling technologies for the reuse of nutrients in urine in preparation for long-term human activities on the Moon. A co-culture system of microalgae and nitrifying bacteria is constructed to achieve stable treatment while mitigating ammonia inhibition. In addition, lunar soil (regolith) is utilized to supplement deficient components for microalgal growth, with the goal of establishing a sustainable water and resource recycling system in closed environments. 

[Individual Project]

• Development of urine treatment technology on the Moon by lunar regolith immersion and microalgal-aggregated nitrifying bacterial consortium system (Principal Investigator: Shin-ichi Akizuki / JSPS KAKENHI, Grant-in-Aid for Scientific Research (B) / FY2021–FY2024) 

[Collaborators]

Internal: Laboratory of Environmental Chemical Engineering  (Ida Lab), Faculty of Science and Engineering