MBRを用いた下水処理におけるリポ多糖の挙動に着目した膜目詰まり制御手法の開発

MBR污水处理中以脂多糖行为为重点的膜堵塞控制方法的开发

• 批准号: 20J10371
• 负责人: 角田 貴之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10371/
• 关键词: 下水処理; MBR; 膜ファウリング; バイオポリマー; リポ多糖

膜分離活性汚泥法（MBR）を用いた下水処理における膜ファウリングの発生において、親水性高分子有機物（バイオポリマー）とグラム陰性菌外膜の主成分であるリポ多糖（LPS）の強い関与が示唆されている。MBR槽内バイオポリマーならびにLPSの特性および挙動を明らかにすることができれば、効果的な膜ファウリング制御技術の開発に直結する知見を得られる可能性がある。本研究では実都市下水を処理するパイロットスケールMBRを長期間連続運転し、MBR槽内バイオポリマーならびにLPSと膜ファウリング発生状況の関係を継続的に追跡した。MBR槽内からバイオポリマーを精製回収し、バイオポリマーの物理化学特性を分析した。赤外スペクトル分析および走査型電子顕微鏡を用いた分析により、バイオポリマーがMBR膜面上に粘着性のゲル層を形成することを実証した。連続運転期間中の低水温期には、膜表面の物理洗浄では解消できない不可逆的ファウリングが深刻化した。低水温期にバイオポリマー中LPSの存在比が大きくなっていたことが、不可逆的ファウリングの進行に寄与したと推察された。MBR槽内水温がバイオポリマーの物理化学特性に及ぼす影響を調査するため、人工下水を処理するベンチスケールMBR2台を槽内水温制御条件下で連続運転した。低水温で運転したMBRにおいて、深刻な膜ファウリングが発生した。低水温MBRの槽内バイオポリマーは、高水温MBRの槽内バイオポリマーと比較して膜ファウリング発生ポテンシャルが極めて大きいことが明らかになった。バイオポリマーの単糖組成およびアミノ酸組成を詳細に分析した結果、低水温MBRに特徴的な多糖類の重要性が示唆された。

Membrane separation activated sludge process (MBR) is used in wastewater treatment. The main components of membrane of hydrophilic polymer organic matter and negative bacteria are polysaccharide (LPS). The characteristics of LPS in MBR tank and the possibility of obtaining direct knowledge of the development of membrane control technology are discussed. This study traces the relationship between the long-term continuous operation of MBR and the development of LPS in urban sewage treatment. Analysis of Physico-Chemical Properties of the Membrane Reactor The formation of an adhesive layer on the MBR membrane surface has been demonstrated by the use of an infrared microscope. During continuous operation, the physical washing of the film surface at low water temperature causes irreversible degradation. In low water temperature, LPS is present in large quantities and irreversible. Investigation on the physical and chemical characteristics of MBR tank and the influence of MBR on the treatment of artificial sewage Low water temperature operation caused by MBR, deep membrane separation occurred. Low water temperature MBR in the tank, high water The results of detailed analysis of the sugar composition and acid composition of low water temperature MBR indicate the importance of polysaccharides.

项目成果

CHANGES IN GEL LAYER FORMED ON FLAT-SHEET CERAMIC MEMBRANES USED IN AN MBR：IMPACTS OF WATER TEMPERATURE

MBR 中使用的平板陶瓷膜上形成的凝胶层的变化：水温的影响

• DOI: 10.2208/jscejer.76.7_iii_157
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)
• 作者: Tsubasa SATO;Yusuke NINOMIYA;Takayuki KAKUDA; Akira HAFUKA; Toru TSUCHIYA;Katsuki KIMURA
• 通讯作者: Katsuki KIMURA

TRACKING CHANGES OF SLUDGE COMPONENTS INVOLVED IN SLUDGE FILTERABILITY IN MBR

跟踪 MBR 中污泥过滤性涉及的污泥成分的变化

• DOI: 10.2208/jscejer.76.7_iii_165
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)
• 作者: Rin NAITO;Takayuki KAKUDA; Akira HAFUKA;Katsuki KIMURA
• 通讯作者: Katsuki KIMURA

MBR槽内バイオポリマーの物理化学特性が汚泥ろ過性に及ぼす影響

MBR池生物聚合物理化性质对污泥过滤性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 角田 貴之;内藤 りん;羽深 昭;木村 克輝
• 通讯作者: 木村 克輝

改良CST測定によるMBRの汚泥馴致期間における膜ファウリング制御

使用改进的 CST 测量控制 MBR 污泥适应期间的膜污染

• 发表时间: 2021
• 作者: 角田 貴之;内藤 りん;羽深 昭;木村 克輝
• 通讯作者: 木村 克輝

MBRセラミック平膜表面において発生するゲル層の水温低下に伴う変化

随着水温降低，MBR陶瓷平膜表面凝胶层发生的变化

• 发表时间: 2020
• 作者: 佐藤 翼;二宮 佑輔;角田 貴之;羽深 昭;土屋 達;木村 克輝
• 通讯作者: 木村 克輝