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Ｉｎ－ｓｉｔｕバイオフィルムモニタリングによる膜ファウリング形成機構の解明

通过原位生物膜监测阐明膜污染形成机制

基本信息

批准号：
19J15362
负责人：
滝本祐也
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、膜分離活性汚泥法（MBR）における新規膜ファウリング制御方法を開発するために、バイオフィルムを形成すると推定される未培養門細菌およびファウラント（膜ファウリング原因物質）によるバイオフィルム形成過程を明らかにし、未培養門細菌の集積培養および代謝解明を目的とする。低有機物負荷でMBRを運転することで膜ファウリングを誘発し、膜面バイオフィルムの16S rRNA遺伝子解析および分子量分画を用いたファウラントの特徴解析を実施し、比較的高分子の多糖・タンパク質が膜面に蓄積しており、低分子の多糖・タンパク質およびフミン質は膜面を通過していることが明らかとなり、未培養門細菌はそれらの高分子物質に付着し、活性を持った状態で膜面で生育している可能性が明らかとなった。さらに、In-situ HCR法と共焦点レーザー顕微鏡観察を膜面バイオフィルムに適用した結果、膜面に付着している高分子は死細胞由来の物質であり、それらの細胞由来物質をコンディショングフィルムとして特定の細菌が微小コロニーを複数形成していることがわかった。この微小コロニーを形成する細菌を明らかにすることは出来なかったが、16S rRNA遺伝子解析結果を踏まえるとParcubacteria門細菌のような難培養性および未培養の細菌である可能性が高い。そこで、膜面に発生したバイオフィルムを植種源として、低栄養の培養を実施したところ、未培養の細菌群がいくつか検出されていた。以上の結果は、比較的高分子物質で未培養門細菌が集積されるという可能性を示唆しており、バイオフィルムの原因である可能性の高いこれらの細菌の生活環を明らかにし、新規の膜ファウリング制御戦略を打ち立てる上で重要な知見であると考える。

The purpose of this study was to develop a new membrane separation process for activated sludge (MBR), to estimate the formation of uncultured bacteria and to clarify the aggregation culture and metabolic analysis of uncultured bacteria. Low organic loading MBR operation, membrane separation, membrane surface separation, 16S rRNA gene analysis, molecular weight analysis, membrane surface characterization, comparison of high molecular weight polysaccharides, low molecular weight polysaccharides, membrane surface accumulation, membrane surface separation, membrane separation, membrane separation, membrane The uncultured bacteria have high molecular weight and activity, and the membrane surface is fertile. In-situ HCR method and confocal microscopical observation of membrane surface, membrane surface, polymer, cell-derived substances, cell-derived substances, specific bacteria, micro-cells, complex formation, etc. The results of 16S rRNA gene analysis show that the bacteria with micro-DNA formation are highly likely to be difficult to culture and uncultured bacteria. In addition, the growth of bacterial species on the surface of the membrane, the cultivation of low temperature and low temperature, and the detection of uncultured bacterial populations are also carried out. The above results show that the possibility of accumulation of uncultured bacteria in high molecular weight substances compared with high molecular weight substances is high, and the reason for accumulation of uncultured bacteria is high.

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nanosecond pulse used to enhance the electrocoagulation of municipal wastewater treatment with low specific energy consumption

纳秒脉冲强化电絮凝处理市政污水，能耗低

DOI：
10.1080/09593330.2019.1694082
发表时间：
2019
期刊：
Environmental technology
影响因子：
2.8
作者：
Que;N. H.;Kawamura;Y.;Watari;T.;Takimoto;Y.;Yamaguchi;T.;Suematsu;H.;Niihara K.;Wiff. J. P. and Nakayama;T.
通讯作者：
T.

Role of live cell colonization in the biofilm formation process in membrane bioreactors treating actual sewage under low organic loading rate conditions

DOI：
10.1007/s00253-021-11119-y
发表时间：
2021-01
期刊：
Applied Microbiology and Biotechnology
影响因子：
5
作者：
T. Miwa;Y. Takimoto;M. Hatamoto;Daiki Kuratate;T. Watari;Takashi Yamaguchi
通讯作者：
T. Miwa;Y. Takimoto;M. Hatamoto;Daiki Kuratate;T. Watari;Takashi Yamaguchi

低有機物負荷A/O-MBRで発生するバイオフィルムにおける未培養門細菌の役割

未培养细菌在低有机负荷 A/O-MBR 生成的生物膜中的作用