权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Development of a novel dyeing wastewater treatment system based on elucidation of symbiotic relationships between anaerobic microorganisms

基于阐明厌氧微生物之间的共生关系开发新型印染废水处理系统

基本信息

批准号：
22KJ1451
负责人：
NGUYEN THU HUONG
金额：
$ 1.09万
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：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1451/
关键词：
染色排水微生物間共生関係嫌気性排水処理システム

项目摘要

本研究の目的は、微生物共生関係と染料脱色プロセスの解明を基点とし、新規バイオ担体を活用した染色廃水処理技術を開発することである。本研究は、(1)染料分解における酸化鉄（Fe3O4）の影響を微生物間共生関係を形成することで解明し、(2) Fe3O4を活用した新規バイオ担体を開発しリアクターへを運用するステップで実施する。また第２段階で、（2.1）新規バイオ担体の作製と耐久性試験、（2.2）バイオ担体の挙動と処理性能の評価、及びバイオ担体上の微生物の共生関係について調査し、（2.3）最終的にUASBリアクターへのバイオ担体の適用を試みる。本年度は、上記段階における(1)及び (2.1)を実施した。申請者はまず導電性物質であるFe3O4をバッチリアクターに添加することでアゾ染色排水の処理速度の向上に成功し、処理性能及び最適な添加濃度（10g-L-1）を決定した。その後、その実験成果を嫌気性バッフルリアクターへ適用し、170日間連続運転を行い染色排水処理性能を評価した。Fe3O4を添加することで、CODと色度の除去性能はそれぞれ42%と45%から89%と75%へと顕著に向上した。また、メタン、総溶解鉄、微生物群集構造解析の分析結果から、Fe3O4を添加することで、クロストリジウムとメタン菌が優先化及び共生関係を構築し、その染色排水の分解経路にいて重要な役割を担っていることを示唆した。さらに、微生物の共生関係を形成する触媒Fe3O4と、材料の多孔性を高めるデンプンを組み合わせ、新規のバイオ担体の開発に着手した。Fe3O4とデンプンの濃度を調節し、直径3～4mmのゲルビーズを作製した。成分濃度を変えた染色排水処理性能を評価した。その結果、酸化鉄5％とデンプン0.5％を混合したPVA-ゲルビーズが最適であることを見出した。

The purpose of this study is to explore the relationship between microbial symbiosis and dye decolorization, and to develop new techniques for the use of dye carriers. This study is aimed at: (1) understanding the effect of Fe3O4 on dye decomposition and the formation of symbiotic relationships among microorganisms;(2) developing new support systems for Fe3O4 utilization. (2) The second stage,(2.1) The new regulation on the operation and durability test of the support,(2.2) The evaluation of the movement and handling performance of the support, and the investigation on the symbiotic relationship of microorganisms on the support,(2.3) The final UASB release test on the application of the support. This year, the above paragraph (1) and (2.1) were implemented. The applicant shall determine whether the conductive substance Fe3O4 can be added, whether the treatment rate of dye drainage can be improved, whether the treatment performance can be improved or whether the optimum concentration of Fe3O4 is 10 g-1. After the completion of the project, the performance of dyeing and drainage treatment was evaluated. Fe3O4 addition, COD removal performance is from 42% to 45%, from 89% to 75%. The results of analysis on the structure of microbial community, Fe3O4 addition, priority of microbial community and symbiotic relationship were analyzed. The important service cut in the decomposition path of dye drainage was discussed. In addition, the formation of microbial symbiosis catalyst Fe3O4, the high porosity of materials, the combination of new materials and the development of new support Fe3O4 concentration can be adjusted to 3~4mm in diameter. Composition concentration is different from dyeing drainage treatment performance. The results showed that the pH value of iron was 5% and the pH value of PVA was 0.5%.