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Development of membrane fouling control using biofilm predator

使用生物膜捕食者开发膜污染控制

基本信息

批准号：
22KJ1449
负责人：
三輪徹
金额：
$ 1.41万
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-22KJ1449/
关键词：
MBR 膜ファウリング後生動物バイオフィルム有機物負荷変動

项目摘要

膜分離活性汚泥法（MBR）は高い排水処理性能を有しているが、膜上におけるバイオフィルム形成に伴う膜の目詰まり（膜ファウリング）が依然として主要な課題である。本研究はその課題に対し、バイオフィルム捕食能力を有する後生動物を活用した新規膜ファウリング制御技術を開発することを目的とする。本年度は、立体型メッシュ担体を無酸素/酸素MBRに導入し、膜ファウリング緩和に資する後生動物の集積培養系の確立を行った。コントロール系のMBRと比較して、立体型メッシュ担体を設置したリアクター内の活性汚泥は、Nematodes、Oligochaetes、Rotiferなどの後生動物数が優位に増加し、原位置における後生動物の集積培養に成功した。また、立体型メッシュ担体は高濃度の汚泥を保持し、上記後生動物の他、比較的大型のミミズやダニの生息も確認した。膜ファウリング誘発物質である活性汚泥上澄中の全有機物質（TOC)濃度及びタンパク質、全糖物質濃度を調査したところ、運転期間中でこれら物質は有意に減少した。さらに、活性汚泥の濾紙濾過性は約20%向上し、余剰汚泥量も大幅に削減されるなど、活性汚泥の性状は大きく改善された。したがって、立体型メッシュ担体をMBRに設置することで、活性汚泥は膜ファウリングが発生しにくい性状へと変化した。また、バイオフィルムを原位置から採取し、顕微鏡観察を行ったところバイオフィルム中には後生動物（特にNematodes）が存在し、後生動物はバイオフィルムを捕食し生存しているものと考えられた。しかし、膜ファウリングの発生頻度はコントロール系と同程度であり、膜ファウリング緩和にまで至っていない。

Membrane separation activated sludge process (MBR) has high wastewater treatment performance, membrane formation and membrane development, but still remains the main problem. This study aims to develop new techniques for the control of metazoans by exploiting their predatory abilities. This year, the establishment of metazoan aggregate culture systems for the introduction of acid/acid-free MBR, membrane release and mitigation was carried out. The number of metazoans in activated sludge, Nematos, Oligochaetes and Rotifers was increased in the optimal position and the metazoans were cultured successfully in the original position. In addition, the three-dimensional support system maintains a high concentration of sludge, and the large-scale support system of metazoa is confirmed. The concentration of total organic matter (TOC) and total sugar in activated sludge supernatant was investigated during the operation period, and these substances were intentionally reduced during the operation period. Today, the filterability of activated sludge filter paper is about 20%, the residual sludge volume is greatly reduced, and the characteristics of activated sludge are greatly improved. The activated sludge membrane is developed and its properties are changed. The metazoan (especially Nematode) exists in the metazoan, and the metazoan preys on the metazoan. The frequency of occurrence of the film is different from that of the film.