バイオポリマー詳細情報の把握によるMBR膜ファウリング発生機構の解明

通过了解生物聚合物的详细信息阐明MBR膜污染产生机制

• 批准号: 22K20448
• 负责人: 角田 貴之
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20448/
• 关键词: 膜分離活性汚泥法; 膜ファウリング; バイオポリマー; LC-OCD; QCM

MBRは下水処理の高度化を実現する技術であるが、膜ファウリングの制御が課題である。申請者はこれまでに下水処理場に設置したパイロットスケールMBRを連続運転し、MBR活性汚泥のファウリングポテンシャル（膜ファウリングの起こりやすさ）はバイオポリマーの槽内濃度と相関が強いことを見出している。本研究ではMBR槽内からバイオポリマーのみを選択的に回収・精製し、バイオポリマーのどのような質変化がファウリングポテンシャルを変動させているのかを明らかにすることを目指している。本年度は実都市下水を処理するパイロットスケールMBRから性質が異なるバイオポリマーを回収・精製することに成功した。液体クロマトグラフィー-有機炭素測定（LC-OCD）を用いた精製バイオポリマーの分子量分析とMBRにおける膜ファウリング発生状況から、低分子バイオポリマーの存在比が高くなることで不可逆的ファウリングが深刻化する可能性を見出した。水晶振動子マイクロバランス法（QCM）により精製バイオポリマーと膜材質（PVDF）との親和性を評価したところ、親和性の高さとMBRにおける膜ファウリング発生速度の序列が一致していた。精製バイオポリマーのアミノ酸組成には変化が認められず、バイオポリマーを構成するタンパク質が変化しなかったことが示唆された。精製バイオポリマーの単糖組成には明確な差異が認められ、とくに細菌の細胞壁由来の多糖類が重要である可能性が示唆された。

The technology of MBR wastewater treatment is discussed. The applicant shall set up a sewage treatment plant, conduct continuous operation of MBR, and establish a system of activated sludge in MBR. In this study, we provide some guidance on the quality transformation of MBR tank in the process of recovery, purification and selection. This year, the city's sewage treatment system has been successfully developed. The presence ratio of low molecular weight compounds in the molecular weight analysis, MBR, membrane and organic carbon determination (LC-OCD) was high, and the possibility of irreversible degradation was revealed. Crystal Oscillator Method (QCM) is used to evaluate the affinity of PVDF and MBR, and the sequence of membrane growth rate is consistent. The composition of the product is changed. The differences in the sugar composition of the purified bacteria are clearly identified and the possibility of polysaccharides originating from the cell wall of the bacteria is indicated.

项目成果

MBRにおけバイオポリマーの変化と設定フラックスの影響に着目した膜ファウリング発生機構の考察

关注MBR中生物聚合物变化和设定通量影响的膜污染产生机理思考

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

MBRにおけるバイオポリマーの変化に着目した膜ファウリング発生機構の考察

以MBR中生物聚合物变化为中心的膜污染产生机理思考

• 发表时间: 2023
• 作者: 角田 貴之;内藤 りん;羽深 昭;山村 寛;木村 克輝
• 通讯作者: 木村 克輝

都市下水処理MBRから回収したバイオポリマーの膜ファウリング発生ポテンシャル

城市污水处理MBR回收生物聚合物的膜污染潜力

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

膜の細孔径と材質がMBR膜ファウリング発生に及ぼす影響

膜孔径和材质对MBR膜污染发生的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 中村 拓海;角田 貴之;羽深 昭;小野将嗣;木村 克輝
• 通讯作者: 木村 克輝

EFFECT OF MEMBRANE PORE SIZE AND MATERIALS ON MEMBRANE FOULING IN MBRS

• DOI: 10.2208/jscejer.78.7_iii_135
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)
• 作者: Takumi Nakamura;T. Kakuda;A. Hafuka;M. Ono;K. Kimura