膜分離活性汚泥法における膜ファウリングに関与する微生物群集構造の解析

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本年度は、浸漬型膜分離活性汚泥法において活性汚泥懸濁液に存在する微生物群集が膜の目詰まりに与える影響の把握を目的とし、実排水処理過程における返送汚泥を採取し(MLSS濃度6000mg/L程度)、それを希釈、濃縮してMLSS濃度3000、6000、9000mg/Lの3種類の懸濁液に調整し、それらを用いてろ過実験を行い、膜の目詰まりを確認した。ろ過実験で得られた膜面堆積物を16S rRNA遺伝子に基づく系統解析およびFISH法により解析して細菌相の比較を行うとともに、DAPIカウントによるcell数の測定などとも合わせて微生物群集が膜の目詰まりに与える影響について調査した。16S rRNA遺伝子を用いた系統解析およびFISH法によって懸濁液および膜面堆積層に存在する微生物群集の細菌相の比較を行ったが、MLSS濃度3000、9000mg/Lともに明確な差異は認められなかった。これにより、微生物種による膜面への堆積しやすさの違いや、特定の微生物種が膜面堆積層内で増殖することはあまり起こっていないと考えられる。また、膜面堆積層を薄く切断してその断面をFISH法で観察したところ、微生物の存在する範囲が明らかにその代謝産物が存在する範囲よりも小さくなっていた。さらに、MLSSあたりのcell数を評価したところMLSS濃度3000、9000mg/Lともに、膜面堆積層では活性汚泥懸濁液の1/3程度であった。以上のことから、膜面堆積層には微生物群集そのものよりも微生物の代謝産物や活性を失った微生物が多く堆積していることが示され、これらが膜の目詰まりになんらかの影響を与えていることが示唆された。また、反応槽内の細菌数の変化とろ過実験の結果より、活性を失って分解された微生物が活性汚泥懸濁液中に溶出したことや、微生物による排水の浄化が進むことでDOC濃度が上昇することが示唆された。