真核生物の能動的制御による高処理効率・余剰汚泥発生抑制型排水処理システムの創成

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都市下水を処理するdown-flow hanging sponge（DHS）リアクターは、低いF/M比で運転可能であるため、余剰汚泥の発生量が抑制されている。この理由に加えて、真核生物（原生動物、後生動物など）による捕食作用もその要因のひとつであることが推測されている。しかしながら、DHSリアクターにおいて、捕食機能を持つ真核生物群集に関する知見は少なく、制御手法などは開発されていない。そこで本年度では、捕食機能を持つ真核生物群集をDHSリアクター内で制御するための知見を得るため、短期的な間隔で行う能動的な流量変動運転がDHSリアクターにおける処理特性および保持汚泥性状に及ぼす影響について解析を行った。具体的には、下水の溶解性画分を模擬した人工排水を供給するDHSリアクターにおける処理特性と保持汚泥性状の解析を、一定流量運転（HRT 3.8時間で一定）と流量変動運転（HRT 0.8時間とHRT 15時間の繰り返し）において行った。流量変動運転（最大ピーク比5倍）を適用したところ、処理水の水質（処理水のTSS濃度およびNH4+-N濃度）は一定流量運転時と比較して著しく悪化した。また、流量変動運転は保持汚泥性状にも影響を及ぼしていた。具体的には流量変動を与えることで、スポンジ担体から保持汚泥の剥離が促され、保持汚泥濃度の分布傾向が変化していた（DHSリアクター上部において保持汚泥濃度が減少し、下部において増加した）。さらに、保持汚泥中の真核生物群集の細胞密度は一定流量運転時と比較して2～3倍に増加していた。これはスポンジ担体から剥離した汚泥を捕食可能な真核生物群集が選択的に増殖したためと推測された。これらの結果から、DHSリアクターにおける真核生物群集の高密度化を目的とした制御手法として、短期的な間隔で能動的に流量を変動させる運転方法が有効であることを示すことができた。