細菌及び藻類より回収したバイオポリマーの特性及び膜閉塞抑制手法の解明

阐明从细菌和藻类中回收的生物聚合物的特性以及抑制膜闭塞的方法

• 批准号: 22K04389
• 负责人: 三好 太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Public Health
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04389/
• 关键词: 膜ファウリング; バイオポリマー; 膜ろ過; 藻類; 細菌; 凝集; 表流水

今年度の検討では、藍藻2株(Microcystis aeruginosa、Pseudanabaena sp.)、緑藻1株(Tetradesmus acuminatus)及び細菌3株(Piscinibacter aquaticus、Buttiauxella agrestis、Rugamonas rubra)より回収したバイオポリマーを用いた連続膜ろ過実験を実施した。その結果、藻類3株はいずれも一定以上の膜ファウリング発生能を有しており、その中でも特にM. aeruginosaより回収したバイオポリマーが膜ファウリングを強く引き起こすことが明らかとなった。一方で、細菌3株より回収したバイオポリマーを用いた膜ろ過実験においては、いずれの実験においても膜ファウリングの発生は軽微であった。バイオポリマーの起源となる生物が異なることで、生成されたバイオポリマーの膜ファウリング発生ポテンシャルが異なることが明となった。Pseudanabaena sp.とT. acuminatusより回収したバイオポリマーを用いて凝集膜ろ過実験を実施したところ、いずれの実験においても適切な条件で前凝集処理を実施することで膜ファウリングを低減することが可能であることが明らかとなった。一方で、凝集剤注入率を増加させる強化凝集処理を実施した場合、前凝集を実施していない場合よりも膜ファウリングが悪化した。このような膜ファウリングの悪化が認められた前凝集条件においては、凝集の結果生じたフロックのゼータ電位が正の値となっていた。フロックが正に強く帯電するような前凝集条件の選定は望ましくないものと考えられた。

在今年的研究中，使用从两种氰基菌菌株（微囊孢子虫，假孢子虫）中回收的生物聚合物进行了连续的膜过滤实验，一种氰基藻类藻类（Tetradesmusmus acuminatus）和三个细菌菌株（piscistial菌株）鲁布拉）。结果，所有三种藻类菌株均具有一定水平的膜结垢能力，并且发现生物聚合物从铜绿花道大学中恢复了，尤其强烈会引起膜污染。另一方面，在膜过滤实验中，使用从三种细菌菌株中回收的生物聚合物进行实验，在所有实验中，膜结垢的发生均未发生。据揭示，源自生物聚合物的不同生物在产生的生物聚合物的膜结垢潜力上有所不同。当聚集膜过滤实验使用从Pseudanabaena sp。进行的生物聚合物进行。和Acuminatus的T. a a a a a揭示了在两个实验中，可以在适当条件下进行预倾斜治疗以减少膜结垢。另一方面，当实行增加絮凝剂注射率的加强聚合处理时，膜结垢的恶化比未进行预凝集时。在观察到膜结垢恶化的聚集前条件下，由于聚集而产生的絮凝物的Zeta电位为阳性。选择聚集的条件以使泡沫的积极充电被认为是不希望的。