新規促進酸化と膜分離生物分解の融合デザインを用いた抗生物質汚染制御システムの開発

近年、水環境中における医薬品類（PPCPs）の検出が注目を集めるようになった。医薬品類は低濃度で生体の特定の生理調整機能に作用するように製造されているため、水生生物への生態的影響、人の健康への影響、薬剤耐性菌の発生、下水処理場微生物への影響などが懸念され、その分解除去が重要な課題となっている。特に抗生物質の多くは難分解性であり、通常の排水処理方法ではほとんど処理できないので、新しい技術の開発が求められている。本研究は、新規促進酸化処理技術による前処理と膜分離生物反応槽(MBR)による生物分解の二つのユニットを組み合わせることによって、難分解性である抗生物質を効率よく除去する新しい排水浄化システムを確立しようとする技術開発である。平成２６年度では具体的には次のような成果が得られた。（１）新規高効率触媒による電気フェントン酸化の効率化: まず電気フェントン酸化における電極材料の表面変化を解析してその耐用性能を把握した。また反応促進の金属触媒としてFe2+の他に，Mn2+，Cu2+およびCo2+をテストし，Co2+による促進効果が最も高いことを明らかにした。（２）嫌気性処理における抗生物質の挙動に関する解析：　余剰活性汚泥の嫌気性消化において抗生物質セファレキシン（Cefalexin）の濃度を0mg/Lから2000mg/Lまで変化させてメタン発酵の回分実験を行い、その阻害影響を把握した。（３）嫌気性反応槽の連続実験：　室内規模のUASB反応槽を用いて流入COD濃度1000mg/Lの排水で滞留時間を変化させた連続実験を行い、COD除去率とメタン生成収率に及ぼす有機物負荷と滞留時間の影響を解析した結果、COD除去率は81%以上、メタン生成収率0.33L/g-除去CODのよい成績が得られた。また、嫌気性膜分離反応槽の組み立てと連続運転も試みた。

近年、水環境中における医薬品類（PPCPs）の検出が注目を集めるようになった。医薬品類は低濃度で生体の特定の生理調整機能に作用するように製造されているため、水生生物への生態的影響、人の健康への影響、薬剤耐性菌の発生、下水処理場微生物への影響などが懸念され、その分解除去が重要な課題となっている。特に抗生物質の多くは難分解性であり、通常の排水処理方法ではほとんど処理できないので、新しい技術の開発が求められている。本研究は、新規促進酸化処理技術による前処理と膜分離生物反応槽(MBR)による生物分解の二つのユニットを組み合わせることによって、難分解性である抗生物質を効率よく除去する新しい排水浄化システムを確立しようとする技術開発である。平成２６年度では具体的には次のような成果が得られた。（１）新規高効率触媒による電気フェントン酸化の効率化: まず電気フェントン酸化における電極材料の表面変化を解析してその耐用性能を把握した。また反応促進の金属触媒としてFe2+の他に，Mn2+，Cu2+およびCo2+をテストし，Co2+による促進効果が最も高いことを明らかにした。（２）嫌気性処理における抗生物質の挙動に関する解析：　余剰活性汚泥の嫌気性消化において抗生物質セファレキシン（Cefalexin）の濃度を0mg/Lから2000mg/Lまで変化させてメタン発酵の回分実験を行い、その阻害影響を把握した。（３）嫌気性反応槽の連続実験：　室内規模のUASB反応槽を用いて流入COD濃度1000mg/Lの排水で滞留時間を変化させた連続実験を行い、COD除去率とメタン生成収率に及ぼす有機物負荷と滞留時間の影響を解析した結果、COD除去率は81%以上、メタン生成収率0.33L/g-除去CODのよい成績が得られた。また、嫌気性膜分離反応槽の組み立てと連続運転も試みた。