1993 Fiscal Year Annual Research Report
嫌気性固着型反応器における生物膜・グラニュール形成機構と微生物生態学的構造の解明
| Project/Area Number |
05650521
|
|---|
| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
原田 秀樹 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (70134971)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 晶良 国立呉工業高等専門学校, 土木工学科, 講師 (70169035)
小松 俊哉 長岡技術科学大学, 工学部, 助手 (10234874)
桃井 清至 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60003852)
|
|---|
| Keywords | 生物膜 / グラニュール汚泥 / 細胞外バイオポリマー / 付着増殖 / 細胞凝集 / UASB反応器 / 嫌気性反応器 / 固着型反応器 |
|---|
| Research Abstract |
上昇流嫌気性スラッジブランケット(UASB)反応器で形成されたグラニュール汚泥から細胞外ポリマーを抽出分離し,その化学的構造と凝集能力を明らかにすることによって,嫌気性細菌群の付着・集塊化(AdhesionとAggregation)に及ぼす細胞外ポリマーの役割を検討した.
具体的検討項目は以下の通りである.
I細胞外ポリマーの抽出方法と最適抽出条件の探索
IIカオリン懸濁液及びグラニュールからの遊離菌体等を凝集基質として,抽出ポリマー添加による凝集能試験
III走査電顕,透過電顕による細胞外ポリマーの存在形態の観察
IV抽出細胞外ポリマーの分子分画,精製を行い,各画分の凝集能試験を行い,細胞外ポリマーの凝集誘因物質の単離同定
その結果以下のような知見が得られた.
I EDTA抽出及びアルカリ抽出によって回収したポリマーは良好な凝集能を示した.これらのポリマーは添加濃度が高くなりすぎると凝集能は弱くなり,凝集能発現には最適濃度が存在した.凝集能発現には,Ca^<2+>,Al^<3+>,Ba^<2+>,Mg^<2+>などの多価カチオンの共存(2mM以上)が必要であった.
II TEM観察の結果,細胞付着に関与する細胞外ポリマーは,20〜40nmの緻密なglycocalyx様のものと,より粗な繊維状構造の二形態が存在した.細胞外ポリマーは酸性糖を含み,またその主要中性糖はグルコース,ラムノース,ガラクトースであった.
III 生物膜,グラニュールの形成過程は次の4つのステージの継起によって完成することが判明した.
第1ステ-ジ:adhesion-phase(〈7days),第2ステージ:clump-phase(8〜28days),第3ステージ:conglomerate-phase(30〜80days),第4ステージ:aggregate-phase(80days〉).
|
-
[Publications] A.Ohashi: "Adhesion Strength of Biofilm Developed in an Attached-Growth Reactor." Second International Conf.on Biofilm Reactors(IAWQ)(Water Science & Technology). 363-370 (1993)
-
[Publications] A.Ohashi: "Characterization of Detachment Mode of Biofilm Developed in an Attached-growth Reactor." IAWQ biennial Conf.(Budapest) Water Science & Technology. (1994)
-
[Publications] 大橋晶良: "屈曲構造モデルから評価した水処理生物膜内の拡散係数" 環境工学研究論文集. 30. 197-208 (1993)
-
[Publications] 曾怡禎: "Adhesion and Aggregation of a Methanogenic Sludge Consortium" 第28回日本水環境学会年会講演集. 28. 686-689 (1994)
-
[Publications] 福本司: "平板上に形成された脱窒処理生物膜のせん断強度" 土木学会第48回年次学術講演会講演概要集. 48(II). 1362-1363 (1993)
