クオラムセンシングに着目したMBR法におけるバイオファウリング形成機構の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05535
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 本多 了 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (40422456)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 膜ろ過 / バイオポリマー / 廃水処理

研究成果の概要

本研究では，極性―分子量2次元マトリクスによるバイオポリマー分析により，MF膜では70-200kDaのバイオポリマーが膜内部でのファウリングを引き起こしていることを明らかにし，クオラムセンシング阻害剤であるバニリンを添加することで，これらの比較的低分子のバイオポリマーが減少し，膜ファウリングの進行を顕著に抑制できることが明らかになった。また，FTMSを用いたAHL分析により，活性汚泥中には複数種のオートインデューサー（AHL）が存在し，嫌気条件の存在がAHL濃度の上昇に影響していることが示唆された。

自由記述の分野

環境工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜ろ過を用いた下水処理プロセスは，水資源保全のための水再利用や，河川上下流での間接飲用再利用における再生水の水質向上に重要であるが，膜ファウリング（いわゆる目詰まり）の洗浄に伴うエネルギー消費と運転コストの削減が国内での普及促進の課題の一つである。本研究では，膜ファウリングの原因となるバイオポリマーの特徴を明らかにするとともに，微生物阻害剤であるバニリンを添加することで，膜ファウリングの進行を顕著に抑制できること，そのメカニズムを明らかにした。このメカニズムを応用することで，膜ろ過を用いた下水処理プロセスにおけるエネルギー消費と運転コストの大幅な削減が期待できる。