汚泥フロック外微粒子に着目したMBR膜ファウリング機構の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14747
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 土木環境システム
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 飛野 智宏 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90624916)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 膜分離活性汚泥法 / ファウリング / 微粒子 / 蛍光染色 / フローサイトメトリー / 多変量解析

研究成果の概要

膜分離活性汚泥法（MBR）の膜目詰まりの要因物質として、活性汚泥フロックの外に存在する生物由来の微粒子成分に着目し、蛍光染色とフローサイトメーターを用いて微粒子のサイズや構成成分といった多成分座標軸上で特徴づけて定量する方法を検討した。サイズ、核酸量、細胞膜脂質量の3軸を用いて、構成成分の異なる細菌細胞由来の粒子を異なるピークとして検出できることが示された。本手法を用いてベンチトップMBRの汚泥上清試料を解析した結果、汚泥フロック外微粒子構成にダイナミックな変化が生じていること、微粒子構成が汚泥のろ過性と強い関連を有することが明らかとなった。

自由記述の分野

環境工学、微生物工学、生物学的廃水処理

研究成果の学術的意義や社会的意義

膜分離活性汚泥法は高度な水質の処理水を得ることのできる下廃水処理技術であるが、膜目詰まりの効率的な制御が課題となっている。本研究により、汚泥フロック外の微粒子とろ過性との強い関連が明らかとなったことから、膜目詰まり機構および制御のための新規指標として活用可能と考えられる。また、これまでほとんど着目されてこなかったフロック外の微粒子および微生物群集組成に着目し、そこでダイナミックな変化が生じていること等、学術的に新規な知見を得ることができた。