膜分離バイオリアクター高機能化のための微生物群集構造の制御方法

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450213
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山本 和夫 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (60143393)
• Keywords: 膜分離バイオリアクター / MBR / 微生物群集解析 / フォーミング / 膜面付着微生物 / 高度処理 / 下水処理 / PCR-DGGE

Research Abstract

本年度は、昨年度に引き続き、1)膜分離バイオリアクターにおける微生物群集の生態学的構造とその制御方法を明らかにし、微生物生態系を利用した汚泥管理(汚泥発生量及びフォーミング等の制御)方法を確立すること。2)膜面で生息する微生物群集の構造とその増殖要因、制御方法を明らかにし、微生物生態系を利用したファウリング制御法を提示することを最終目的として、研究を遂行した。
まず、フォーミング微生物の同定については、実下水を用いたパイロットプラントからの採取汚泥を解析した。16SrRNAのv3及びv9領域のDGGEバンド解析から、主要バンドにおいて、100% similarityでMycobacterium nonchromogenicumが同定された。Mycobacterium nonchromogenicumは増殖速度が遅いため、低負荷運転で長い汚泥滞留時間を特徴とする膜分離バイオリアクターにおいて優先する蓋然性が高い。このことから膜分離バイオリアクターにおいては、日本の下水処理場(標準活性汚泥法)で典型的に報告されているNorcadiaではなくMycobacteriumがフォーミングの原因微生物となっている可能性が指摘される。また、未同定のフォーミング微生物も検出されており、今後、そのような微生物も同定できれば、その制御方法が明らかななると期待される。
中空糸膜ミニモジュールを用いた膜面棲息微生物群についても、PCR-DGGEバンドパターンの解析から、浮遊微生物群と明らかに異なるバンドが検出された。それは、環形動物棲息用ポリウレタン製浮遊付着担体を用いたメンブレンバイオリアクターでも同様で、明らかに膜面付着微生物群集の生態学的構造は、バイオリアクターの浮遊微生物群と異なるという興味深い結果を得ている。さらに同定をしていけば、ファウリング制御に有用な知見が得られると期待される。

Research Products

• [Publications] Luxmy B.S., Yamamoto, K.: "Identification end characterization of form-causing microorganisms in wastewater treatment processes by molecular biological approach"Res. Adv. In Water Research. 3. 7-13 (2002)