進化型MBRによる下水からの有機物回収：下水道の創エネルギーインフラへの転換

使用先进的 MBR 从污水中回收有机物：将污水转化为能源创造基础设施

基本信息

批准号：
21H04569
负责人：
木村克輝
金额：
$ 25.63万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度の研究ではまず、スポンジ担体を用いた極短HRTの生物膜処理を前段に導入し、流入下水中の溶存有機物を選択的に除去することで進化型MBRにおける膜ファウリングの抑制と処理水中の有機物濃度の低減を試みた。前処理を導入することで処理水中の有機物濃度は減少し、ろ過サイクル内のTMP上昇を抑制することが可能となった。一方で流入下水中の有機物分解が過度に進行したため、有機物回収率は前処理の導入に伴って減少する結果となった。引き続き、2種類の担体（ポリエチレングリコール（PEG）製粒状担体、ポリウレタン（PU）製スポンジ担体）を用意し、それぞれの担体を投入した次世代型MBRの膜ファウリング特性について検討した。PU製スポンジ担体は非常に高い膜洗浄効果を発揮した。スポンジ担体を次世代型MBRに投入することで可逆ファウリングの発生は大幅に抑制され、10日間にわたって安定した運転が可能となった。次世代型MBRにおいて物理洗浄を高効率化する担体の選定において、最適化の余地が大きく残されていることが明示された。担体種類の変更に伴ってMBR汚泥懸濁液中微生物代謝産物の構成が変化し、膜ファウリング発生に影響を与えたことが示唆された。スポンジ担体を投入した次世代型MBRでは物理洗浄の効率化によって生じたケーキ層の消失に伴い、粒状担体を投入した場合と比べて不可逆ファウリングの進行が加速した。不可逆ファウリングの発生には下水中に含まれるコロイド鉄粒子が大きく関与することが示唆された。

在今年的研究中，我们首先在上一阶段使用海绵载体引入了超短-Short HRT的生物膜处理，并试图抑制进化MBR中的膜污染，并通过在易流量的供应中选择性地去除溶解的有机物来降低处理水中有机物的浓度。通过引入预处理，有机物在处理水中的浓度降低了，从而可以抑制过滤周期中TMP的上升。另一方面，流入污水中的有机物分解过度进展，导致有机物回收率降低，随着预处理的引入。随后，制备了两种类型的载体（由聚乙烯甘氨酸（PEG）制成的颗粒载体和由聚氨酯（PU）制成的海绵载体，并检查了下一代MBR的膜结垢特性，其中添加了每个载体，其中添加了每个载体。 PU海绵载体表现出很高的膜清洁效果。通过将海绵载体引入下一代MBR，可逆污染的发生大大减少，从而允许稳定运行10天。已经清楚地表明，在选择提高下一代MBR的物理清洁效率的载体中，有大量优化的空间可以优化。有人提出，随着载体类型的变化，MBR污泥悬浮液中微生物代谢产物的组成发生了变化，这影响了膜结垢的发生。在添加海绵载体的下一代MBR中，由于蛋糕层由于物质洗涤的效率而丢失了，不可逆转的结垢进度加速了。已经提出，污水中包含的胶体铁颗粒与不可逆的结垢发生了很大的涉及。