膜分離生物処理プロセスにおける膜透過性能に影響を与える因子に関する研究

膜分离生物处理过程中影响膜渗透性能的因素研究

基本信息

批准号：
07650638
负责人：
桃井清至
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究において、生物反応液の組成成分及び性状と膜透過性能の関係に焦点をあて、膜面付着層形成機構及び膜透過流束の変化について検討を行った。得られた結果は以下のように要約される。1.膜面付着層性状及び時間的変化膜透過流束の低下と対応して膜面付着量は時間的に増加することが確認された。膜透過流束の低下原因の一つは、代謝産物のような溶解性成分が優先的に膜面に付着し、膜面で濃縮されることが判明した。2.膜透過流束及び膜面付着層形成と生物反応液性質の関係膜分離生物処理プロセスでは、処理時間の経過とともに生物代謝成分が反応槽内に蓄積する。この蓄積成分は基質分解過程で生成される代謝産物より、菌体の自己酸化過程で生成される代謝産物が主成分であることが明らかになった。処理時間が長くなると、蓄積成分の中の高分子成分の占める割合が高くなり、蓄積成分は膜面付着成分として膜透過流束低下の各段階に大きな影響を及ぼすことが判明した。膜面付着層の形成に生物代謝成分が大きな影響を与える。膜透過流束低下に代謝成分の関与については、二つの作用によるものと明らかにした。一つは膜面或いは付着層への代謝成分の直接吸着によるものである。もう一つの作用では、膜面への代謝成分の吸着は膜表面張力を低下させ、その結果、菌体の膜面への付着が促進される。膜面付着層の形成と膜透過性能変化に関する解析膜面近傍の物質収支を考慮したろ過抵抗モデルを構築し、モデル式で求めたゲル層の厚さは実測値とほぼ同様な値を示した。また代謝成分濃度による膜透過流束の変化では、モデル式で求めた理論値と実測値は同様な変化パターンを示した。

在这项研究中，我们专注于生物反应液体的组成成分与特性与膜渗透性性能之间的关系，并检查了形成膜表面粘附层和膜渗透通量变化的机制。所获得的结果总结如下：1。膜表面粘附层的性能和时间变化，证实膜表面粘附量随时间增加，这与膜渗透通量的减少相对应。发现膜渗透通量减少的原因之一是可溶性成分（例如代谢物）优先粘附在膜表面并集中在膜表面上。 2。膜渗透通量与膜表面粘附层的形成与膜分离和生物处理过程中的生物反应特性之间的关系，随着时间的推移，生物代谢成分积聚在反应容器中。已经揭示了该积累成分的主要成分是在底物降解过程中产生的代谢产物，并且在细菌自氧化过程中产生的代谢产物产生。随着治疗时间的增加，积累成分中聚合物成分的比例增加，并且发现积累成分对膜表面粘附成分的膜渗透量降低的每个阶段都具有重大影响。生物代谢成分对膜粘附层的形成具有重大影响。代谢成分参与减少膜渗透通量的涉及是由于两种作用。一种是由于将代谢成分直接吸附到膜表面或粘附层上。在另一个效果中，代谢成分在膜表面的吸附可降低膜表面张力，从而促进细菌对膜表面的粘附。考虑到膜表面粘附层的形成和膜渗透性的变化，构建了过滤模型，考虑到膜表面附近的材料平衡，并且使用模型公式获得的凝胶层的厚度几乎与实际测量值相同。此外，在由于代谢成分浓度引起的膜渗透通量的变化中，使用模型公式获得的理论和实际测量值显示出相似的变化模式。