限外ろ過における生物代謝産物の生成特性と膜面付着層の形成機構に関する研究

超滤过程中生物代谢产物的产生特性及膜表面粘附层形成机制研究

基本信息

批准号：
06650602
负责人：
桃井清至
金额：
$ 1.28万
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究において,生物代謝産物(SMP)の蓄積特性を調べるとともに,膜面付着層の形成機構及び膜透過流束の変化について検討を行った。得られた結果が以下のように要約される。1.SMPの蓄積及び膜分離システムに与える影響微生物分解過程で生成された高分子SMPは運転時間の経過とともに,反応槽内に蓄積することが確認された。蓄積成分は,主に400万より大きい分子量の有機物である。この高分子成分は,微生物代謝及び膜透過性能の主な影響因子として,反応槽内微生物活性度と膜透過流束を大きく影響することが分かった。2.膜面付着層性状の時間的変化膜透過流束の減少と対応になって,ろ過抵抗及び膜面付着物量は時間的に増加することが判明した。また,付着物TOC成分の粒径分布を調べたところ,分離対象液中の溶解性成分と固形性成分は,各ろ過段階において互いに優先的に膜面に付着することが分かった。膜面付着層形成機構の解明膜面にSMPと生物菌体の付着及び付着層表面自由エネルギーに関する解析により,膜面付着層の形成が次のような三段階と推定される。(1)SMPのような溶解性成分の初期付着により膜表面自由エネルギーが低下し,菌体は付着しやすい膜面が形成される。(2)SMPの存在で界面自由エネルギーが低いレベルに保たれ,菌体が迅速に膜面に付着しろ過抵抗は時間とともに増加する。(3)膜面の付着菌体が増殖し,ECPなど細胞外物質を分泌した結果,ゲル層抵抗は大きくなる。4.膜透過流束の変化に関する数学的解析及び膜分離バイオリアクターの設計・操作条件の体系化濃度分極モデルとろ過抵抗モデルに基づき,膜透過流束の時間的変化及び操作条件による変化をモデル化した。各影響因子及びパラメーターを整理し,生物反応系と膜分離工程の最適化を行い膜分離バイオリアクターの設計・操作の体系を構築した。

在这项研究中，检查了生物代谢产物（SMP）的积累特征，并检查了膜表面粘附形成层的形成层的变化和膜渗透的透明度。所获得的结果总结如下。 1。证实，随着驾驶时间的流逝，在反应池中积累了在SMP积累中产生的聚合物SMP以及膜分离系统在微生物分解过程中的影响。累积成分主要是有机物，分子量大于400万。发现该聚合物成分对反应罐中的微生物活性和膜传播具有显着影响，这是微生物代谢和膜渗透性的主要影响因素。 2。已经发现，粘附的膜表面粘附层对应于时间传递的透明透明度波动的减小，并且膜的抗性和和服安装的量会随着时间的推移增加。此外，检查了强制性TOC分量的粒径分布，发现分离的靶液体中溶解的成分和固体成分彼此彼此相互粘附。 SMP和生物细菌在膜表面粘附层形成机理的阐述表面上的粘附分析，以及粘合层层面表面的形成是以下三个阶段。（1）溶解成分（例如SMP）的初始粘附会降低自由能的自由度，并形成易于粘附的膜表面。（2）SMP的存在保持在低水平的界面能量，细菌迅速粘附在膜表面，并且过滤耐药性随时间增加。（3）由于膜表面上的粘合细菌，并分泌细胞外物质，例如ECP，凝胶层的耐药性会增加。 4。基于系统化模型和耐膜模型的膜分离生物影响器的设计和操作条件的变化的数学分析以及膜分离生物影响器的设计和操作条件的系统化，膜传输的时间变化以及由于操作条件而变化的变化已转换。组织了每个影响因子和参数，并优化了生物反应系统和膜分离过程，并构建了一个用于设计和操作的系统。