真核生物の能動的制御による高処理効率・余剰汚泥発生抑制型排水処理システムの創成

通过真核生物的主动控制，创建处理效率高、抑制剩余污泥产生的废水处理系统

基本信息

批准号：
15J10199
负责人：
宮岡佑馬
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

都市下水を処理するdown-flow hanging sponge（DHS）リアクターは、低いF/M比で運転可能であるため、余剰汚泥の発生量が抑制されている。この理由に加えて、真核生物（原生動物、後生動物など）による捕食作用もその要因のひとつであることが推測されている。しかしながら、DHSリアクターにおいて、捕食機能を持つ真核生物群集に関する知見は少なく、制御手法などは開発されていない。そこで本年度では、捕食機能を持つ真核生物群集をDHSリアクター内で制御するための知見を得るため、短期的な間隔で行う能動的な流量変動運転がDHSリアクターにおける処理特性および保持汚泥性状に及ぼす影響について解析を行った。具体的には、下水の溶解性画分を模擬した人工排水を供給するDHSリアクターにおける処理特性と保持汚泥性状の解析を、一定流量運転（HRT 3.8時間で一定）と流量変動運転（HRT 0.8時間とHRT 15時間の繰り返し）において行った。流量変動運転（最大ピーク比5倍）を適用したところ、処理水の水質（処理水のTSS濃度およびNH4+-N濃度）は一定流量運転時と比較して著しく悪化した。また、流量変動運転は保持汚泥性状にも影響を及ぼしていた。具体的には流量変動を与えることで、スポンジ担体から保持汚泥の剥離が促され、保持汚泥濃度の分布傾向が変化していた（DHSリアクター上部において保持汚泥濃度が減少し、下部において増加した）。さらに、保持汚泥中の真核生物群集の細胞密度は一定流量運転時と比較して2～3倍に増加していた。これはスポンジ担体から剥離した汚泥を捕食可能な真核生物群集が選択的に増殖したためと推測された。これらの結果から、DHSリアクターにおける真核生物群集の高密度化を目的とした制御手法として、短期的な間隔で能動的に流量を変動させる運転方法が有効であることを示すことができた。

处理城市污水的下流悬挂赞助商（DHS）反应堆可以以较低的f/m比率运行，从而减少产生的过量污泥的量。除此之外，还推测由真核生物（原生动物，后生动物等）捕食是其中之一。但是，关于DHS反应堆中具有掠食性功能的真核群落几乎没有知识，也没有开发控制方法。因此，在今年，为了获得以DHS反应堆内捕食功能控制真核群落的知识，我们分析了以短期间隔对DHS反应器的处理特性和保留污泥性能的主动流动波动操作的影响。具体而言，在DHS反应堆中对处理特性和保留污泥性能的分析在恒定流动运行期间（HRT 3.8小时在3.8小时）和流动波动操作（在HRT时重复0.8小时，HRT和HRT的15小时重复）进行了模拟污水的可溶性部分的人工废水。当应用流量波动操作（最大峰值比为5次）时，与恒定的流量运行相比，处理水的水质（TSS浓度和处理水的NH4+-N浓度）显着恶化。此外，流速波动操作还影响了保留的污泥的性质。具体而言，通过施加流量波动，将污泥从海绵载体上剥离，并改变了固定污泥浓度的分布趋势（在DHS反应堆的顶部降低了固定污泥浓度，并在底部增加）。此外，与恒定的流动运行相比，保留污泥中真核群落的细胞密度增加了2-3倍。假定这是由于真核群落的选择性增长，这些群落可能会捕食从海绵载体上剥离的污泥。这些结果表明，一种以短期间隔积极波动的操作方法是有效的，作为一种旨在增加DHS反应堆真核群落密度的控制方法。