メタンを唯一の炭素源とするMBfRにおける同時デニトリフィケーションとリン除去

科学分野:

• 環境微生物学
• 汚水処理工学
• 生地化学

背景:

• 膜バイオフィルム反応炉 (MBfR) の脱窒化 (AME-D) と結合したエアロビックメタンの酸化は,メタンの排出量を削減し,排水処理における窒素除去を改善することを認めています.
• しかし,AME-Dが (P) を除去し,これらの過程を駆動する微生物の集合体への影響は,まだ十分に研究されていない.

研究 の 目的:

• 異なる季節の温度下でメタンの同時酸化,非窒素化,およびリン除去のためのMBfRにおけるAME-Dの有効性を調査する.
• 微生物の組み立てメカニズムと,栄養素の除去と微生物の安定性を高めるためのMBfR技術の役割を解明する.

主な方法:

• エロビックメタン酸化と脱窒化 (AME-D) プロセスを利用した膜バイオフィルム炉 (MBfR) の設置.
• 異なる季節の温度 (例えば30°C) で窒素とリン除去効率のモニタリング
• マイクロバイオーム分析は,シーケンシング技術と中立コミュニティモデル (NCM) 分析を使用して,コミュニティアセンブリとネットワーク接続性を評価します.

主要な成果:

• MBfR システムは 30°C で 72% の窒素除去効率を達成しました.
• 低温でリン除去効率が向上し,86~99%に達した.
• 特定の微生物群 (メチロバクター,ケニモナス,ゲムマティモナス) の濃縮により,栄養素の統合的除去が容易になり,決定的プロセスにより微生物群の構成が制御され,MBfRにより微生物の多様性と安定性が向上した.

結論:

• 廃棄水処理におけるメタンの酸化,窒素,リンを同時に除去するための堅牢なプラットフォームを提供する.
• MBfR技術は微生物コミュニティの安定性と多様性を促進し,特に変動する環境条件下で,全体的な処理効率を高めます.
• この統合的アプローチは,温室効果ガスの削減の可能性のある,エネルギー効率の高い排水処理のための有望な戦略です.