クープリングされたUASB-GDMシステムは,分散型下水処理のための電波回転ナノファイバー膜を搭載しています

科学分野:

• 環境工学環境工学とは
• 水処理技術について
• アナエロビック消化 (無酸素消化)
• メンブランフィルタレーション

背景:

• 中央化インフラが欠けている地域では,分散型下水処理が不可欠です.
• アップフロー無酸素スラグブランケット (UASB) 原子炉と重力駆動膜 (GDM) システムは,低エネルギー排水処理の可能性を秘めています.
• 電気スポンナノファイバー膜 (ESN) は,膜ベースの水浄化のための新材料です.

研究 の 目的:

• 分散型下水処理のための電波回転ナノファイバー膜 (ESN) を使用した結合UASB-GDMシステムの性能を評価する.
• バイオフィルムによる流体安定化と有機/栄養素除去効率の評価.
• 異なる水力保持時間 (HRT) とESNタイプがシステムの性能に与える影響を調査する.

主な方法:

• 37°Cで完全無酸素状態で結合したUASB-GDMシステムの動作.
• 2種類のESNのテスト:裸ポリメリック (B-ESN) とナノクレイ複合材料 (C-ESN).
• 3つのHRT (24,16,8時間) の評価で,有機負荷率が一定である.
• 化学酸素需要 (COD),総窒素 (TN),総リン (TP) 除去の分析.
• 流量分析とX線 difraktionと16S rRNA配列解析を用いたバイオフィルムの特徴付け.

主要な成果:

• 高い有機物除去率 (>99%COD 24時間HRTで),短いHRTでわずかに減少する.
• C-ESNは,バイオマス分割と鉱物堆積に起因する優れた栄養分除去 (最大78%TN,24時間HRTで74%TP) を示しました.
• バイオフィルムの自己調節と汚染物質の生物分解により,バックウォッシングなしで2.0-3.8 L·m−2·h−1の間で安定した膜流量を達成します.
• バイオフィルムにおけるメタノバクテリア科とメタノセータ科の優位性は,有機分解と安定した流れを促進しました.

結論:

• ESNと結合したUASB-GDMシステムは,分散型下水処理のための低エネルギー,自給自足のソリューションです.
• バイオフィルムの形成は,安定した膜の流れを維持し,栄養素の除去を促進する上で重要な役割を果たします.
• このシステムは,飲料水以外の水の再利用と資源回収技術との統合の有望性を示しています.