目に見えない微生物が下水処理の新たな力になりつつある

水は再生不可能な資源であり、社会の持続可能な発展に不可欠な資源です。都市化の進展と工業化の進展に伴い、除去が困難な汚染物質が自然環境に流入し、環境を破壊し、最終的には人々の健康にも影響を与えています。

長年の実践を経て、従来の下水処理方法では既存の汚染物質の除去ニーズを満たすことが困難であることが判明しました。そのため、現在、新たな効果的な処理技術の研究開発が主要な課題となっています。

微生物固定化技術は、優れた汚染抑制効果、優勢細菌の増殖率の高さ、高い微生物活性、強力な抗環境干渉能力、低い経済コスト、再利用性などの利点から、国内外の多くの学者の注目を集めています。技術の発展に伴い、「汚染を食べる」微生物は下水処理分野で広く利用されています。

下水処理、微生物による「ブラックテクノロジー」に期待が高まる 下水処理、微生物による「ブラックテクノロジー」に期待が高まる

黒くて臭い水域、産業排水、家庭排水が自由に流れています...しかし、さまざまな微生物が水域に投入されている限り、停滞した水たまりはすぐに「生き」、バランスの取れた生態系を再び形成します。

そこから、分解者、生産者、消費者が協力し合い、下水中の汚染物質も「他者」の餌となり、食物連鎖が形成され、交差するネットワーク生態系が形成されます。

このシステムでは、水中の有機汚染物質は分解され精製された汚水はバクテリアや菌類によって分解されますが、その分解産物である最終生成物は、太陽エネルギーを初期エネルギーとして、食物網における代謝過程に参加し、最終的に水生作物、魚、エビ、ムール貝、ガチョウ、アヒルなどの生命産物に変化し、循環を通じて水体の総合的な生態学的バランスを維持し、汚水はきれいになります...これは美しい光景ではなく、現実の光景です。

https://www.cleanwat.com/news/microorganisms-you-cant-see-are-becoming-a-new-force-in-sewage-treatment/

水質汚染は、通常、人為的な原因によって引き起こされる水質の悪化を指し、水の利用価値を低下させます。主な汚染物質は、固形廃棄物と好気性有機物、難分解性有機物、重金属、植物栄養素、酸、アルカリ、石油物質、その他の化学物質です。

 

現在、伝統的な下水処理技術は、主に重力沈降、凝集清澄化、浮上浮上、遠心力分離、磁気分離などの物理的方法による不溶性汚染物質の分離、酸塩基中和法、化学沈殿法、酸化還元法、化学的、物理的消毒による汚染物質の化学変換技術などから構成されています。さらに、吸着法、イオン交換法、膜分離法、蒸発法、凍結法などを用いた溶解性汚染物質の物理的・化学的分離技術も、それぞれに対応する応用分野を持っています。

しかし、これらの伝統的な方法のうち、物理的方法は一般的に広い面積を占有し、資本建設費、運転費、エネルギー消費量が大きく、管理が複雑で、汚泥がバルキングしやすいという欠点があります。設備は高効率・低消費の要求を満たすことができず、使い捨ての効果も明らかではありません。化学的方法は運転費が高く、大量の化学試薬を消費し、二次汚染が発生しやすいという欠点があります。多くの場合、物理的方法と化学的方法の併用には明らかな欠点があります。

都市と農村の下水処理プロセスを、低エネルギー消費、高効率、残留汚泥の減少、最も便利な操作と管理、リンの回収と処理水の再利用の実現など、持続可能な方向に発展させるには、使用する技術が低エネルギー消費と少ない資源損失を前提としている微生物技術は、上記の要件を満たしています。

微生物固定化の主な細菌種(https://www.cleanwat.com/bacteria-agent/)も、汚染水中の基質によって異なります。宜興クリーンウォーター化工有限公司は、主に好気性細菌剤、嫌気性細菌剤、耐塩性細菌、リン酸細菌剤、硝化細菌剤、脱窒細菌剤、脱臭剤、アンモニア分解細菌、COD分解細菌、BAF@浄水剤、多機能農薬分解細菌剤、油除去細菌剤、化学汚水分解細菌剤、分解細菌、低温耐性細菌、速効性細菌、およびヘドロ分解細菌など、さまざまなターゲット菌株を開発しました。これらの細菌は、あらゆる種類の廃水生化学システム、水産養殖プロジェクトなどに広く使用されています。

産業廃水、生活排水、化石燃料燃焼による汚水において、重金属は最も顕著な「犯人」です。重金属が人体に入ると、深刻な害を及ぼします。水中の重金属イオンを除去する微生物(https://www.cleanwat.com/bacteria-agent/)固定化技術も、近年の研究のホットスポットとなっています。産業界で広く利用されているバイオフィルム法は、固体担体の表面に付着した微生物によって形成されたバイオフィルムを利用して、廃水中の溶存有機汚染物質を除去する方法です。微生物は、水質汚染の処理に加えて、重金属、固形廃棄物、大気汚染の処理においても顕著な成果を上げています。

2021年末、我が国工業情報化部が発表した「第14次5カ年」産業グリーン開発計画では、水消費量の多い産業における廃水、海水、再生水などの非在来型水の有効利用を強化し、産業廃水の深層処理と再利用、効率的な抽出・分離の推進に重点を置くことが提案されました。高効率膜分離などのプロセス設備技術も推進されています。

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微生物固定化技術は、処理効率が高く、適用範囲が広く、二次汚染がないなどの利点から、下水処理分野で広く利用されており、良好な処理成果を上げています。廃水や有機性廃水など、幅広い処理対象に対応しています。

2021年、我が国は下水処理に関する様々な政策を打ち出し、下水資源の利用促進、年間下水処理量の増加、産業下水処理への投資増加を目指しています。現在、科学技術の成果の転換と国内の生物環境管理企業の台頭により、微生物による下水処理建設、農業、輸送、エネルギー、石油化学、環境保護、都市景観、医療ケータリングなどの分野で広く使用されています。

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科学技術日報からの抜粋


投稿日時: 2022年6月23日