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改良型二段式UASBバイオリアクターシステムを用いた高純度テレフタル酸廃水処理技術の開発
Purified Terephthalic Acid Wastewater Treatment Using Modified Two-Stage UASB Bioreactor Systems.
PMID: 32040764 DOI: 10.1007/s00284-020-01913-8.
抄録
順次接続された2段アップフロー嫌気性汚泥ブランケット(UASB)バイオリアクターの微生物群集動態とPTA廃水分解性能を225日間にわたって調査した。酸性反応器(R1)とメタン生成反応器(R2)では作業量に6倍の差がある。このように、反応器は、PTA廃水の含有量に有利な異なる水位保持時間(HRT)条件で運転されていた。変性勾配ゲル電気泳動法(DGGE)とリアルタイム定量PCR法(Q-PCR)を用いて、顆粒のアーキシャルプロファイルと細菌プロファイルを分析した。高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)の結果、第1段階では4-カルボキシベンズアルデヒド(4-CBA)と酢酸(AA)が完全に分解されたが、第2段階ではテレフタル酸(TA)とp-トルエン酸(p-TA)がそれぞれ90%と47%の分解率を示した。UASB反応器のメタン含有率は、ガスクロマトグラフィー(GC)分析により76%と判定された。微生物群集分析の結果、水素吸熱性メタン生成菌群Methanobacteriales及びMethanomicrobialesのメンバーがプロセス全体を通してメタン生成に支配的な役割を果たしていることが示された。
Microbial community dynamics and PTA wastewater degradation performance of sequentially connected two-stage upflow anaerobic sludge blanket (UASB) bioreactors have been studied for 225 days. The working volume of acidogenic (R1) and methanogenic reactors (R2) have sixfold differences. Thus, the reactors operated under different hydraulic retention time (HRT) conditions, which are preferential for PTA wastewater content. Archeal and bacterial profiles of granules were analyzed with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and real-time quantitative PCR (Q-PCR) techniques. According to high-pressure liquid chromatography (HPLC) results, 4-Carboxybenzaldehyde (4-CBA) and acetic acid (AA) completely degraded in the first stage, whereas terephthalate (TA) and p-toluic acid (p-TA) degradation ratios were 90% and 47% in the second stage, respectively. The methane content of the UASB reactor was determined as 76% by gas chromatography (GC) analysis. Microbial community analysis indicated that the members of hydrogenotrophic methanogen groups Methanobacteriales and Methanomicrobiales were dominantly responsible for methane production throughout the process.