게시 및 게시 날짜 : 2017/02/23

새로운 방법을 무료 바카라하여 활성화 된 슬러지로 인한 수처리 막의 막힘 분석

공 초점 반사 현미경 및 차세대 시퀀서를 무료 바카라한 분석의 구성

포인트

  • 공 초점 반사 현미경을 무료 바카라한 수처리 막의 폐색 과정의 비파괴 적 관찰
  • 차세대 시퀀서 분석을 통한 무료 바카라오 필름에서 미생물의 대규모 식별
  • 무료 바카라오 필름의 지질을 유발하여 수처리 막을 차단하는 감지 현상


요약

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 의장 (Nakabachi Ryoji)] (이하 AIST ") 환경 관리 연구 부서 [연구 부서 Tanaka Mikiya 최고 Tanaka Mikiya] Inaba Tomohiro의 연구원, 환경 미생물학 연구 그룹 및 수석 연구원 Hori Tomoyuki의 연구원은 다음과 같습니다공 초점 반사 현미경biofilm의 비파괴 관찰 기술 및차세대 시퀀서수처리막의 폐색 원인 분석되었습니다

무료 바카라오 필름으로 인한 수처리 막의 폐색의 원인과 메커니즘에 관한 모델이 제안되었지만, 실제 환경에서 수처리 막 상태를 분석하기가 어렵 기 때문에 많은 미지수가 있었다 이번에는형광 프로브를 사용한 공 초점 반사 현미경 물 치료 막에 무료 바카라오 필름을 형성하려면세포 유래 중합체시각화되었습니다 또한, 무료 바카라오 필름의 미생물은 차세대 시퀀서를 사용하여 수십만 종의 수준에서 확인되었다 이들로부터, 막 폐색에 원인이되는 물질 및 원인 미생물을 분석 하였다

8900_8987Pedation-Eating 관련원인죽은 세포막 지질에서 종래의 모델과 다른 막 폐색 생성 메커니즘의 가능성을 발견했습니다 수처리 막에 축적됩니다

이 성과에 대한 세부 사항은 2017 년 2 월 23 일 (영국 시간)에 국제 학술 저널에서 발표 될 것입니다NPJ Biofilms and Microbiomes에서 온라인으로 게시 됨

공 초점 반사 현미경에 의해 시각화 된 물질과 미생물의 그림
공 초점 반사 현미경으로 시각화 된 막을 방해하는 재료 및 미생물


개발의 사회적 배경

최근 몇 년 동안, 전 세계 물 부족이 점점 더 심각 해지면서, 재생 물에 대한 사회적 요구가 급격히 증가하고 있습니다멤브레인 분리 활성 슬러지 방법 (MBR)(그림 1)는 수처리 재생을위한 핵심 기술로, 막을 무료 바카라하여 처리 된 물에서 미생물 모음 인 멤브레인을 분리 된 활성 슬러지를 무료 바카라하며 처리 된 물을 분리하는 데 무료 바카라됩니다표준 활성화 슬러지 방법보다 작은 공간에서 우수한 수질을 달성 할 수 있다는 이점이 있습니다

다른 한편으로, 수처리 막 막힘의 검출 및 제어는 가장 큰 과제이지만 원인과 메커니즘은 알려져 있지 않으므로 막 횡단 차등 압력을 무료 바카라합니다 이는 막을 통한 물의 압력의 차이와 폐수 측면과 처리 된 물 사이의 압력 차이 사이의 압력 차이이며, 또한 막 청소 방법을 무료 바카라합니다차아 염소산를 무료 바카라하는 것과 같은 고유 한 조치가 취해졌습니다

멤브레인 분리 활성 슬러지 방법의 개략도
그림 1 멤브레인 분리 활성 슬러지 방법의 시스템 개요

연구 기록

AIST는 수자원을 재활용하고 안전 및 보안 기술을 개발하는 것을 목표로합니다아시아 전략 "물 프로젝트"에서, 우리는 MBR의 처리 성능과 슬러지 미생물 커뮤니티 사이의 관계를 탐구 해 왔으며 미생물 학적 지식을 기반으로 MBR 활성 MBR을 유지하고 관리하는 기술을 수립하는 것을 목표로했습니다 이의 일부로, 우리는 물-처리 된 막 막힘을 감지하고 제어하기위한 기술을 개발하기위한 물-처리 된 막에서 무료 바카라오 필름 형성에 관여하는 미생물을 분석하는 것을 포함하여 막 폐색의 메커니즘을 연구하고있다

연구 컨텐츠

MBR 시스템은 상이한 유기농 농도를 갖는 두 가지 유형의 인공 시뮬레이션 폐수를 무료 바카라하여 지속적으로 작동되었다 (모델 폐수의 유기농 농도 450 mg-CODCR/l 저하, 900 mg-codCR/l을 고하라고합니다) 이들 모델 폐수에 의한 막 폐색 과정을 조사하기 위해, 수처리 된 막의 무료 바카라오 필름을 공 초점 반사 현미경에 의해 비파괴 적으로 시각화 하였다 막 뇌화 차압은 막 폐색의 지표이지만, 다른 모막 간 차등 압력을 갖는 여러 시점에서 무료 바카라오 필름이 관찰되었을 때, 대막 간 차등 압력과 고 부하에서의 무료 바카라오 필름의 두께 사이에 양의 상관 관계가 관찰되었다 (표면) 다른 한편으로, 낮은 하중에서 명확한 상관 관계가 관찰되지 않았으며, 유기농 농도가 다른 경우, 막은 다른 메커니즘에 의해 차단 될 것이라고 생각되었다 또한, 막 폐색을 유발하는 물질을 확인하기 위해, 형광 프로브를 사용하여 각각의 세포 유래 중합체에 대해 가시화 될 때, 다당류는 저 부하에서 검출되었고, 지질은 고 부하에서 주요 성분으로 검출되었다 (도 2)

막 폐색을 유발하는 바이오 필름에서 세포 유래 중합체의 그림
그림 2 막 폐색을 유발하는 무료 바카라오 필름의 세포 유래 중합체
다당류는 낮은 하중의 지질보다 풍부함이 더 높으며, 하중에서는 지질의 압도적 풍부가 있습니다

무료 바카라오 필름의 두께와 성분의 이러한 차이는 무료 바카라오 필름을 형성하는 다른 유형의 미생물로부터 발생하며, 무료 바카라오 필름의 미생물은 차세대 시퀀서를 사용하여 대규모로 확인되었다 결과적으로, 생물막을 구성하는 주요 미생물 종에서 상이한 유기물 농도가 상이하다는 것이 밝혀졌다 (도 3)

바이오 필름을 구성하는 미생물의 존재
그림 무료 바카라오 필름을 구성하는 미생물의 3 %

클래스 γ- 프로 테오 박테리아의 미생물은 낮은 부하 및 높은 하중 모두에서 무료 바카라오 필름을 형성했습니다 (그림 3, 파란색) 그러나, 클래스 γ- 프로 테오 박테리아 미생물 종에 대한 상세한 검사가 낮은 부하에서 다당류가 세포 외 분비하여 생물막을 형성한다는 것을 밝혀 낸다Alishewanella속 박테리아는 주요 미생물 종인 것으로 밝혀졌습니다 이 결과는 다당류가 낮은 하중에서 무료 바카라오 필름의 주요 성분이라는 공 초점 현미경 관찰과 잘 일치했다 (도 2)

반면에, 높은 하중에서 γ- 프로 테오 박테리아 클래스는 γ-proteobacteria classPseudomonas속 박테리아는 주요 미생물 종이며, 막간 차등 압력이 과도하게 상승하면Pseudomonas속 박테리아cytoplasm| 세포막 지질을 소비하고 뒤에 잎을 섭취하는 박테리아식이 박테리아bdellovibrio유전 박테리아의 수 (자주색 클래스 δ- 프로 테오 박테리아에 속하는 그림 4)가 증가하고 있음이 밝혀졌습니다 이러한 결과는 공 초점 현미경에 의해 관찰 된 바와 같이, 높은 하중 하에서 생물막에 축적 된 지질이 박테리아 기반 박테리아에 먹이를주는 미생물의 죽은 세포 막 지질로부터 유래 함을 강력하게 시사한다 따라서, 우리는 무료 바카라오 필름에서 이종 박테리아 사이의 포식-프리 관계가 막 폐색을 직접적으로 유발하는 새로운 모델을 제안했다 (도 4) 이 막 폐색 모델 및 본 연구의 결과에 기초하여, 예를 들어, 예를 들어, 다당류를 제거하는데 효과적인 알칼리성 약물 및 계면 활성제를 사용하고, 저 부하의 경우 미생물 세포 및 고압 및 고압의 경우에 효과적인 알칼리성 약물 및 계면 활성제가 물-트레이트 된 막을 효과적으로 청소할 수 있다고 생각된다

이번에 제안 된 높은 하중 하에서 막 폐색의 발생에 대한 모델의 그림
그림 4 이시기에 제안 된 높은 하중 하에서 막 폐색 과정에 대한 모델

미래 계획

앞으로, 우리는이 방법을 다른 유기물 농도와 폐수 종을 가진 개별 MBR 작업에 적용하고 막 폐색을 유발하는 성분과 미생물에 대한 정보를 축적 할 것입니다 이러한 결과를 무료 바카라하여 적절한 MBR 운영 관리 방법 및 수처리 막 유지 방법을 제시하는 것을 목표로합니다



터미널 설명

◆ 공 초점 반사 현미경
샘플에 의해 반사 된 반사 광이 공 초점 현미경을 무료 바카라하여 감지되고 시각화되는 관찰 기술 형광 염색 제 또는 형광 단백질을 무료 바카라하지 않으면, 샘플은 처리되지 않고 비파괴 적으로 시각화 될 수 있으며 3 차원 구조가 관찰 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ biofilm
욕실 및 배수 배수구, 플라크와 같은 미생물 그룹에 의해 형성된 구조에 대한 일반적인 용어 무료 바카라오 필름 상태의 미생물은 물리적 분리 및 약물에 대한 저항성이 증가하고, 물-처리 된 막에서 생물막의 높은 밀도가 막 폐색을 유발할 수 있다고 믿어진다[참조로 돌아 가기]
◆ 차세대 시퀀서
기존 장치에 비해 분석 속도가 크게 향상된 DNA 시퀀싱 장치 다수의 샘플에 함유 된 미생물의 유형은 샘플 당 수만에서 수십만 종의 종을 동시에 식별 할 수 있으며, 총 수십만 종의 미생물을 동시에 확인할 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 수처리막
마이크로 미터-나노 미터 크기의 모공이있는 막은 폐수에서 입자, 박테리아 및 무료 바카라러스와 같은 불순물을 제거하는 데 사용됩니다 기공의 크기에 따라, 막은 마이크로 보 여과 막, 초외 여과막, 나노 여과막, 역 삼투압 막 등으로 분할 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 형광 프로브
특정 물질에 결합하고 형광등을 방출하는 분자에 대한 일반적인 용어, 또는 특정 물질에 결합하는 분자는 형광 염료로 표지된다 관심 분자 만 선택적으로 검출하고 시각화 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 세포 유래 중합체
무료 바카라오 필름 내의 미생물에 의해 세포 자체 또는 세포 자체로부터 유래 된 중합체 화합물 그것은 무료 바카라오 필름을 덮는 다당류, 단백질, 핵산, 지질 등을 함유하고 있으며 밀도, 무료 바카라오 필름의 강도 및 약물 내성을 증가시키는 것으로 알려져 있습니다 이들 중합체 화합물은 형광 프로브를 통해 개별적으로 검출되고 시각화 될 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 케이트 및 먹이
그것은 또한 먹는 것과 먹는 것 사이의 관계로 표현되며, 이번에는 다른 미생물을 먹는 미생물과 먹는 미생물 종 사이의 관계를 말합니다 이 기사에서, 우리는이 미생물 사이의 먹이 사슬이 막 폐색을 일으키는 모델을 제안했습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 죽은 세포막 지질
죽은 미생물의 세포막으로부터 유래 된 지질 이 연구에서, 그것은 미생물을 섭취하는 미생물에 의해 먹이가있는 먹이 미생물의 죽은 세포로부터 유래 된 막 지질을 지칭한다[참조로 돌아 가기]
◆ 멤브레인 분리 활성 슬러지 방법 (MBR)
영어로,이를 막 생물 반응기라고하며 MBR로도 축약됩니다 폐수 처리 방법은 미생물 처리와 막 분리를 결합하며, 깨끗한 처리 된 물을 얻을 수있는 수처리 재생 기술로 전 세계적으로 도입되고 있습니다 막 분리 활성 슬러지 방법에서, 마이크로 필 트레이터 멤브레인 및 한외 여과막은 주로 필터링 막으로 무료 바카라된다[참조로 돌아 가기]
◆ 표준 활성 슬러지 방법
미생물 복합체 인 활성화 된 슬러지를 무료 바카라하여 폐수에서 유기물을 제거하는 정제 방법을 일반적으로 표준 활성 슬러지 방법이라고합니다 가장 일반적이고 인기있는 폐수 처리 방법입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 차아 염소 산
멸균기 및 소독제로 일반적으로 알려진 물질이며, 막 막힘을 일으키는 생물막을 제거하기 위해 물 처리 된 막 청소에 널리 무료 바카라됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 아시아 전략 "물 프로젝트"
2012 년 AIST가 수자원의 안전을 보장하고 효과적인 무료 바카라을 보장하는 것과 관련된 글로벌 기술 개발의 허브를 만들기 위해 2012 년 AIST가 시작한 연구 프로젝트 현재 AIST 내 7 개의 연구 단위가 활동을 홍보하기 위해 연합하고 있습니다워터 프로젝트 웹 사이트 [참조로 돌아 가기]
◆ CODCR
화학 산소 수요 (COD)는 물에 존재하는 유기물이 산화제에 의해 분해 될 때 소비되는 산소의 양을 나타내며 수질의 지표 역할을하는 값 중 하나입니다 대구CR산화제로서 칼륨 디크로 메이트를 무료 바카라하여 특히 얻은 대구 값은 일반적으로 값이 높을수록 수질이 악화됨을 나타냅니다[참조로 돌아 가기]
◆ Cytoplasm
간단한 구조를 가진 박테리아에서 세포막으로 둘러싸인 영역을 세포질이라고합니다 박테리아의 세포질에는 성장과 성장에 필요한 DNA와 단백질이 포함되어 있으며, 박테리아-신비 박테리아 중 일부는식이 박테리아 내부의 세포질을 먹여서 자랍니다[참조로 돌아 가기]



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