科學研究 - 日本產綜研發現，活性污泥中的硝化菌會影響水處理性能

日本產業技術綜合研究所（簡稱「產綜研」）的一項研究發現，在對廢水中的重油進行分解處理時，在複雜的水處理微生物羣（活性污泥）中含量還不到0.25％的硝化菌會影響活性污泥整體的重油分解性能。

此次，產綜研組合使用了評價基因多樣性的新方法和宏轉錄成分析法，將這些方法應用於進行廢水處理的活性污泥反應器，從含有多種微生物的複雜代謝路徑提取了重油分解的關鍵反應。研究發現，影響水處理系統整體的重油分解性能的，並不是重油分解菌本身，而是向重油分解菌提供能量且含量非常低的硝化菌。此次的分析方法還有望用於調查水處理系統以外的其他環境的微生物反應。

圖1：活性污泥分解廢水中重油的反應圖

研究内容

在使用活性污泥處理廢水的程序中，即使在相同條件下運轉，也經會常得到完全不同的結果。此次，產綜研利用中試規模的活性污泥反應器，實施了含重油廢水處理實驗。向兩個反應器中加入相同的活性污泥，在逐漸提高重油添加濃度後，儘管是在相同的條件下運轉，但反應器的處理能力依然出現很大的差別（圖2）。

圖2：兩個活性污泥反應器的處理能力的變化

很多微生物與人類一樣，透過吸入氧氣獲得能量，但此次檢測到的重油分解菌大部分都與以前所知道的重油分解菌不同，是能透過呼吸硝酸來獲得能量的種類。此次實驗中沒有從外部供應硝酸，如圖3（左）所示，在處理含有機物質的廢水的程序中會積累氨，活性污泥中所含的硝化菌利用積累的氨生成硝酸，重油分解菌利用生成的硝酸獲得了能量。