Optimization of advanced wastewater treatment systems using membrane technology on the basis of behavior of pharmaceutical compounds

• Project/Area Number: 18686043
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Civil and environmental engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: KIMURA Katsuki Hokkaido University, 大学院工学研究科, 准教授 (10292054)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥20,410,000 (Direct Cost: ¥15,700,000、Indirect Cost: ¥4,710,000); Fiscal Year 2008: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2007: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2006: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
• Keywords: 医薬品 / 下水処理 / 膜ろ過 / 膜分離活性汚泥法 / ナノろ過 / 逆浸透 / 膜処理 / ナノろ渦 / 代謝産物 / ナノろ過膜 / 逆浸透膜 / 微生物代謝産物

Research Abstract

従来型の下水処理技術では除去が難しい医薬品類による水環境及び水道水源の汚染が顕在化している。本研究では、次世代の下水処理技術として注目されている膜処理を用いた場合の医薬品除去性について検討した。膜分離活性汚泥法やナノろ過、逆浸透処理による医薬品の除去性は従来型下水処理と比較して大幅に高くなる。生物処理部の操作条件はシステム全体における医薬品除去性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。また、下水処理過程において医薬品は完全に分解されるわけではなく、構造が特定されない中間生成物として放流されるものがあることを示した。

Research Products

• [Journal Article] Influence of residual organic macromolecules produced in biological wastewater treatment processes on rejection of pharmaceuticals by NF/RO membranes. (2009)
  • Author(s): Kimura, K., Iwase, T., Kita, S., Watanabe, Y
  • Journal Title: Water Research (in press)
• [Journal Article] Changes in characteristics of soluble microbial products in membrane bioreactors associated with different solid retention times : Relation to membrane fouling. (2009)
  • Author(s): Kimura, K., Naruse, T., Watanabe, Y
  • Journal Title: Water Research 43 Pages: 1033-1039
  • NAID: 10029572151
• [Journal Article] Changes in characteristics of soluble microbial products in membrane bioreactors associated with different solid retention times: Relation to membrane fouling (2009)
  • Author(s): Kimura, K., Naruse, T., Watanabe, Y
  • Journal Title: Water Research 43 Pages: 1033-1039
  • NAID: 10029572151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The difference in characteristics of foulants in submerged MBRs caused by the difference in the membrane flux (2009)
  • Author(s): Kimura, K., et.al.
  • Journal Title: Desalination 231 Pages: 268-275
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Affinity of functional groups for membrane surfaces : Implications for physically irreversible fouling (2009)
  • Author(s): Yamamura, H., et.al.
  • Journal Title: Environmental Science and Technology 42 Pages: 5310-5315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The difference in characteristics of foulants in submerged MBRs caused by the difference in the membrane flux (2008)
  • Author(s): Kimura, K., et al
  • Journal Title: Desalination 231 Pages: 268-275
• [Journal Article] Affinity of functional groups for membrane surfaces: Implications for physically irreversible fouling (2008)
  • Author(s): Yamamura, H., Kimura, K., et al
  • Journal Title: Environmental Science and Technology 42 Pages: 5310-5315
• [Journal Article] Baffled membrane bioreactor (BMBR) for efficient nutrient removal from municipal wastewater (2008)
  • Author(s): Kimura, K., et al
  • Journal Title: Water Research 42 Pages: 625-632
• [Journal Article] Elimination of selected acidic pharmaceuticals from municipal wastewater by an activated sludge system and membrane bioreactors (2007)
  • Author(s): Kimura, K., Hara, H., Watanabe, Y
  • Journal Title: Environmental Science and Technology 41 Pages: 3708-3714
• [Journal Article] Elimination of selected acidic pharmaceuticals from municipal wastewater by an activated sludge system and membrane bioreactors (2007)
  • Author(s): Kimura, K., et. al.
  • Journal Title: Environmental Science and Technology 41 Pages: 3708-3714
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 都市下水処理を行うNF/RO 膜における膜ファウリング (2008)
  • Author(s): 小川菜穂子、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第45回環境工学研究フォーラム
  • Place of Presentation: 大阪工業大学、大阪
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 都市下水処理を行うNF/RO膜における膜ファウリング (2008)
  • Author(s): 小川菜穂子、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第45回環境工学研究フォーラム
  • Place of Presentation: 大阪工業大学(大阪)
  • Year and Date: 2008-11-29
• [Presentation] 高度都市下水処理水中に残存する有機物がNF/RO膜処理における医薬品除去に与える影響 (2008)
  • Author(s): 岩瀬智典、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第42回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学、名古屋
  • Year and Date: 2008-03-21
• [Presentation] 高度下水処理中に残存する有機物がNF/RO膜処理における医薬品除去に与える影響 (2008)
  • Author(s): 岩瀬智典, ら
  • Organizer: 第42回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 2008-03-21
• [Presentation] MBR-NF/RO 膜処理を用いた都市下水からの中性医薬品の除去 (2007)
  • Author(s): 岩瀬智典、喜多修介、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第62回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 広島大学、東広島
  • Year and Date: 2007-09-14
• [Presentation] MBR-NF/RO膜処理を用いた都市下水からの中性医薬品の除去 (2007)
  • Author(s): 岩瀬智典, ら
  • Organizer: 土木学会第62回年次学術講演会
  • Place of Presentation: 広島大学(東広島)
  • Year and Date: 2007-09-14
• [Presentation] 膜分離活性汚泥法と標準活性汚泥法における医薬品の除去機構 (2007)
  • Author(s): 原宏江、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第41回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 大阪産業大学、大阪
  • Year and Date: 2007-03-16
• [Presentation] NF/RO 膜を用いた医薬品除去における共存有機物マトリックスの影響 (2007)
  • Author(s): 岩瀬智典、原宏江、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第41回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 大阪産業大学、大阪
  • Year and Date: 2007-03-15
• [Presentation] NF/RO 膜を用いた都市下水からの医薬品の除去 (2006)
  • Author(s): 岩瀬智典、原宏江、木村克輝、渡辺義公
  • Organizer: 第61回土木学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス、草津
  • Year and Date: 2006-09-22