水資源の有効利用のための簡易ナノろ過・逆浸透膜分離プロセスの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558084
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山本 和夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (60143393)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浦瀬 太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60272366) ; 神山 義康 日東電工(株), メンブレン事業部, 開発センター長 ; 中尾 真一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00155665) ; 大垣 眞一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20005549)
• Keywords: ナノろ過 / 逆浸透法 / 地下水 / 下水再利用 / 水資源 / 水処理

Research Abstract

地下水をナノろ過する主要目的の一つである硝酸性窒素の阻止について、その阻止性を予測する方法を検討した。従来荷電膜の輸送方程式として広く用いられているExtended Nernst Planck式では説明できない1価イオン相互の阻止率の差について、膜/液界面での分配係数を別に定めることにより硝酸性窒素の阻止現象を良好に記述することができた。
紫外線と膜との複合処理において細菌の挙動を説明する場合に重要となる光回復について紫外線消毒効果および細菌の光回復過程の速度論的考察を行った。
地下水、鹹水中に含まれることが予想される汚染物質について、その阻止特性を1気圧以下の超低圧条件下で測定した。ここで対象とした物質は、重金属(As,Cr,Pb,Sb),種々の分子量の有機物,揮発性有機塩素化合物である。重金属の阻止率は、1気圧以下の超低圧条件であっても80%以上であった。重金属の阻止性能は、溶液中での重金属の存在形態を考慮することにより他のイオンの阻止性能から予測可能であることを示した。有機物の阻止特性から膜細孔の大きさを決定することができ、揮発性有機塩素化合物の低阻止率が説明できた。
海水相当濃度の3wt%から淡水回収率75%を想定して、市販の海水淡水化用逆浸透膜、およびナノろ過膜によるろ過実験を行った。多段リサイクル逆浸透プロセスのシミュレーションに必要な膜定数である純水透過係数、溶質反射係数、溶質透過係数を圧力、濃度の関数として決定することができた。
膜の開発についても、高阻止低圧ナノろ過膜でフラックスが従来の2倍得られる膜の開発に成功した。
膜の目詰まりの考察において、膜に付着した生物量を的確に把握するためにATP量の測定手法について、ルミノメーターを用いた検討を行った。現在、結果の解析及び手法の改善を試みている。

Research Products

• [Publications] Ratanatamuskul, Chavalit: "Rejection of anionic pollutants by nanofiltration under very low-pressure operation as tertiary treatment for wastewater reclamation" Thailand-Japan joint conference& Exhibition/Solid Fluid separation technology. 42-47 (1995)
• [Publications] 鹿島田浩二: "紫外線照射水処理における光回復の評価" 水環境学会誌. 18. 44-50 (1995)