低圧運転・共存物質存在下でのナノ濾過膜の分離特性・物質移動機構の解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450196
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山本 和夫 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (60143393)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大瀧 雅寛 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (70272367) ; 浦瀬 太郎 東京大学, 環境安全研究センター, 助教授 (60272366)
• Keywords: ナノろ過 / 逆浸透法 / 水処理 / 下水再利用 / 低圧運転 / 分離機構

Research Abstract

逆浸透膜・ナノろ過膜の分離機構の解明のために、本年度は、共存イオン存在系、非解離有機物質系に分けて実験を行った。
イオン系での実験では、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、硫酸イオン、硝酸イオン、塩化物イオンなどが任意の比で混在した系での阻止率のフラックス依存性を調べた。解析には、Donann平衡およびExtended Nernst Plank式を用いた。これまでの化学工学的な取り扱いでは、塩化物イオン・硝酸イオンで代表される1価のアニオンの阻止率の差が説明できないことを示し、膜との親和性を表すパラメーターを導入した。また、その際の膜の有効荷電密度、細孔径などを求めることにより、モデルの意味を考察した。
非解離系(有機性溶質)の実験では、糖類、芳香族、可塑剤(環境ホルモンとして疑われるものを含む)などの阻止率がどのような因子で決定されるのかを調べた。初期吸着の影響はオクタノール/水分配係数から予測可能であること、芳香族は、同じ程度の分子量を持つ糖類よりも膜を通過しやすいことなどがわかった。分子力場計算で分子幅を計算して結果を整理したが、やはり芳香族は同じ程度の分子量の糖類よりも膜を通過しやすいことが明らかになった。これらの結果から、膜の分離機構には、膜と溶質との相互作用を何らかの形で考慮するべきであることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] C.Ratanatamskul et al.: "Prediction behavior in rejection of pollutants in ultra low pressure nanofiltration" Water Science and Technology. (Accepted). (1998)
• [Publications] 呉 政益ら: "ナノろ過法による廃棄物処分場浸出水の処理における重金属の挙動" 廃棄物学会研究発表講演集. 8. 775-777 (1997)
• [Publications] 江川 健ら: "芳香族のナノろ過膜阻止特性への置換基の影響" 水環境学会年会講演集. 31. 155 (1997)