2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidating membrane fouling by isotope-labeled coagulant and isotope microscopy visualization
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18K19866
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
松井 佳彦 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00173790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白崎 伸隆 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60604692)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 土木環境工学 / 環境技術 / 環境材料 / 反応・分離工学 / 水資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
浄水などの水処理における膜ろ過ではろ過とともに膜がファウリングし透水性が低下する.そこで膜内部のどこでファウリングが生じているかを検討するために，ファウリングした膜を観察する方法を検討した．まず，ファウリングした膜に重水を通水し，ファウリング物質を重水素（２Ｈ）で置換・ラベル化し，同位体顕微鏡システムを用いて２Ｈの観察を試みた．しかし，安定的な結果は得られなかった．２Ｈによる置換が生じるが，その後，短期間の保存によっても１Ｈによる再置換が生じ，重水素置換の安定性に問題があったと思われる．そこで，膜ファウリング物質である自然由来または排水由来の有機物に含まれる窒素１４Ｎの着目し，１４Ｎを１５Ｎで置換することで観察が可能かを検討することとした．これまで活性炭粒子については，同位体ラベルした２－メチルイソボルネオ―ルやポリスチレンスルホン酸ナトリウムを吸着させるとそれらがどこに吸着しているかの観察実績がある．そこで，１５Ｎでラベル化したＥｆＯＭ（排水有機物）を活性炭粒子に吸着させ，同位体顕微鏡システムで観察することとした．その結果，EfOMを吸着した活性炭の１５Ｎ／１４Ｎ比は，ＥｆＯＭを吸着してない活性炭に比べて十分に高く，活性炭粒子内の15N/14N比の分布も観察された．ＥｆＯＭは膜ファウリング物質であることから，１５Ｎでラベル化したＥｆＯＭを含む試料水を用いで膜ろ過を行えば膜ファウリングの観察が可能と思われる．
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