吸着剤の超微粒度化が拓く高効率・高速度浄水技術

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360235
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 松井 佳彦 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (00173790)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 拓 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30283401) ; 大野 浩一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00322834)
• Keywords: 吸着 / 活性炭 / MF膜 / 膜分離 / 浄水 / ジェオスミン / フミン質

Research Abstract

市販の粉末活性炭より遥かに粒径の小さい微粉炭をセラミック膜ろ過の前処理として用いた処理システムにおける臭気物質ジェオスミンや2-MIB, 自然由来有機物質(NOM)の除去性, および微粉炭添加が膜ろ過のろ過性に及ぼす影響について検討した. 活性炭の微粒度化によりNOMの吸着容量は増加した. この原因として, NOM, その中でも特にSUVA値が高く分子量が大きいフミン質的なNOMは, カルシウムなどの陽イオン影響を受けて, 活性炭の外表面のみに吸着するため, 微粒化することにより活性炭粒子全体がより吸着に有効に使用されることが示唆された. ジェオスミン・2-MIBの吸着容量は粒径により変化しないが, 活性炭の粒径が小さい程吸着速度が増加することが示された。Branched-pore kinetics modelシミュレーションによるジェオスミン・2-MIBの吸着速度の解析を行い, 吸着速度に関連した活性炭の代表粒径としてD30を提案した. さらにジェオスミン・2-MI8を効果的に除去するにはD30を1μm以下することを提案した. また, 微粉炭添加は膜ろ過時のろ過差圧上昇を抑制することが明らかとなった. この理由は微粉炭添加により粒子間の衝突頻度が高まりさらに凝集剤消費物質であるNOMが予め吸着除去されるためにより大きな透水性の高いフロック粒子が形成されるためである.

Research Products

• [Journal Article] Branched pore kinetic model analysis of geosmin adsorption on super-powdered activated carbon (2009)
  • Author(s): Matsui, Y., Ando, N., Sasaki, H., Matsushita, T. and Ohno, K.
  • Journal Title: Water Research (accepted)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 活性炭の微粉化が活性炭吸着に与える効果 (2008)
  • Author(s): 安藤直哉, 松井佳彦, 松下拓, 大野浩一, 佐々木洋志, 中野優
  • Journal Title: 環境工学研究論文集 45 Pages: 309-315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of chlorine on organophosphorus pesticides adsorbed on activated carbon: Desorption and oxon formation (2008)
  • Author(s): Ohno, K., Minami, T., Matsui, Y., Magara, Y.
  • Journal Title: Water Research 42 Pages: 1753-1759
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simultaneous removal of cyanobacteria and an earthy odor compound by a combination of activated carbon adsorption, coagulation, and ceramic microfiltration (2008)
  • Author(s): Matsushita, T., Matsui, Y., Ohno, K. and Sawaoka, D.
  • Journal Title: J. Water Supply : Res. & Technol. -AQUA 57 Pages: 481-487
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Submicron-sized activated carbon particles for the rapid removal of chlorinous and earthy-musty compounds (2008)
  • Author(s): Matsui, Y., Murai, K, Sasaki, H., Ohno, K and Matsushita, T.
  • Journal Title: J. Water Supply : Res. & Technol. -AQUA 57 Pages: 577-583
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Application of Ceramic Membrane Microfiltration for Drinking Water Production in Japan & Pretreatment by Super-powdered Activated Carbon Adsorption for Ceramic Membrane Filtration (2009)
  • Author(s): Matsui, Y.
  • Organizer: AWWA Membrane Technology Conference
  • Place of Presentation: Memphis Cook Convention Center, Memphis, Tennessee, USAMemphis Cook Convention Center, Memphis, Tennessee, USA
  • Year and Date: 20090315-18
• [Presentation] 活性炭の微粉化が活性炭吸着に与える効果 (2008)
  • Author(s): 安藤直哉, 松井佳彦, 松下拓, 大野浩一, 佐々木洋志, 中野優
  • 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: 20081128-30
• [Presentation] Removal of chlorinous odor compounds by submicron-sized powdered activated carbon (2008)
  • Author(s): Murai, K., Shiratori, Y., Ando, N., Matsui, Y., Ohno, K. and Matsushita, T.
  • Organizer: The 8th IWA Conference on Off-Flavours
  • Place of Presentation: Deajeon Convention Center, Deajeon, Korea
  • Year and Date: 20081005-09
• [Presentation] Branched-pore diffusion model analysis of geosmin adsorption on submicron-sized activated carbon (2008)
  • Author(s): Matsui, Y., Sasaki, H., And o, N., Murai, K., Ohno, K. and Matsushita, T.
  • Organizer: The 8th IWA Conference on Off-Flavours
  • Place of Presentation: Deajeon Convention Center, Deajeon, Korea
  • Year and Date: 20081005-09
• [Presentation] NOM adsorption capacity on submicron activated carbon (2008)
  • Author(s): Ando, N., Matsui, Y., Nakano, Y., Ou, H-H., Ohno, K. and Matsushita, T.
  • Organizer: 4th IWA Specialist Conference Natural Organic Matter : from Source to Tap
  • Place of Presentation: Hilton Bath City Hotel, Bath, UK
  • Year and Date: 20080902-04
• [Presentation] Super-powederd activated carbon : benefits to ceramic membrane filtration (2008)
  • Author(s): Matsui, Y., Hasegawa, H., Ohno, K., Matsushita, T., Aizawa, T. and Kawase, Y.
  • Organizer: IWA North American Membrane Research Conference
  • Place of Presentation: University of Massachu setts, Amherst, Massac husetts, USA
  • Year and Date: 20080810-13
• [Presentation] Super-powdered activated carbon pretreatment effectively reduces transmembrane pressure buildup (2008)
  • Author(s): Matsui, Y., Matsushita, T., Hasegawa, H., Mima, S. and Ohno, K.
  • Organizer: IWA Regional Conference-Membrane Technologies in Water and Waste Water Treatment
  • Place of Presentation: Crocus Expo International Exhibition Center, Moscow, Russia
  • Year and Date: 20080602-04
• [Presentation] Combination of ceramic membrane and S-PAC to improve dissolved compound removal and filterability (2008)
  • Author(s): Matsui, Y., Hasegawa, H., Ohno, K., Matsushita, T., Aizawa, T. and Kawase, Y.
  • Organizer: 5th IWA Leading-Edge Conference
  • Place of Presentation: ETH, Zurich, Switzerland
  • Year and Date: 20080601-04
• [Presentation] 活性炭の微紛化による吸着性の向上 (2008)
  • Author(s): 安藤直哉, 中野優, 大野浩一, 松下拓, 松井佳彦
  • Organizer: 第59回全国水道研究発表会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター, 仙台
  • Year and Date: 20080523-25