2018 Fiscal Year Annual Research Report
超高強度洗浄を伴う膜分離による下水有機物の濃縮－下水道を創エネルギー型インフラへ
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18H05333
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 克輝 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10292054)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡部 靖憲 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20292055)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 創エネ / 下水 / 有機物濃縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ベンチスケール実験装置を下水処理場に設置し、セラミック平膜を用いた下水の直接膜ろ過実験を行った。高強度物理洗浄として機械撹拌による担体の槽内流動を、高強度化学洗浄として薬品併用逆洗（CEB）を実施し、下水の直接膜ろ過を安定して継続できるような運転条件の探索を行った。担体流動とCEBはそれぞれ効果を発揮したが、より低コストでの実施、洗浄の高効率化の可能性を強く示唆する実験結果が得られた。すなわち、担体の流動は機械撹拌ではなく間欠的なばっ気により行うことで、CEBについては薬品を用いない水逆洗の高頻度実施で、同等以上の洗浄効果が得られることを観察した。連続実験では流入下水中に含まれる有機物の約75％を回収・濃縮可能であった。ベンチスケール実験装置は2段の膜ろ過ユニット直列させたものであったが、それぞれの膜ろ過ユニットにおける濃縮倍率の設定が膜ファウリングの発生に重大な影響を及ぼした。それぞれの膜ろ過ユニットにおける限界フラックスは大きく異なった。低温時における限界フラックスの低下が顕著であったが、一段目はフラックスを14.3LMH、二段目は5.5LMH以下のフラックスに設定することで低温時においても下水直接膜ろ過を安定して継続できることが示された。高圧空気を透過水側から導入する空気逆洗について洗浄効果を検討したが、洗浄効果は限定的であった。また、凝集剤（アルミニウム）を添加した下水を濃縮する実験も実施したが、CEBに用いた薬品（クエン酸）が凝集剤を溶出させることで膜ファウリングの発生を促進させる結果になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
セラミック平膜を用いた実験装置の構築を順調に行い、数度の長期連続実験を実施することで洗浄効率の大幅な上昇を可能とする重要なデータが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の実験において高効率洗浄が見込まれた洗浄方法（間欠ばっ気による担体流動、水逆洗の高頻度実施）を組み込み、これまでよりも高いフラックスに設定した長期連続実験を実施する。
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