Japan-U.S. joint development of online water quality management method to realize highly reliable potable water reuse

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22KK0061
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 藤岡 貴浩 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20759691)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 児玉谷 仁 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (30434468) ; 竹内 悠 京都大学, 工学研究科, 助教 (70835272)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2025-03-31
• Keywords: オンライン計測 / 再生水 / 飲用再利用 / 膜分離 / 消毒副生成物

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、水再生システム内の消毒副生成物（ニトロソジメチルアミンと臭素酸）のオンライン監視を実現し、検出濃度に応じて水再生システムを制御する次世代型の水質管理手法を構築することである。臭素酸に係る2023年度の成果としては、オンライン臭素酸計とその付帯設備であるナノろ過膜ベースの前処理装置をテキサス州のサンマーカス下水処理場に設置し、三次処理後の下水にオゾン処理を行った下水処理水中の臭素酸イオン濃度を連続的にモニタリングしたことである。オゾン注入率を大幅に変更して臭素酸の生成量を変更した結果、オンライン分析装置と手分析の濃度の上下変動は追従することが分かり、オンライン臭素酸系の有用性を明らかにした。加えて、NDMAに係る2023年度の成果としては、米国にNDMA装置を設置してトレーニングを続けたこと、より長時間運転が可能になるようにセミミクロカラム(内径2.1mm)の分析カラムを採用し、それに合わせて流路等の最適化を行い、これまでと比べ必要となる溶離液流量を1/5にしたことである。この結果、5倍の連続運転が可能となった。一方で、試料注入量を1/10にする必要があり、感度測定感度を上昇させるため、光化学反応器や化学発光検出反応の最適化を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

テキサス州立大学およびサンマーカス下水処理場にNDMA分析装置および臭素酸計を設置することができ、実際に下水処理水を用いた連続監視試験が実施できたため。

Strategy for Future Research Activity

オゾン処理工程前後のNDMA濃度の変動性をオンライン計測で追跡すると共に、流入原水中の前駆体物質の評価を行うことで、消毒副生成物の濃度変動性の原因を明らかにする。

Causes of Carryover

オンライン臭素酸分析試験の一部が、下水処理場の敷地活用の制限で2023年度中に終了できず、2024年度に実施が繰り越されたため。

Research Products

• [Int'l Joint Research] テキサス州立大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: テキサス州立大学