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逆浸透濃縮排水処理の省エネルギー化を実現する回転円板型促進酸化装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02372
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 土木環境システム
研究機関高知大学

研究代表者

藤原 拓  高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 教授 (10314981)

研究分担者 田中 宏明  京都大学, 工学研究科, 教授 (70344017)
山下 尚之  愛媛大学, 農学研究科, 教授 (90391614)
深堀 秀史  愛媛大学, 紙産業イノベーションセンター, 准教授 (70617894)
水野 忠雄  京都大学, 工学研究科, 講師 (00422981)
張 浩  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 准教授 (90452325)
李 善太  京都大学, 工学研究科, 特定研究員 (60771962)
連携研究者 黒住 悟  
岡田 祥司  
研究協力者 野村 洋平  
向 群  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)
2018年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2017年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2016年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
キーワード用排水システム / 逆浸透濃縮排水 / 回転円板型促進酸化装置 / 省エネルギー / 微量化学物質
研究成果の概要

逆浸透(RO)による下水処理水の再生利用では,標準的な下水処理過程で完全に除去することが困難な有機物や微量化学物質がRO濃縮排水に濃縮される。本研究では,酸化チタンと高シリカ型ゼオライトを複合したシートを円板に搭載し,半水没の条件で回転する回転円板型促進酸化装置(RAOC)によるRO濃縮排水の省エネルギー処理技術の開発を行った。前処理としての凝集沈殿の有効性を示すとともに,RAOCによる医薬品処理の性能評価と機構解明を行った。また,パイロットスケール装置を製作し処理特性の評価を行うとともに,シートの耐久性および消費エネルギーの評価を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界各地で顕在化している淡水資源不足への対応として,逆浸透(RO)の研究が活発に行われているが,RO 濃縮排水処理が RO システムの総消費エネルギー削減の上で課題となっている。RO 濃縮排水に含まれる有機物や微量化学物質の処理に必要なエネルギーを大幅に削減可能な,革新的な技術の開発が求められている。本研究では,酸化チタンと高シリカ型ゼオライトを複合したシートを円板に搭載し,半水没条件で回転する「回転円板型促進酸化装置」による逆浸透濃縮排水処理技術の開発を行った。光触媒の水処理への適用において課題であった実排水への適用,透過光減衰によるスケールアップの困難さ等を克服した点で学術的意義は高い。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Removal mechanism of sulfamethazine and its intermediates from water by a rotating advanced oxidation contactor equipped with TiO2?high-silica zeolite composite sheets2018

    • 著者名/発表者名
      Fukahori Shuji、Ito Misaki、Fujiwara Taku
    • 雑誌名

      Environmental Science and Pollution Research

      巻: 25 号: 29 ページ: 29017-29025

    • DOI

      10.1007/s11356-018-2909-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal of Crotamiton and Its Degradation Intermediates from Secondary Effluent Using TiO2-Zeolite Composites2018

    • 著者名/発表者名
      Qun Xiang, Shuji Fukahori, Youhei Nomura, Taku Fujiwara
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 77 号: 3 ページ: 788-799

    • DOI

      10.2166/wst.2017.578

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal of Crotamiton from Reverse Osmosis Concentrate by a TiO2/Zeolite Composite Sheet2017

    • 著者名/発表者名
      Qun Xiang, Shuji Fukahori, Naoyuki Yamashita, Hiroaki Tanaka and Taku Fujiwara
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 7 号: 8 ページ: 778-793

    • DOI

      10.3390/app7080778

    • NAID

      120006492023

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 回転円板型促進酸化装置による逆浸透濃縮廃水の長期処理性能の評価2019

    • 著者名/発表者名
      野村洋平,深堀秀史,山下尚之,田中宏明,藤原 拓
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Energy Consumption Evaluation for Removing Organic Matters from Reverse Osmosis Concentrate Using a Rotating Advanced Oxidation Contactor2019

    • 著者名/発表者名
      Qun XIANG, Shuji FUKAHORI, Dongbum IM, Naoyuki YAMASHITA, Hiroaki TANAKA,Taku FUJIWARA
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Removal of sulfamonomethoxine and its degradation intermediates from fresh aquaculture wastewater using a rotating advanced oxidation contactor equipped with zeolite/TiO2 composite sheets2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Nomura, Shuji Fukahori, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2018 (WET2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of 1,4-dioxane from landfill leachate by a rotating advanced oxidation contactor equipped with activated carbon/TiO2 composite sheets2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Nomura, Shuji Fukahori, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      256 American Chemical Society (ACS) National Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of crotamiton and its degradation intermediates from water by a rotating advanced oxidation contactor equipped with high-silica zeolite/TiO2 composite sheets under solar light irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Youhei Nomura, Shuji Fukahori, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      The 11 CESE Conference International Conference in Challenges in Environmental Science & Engineering” (CESE-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving biodegradability of reverse osmosis concentrate with the application of a rotating advanced oxidation contactor2018

    • 著者名/発表者名
      Qun Xiang, Shuji Fukahori, Naoyuki Yamashita, Hiroaki Tanaka, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      The 11 CESE Conference International Conference in Challenges in Environmental Science & Engineering” (CESE-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転円板型促進酸化装置による廃水中微量有機化学物質の除去技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      野村 洋平,深堀 秀史,藤原 拓
    • 学会等名
      第21回日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Operational Parameters for the Removal of Crotamiton from Reverse Osmosis Concentrate Using a Rotating Advanced Oxidation Contactor2018

    • 著者名/発表者名
      Qun XIANG, Shuji FUKAHORI, Naoyuki YAMASHITA, Hiroaki TANAKA, Taku FUJIWARA
    • 学会等名
      第52回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ゼオライト/酸化チタン複合シートによる医薬品除去の影響因子2017

    • 著者名/発表者名
      野村洋平,深堀秀史,水野忠雄,藤原 拓
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本県熊本市
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Removal of Pharmaceuticals in Reverse Osmosis Concentrate Using TiO2/Zeolite Composite sheet2017

    • 著者名/発表者名
      Qun XIANG, Youhei NOMURA, Shuji FUKAHORI, Suntae LEE, Naoyuki YAMASHITA, Hiroaki TANAKA, Taku FUJIWARA
    • 学会等名
      第51回日本水環境学会年会
    • 発表場所
      熊本県熊本市
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Rotating Advanced Oxidation Contactor With Composite TiO2-Zeolite Sheet for Removal of Contaminants of Emerging Concern2017

    • 著者名/発表者名
      Taku Fujiwara
    • 学会等名
      the 4th International Water Congress: Water Management in Smart Cities
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Removal of crotamiton from reverse osmosis concentrate by the combination of coagulation and rotating advanced oxidation contactor2017

    • 著者名/発表者名
      Qun Xiang, Shuji Fukahori, Naoyuki Yamashita, Hiroaki Tanaka, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      The 10th CESE Conference International Conference in Challenges in Environmental Science & Engineering (CESE-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of hydrodynamics in a rotating advanced oxidation contactor by particle image velocimetry2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Nomura, Hao Zhang, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      The 10th CESE Conference International Conference in Challenges in Environmental Science & Engineering (CESE-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a mathematical model for the removal of sulfamethazine and its degradation intermediates by zeolite/TiO2 composites2017

    • 著者名/発表者名
      Youhei Nomura, Shuji Fukahori, Tadao Mizuno, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      The 10th CESE Conference International Conference in Challenges in Environmental Science & Engineering (CESE-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorptive Removal and Photocatalytic Degradation of Crotamiton in Secondary Effluent Using Tio2-Zeolite Composites2016

    • 著者名/発表者名
      Qun Xiang, Shuji Fukahori, Youhei Nomura, Taku Fujiwara
    • 学会等名
      The 9th CESE Conference International Conference in Challenges in EnvironmentalScience & Engineering
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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