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NOMの固体EEMデータベース構築とIn-situファウリング観察技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04941
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 土木環境システム
研究機関中央大学

研究代表者

山村 寛  中央大学, 理工学部, 教授 (40515334)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
キーワード膜ろ過 / 励起蛍光分光分析 / 固体測定 / In-situ分析 / 膜ファウリング / Natural organic matter / 蛍光分光分析 / 固体蛍光分析 / 膜分離 / 蛍光分光 / センサー / 非破壊分析 / フミン酸 / In-situ / 蛍光分光光度計 / MF/UF膜 / タンパク質 / ゲル化 / Natural Organic Matter / 光ファイバー / In-situモニタリング / In-situ観察 / ファウリング
研究成果の概要

励起蛍光分光分析(EEM)は、有機物に励起光を照射した際に発する蛍光を検出することで、有機物の種類を判別する手法である。本研究では、EEMを膜ファウリング物質の分析に適用することを目的として、(1)様々な水域から回収した試料に対し、固体EEM分析のピーク位置についてのデータベースを構築すると共に、(2)固体EEMを用いて膜ファウリングの連続モニタリング試験を実施した。同じ物質であるにもかかわらず、液体試料と固体試料でピーク位置が異なることが明らかになった。固体EEMにより、不可逆的な膜ファウリングの進行に関係する有機物特性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、簡易かつ高感度に膜ファウリング(目詰まり)物質が定性できるようになった。これにより、これまで試行錯誤的に実施されてきた膜ろ過運転の最適化や薬品洗浄条件の選定などを実施できるようになるため、大幅に膜ろ過にかかる導入コストの低減に繋がるものと期待される。
また、本研究により構築したNOM(天然有機物)の固体EEMスペクトルデータベースにより、NOMの特性を簡単かつ非破壊で分析できるようになる。それにより、土壌の性質が簡単に分析できるようになる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Solid-phase fluorescence excitation emission matrix for in-situ monitoring of membrane fouling during microfiltration using a polyvinylidene fluoride hollow fiber membrane2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamura Hiroshi、Ding Qing、Watanabe Yoshimasa
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 164 ページ: 114928-114928

    • DOI

      10.1016/j.watres.2019.114928

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Graphene Oxide for Adsorption Removal of Geosmin and 2-Methylisoborneol in the Presence of Natural Organic Matter2019

    • 著者名/発表者名
      Hafuka Akira、Nagasato Takahiro、Yamamura Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 16 号: 11 ページ: 1907-1907

    • DOI

      10.3390/ijerph16111907

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Digestion performance and contributions of organic and inorganic fouling in an anaerobic membrane bioreactor treating waste activated sludge2019

    • 著者名/発表者名
      Hafuka Akira、Mashiko Riho、Odashima Ryuto、Yamamura Hiroshi、Satoh Hisashi、Watanabe Yoshimasa
    • 雑誌名

      Bioresource Technology

      巻: 272 ページ: 63-69

    • DOI

      10.1016/j.biortech.2018.09.147

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in behaviour of three biopolymer constituents in coagulation with polyaluminium chloride: Implications for the optimisation of a coagulation?membrane filtration process2018

    • 著者名/発表者名
      Ding Qing、Yamamura Hiroshi、Yonekawa Hitoshi、Aoki Nobuhiro、Murata Naoki、Hafuka Akira、Watanabe Yoshimasa
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 133 ページ: 255-263

    • DOI

      10.1016/j.watres.2018.01.034

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水中天然有機物の固体・液体3次元励起蛍光スペクトルの差異2019

    • 著者名/発表者名
      丁青、山村寛
    • 学会等名
      第94回 水道研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] In-situ固体三次元励起蛍光分光法を利用した薬品洗浄による膜ファウリング解消効果の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      落合洸介、山村寛
    • 学会等名
      第94回 水道研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of Inline-EEM analysis for validated PARAFAC decomposition of NOM2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Yamamoto, Hiroshi Yamamura
    • 学会等名
      IWA specialist conference on Natural Organic Matter in Water 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison Of Three-dimensional Fluorescence Excitation-emission Matrix Spectroscopy Determined For Aquatic NOMs In Solid-phase And Liquid-phase2019

    • 著者名/発表者名
      Ding Qing, Hiroshi Yamamura
    • 学会等名
      IWA specialist conference on Natural Organic Matter in Water 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 人口減少社会に向けた”スマート”な上下水道インフラ2019

    • 著者名/発表者名
      山村 寛
    • 学会等名
      中央大学技術士会 講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization and chemical cleaning of irreversible membrane fouling by in-situ SPF-EEM2019

    • 著者名/発表者名
      K. Ochiai, Q. Ding, H. Yamamura, Y.
    • 学会等名
      9th International Water Association (IWA) Membrane Technology Conference & Exhibition for Water and Wastewater Treatment and Reuse
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In‐situ固体3次元励起蛍光スペクトル分析法による膜ファウリング原因物質・メカニズムの推定2018

    • 著者名/発表者名
      丁青, 山村寛, 渡辺義公
    • 学会等名
      全国会議(水道研究発表会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 固体3D‐EEMによる中空糸膜に蓄積した膜ファウリング物質の非破壊連続観察2017

    • 著者名/発表者名
      潘鵬, 山村寛, 貝谷吉英
    • 学会等名
      水道研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 固体3次元励起スペクトル分析による非破壊膜ファウリング解析2017

    • 著者名/発表者名
      山村寛, PAN Peng, 渡辺義公
    • 学会等名
      日本水環境学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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