膜ろ過を核とした次世代型高度下水処理における医薬品の挙動解明と処理条件の最適化

• 研究課題/領域番号: 18686043
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 木村 克輝 北海道大学, 大学院工学研究科, 准教授 (10292054)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2008年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2007年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2006年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
• キーワード: 医薬品 / 下水処理 / 膜ろ過 / 膜分離活性汚泥法 / ナノろ過 / 逆浸透 / 膜処理 / ナノろ渦 / 代謝産物 / ナノろ過膜 / 逆浸透膜 / 微生物代謝産物

研究概要

従来型の下水処理技術では除去が難しい医薬品類による水環境及び水道水源の汚染が顕在化している。本研究では、次世代の下水処理技術として注目されている膜処理を用いた場合の医薬品除去性について検討した。膜分離活性汚泥法やナノろ過、逆浸透処理による医薬品の除去性は従来型下水処理と比較して大幅に高くなる。生物処理部の操作条件はシステム全体における医薬品除去性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。また、下水処理過程において医薬品は完全に分解されるわけではなく、構造が特定されない中間生成物として放流されるものがあることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of residual organic macromolecules produced in biological wastewater treatment processes on rejection of pharmaceuticals by NF/RO membranes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., Iwase, T., Kita, S., Watanabe, Y
  • 雑誌名: Water Research (in press)
• [雑誌論文] Changes in characteristics of soluble microbial products in membrane bioreactors associated with different solid retention times : Relation to membrane fouling. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., Naruse, T., Watanabe, Y
  • 雑誌名: Water Research 43 ページ: 1033-1039
  • NAID: 10029572151
• [雑誌論文] Changes in characteristics of soluble microbial products in membrane bioreactors associated with different solid retention times: Relation to membrane fouling (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., Naruse, T., Watanabe, Y
  • 雑誌名: Water Research 43 ページ: 1033-1039
  • NAID: 10029572151
  • 査読あり
• [雑誌論文] The difference in characteristics of foulants in submerged MBRs caused by the difference in the membrane flux (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., et.al.
  • 雑誌名: Desalination 231 ページ: 268-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Affinity of functional groups for membrane surfaces : Implications for physically irreversible fouling (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamura, H., et.al.
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 42 ページ: 5310-5315
  • 査読あり
• [雑誌論文] The difference in characteristics of foulants in submerged MBRs caused by the difference in the membrane flux (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., et al
  • 雑誌名: Desalination 231 ページ: 268-275
• [雑誌論文] Affinity of functional groups for membrane surfaces: Implications for physically irreversible fouling (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamamura, H., Kimura, K., et al
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 42 ページ: 5310-5315
• [雑誌論文] Baffled membrane bioreactor (BMBR) for efficient nutrient removal from municipal wastewater (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., et al
  • 雑誌名: Water Research 42 ページ: 625-632
• [雑誌論文] Elimination of selected acidic pharmaceuticals from municipal wastewater by an activated sludge system and membrane bioreactors (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., Hara, H., Watanabe, Y
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 41 ページ: 3708-3714
• [雑誌論文] Elimination of selected acidic pharmaceuticals from municipal wastewater by an activated sludge system and membrane bioreactors (2007)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., et. al.
  • 雑誌名: Environmental Science and Technology 41 ページ: 3708-3714
  • 査読あり
• [学会発表] 都市下水処理を行うNF/RO 膜における膜ファウリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 小川菜穂子、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第45回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大阪工業大学、大阪
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] 都市下水処理を行うNF/RO膜における膜ファウリング (2008)
  • 著者名/発表者名: 小川菜穂子、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第45回環境工学研究フォーラム
  • 発表場所: 大阪工業大学(大阪)
  • 年月日: 2008-11-29
• [学会発表] 高度都市下水処理水中に残存する有機物がNF/RO膜処理における医薬品除去に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬智典、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第42回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学、名古屋
  • 年月日: 2008-03-21
• [学会発表] 高度下水処理中に残存する有機物がNF/RO膜処理における医薬品除去に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬智典, ら
  • 学会等名: 第42回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 2008-03-21
• [学会発表] MBR-NF/RO 膜処理を用いた都市下水からの中性医薬品の除去 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬智典、喜多修介、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第62回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 広島大学、東広島
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] MBR-NF/RO膜処理を用いた都市下水からの中性医薬品の除去 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬智典, ら
  • 学会等名: 土木学会第62回年次学術講演会
  • 発表場所: 広島大学(東広島)
  • 年月日: 2007-09-14
• [学会発表] 膜分離活性汚泥法と標準活性汚泥法における医薬品の除去機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原宏江、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第41回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 大阪産業大学、大阪
  • 年月日: 2007-03-16
• [学会発表] NF/RO 膜を用いた医薬品除去における共存有機物マトリックスの影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬智典、原宏江、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第41回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 大阪産業大学、大阪
  • 年月日: 2007-03-15
• [学会発表] NF/RO 膜を用いた都市下水からの医薬品の除去 (2006)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬智典、原宏江、木村克輝、渡辺義公
  • 学会等名: 第61回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス、草津
  • 年月日: 2006-09-22