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海水利用下水正浸透膜処理における下水起源クロラミンの膜通過による両側生物膜制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K11739
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64050:循環型社会システム関連
研究機関北九州市立大学

研究代表者

寺嶋 光春  北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (60706969)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード排水処理 / 正浸透膜 / 透過 / ファウリング / FO膜 / 正浸透 / クロラミン / 都市下水 / バイオフィルム / メタン発酵 / 溶解性有機物
研究成果の概要

下水処理場における省エネルギー化のために海水を駆動液(DS)として都市下水を処理する正浸透(FO)膜処理システムにおいて,下水に含まれるアンモニアを原料とし,次亜塩素酸ソーダを添加することでクロラミンを生成させ,FO膜のフラックス低下を抑制するシステムについて研究した。水の透過や塩分の逆拡散,クロラミンの膜透過など基礎的な性能を測定した。クロラミンはFO膜を容易に通過するため,濃縮下水中には大きくは濃縮しないことがわかった。実下水を用いクロラミン添加した連続実験を実施し,実下水の濃縮を確認した。良好な下水中有機物の濃縮およびメタン発酵によるメタンガスの発生を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

活性汚泥法を中心とする下水処理は多大な消費動力を要し,下水処理の消費動力は我が国動力の0.7%を占めている。そこで活性汚泥法に代わる下水処理法として,FO(正浸透)膜法と嫌気処理法を組合せた下水処理法が研究開発されている。このシステムにおいて,問題となるバイオファウリングの制御についての研究である。このシステムでは下水に含まれるアンモニアを原料とし,次亜塩素酸ソーダを添加することでクロラミンを生成させ,FO膜のフラックス低下を抑制する。本研究では,クロラミンの挙動について調べ,また,実下水中有機物の濃縮およびメタン発酵によるメタンガスの発生を確認することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Biofouling control of a forward osmosis membrane during single-pass pre-concentration of wastewater2020

    • 著者名/発表者名
      Fujioka Takahiro、Tra Ngo My Thi、Mochochoko Tanki、Boivin Sandrine、Ohkuma Naoki、Yasui Hidenari、Terashima Mitsuharu
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 257 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2020.127263

    • NAID

      120006988152

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 正浸透膜の下水処理への応用についての基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      熊原誠, 寺嶋光春, 安井英斉, 藤岡貴浩
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] FO 膜を用いた下水処理システムのための担体ろ過による固形物除去の基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      長野厚志, 寺嶋光春, 安井英斉, 高橋惇太
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海水を駆動液とする下水処理 FO 膜システムの水透過流束についての基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      熊原誠, 寺嶋光春, 安井英斉, 藤岡貴浩
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海水を駆動液とする下水処理 FO 膜システムの水透過流束についての基礎的検討2019

    • 著者名/発表者名
      熊原誠, 寺嶋光春, 安井英斉, 藤岡貴浩
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] FO 膜を用いた下水処理システムのための担体ろ過による固形物除去の基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      長野厚志, 寺嶋光春, 安井英斉, 高橋惇太
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 下水のクロラミン添加正浸透(FO)膜処理2019

    • 著者名/発表者名
      村上拓弥,石川岳学,荒田昌宏,寺嶋光春,安井英斉
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 下水の正浸透(FO)膜処理プロセス長期運転におけるクロラミンの収支2019

    • 著者名/発表者名
      石川岳学,松尾洋輝,寺嶋光春,安井英斉
    • 学会等名
      第53回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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