| 研究課題/領域番号 |
19K22932
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 広島大学 |
|---|
研究代表者 |
西嶋 渉 広島大学, 環境安全センター, 教授 (20243602)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | 下水 / 正浸透膜 / メタン発酵 / 有機物濃縮 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
下水等有機性排水はバイオマス資源同様に本来エネルギー転換可能な有機物からなり、低濃度であるがために利用できない。本研究では、低濃度の有機性排水をメタン発酵ができる濃度まで濃縮する技術を開発する。具体的には、塩濃度が高い海水と排水の浸透圧差を駆動力とする正浸透によって、排水中の水のみを海水側に移動させ、有機物濃縮を行う。単純に海水淡水化に用いられるような浸透膜を使用すると有機物と同時にメタン発酵を阻害する無機物も濃縮されるため、分子量の違いに基づく無機物は透過させ、有機物を保持できる膜の探索と操作条件を検討し、目的を達成する。
|
| 研究成果の概要 |
下水等は含有する有機物の濃度が低く、メタン発酵技術を用いてエネルギー回収ができない。本研究では、海水と下水の浸透圧差を駆動力として正浸透膜を使って下水中の有機物を濃縮する技術の開発を目指した。本来正浸透膜は無動力で運転されるが、一定の加圧を行うことで流量の向上とメタン発酵を阻害する無機塩の除去性の改善が同時に達成された。１価の無機イオンと比較すると２価イオンは除去されにくい傾向にあったが、1価イオンのみの除去性を上げるだけでもメタン発酵阻害を抑制可能であることがわかった。海水側から次亜塩素酸ナトリウムを透過させ、ファウラントと膜の接着面で作用させることで、効率的な洗浄ができる可能性が示された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
下水は、現在エネルギーをかけて処理されており、我が国の電力消費量の約0.35％を消費し、処理の過程で発生する汚泥は産業廃棄物の20％に達する。しかし、下水等を濃縮することができればエネルギー回収技術であるメタン発酵によってエネルギー回収が可能となる。無動力で運転される正浸透膜を使った下水濃縮に期待がかかるが、流量が小さく、大容量の下水等の処理には向かないことに加えて、有機物とともに無機塩類が濃縮するとメタン発酵阻害が起こる。本研究では正浸透膜に多少の加圧を加えることで、処理量を増加させると同時に無機塩類の透過性を高めることに成功し、課題に克服に大きく貢献する成果が得られた。
|
