| 研究課題/領域番号 |
20H02288
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 中央大学 |
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研究代表者 |
山村 寛 中央大学, 理工学部, 教授 (40515334)
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| 研究分担者 |
中屋 佑紀 北海道大学, 工学研究院, 助教 (60868735)
丁 青 中央大学, 研究開発機構, 機構助教 (70837476)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 膜ろ過 / 固体蛍光分光測定 / クエンチング / 膜ファウリング / 蛍光スペクトル測定 / In-situ測定 / ゲル化 / 固体三次元励起蛍光分析 / In-situ観察 / EEM / 薬品洗浄 / タンパク質ゲル / 励起蛍光分光分析 / 粉末非破壊分析 / 腐植物質 / 蛍光分光分析 / 固体蛍光分析 / 溶存有機物 / 可視化 / 固体3次元励起蛍光 / Solid phase fluorescence / Membrane fouling / In-situ monitoring / Quenching / EEMs |
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| 研究開始時の研究の概要 |
膜ファウリングの制御には，膜に蓄積した成分の質・量に関する情報を得た上で，その情報に基づいたろ過条件や薬品洗浄条件の最適化が必要となる。特に，不可逆的膜ファウリング成分の”量”に関して，非破壊で解析する手法はほとんど存在しない。本申請課題では，独自に開発した固体表面の蛍光特性を高感度に検出しうる「固体-3次元励起蛍光スペクトル（solid-EEM）装置」により，膜面に蓄積したファウリング成分の”質”および”量”を現場で（In-situ）かつ連続的に（On-line）推定しうる手法を開発する。Solid-EEMにより得られたスペクトルから，膜ファウリング物質の量を推定する手法の確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
全試料のK-M関数と蛍光強度を参照した結果，K-M関数が大きく励起光を吸収しやすい色の試料ほど蛍光強度が減少する傾向にあることが確認された．さらに，K-M関数と蛍光強度の関係は累乗近似式による曲線当てはめが可能であったことから，K-M関数に基づき蛍光強度の減少を予測する数式が構築可能と推測される。
TPI-NOMおよびHPO-NOMのゲル化により，SPF-EEMピーク位置の移動が誘起されることが明らかとなった。これにより，NOMのゲル化とSPF-EEMを同時に測定することで，NOMのゲル化とピーク位置の移動を結びつけることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
着色によるSPF-EEMのクエンチング効果を定量的に評価し，スペクトルを定量的に解析できるようになれば，ファウリング物質の量に応じて薬品使用量を最低限にし，膜寿命の長寿命化ならびに洗浄排水量の大幅な削減も可能になる。
さらに，ゲル化のタイミングが明らかになることで，膜洗浄ｎタイミングを的確に捉えることが可能になる。
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