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吸着剤の超微粒度化が拓く高度膜処理の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 21246083
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
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

松井 佳彦  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00173790)

研究分担者 松下 拓  北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (30283401)
大野 浩一  北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (00322834)
研究期間 (年度) 2009-05-11 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
26,910千円 (直接経費: 20,700千円、間接経費: 6,210千円)
2012年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2010年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
キーワード用排水システム / 吸着 / 活性炭 / MF膜 / 膜分離 / 浄水 / 2-メチルイソボルネオール / フミン質
研究概要

通常の粉末活性炭に比べて超微粉炭は,自然由来有機物質とそのモデル物質であるポリスチレンスルホン酸(PSS)の高い平衡吸着容量を有する.この高い平衡吸着容量は,吸着質が活性炭粒子内部を拡散せず外表面付近に吸着するためであることを明らかにした.さらに,硫黄元素を指標にして,活性炭粒子の外表面付近にPSSが吸着していることを走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分析により直接観察した.Shell Adsorption Model(SAM)を提唱し,平衡吸着容量の活性炭粒径依存性を定量的に評価した.SAMをBranched pore kinetic modelに導入することで,吸着速度の活性炭粒径依存性を評価した.また,超微粉炭を膜分離のための凝集前処理の前に添加すると,ろ過運転に伴う膜間差圧の上昇を抑制することを示した.この理由を,フロック形成と膜ファウリング物質から明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (33件)

  • [雑誌論文] Modeling high adsorption capacity and kinetics of organic macromolecules on super-powdered activated carbon2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Ando, N., Yoshida, T., Kurotobi, R., Matsushita, T. and Ohno, K.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 45 ページ: 1720-1728

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of solid-phase adsorbate concentration profile in Powdered activated carbon particle to elucidate mechanism of high adsorption capacity on super-powdered activated carbon2011

    • 著者名/発表者名
      Ando, N., Matsui, Y., Matsushita, T. and Ohno, K.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 45 ページ: 761-767

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct observation of solid-phase adsorbate concentration profile in powdered activated carbon particle to elucidate mechanism of high2011

    • 著者名/発表者名
      Ando,N., Matsui, Y., Matsushita, T., Ohno, K.
    • 雑誌名

      Water Research, 45, 761-767, 2011.

      巻: 45 号: 2 ページ: 761-767

    • DOI

      10.1016/j.watres.2010.08.050

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling high adsorption capacity and kinetics of organic macromolecul es on super-powdered activated carbon2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Nakano, Y., Ando, N., Sasaki, H., Ohno, K., Matsushita, T.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 45 ページ: 1720-1728

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of natural organic matter adsorption capacities of super-powdered activated carbon and powdered activated carbon2010

    • 著者名/発表者名
      Ando, N., Matsui, Y., Kurotobi, R., Nakano, Y., Matsushita, T. and Ohno, K.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 44 ページ: 4127-4136

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geosmin and2-methylisoborneol adsorption onsuper-powdered activated carbon in the presence of natural organic matter2010

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Nakano, Y., Ando, N., Sasaki, H., Ohno, K. and Matsushita, T.
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 62 ページ: 2664-2668

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geosmin and 2-methylisoborneol adsorption on super-powdered activated carbon in the presence of natural organic matter2010

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Nakano, Y., Ando, N., Sasaki, H., Ohno, K., Matsushita, T.
    • 雑誌名

      Water Science and Technology

      巻: 62 ページ: 2664-2668

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of super-powdered activated carbon pretreatment on coagulation and trans-membrane pressure buildup during microfiltration2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Hasegawa, H., Ohno, K., Matsushita, T., Mima, S., Kawase, Y., and Aizawa, T.
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 43(20) ページ: 5160-5170

    • NAID

      120001909641

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Branched pore kinetic model analysis of geosmin adsorption onsuper-powdered activated carbon2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Ando, N., Sasaki, H., Matsushita, T., and Ohno, K.
    • 雑誌名

      WaterResearch

      巻: 43(12) ページ: 3095-3103

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of super-powdered activated carbon pretreatment on coagulation and trans-membrane pressure buildup during microfiltration2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Hasegawa, H., Ohno, K., Matsushita, T., Mima, S., Kawase, Y., Aizawa, T.
    • 雑誌名

      Water Research 43(20)

      ページ: 5160-5170

    • NAID

      120001909641

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Branched pore kinetic model analysis of geosmin adsorption on super-powdered activated carbon2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Ando, N., Sasaki, H., Matsushita, T., Ohno, K.
    • 雑誌名

      Water Research 43(12)

      ページ: 3095-3103

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Comparison of 2-methylisoborneol adsorption capacities on super-powdered and powdered activated carbon2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Taniguchi, T., Nakao, S., Matsushita, T. and Shirasaki, N.
    • 学会等名
      International Water Association, 9th IWA Symposium on Off-Flavours in the Aquatic Environment
    • 発表場所
      Robert Gordon University, Aberdeen, UK.
    • 年月日
      2011-08-12
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparison of 2-methylisoborneol adsorption capacities on super-powdered and powdered activated carbon.2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui I., Taniguchi, I., Nakao, S., Matsushita, T., Shirasaki N.
    • 学会等名
      International Water Association, 9th IWA Symposium on Off-Flavours in the Aquatic Environment
    • 発表場所
      Robert Gordon University, Aberdeen, (UK)
    • 年月日
      2011-08-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation and modeling ofsolid-phase macromolecules concentration profile in powdered activated carbon particle2011

    • 著者名/発表者名
      Ando, N., Matsui, Y., Matsushita, T. and Ohno, K.
    • 学会等名
      International Water Association, 4th IWA Specialty Conference on Natural Organic Matter
    • 発表場所
      Hilton Orange County/Costa Mesa, Costa Mesa, CA, USA.
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Comparison of natural organic matter adsorption capacities of super-powderedactivated carbon and powdered activated carbon International Water Association2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Yoshida, T., Ando, N. and Matsushita, T.
    • 学会等名
      4th IWA Specialty Conference on Natural Organic Matter
    • 発表場所
      Hilton Orange County/Costa Mesa, Costa Mesa, CA, USA.
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Direct observation and modeling of solid-phase macromolecules concentration profile in powdered activated carbon particle2011

    • 著者名/発表者名
      Ando, N., Matsui, Y., Matsushita, T., Ohno, K.
    • 学会等名
      International Water Association, 4th IWA Specialty Conference on Natural Organic Matter
    • 発表場所
      Hilton Orange County/Costa Mesa, Costa Mesa, CA, (USA)
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of natural organic matter adsorption capacities of super-powdered activated carbon and powdered activated carbon2011

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Yoshida, T., Ando, N., Matsushita, T.
    • 学会等名
      International Water Association, 4th IWA Specialty Conference on Natural Organic Matter
    • 発表場所
      Hilton Orange County/Costa Mesa, Costa Mesa, CA, (USA)
    • 年月日
      2011-07-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 超微紛化活性炭の吸着性能と膜分離前処理への応用2011

    • 著者名/発表者名
      松井佳彦
    • 学会等名
      活性炭技術研究会講演会
    • 発表場所
      大阪市立工業研究所(大阪市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 活性炭の微粒度化が自然水中のカビ臭物質の吸着に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      中尾聡一,吉田智明,谷口琢磨,松井佳彦,松下拓
    • 学会等名
      日本水道協会,第62回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター,大阪
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 2-メチルイソボルネオール吸着容量に対する活性炭粒径効果2011

    • 著者名/発表者名
      谷口琢磨,吉田智明,中尾宗一,松井佳彦,松下拓
    • 学会等名
      日本水道協会,第62回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター,大阪
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 活性炭の微粒度化が自然水中のカビ臭物質の吸着に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      中尾聡一, 吉田智明, 谷口琢磨, 松井佳彦, 松下拓
    • 学会等名
      日本水道協会,第62回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 2-メチルイソボルネオール吸着容量に対する活性炭粒径効果2011

    • 著者名/発表者名
      谷口琢磨, 吉田智明, 中尾宗一, 松井佳彦, 松下拓
    • 学会等名
      日本水道協会,第62回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 塩素との接触による粉末活性炭の臭気物質2-MIB、ジェオスミン吸着能2011

    • 著者名/発表者名
      大野浩一, 白鳥良樹, 松下拓, 松井佳彦
    • 学会等名
      日本水道協会,第62回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター(大阪)
    • 年月日
      2011-05-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 塩素との接触による粉末活性炭の臭気物質2-MIB、ジェオスミン吸着能2011

    • 著者名/発表者名
      大野浩一,白鳥良樹,松下拓,松井佳彦
    • 学会等名
      日本水道協会,第62回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター,大阪.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Removal of natural organic matter and trace organic pollutants by superfine powdered activated carbon2010

    • 著者名/発表者名
      Dunn, S., Deng, Q., Ohno, K., Matsui, Y., and Knappe, D. R. U.
    • 学会等名
      AWWA WQTC conference
    • 発表場所
      Savannah International Trade & Convention Center, Savannah, GA, USA.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Matsushita, T. and Ohno, K., Super-powdered activated carbon: optimizing adsorbent particle size for enhancing taste and odor removal2010

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Ando, N., Sasaki, H., Yoshida, T.
    • 学会等名
      IWA World Water Congress
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Montreal, Canada.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Matsushita, T. and Ohno, K., Mechanism of natural organic matter adsorption onsuper-powdered activated carbon: observation of internal adsorbed- phase concentration distribution2010

    • 著者名/発表者名
      Ando, N., Matsui, Y., Nakano, Y., Yoshida, T.
    • 学会等名
      IWA World Water Congress
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Montreal, Canada.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 超微粉末活性炭が示す天然有機物質の高い吸着容量のメカニズムの解明,20102010

    • 著者名/発表者名
      安藤直哉,松井佳彦,松下拓,大野浩一
    • 学会等名
      第13回水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      京都,京都大学(吉田キャンパス).
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 粉末活性炭の微粒度化に伴うNOM吸着容量増加メカニズムの解明:粉末活性炭粒子断面の直接観察,20102010

    • 著者名/発表者名
      安藤直哉,松井佳彦,松下拓,大野浩一,吉田智明
    • 学会等名
      第65回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      札幌,北海道大学(札幌キャンパス)
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] 活性炭の微粒度化に伴うNOM吸着容量増加メカニズムの解明:粒子断面の直接観察,20102010

    • 著者名/発表者名
      安藤直哉,吉田智明,松井佳彦,松下拓,大野浩一
    • 学会等名
      第61回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] 粉末活性炭の微粒度化によるNOM吸着容量増加のメカニズムとモデル化,20102010

    • 著者名/発表者名
      吉田智明,安藤直哉,松井佳彦,松下拓,大野浩一
    • 学会等名
      第61回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 超微粉末活性炭が示す天然有機物質の高い吸着容量のメカニズムの解明,20102010

    • 著者名/発表者名
      安藤直哉, 松井佳彦, 松下拓, 大野浩一
    • 学会等名
      第13回水環境学会シンポジウム
    • 発表場所
      京都,京都大学(吉田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 粉末活性炭の微粒度化によるNOM吸着容量増加のメカニズムとモデル化,20102010

    • 著者名/発表者名
      吉田智明, 安藤直哉, 松井佳彦, 松下拓, 大野浩一
    • 学会等名
      第61回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 微粉化活性炭によるウイルス吸着除去,20102010

    • 著者名/発表者名
      鈴木英明, 安藤直哉, 白崎伸隆, 松下拓, 松井佳彦, 大野浩一
    • 学会等名
      第61回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高塩基度ポリ塩化アルミニウム適用によるセラ膜ろ過性能の向上,248-249,20102010

    • 著者名/発表者名
      加藤絵美, 村田直樹, 川瀬優治, 青木伸浩, 松井佳彦
    • 学会等名
      第61回全国水道研究発表会
    • 発表場所
      新潟,朱鷺メッセ
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Removal of natural organic matter and trace organic pollutants by superfine powdered activated carbon2010

    • 著者名/発表者名
      Dunn, S., Deng, Q., Ohno, K., Matsui, Y., Knappe, D.R.U.
    • 学会等名
      AWWA WQTC conference
    • 発表場所
      Savannah International Trade & Convention Center, Savannah, GA, USA 招待講演
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Super-powdered activated carbon : optimizing adsorbent particle size for enhancing taste and odor removal2010

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Ando, N., Sasaki, H., Yoshida, T., Matsushita, T., Ohno, K.
    • 学会等名
      IWA World Water Congress
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of natural organic matter adsorption on super-powdered activated carbon : observation of internal adsorbed- phase concentration distribution2010

    • 著者名/発表者名
      Ando, N., Matsui, Y., Nakano, Y., Yoshida, T., Matsushita, T., Ohno, K
    • 学会等名
      IWA World Water Congress
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Development of ceramic membranes and recent applications in Japanese water treatments.2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y.
    • 学会等名
      AWWA Water Quality Technology(招待講演), Conference & Exposition
    • 発表場所
      Washington State Convention& Trade Center, Seattle, Washington, USA.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Geosmin and 2-methylisoborneol adsorption onsuper-powdered activated carbon in presence of natural organic matter2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Sasaki, H., Ando, N., Nakano, Y., Matsushita, T. and Ohno, K.
    • 学会等名
      The 3rd IWA-ASPIRE Conference
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Chinese-Taiwan.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of transmembrane pressure on geosmin release from cyanobacterial cell during microfiltration2009

    • 著者名/発表者名
      Matsushita, T., Kobayashi, Y., Nakamura, K., Matsui, Y. and Ohno, K.
    • 学会等名
      The 3rd IWA-ASPIRE Conference
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Chinese-Taiwan.
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of ceramic membranes and recent applications in Japanese water treatments.2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y.
    • 学会等名
      AWWA Water Quality Technology Conference & Exposition
    • 発表場所
      Washington State Convention & Trade Center, Seattle, Washington, USA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Geosmin and 2-methylisoborneol adsorption on super-powdered activated carbon in presence of natural organic matter.2009

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Y., Sasaki, H., Ando, N., Nakano, Y., Matsushita, T., Ohno, K.
    • 学会等名
      The 3rd IWA-ASPIRE Conference
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effect of transmembrane pressure on geosmin release from cyanobacterial cell during microfiltration.2009

    • 著者名/発表者名
      Matsushita, T., Kobayashi, Y., Nakamura, K., Matsui, Y., Ohno, K.
    • 学会等名
      The 3rd IWA-ASPIRE Conference
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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