| 研究課題/領域番号 |
23K20978
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01466 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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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 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
藤岡 貴浩 長崎大学, 総合生産科学研究科(工学系), 教授 (20759691)
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| 研究分担者 |
安浦 雅人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20760408)
新谷 卓司 長崎大学, 工学研究科, 客員研究員 (90607574)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | 逆浸透膜 / ウイルス / 再生水 / 阻止性能 / 製膜 / 病原体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
下水処理水を水道用水として循環活用する飲用再利用では、再生水摂取に伴う健康リスクを低減するため、下水中の病原性微生物を逆浸透膜等の高度水処理技術により除去している。しかし、逆浸透膜からの微生物漏れを完全に防止する技術は未だ確立されていない。そこで本研究では、逆浸透膜の繊細なポリアミド分離層の下層に孔径が正確にコントロールされた膜を組み込み、微生物漏れのない完全阻止膜を創出する。さらに、開発した逆浸透膜の実用性を実下水を用いて検証することで、「水再生用逆浸透膜」という新しい膜分離技術の確立を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、無傷の逆浸透膜であっても微生物が膜透過水側に漏洩してしまう課題に対し、逆浸透膜の繊細なポリアミド分離層の支持膜に孔径が正確にコントロールされたトラックエッチド膜を組み込み、微生物漏れのない完全阻止型の逆浸透膜を創出することを目的としている。2023年度は、ポリカーボネート製のトラックエッチド膜の生物粒子の除去性能に関する評価を行った。孔径の最適化を行った結果、0.2μmの均一な孔径を備えた市販のトラックエッチド精密濾過膜を支持層として採用した。ポリアミドスキン層は、界面重前にスピンコーターを使用して薄いm-フェニレンジアミン溶液層を作成することによって形成できることが分かった。さらに薄い溶液層はバーローラーを使って形成することも可能にした。開発した膜の中で最も高性能の逆浸透膜は、1.1L/m2hbarの純水透過性能と97%の塩除去率を示した。また、膜の物性を解析した結果、トラックエッチド膜ベースの膜のスキン層の厚さ(約31nm)が市販の逆浸透膜と同等であることを明らかにした。さらに、作製した膜による細菌サイズの粒子(0.5μmの蛍光ビーズ)の除去(8.6-log)は、逆浸透膜エレメントから取り出した市販の逆浸透膜による除去(7.8-log)よりも高くなることが分かった。一方、小さなトラックエッチド膜ベースの逆浸透膜では細菌サイズの粒子を完全に除去することはできないことも分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
トラックエッチド支持膜の上にポリアミド分離層を形成した逆浸透膜を用いて実際の下水を使って実証試験を行う準備が整ったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発した逆浸透膜と実下水を用い、トラックエッチド膜使用によるウイルスの漏洩抑制効果の影響評価を行う。
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