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2009 年度 実績報告書

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
研究機関北海道大学

研究代表者

松井 佳彦  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00173790)

研究分担者 松下 拓  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30283401)
大野 浩一  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00322834)
キーワード吸着 / 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

セラミック膜ろ過の前処理として市販の粉末活性炭より遥かに粒径の小さい微粉炭を用いた場合の極性物質の吸着容量の著しい増加,吸着剤内部細孔容積の増加,フロック形成の促進効果,膜ファウリング抑止機構などの吸着剤の超微粒度化効果のメカニズムの解明を目的に研究を開始した.本年度は,超微粒度吸着剤の評価として,様々な極性を有するNOM,それらのモデル物質としてPSS,PEGを用いて吸着平衡・速度実験を行い,FIB及びFE-SEM/EDXSを用いて吸着材内部の吸着量分布を直接観察するとともに,窒素ガス吸着による細孔分布を解析した.さらに,吸着-膜分離実験を行い,微粒子添加によるフロック形成への効果を微粒子カウンターなどで調べた.その結果、NOMモデル物質であるPSSは活性炭粒子表面付近に主に吸着し、内部にあまり吸着していないことがわかった。NOMやPSSは活性炭粒子表面付近に主に吸着することから、活性炭の微粉化に伴う比表面積の増加により、吸着容量が増加すると考えられる。また,微粉炭は粉末活性炭よりNOMを多く吸着しているにも関わらず,臭気物質2-メチルイソボルネオールと競合成分との吸着競合度合いは同程度であった.微粉炭による吸着メカニズムとして,Shell Adsorption Modelを提案し,実証データを集積しつつある.また,微粉炭はウイルスを吸着する可能性があることはわかってきた.また,微粒子添加はフロック形成を促進し,膜処理における膜間差圧を低下させ,運転エネルギーの削減に効果があることがわかってきた.セラミック膜ろ過の長期間実験を行うために,実験装置の作成,設置,試運転を開始した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [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

    • 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

    • 査読あり
  • [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
    • 年月日
      20091115-20091119
  • [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
    • 年月日
      20091018-20091022
  • [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
    • 年月日
      20091018-20091022

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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