正浸透法における膜閉塞成分の特定と促進酸化前処理による膜閉塞抑制効果の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14275
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分22060:土木環境システム関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野村 洋平 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (30869730)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 正浸透法 / 下水二次処理水 / 三酢酸セルロース活性層 / 濃縮 / 膜ファウリング

研究成果の概要

正浸透法による下水処理水の濃縮特性を明らかにするため、膜透過水fluxに対するクロスフロー流速および無機イオン濃度の影響を評価した。クロスフロー流速10.7~100 mm/sの範囲では、クロスフロー流速を増加させることで膜ファウリングを抑制しつつ下水処理水を濃縮できることが明らかとなった。カルシウムイオン濃度が0.8~5 mMの場合、その濃度上昇のともない、膜ファウリングが深刻化することが示された。下水二次処理水に対して、光触媒を用いた促進酸化処理を行うことで、有機物の低分子化が進行し膜ファウリングを低減しうることが示された。

自由記述の分野

環境工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

既往研究では、モデル有機物(多糖類やタンパク質など)を含む模擬下水や模擬廃水に対して、カルシウムのような無機物を添加することで、ファウリング発生機構が調査されてきたが、実際の下水中や廃水中の膜ファウリングの挙動を再現できないことが報告されてきた。本研究課題では、実際の下水処理水に無機物を添加し、無機物が膜透過水fluxに及ぼす影響を明らかにするとともに、光触媒を用いた促進酸化処理を行うことで膜ファウリングを低減できることを明らかとし、新たな学術的知見を得た。