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2023 年度 実績報告書

バイオポリマー詳細情報の把握によるMBR膜ファウリング発生機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K20448
研究機関中央大学

研究代表者

角田 貴之  中央大学, 理工学部, 助教 (30963574)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
キーワード膜分離活性汚泥法 / 膜ファウリング / バイオポリマー / LC-OCD / QCM
研究実績の概要

膜分離活性汚泥法(MBR)における膜ファウリングの発生には、液体クロマトグラフィー-有機炭素測定装置により検出される分子量2万以上の親水性溶存有機物(バイオポリマーと総称される)が強く関与する。本研究ではMBR槽内バイオポリマーの質変化を追跡することで、MBRにおける膜ファウリング発生機構の解明と膜ファウリング抑制手法の提案を目指している。本年度は水晶振動子マイクロバランス法(QCM)を活用して、新規耐ファウリング膜の開発・製作に不可欠な「ファウリングが起こりづらい」材質を探索した。実都市下水を処理するパイロットスケールMBRを連続運転し、膜ファウリング発生状況のモニタリングとMBR槽内バイオポリマーの選択的回収・精製を実施した。前年度までに開発した手法を用いて、MBR活性汚泥のファウリングポテンシャル(膜ファウリングの起こりやすさ)が異なる時期に、性質が異なるバイオポリマーを回収・精製した。QCMを用いたバイオポリマーと膜材質との親和性評価においては、市場シェアが高いポリフッ化ビニリデン(PVDF)に加え、フルスケールMBRでの適用例があるポリエチレン(PE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、セラミックスを検討対象とした。いずれの精製バイオポリマーについても、膜材質との親和性の序列はPVDF>PES>PE>セラミックスとなった。耐ファウリング膜材質として、セラミックスが有用である可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 都市下水処理パイロットスケール MBR の長期運転における槽内バイオポリマーの量・質的変化2023

    • 著者名/発表者名
      角田 貴之, 内藤 りん, 鈴木 綾菜, 羽深 昭, 木村 克輝
    • 学会等名
      第26回日本水環境学会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of membrane fouling in a pilot-scale MBR treating municipal wastewater with focus on characteristics of isolated biopolymers2023

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kakuda, Rin Naito, Akira Hafuka, Hiroshi Yamamura, Katsuki Kimura
    • 学会等名
      10th IWA Specialist Conference on Membrane Technology for Water and Wastewater Treatment
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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