膜処理とUV/光触媒処理におけるウイルス・微量化学物質の除去特性の解明

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本研究の目的は、下水再利用の安全性の向上に資する新たな促進酸化処理プロセスの開発である。光触媒を担持したセラミック膜と紫外線（UV）照射を組み合わせた促進酸化処理（UV/光触媒/膜処理）に着目し、酸化力に優れるOHラジカルを効率的に生成する光触媒とUV波長の組み合わせを検討した。また、従来の下水処理では除去されない微量化学物質を対象に、異なるUV波長におけるUV/光触媒/膜処理での除去性を評価した。UV/光触媒/膜処理での光触媒ごとのOHラジカル生成効率を比較すると、TiO2、(SiO2)(TiO2)、SrTiO3の順に高い結果となった。光触媒担持量2.0 mg/cm2において、TiO2を担持したリアクターでは(SiO2)(TiO2) を担持したリアクターの約20倍のMSA生成濃度が得られ、高いOHラジカル生成効率を示すことが明らかとなった。また、254 nm、265 nm、310 nmのUV波長領域では、いずれのリアクターにおいても波長ごとのOHラジカル生成効率に差異は見られなかった。UV/TiO2/膜処理での微量化学物質の分解除去性を評価するため、下水処理水中の残存が懸念されるDEETを対象に純水系における分解除去実験を行った。光触媒を担持していない膜処理およびUV/膜処理ではDEETは除去されなかったのに対し、UV/TiO2/膜処理では70-82%の除去率が得られたことから、DEETの除去に対するUV/TiO2/膜処理の有効性がうかがえた。