オゾン水洗浄を利用した下水直接ナノ膜ろ過技術の開発

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生物処理等の前処理を省いた下水の直接膜ろ過の課題は、ろ過水の水質悪化と膜汚染（膜ファウリング）である。本研究では、微量化学物質を含む有機物除去性能、耐薬品性、寿命の面で優れたセラミック製ナノ膜を用いて下水直接膜ろ過を行い、処理水質の評価を行うと共にオゾン水洗浄の膜ファウリング抑制効果を明らかにした。今年度はまず室内実験試験にてろ過運転条件とオゾン水洗浄条件の最適化を重点的に行った。セラミック製ナノろ過膜を使った場合の処理水質に関しては、分画分子量200 Daltonのナノ膜を用いた場合は実験に使用した微量物質のほとんどに対して高い除去率を示した一方で、分画分子量450 Daltonのナノ膜を用いた場合は用いた微量物質の大きさに関わらず非常に低い除去率を示した。これにより、ナノ膜における分画分子量は微量物質除去に対して非常に重要な検討項目であることが分かった。下水の再利用に使用する膜分離プロセスにおいて重要な課題の一つである膜ファウリングに対しては、下水二次処理水を供給水として使用したために低流束で運転を行った場合でも非常に速い速度で膜ファウリングが進んだ。ただし、洗浄力の高いオゾン水洗浄を用いて膜ファウリングの進行を大幅に低減することができた。これにより、高頻度の薬品洗浄を必要としないナノ膜ろ過運転を可能にする洗浄技術としてオゾン水洗浄が有効であることを示した。