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

阐明膜处理和紫外线/光催化剂处理中病毒和微量化学物质的去除特性

• 批准号: 22K18043
• 负责人: 竹内 悠
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18043/
• 关键词: 下水再利用; 膜処理; 光触媒; 微量化学物質; ウイルス; UV-LED

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。

这项研究的目的是开发一种新的加速氧化处理过程，该过程将有助于提高污水重复使用的安全性。专注于将陶瓷膜与光催化剂和紫外线（UV）辐射相结合的加速氧化处理（UV/光催化剂/膜处理），我们研究了光催化剂和UV波长的组合，从而有效地产生了OH OH透明剂和极好的氧化能力。此外，我们评估了在不同的紫外线波长下紫外线/光催化剂/膜处理的去除能力，以靶向不通过常规污水处理去除的痕量化学物质。在比较紫外线/光催化剂/膜处理过程中每个光催化剂的OH自由基发电效率时，TIO2，（SIO2）（TIO2）（TIO2）和SRTIO3在结果的顺序上都更高。在光催化剂加载量为2.0 mg/cm2时，用TIO2支撑的反应器产生的MSA产量浓度约为（SIO2）（TIO2）的反应器的20倍，表明高自由基生产效率。此外，在254 nm，265 nm和310 nm的UV波长范围内，每个反应器中每个波长的OH根部发电效率均未观察到差异。为了评估UV/TiO2/膜处理过程中痕量化学物质的分解和去除，我们在纯水系统中进行了分解和去除实验，这是污水处理水中残留物的关注点。虽然没有光催化剂支持和紫外线/膜处理的膜处理中没有去除DEET，但UV/TIO2/膜处理的去除率为70-82％，表明紫外线/TIO2/膜处理的有效性用于去除DEET。

项目成果

Potential of integrated membrane and TiO2-based advanced oxidation processes for greywater reclamation

集成膜和基于 TiO2 的高级氧化工艺用于灰水回收的潜力

• 发表时间: 2023
• 作者: H. Takeuchi;R. Homma;Y. Onodera;A. Noda;S. Sameshima;Y. Arai and F. Nishimura
• 通讯作者: Y. Arai and F. Nishimura

Technical University of Munich(ドイツ)

慕尼黑工业大学（德国）