原水水質に対応した合理的膜選択による膜閉塞制御に関する研究

根据原水水质合理选膜控制膜堵塞的研究

基本信息

批准号：
12750489
负责人：
木村克輝
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750489/
关键词：
膜処理膜ファウリングフミン質 EEMs 三次元励起・蛍光スペクトル XAD樹脂

项目摘要

本年度は、有機物濃度の高い水道水源(江別市千歳川表流水)および有機物濃度の低い水道水源(札幌市豊平川表流水)を対象として、三次元励起・蛍光スペクトル(EEMs)、各種樹脂を用いるLeenheerの方法による溶存有機物のキャラクタリゼーションを行い、両者の関係を考察した。この結果、比較的短時間で得ることのできるEEMsから、Leenheerの方法による有機物の分画結果を予測しうることがわかった。並行して千歳川表流水、豊平川表流水それぞれを用いたパイロットスケール膜ろ過実験を実浄水場において行い、長期間にわたり実験を継続することによって膜を閉塞させた。これらの膜の一部分を採取し、膜を閉塞させた有機成分を酸・アルカリなどの各種薬品により抽出するとともに、抽出前後の膜透過性能の変化を小型膜ろ過モジュールによって評価した。薬品によって抽出された成分のEEMsを検討することによって、溶存有機物中のどのような画分が膜閉塞、特に不可逆的な膜閉塞に深く関与しているかを検討した。この結果、不可逆的な膜閉塞は主に疎水的酸性成分によって引き起こされていることが示唆された。強アルカリを用いて有機成分の抽出を行う際には、膜本体からの親水性成分の漏出が無視できない量となった、この部分の影響をどのように除去しうるかが課題として残されている。今後はより広範な範囲の水・膜の組み合わせについて本研究で開発した膜閉塞成分検討法を適用してゆくことで、原水水質に対応した合理的膜選択手法の確立に近づくことができるものと考えられる。

今年，我们将使用三维激发/荧光光谱（EEM）和各种树脂来针对有机物浓度高的自来水源（江别市千岁河地表水）和有机物浓度低的自来水源（丰平河）札幌市地表水）。我们使用 Leenheer 方法对溶解有机物进行了表征，并考虑了两者之间的关系。结果发现，使用Leenheer方法的有机物分馏结果可以从EEM中预测，并且可以在相对较短的时间内获得。与此同时，利用千岁川地表水和丰平川地表水，在实际的净水工厂进行了中试规模的膜过滤实验，由于长时间持续实验，膜被堵塞。收集这些膜的一部分，使用酸和碱等各种化学品提取堵塞膜的有机成分，并使用小型膜过滤模块评估提取前后膜渗透性的变化。通过检查化学品提取成分的 EEM，我们研究了溶解有机物的哪些部分与膜堵塞（尤其是不可逆膜堵塞）密切相关。结果表明，不可逆膜堵塞主要是由疏水性酸性成分引起的。当使用强碱提取有机组分时，不可忽略的量的亲水性组分从膜体中泄漏，如何消除这部分的影响仍然是一个问题。未来，通过将本研究开发的膜堵塞成分评估方法应用于更广泛的水/膜组合，我们将能够更接近建立与原水水质相对应的合理膜选择方法。