膜分離活性汚泥法および新素材利用ナノろ過法による内分泌撹乱物質の制御

新材料膜分离活性污泥法和纳滤法控制内分泌干扰物

基本信息

批准号：
14042212
负责人：
浦瀬太郎
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,膜分離活性汚泥法についての研究とナノろ過法に関する研究の二つから構成されている。膜分離活性汚泥法については,下水処理への適用を念頭におき,下水処理水中での環境ホルモン作用の主要物質と考えられているエストラジオールなどの女性ホルモン類とやはり尿由来で最近注目されている医薬品類について,膜分離活性汚泥法処理を行った場合の処理性を明らかにした。活性汚泥における微量物質の分解を分解と吸着を別々に定量することにより,固液分離を完全に行った場合の効果を定量化した。今回対象とした物質はいずれも水溶性がかなり高く,活性汚泥懸濁液中では,水相に主として存在しているが,医薬品類は、エストラジオール類よりも,さらに,水相側に存在しており,エストラジオール類の除去で期待される膜分離活性汚泥法の高MLSS運転の効果が小さいことが明らかになった。しかしながら,医薬品の汚泥-水相間の移動特性が大きくpHに依存することを本研究では明らかにし,pHを酸性側で運転することによって,COOH基を持つ医薬品除去率を画期的に向上させることが可能であることがあきらかになった。除去率のpH依存性と物質ごとのlog Kowとの間の関係についても明らかにし,疎水性の医薬品ほどpHを酸性側にする程度が小さくても除去が期待できることが明らかになった。したがって,極度の酸性条件にしなくても,たとえば,硝化を促進するなどの運転条件を選択することによって,医薬品の除去率を画期的に高めることができる技術を開発したといえる。一方,ナノろ過については,除去率と分子サイズとの関係を明らかにし,ナノろ過領域における分子幅-除去率依存性のデーターを10種類の膜40種類の溶質について明らかにし,膜面の汚れと除去率との間の関係についてデーターを蓄積した。

这项研究由两项研究组成：膜分离激活的污泥法和纳米过滤法。考虑到膜分离激活的污泥法，我们已经阐明了雌性激素（例如雌二醇）的治疗特性，雌二醇被认为是污水处理水中环境激素作用的主要物质，当用膜分离激活的污泥处理时，这些药物在污水处理的水中被认为是最近由于其尿液起源而引起注意的药物。通过分别量化活性污泥中痕量物质的分解和吸附，对完全固液分离的效果进行了量化。本文中靶向的所有物质的水溶性明显更大，并且主要存在于活化的污泥悬浮液中的水相中，但是与雌二醇相比，药物更存在于水相中，并且已经揭示了膜分离的激活污泥的高度MLSS的运行，预计可将其恢复为ESTRADIOL。但是，这项研究表明，药物的污泥和水相之间的迁移特征高度依赖于pH，并且已经发现，通过在酸性方面操作pH，可以大大提高与COOH基团的药物去除率。还阐明了去除率的pH依赖性与对数缸的pH依赖性之间的关系，并且据揭示，即使pH值较小，疏水药物被酸化也可以预期去除。因此，可以说，我们已经开发了一项技术，可以通过选择诸如促进硝化的工作条件（而无需放置极端酸性条件）来大大提高药品的去除率。另一方面，对于纳米滤过，阐明了去除速率和分子大小之间的关系，并阐明了10种不同的膜溶质的分子宽度驱动率依赖性的数据，并且在膜表面上的污渍与去除速率之间的关系积累了数据。