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整理番号 6883   (公開日 2014年10月06日) (カテゴリ バイオテクノロジー環境・エネルギー
Membrane Bioreactorによる効率的水浄化を可能とする膜差圧予測モデル構築手法の開発
●内容 生活排水や工場排水を処理し浄化するため、membrane bioreactor (MBR) が広く用いられている。MBR法とは、微生物に排水中の汚濁物質を代謝、消費させ、その後膜によって処理水と活性汚泥を分離する方法であり、コンパクトな装置で水浄化を可能とすることから、水の確保が難しい地域などにとって有用な技術である。
MRBは膜を用いることですべての固形物の流出を阻止できる一方、活性汚泥、難溶性成分、高分子の溶質、コロイド等のファウラントが膜細孔に詰まったり膜に堆積したりする、「膜のファウリング」という問題を抱えている。この問題を解決しMBRの効率的運用を可能とするため、この研究室ではファウリングの予測モデルを開発した。
MBRを定量ろ過運転した場合、このファウリングによる膜抵抗の上昇に伴い膜差圧 (transmembrane pressure, TMP) が上昇し、水浄化におけるエネルギー効率が著しく低減してしまう。そこでファウラントを除去するための薬品洗浄を定期的に行う必要があるが、適切な時期に洗浄を行い、コスト軽減を図ることが運用上の重要課題である。
この課題に対応するためには長期的なファウリングの予測が必要であり、この研究室では、TMPの上昇と運転条件や水質等のMBRパラメータとの間で統計モデルの構築を提案した。実際のMBRで測定されたデータを解析したところ、提案手法により高精度のモデルが構築できるだけでなく、将来のTMPを精度良く予測可能であることを確認している。また、TMPが急上昇するTMP Jumpの時期を正確に予測するモデル開発も行い、その性能を確認している。
本研究は、例えば汚水処理場や海外(水不足地域等)での水循環利用システム構築におけるMBRの活用促進につながるとともに、海水の淡水化などにも応用可能である。共同開発やMBR利用に関心を持つ自治体・企業等との連携を希望する。
●研究者
教授 船津 公人
大学院工学系研究科 化学システム工学専攻
●画像


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Membrane bioreactor(MBR)における長期膜差圧予測モデルの開発および膜差圧(TMP)Jump予測モデルの開発
(C) 船津 公人
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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