水処理特別セミナー 次世代膜コース

第1部 水処理膜の高性能化と新用途の開拓 ―DLC膜、高性能オイル吸着材の随伴水処理への応用―

(2014年6月24日 10:30〜12:00)

(独) 物質・材料研究機構 先端的共通技術部門 高分子材料ユニット ユニット長 一ノ瀬 泉 氏

　これまでの高分子系の水処理膜は、塩素やアルカリ、熱などにより劣化しやすく、細孔径を1ナノメートル前後に制御することが困難であった。 　特に、耐有機溶媒性の水処理膜は、化学工業や資源開発における幅広い用途が期待されているが、分離性能や耐久性において問題が多かった。 　一方、我々は、ダイヤモンド状カーボン (DLC) 膜を多孔化することで、水処理膜の熱・化学的な安定性を向上させ、不純物の除去速度を約3桁向上させることに成功した。本講演では、多孔性DLC膜とその将来展望について議論し、油ガス田開発で必要とされる分離システムを念頭に、様々な関連技術を概観したい。

1. 資源開発における水処理技術の重要性
2. 高性能DLC膜の製造方法
3. 高性能DLC膜の特徴
   1. 力学的特性
   2. 有機溶媒の高速粘性透過
   3. 有機分子の除去性能、細孔サイズの推定
4. ナノ粒子状高分子ファイバーからなる濾過フィルター
5. 高性能オイル吸着材の開発
   1. 高分子メソ多孔体の製造技術
   2. ガス及びオイル吸着性能
6. 随伴水処理のための分離システムの展望

• 質疑応答

第2部 ロバストRO/NF膜の開発-多様な水源への対応に向けて

(2014年6月24日 12:40〜14:10)

広島大学 工学研究院 化学工学専攻 教授 都留 稔了 氏

　逆浸透/ナノろ過膜 (RO/NF膜) は,高度水処理技術として,浄水プロセスや産業排水の再利用に活用されている。今後のさらなる応用展開を図るためには,様々な原水に対応できるロバストRO/NF膜の開発が必要不可欠である。 　ここでは,ロバスト膜として無機膜に注目する。セラミックおよび有機無機ハイブリッド材料を用いた,ナノ濾過膜および逆浸透膜の開発状況を紹介するとともに,それらのロバスト特性 (高温,塩素,pH) について紹介する。

1. はじめに
   1. 無機膜の特徴
   2. 無機膜の開発動向
2. ロバストNF膜の開発とその応用
   1. TiO2膜の作製
   2. SiO2-ZrO2膜の作製
   3. ナノ濾過特性とロバスト評価
3. ロバストRO膜の開発とその応用
   1. ナノ粒子含有ポリアミド膜の作製
   2. オルガノシリカ膜の作製
   3. RO特性とロバスト評価

• 質疑応答

第3部 水処理膜の高性能化に向けた試みと新たな水処理膜の開発 ―低ファウリング膜・FO膜・生体機能模倣膜―

(14:20～16:30 途中10分休憩含む)

神戸大学 工学研究科 先端膜工学センター 教授・センター長 松山 秀人 氏

　多孔膜を用いた水処理は、世界的な水不足問題の解決に貢献する技術として近年特に注目を集めている。 　ここではまず、水処理に用いられる多孔膜の製膜方法とその孔径の制御方法について解説する。また膜分離操作中に性能が低下する膜ファウリングは、現在膜工学における最も重大な問題である。 　本セミナーでは、そのような膜ファウリングの低減方法について、世界の研究動向や講演者の研究室で得られた結果を紹介する。 　さらに最近特に注目度の高い正浸透膜 (FO膜) や生体機能模倣膜について、世界の研究動向を交えて我々の研究結果を紹介する。

1. 相分離を利用した水処理用多孔構造膜の作製方法
   1. 熱誘起相分離法 (TIPS法) による多孔膜の作製
   2. 非溶媒誘起相分離法による多孔膜の作製
2. 膜ファウリングの低減に向けた試み
   1. 膜表面グラフト法を用いたMF/UF膜の低ファウリングの試み
   2. シミュレーションを用いたMF膜ファウリングの解析
   3. RO膜のファウリング抑制に関する世界の研究動向
   4. RO膜のバイオファウリング低減に向けた神戸大学の取り組み
3. 正浸透膜 (FO膜) を用いた水処理
   1. 正浸透膜 (FO膜) および浸透圧発電 (PRO) の概要
   2. 神戸大学におけるFO膜の開発事例
   3. ドローソリューション (DS) に関する開発動向
4. 水処理に用いる生体機能模倣膜の開発
   1. アクアポリンをウォーターチャネルとして用いる生体機能模倣膜の研究動向
   2. 神戸大学における生体機能膜の開発事例紹介

• 質疑応答