水処理技術セミナー 全4コース

1日目(2014年6月16日)

第1部 生物学的水処理の基礎と低コスト・ハイパフォーマンスの最新注目技術

(2014年6月16日 10:30〜12:00)

名古屋大学 大学院工学研究科 教授 工学博士 堀 克敏 氏

　生物処理の基礎原理、設計や管理のポイントを概説の後、最新技術の理解や開発の基礎となる従来技術を説明し、最後に注目の最新生物処理技術を紹介する。

1. 微生物による浄化メカニズム
2. 有機汚濁物質の指標と管理項目
3. 活性汚泥法
4. 生物膜法
5. 高度処理による窒素とリンの除去
6. 嫌気性処理
7. 微生物エネルギー獲得機構と排水処理
8. 最新水処理
   • 加圧浮上分離代替油分解技術
   • MBRファウリング防止技術
   • 最新バイオフィルム担体技術
   • アナモックスなど

• 質疑応答

第2部 担体添加型MBRの開発によるMBRシステムの省エネ化

(2014年6月16日 12:50〜14:00)

(株) 日立製作所 インフラシステム社 技術開発本部 松戸開発センタ 水環境システム部 主任研究員
博士 (工学) 森田 穣 氏

　MBRシステム動力の30%削減を目的に、生物処理と膜面洗浄に関わる散気量を低減する担体添加型MBRシステムを開発内容について報告する。 　本研究開発は、新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO) の省水型・環境調和型水循環プロジェクト一環として、2009年から2012年度にかけて実施された。膜分離活性汚泥法 (Membrane Bioreactor: MBR) は,設置面積がコンパクトで高度な処理水質が得られる等,メリットが多く下水・工場排水の水再利用分野において中核を担う技術として注目されている. 　膜を汚泥に浸漬して固液分離に用いる浸漬型膜分離活性汚泥法では、膜の下方より連続的に空気を供給し、気液二相流のせん断により膜の目詰まりを防止する。その動力は過大で、大規模下水処理にMBRを適用する場合、システム全体動力の約40%を占めている。 　更に、生物処理に必要な散気量も加えると、散気に関わる動力は、システム動力全体の約60%を占めると試算される。そのため、本法の適用拡大において、膜面洗浄と生物処理に関わる動力を削減する技術の開発が切望されている。 　以上のような背景のもと、本研究では、平膜型の膜分離装置を対象に、担体添加や散気管構造最適化等による膜面洗浄散気量の削減をはじめ、MBRシステムの省エネ化について広くについて検討した研究開発内容を紹介する

1. 膜分離活性汚泥法 (Membrane Bioreactor: MBR) について
   1. MBRの技術背景と特徴
   2. 平膜型の膜分離装置
2. 平膜型の膜分離装置によるMBRシステムの省エネ化
   1. 大規模処理下水処理場向けMBRの課題
   2. 本開発課題解決のスキーム概要
   3. 散気管構造の最適化
   4. 担体添加による膜面洗浄散気量削減の効果
   5. その他、反応槽構造や運転制御の最適化等
3. 今後の展開
   1. 事業展開に向けた展望

• 質疑応答

第3部 下水汚泥の高効率な好気性処理技術と有効活用

(2014年6月16日 14:15〜15:25)

信州大学工学部土木工学科 准教授 工学博士 松本 明人 氏

　下水汚泥の好気性消化の効率化について,嫌気性消化汚泥を基質に用いた好気性消化実験の結果を中心に,汚泥分解に及ぼす消化温度,pH,投入汚泥濃度,微生物製剤添加の影響,さらに亜硝酸性窒素の影響に関し,追加実験の結果や既往の研究も踏まえながら,紹介する. 　また消化汚泥の有効活用について展望する.

1. はじめに
2. 好気性消化とは
3. 好気性消化の効率化に関する既往の研究
4. Bacillus属細菌と好気性消化
5. 嫌気性消化汚泥を用いた好気性消化について
   1. 研究の背景・目的 ・実験手法
   2. 汚泥分解特性
   3. 亜硝酸性窒素の蓄積と汚泥分解
6. TOC除去に及ぼす亜硝酸性窒素の影響
7. 好気性処理のまとめ
8. 消化汚泥の有効活用に関する展望
9. おわりに

• 質疑応答

第4部 難分解性物質に!次亜塩素酸型電解フェントン技術とAOP処理

(2014年6月16日 15:40〜16:40)

ペルメレック電極 (株) 岡山事業所 環境水処理技術部 第一グループ 大津 秀緒 氏

　生物処理との併用が期待される化学的処理についてヒドロキシラジカルを含めた酸化剤を電気化学的に生成する技術を紹介する

1. AOPとは
2. 化学的酸化処理が必要な理由
   • 静物処理との比較
   • それぞれの特徴
   • 相補性
3. 難分解性有機物
4. 酸化処理
5. 電気化学的な酸化剤の生成
6. 直接生成と間接生成
7. 各酸化剤の生成方法と特徴
   • オゾン
   • 塩素系
     • 塩素
     • 次亜塩素酸
     • 次亜塩素酸イオン
   • 過酸化水素
   • 過硫酸
   • ヒドロキシラジカル
8. AOPの種類
   • オゾン+過水
   • 次亜塩素酸型Fenton
   • Fenton
   • オゾン過水
9. 電解について
   • 電解基礎
     • 陽極反応
     • 陰極反応
     • 電解液
   • 電極
   • 電解槽
10. new-Fenton
    • 原理
    • プロセス
      • 電解槽
      • 連続処理
      • バッチ処理
    • 性能
    • メリット
    • 他のAOPとの比較
      • 実績

• 質疑応答

2日目(2014年6月18日)

第1部 水処理膜規格および膜処理プロセス等の国際標準化の最新動向

(2014年6月18日 10:30〜11:40)

(一社) 膜分離技術振興協会 排水・再利用委員会 委員長 大熊 那夫紀 氏

　膜分離技術振興協会で実施している水道用膜の規格及び認定事業、JISの膜用語を紹介する。また、国際標準化の基礎と使い方についても概要を紹介する。 　さらに、水再利用の市場と技術の現状、水の分野で日本が初めて幹事国となった、2013年6月に設立が決定したISO/TC282「水の再利用」の概要と進捗状況、MBRの国際標準化の進捗状況についても最新動向を説明する。

1. 水処理用膜規格の現状
   1. 水道用膜モジュールの規格と認定
   2. JISの膜用語について
2. 国際標準化と水
   1. 国際標準化とは
   2. ISOの組織と国際規格
   3. 水・環境に関連するISO
3. MBRの国際標準化
   1. MBRの市場動向
   2. 海外での標準化動向
   3. 国内での標準化活動状況
4. ISO/TC282「水の再利用」の概要
   1. 再利用分野における膜の市場
   2. 再利用と膜技術
   3. ISO/TC282の概要と進捗状況
   4. 今後の展開

• 質疑応答

第2部 RO・NF膜の開発と高性能化

(2014年6月18日 12:20〜13:30)

日東電工 (株) メンブレン事業部 開発部 部長 新谷 卓司 氏

　近年、膜法を用いた分離精製が盛んに行なわれるようになってきた。特に超純水の製造から海水の淡水化さらには排水処理に至るまでその用途用法に応じた膜の研究開発がなされ、膜の性能も飛躍的に進歩した。 　また、近年地球規模での水質汚染の拡大や人口増加と共に水不足が懸念され造水分野を初めとして無くてはならないものとなってきている。 　一方で原水水質の悪化に伴いRO膜へのファウリングリスクは更に増大すると考えられる。ここではこういったリスクに対応する水処理膜・エレメントの開発動向と高性能化について紹介する。

1. RO/NF膜の原理と膜/エレメント構造
2. RO/NF膜の開発の流れ
3. RO/NF膜の課題
4. RO/NF膜エレメント構造開発
5. まとめ

• 質疑応答

第3部 中空糸型RO膜モジュールの開発とその応用

(2014年6月18日 13:40〜14:50)

東洋紡 (株) アクア膜事業部 主幹 熊野 淳夫 氏

　逆浸透 (RO) 膜は、水資源開発手段として、海水淡水化や排水・再利用分野に実用化されている。 　一方、RO膜の運転の効率化のためにはファウリングの抑制が重要な課題である。RO膜のなかでも中空糸型RO膜は耐ファウリング性に優れるという特長があり、その特長を活かして中東湾岸諸国で海水淡水化用として広く用いられている。 　ここでは、中空糸膜RO膜モジュールの開発事例とその実用例と運転事例を紹介すると共に、低圧用の中空糸型RO膜とそれを用いた新しい応用分野についても紹介する。

1. はじめに
   1. RO膜の位置付け
   2. 中空糸型RO膜の特徴
2. 海水淡水化用中空糸型RO膜モジュールの開発事例と実用例
   1. CTA系中空糸型RO膜モジュールの開発事例
   2. 高効率海水淡水化システムの開発
   3. 実用例と運転状況
3. 中空糸型RO膜の開発動向とその応用
   1. 中空糸型低圧RO膜の開発動向
   2. 中空糸型低圧RO膜の応用と新用途

• 質疑応答

第4部 PTFE製中空糸膜モジュールの下排水処理への適用

(2014年6月18日 15:00〜16:10)

住友電気工業 (株) 水処理事業開発部 技術部 主幹 井田 清志 氏

　排水処理、再利用ニーズの高度化に伴い、従来以上に高精度、高効率のろ過技術が求められている。 　これに応えるため、耐久性に優れたPTFE製中空糸膜モジュールを用いた水処理システムが他方面で実用化されており、また性能改良も進んでいる。 　その概況につき、業界関係各位ご紹介し、さらなる用途拡大のためのヒント、情報公開の場としたい。

1. PTFE製中空糸膜モジュールの構造と特長
   1. PTFE膜の製造方法
   2. 親水化技術
   3. 膜モジュールの構造と特長
   4. PTFE膜の適用用途
2. 下水処理 (MBR) 関連
   1. 下水MBR処理におけるニーズ
   2. 膜モジュールの改良
   3. 下水処理場での実証試験と改良効果
3. 産業排水関連
   1. 産業排水への適用分野
   2. 製薬用途
   3. 製紙用途
   4. ゴミ浸出水処理用途
   5. 含油産業排水用途
4. 薬液回収関連
   1. 脱脂洗浄液回収
   2. ガラス洗浄薬液回収

• 質疑応答

3日目(2014年6月24日)

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

4日目(2014年6月25日)

第1部 嫌気性排水処理の原理と適用排水種の拡大

(2014年6月25日 11:00〜12:30)

(独) 国立環境研究所 地域環境研究センター 室長 珠坪 一晃 氏
(長岡技術科学大学 大学院 工学研究科 教授 (客員) )

　近年、有機性排水の省エネルギー化の要望が高まっており、嫌気性微生物を利用したメタン発酵排水処理技術が注目されている。 　嫌気性排水処理は、偏性嫌気性菌であるメタン生成古細菌の働きにより、有機物をメタンにまで分解 (転換) する処理方法である。 　そのため、好気性排水処理で必要となる酸素供給 (=曝気動力) が不要、メタンエネルギーの回収 (創エネルギー) 、余剰汚泥の削減などの多くの長所を持つ。 　一方、装置の立ち上げまでに時間を要する、処理が不安定化し易い、適用可能な排水種が限定されているなどの問題点もある。 　本セミナーでは、嫌気性排水処理 (メタン発酵) の原理や運転管理指標、阻害物質、嫌気性微生物群集構造とその解析方法などの基礎と、技術の適用例および適用排水種拡大の試みなどについて解説する。

1. 嫌気性排水処理の基礎
   1. 嫌気条件における有機物の分解 (メタン発酵、硫酸塩還元)
   2. 嫌気性排水処理における管理指標とその算定/分析方法
   3. 安定的な嫌気性処理のための要件
   4. 阻害物質
   5. 嫌気性微生物群集構造とその解析方法
2. 嫌気性排水処理の現状と課題
   1. 産業排水処理
   2. 都市下水処理
3. 嫌気性排水処理の適用範囲 (排水種) 拡大
   1. 低濃度排水
   2. 高濃度排水
   3. 阻害物質を含む排水
4. まとめ

• 質疑応答

第2部 海外における嫌気性排水処理の普及とシステム運用のポイント

(2014年6月25日 13:20〜14:50)

長岡技術科学大学 大学院 環境・建設系 教授 山口 隆司 氏

　嫌気性排水処理は、産業廃水と都市下水処理に適用されている。産業廃水に関しては、産業廃水を処理する各種嫌気性生物処理方式、各種廃水への適用状況を主に文献調査により概要を把握する。 　次いで、嫌気性排水処理の適用事例を、天然ゴム製造工程廃水、パーム油圧搾排水、その他アグロインダストリー系排水、および化学合成系廃水などに関して紹介する。システム運用のポイントとして、導入効果の概説、装置稼働の留意物質などについて説明する。 　都市下水処理への嫌気性排水処理の適用に関しては、都市下水処理の状況を概説し、各種都市下水処理方式を説明する。海外における都市下水処理の状況を、中南米、タイ、インドなどについて現地調査を行ったサイトについて紹介する。都市下水処理への嫌気性排水処理の適用の事例を解説する。

1. 海外における産業廃水処理への嫌気性排水処理の適用
   1. 産業廃水処理方式
   2. 産業廃水処理への嫌気性排水処理の適用状況
   3. 各種産業廃水への適用事例
   4. システム運用のポイント
2. 海外における都市下水処理への嫌気性排水処理の適用
   1. 海外における都市下水処理の状況
   2. 都市下水処理方式
   3. 都市下水処理の状況〔事例紹介〕
   4. システム運用のポイント
3. まとめ

• 質疑応答

第3部 嫌気性膜分離法とエネルギー回収技術の新しい動向

(2014年6月25日 15:00〜16:30)

東北大学 大学院 工学研究科 土木工学専攻 教授 李 玉友 氏

1. 嫌気性処理とメタン発酵技術の概説
   1. 原理とシステムの説明
   2. 廃水処理に用いるプロセス
   3. 固形廃棄物に用いるプロセス
2. 嫌気性処理の運環境条件と運転管理指標
   1. pHと温度
   2. 有機酸とアルカリ度
   3. ガス生成量、ガス組成、硫化水素
   4. 滞留時間と有機物負荷
   5. アンモニアや栄養塩
3. 嫌気性膜分離法 (AnMBR法) の現状と課題
   1. AnMBR法の概要
   2. AnMBR法を用いた高濃度産業廃水処理
   3. AnMBR法を用いた低濃度排水処理
   4. AnMBR法を用いたコーヒー滓処理
4. UASB法による産業産業排水の新展開
   1. メタノール系廃水
   2. 硫酸塩含有排水
   3. その他
5. まとめ

• 質疑応答