世紀は「水の 在最も早急に解決を迫られている環境問題の一つ す。また近年新たな浄水技術の開発に注目が集め 海水淡水化プラントの建設が加速的に進んでいま ら れ て い ま す が、 こ れ は 水 道 水 源 の 悪 化 に よ り、 トリハロメタンの生成やカビ臭、クリプトスポリ 水不足を解決する手段としては、膜技術がその 根幹をなすものと言え、膜を用いた水処理は現在 処理は、従来法に比べプロセスを簡素化でき、濁 していることに起因します。膜技術を用いた浄水 ジウム等の病原性原虫類などの様々な問題が発生 多くの関心を集めています。このような水処理膜 度の低減や大腸菌群の除去に優れているため、非 分野では、日本企業の世界シェアが全体で 題は、食糧問題・エ ています。水不足問 といった予測もされ が水不足に直面する 世界の人口の2/3 また2025年には と も 多 く あ り ま す。 再 生 水 処 理 に 大 別 で き ま す。 R O 膜 を 用 い た 海 水・ 廃 水 処 理 お よ び M F / U F / R O 膜 に よ る ろ過膜)による浄水処理、MF/UF膜による下 水淡水化、MF膜(精密ろ過膜)/UF膜(限外 主な水処理技術は、RO膜(逆浸透膜)による海 高分子膜の分類について、孔径、分離対象物質 および膜の名称を図1に示します。膜法を用いた 達しています。 その生産に取り組んでいます。 「ニューウォーター」と名付けられ、国を挙げて 清 澄 化 し、 飲 料 水 を 得 て い ま す。 こ の 飲 料 水 は 廃水にUF膜処理を行った後に、RO膜を用いて す。特に水不足が深刻なシンガポールでは、生活 で大規模膜利用排水再利用設備が導入されていま )を中心に膜法の利用が拡大してお Bioreactor り、シンガポール、アメリカ、オーストラリア等 廃 水 処 理 分 野 に お い て も、 M B R( %にも ネルギー問題と一体 水 淡 水 化 技 術 に つ い て は、 中 東、 中 国、 ス ペ イ かなり高く、特に海水の淡水化用膜では 化して解決すべき世 ン、オーストラリアの沿岸部を中心にして大型の membrane 界的課題であり、現 常 に 有 効 な 水 処 理 法 と 言 え ま す。 さ ら に 下 水・ %と 膜を用いた水処理技術 と言うことができます。 松 山 秀 人 神戸大学大学院工学研究科 先端膜工学センター 教授・センター長 革新的膜工学を利用した 水ビジネスにおけるグリーンイノベーションの創出 水不足問題 現在人口増加や経済発展に伴い、世界的な水不 足 問 題 が 深 刻 化 し て い ま す。 中 近 東 は も と よ り、 アメリカ、中国、オーストラリア等の広範な地域 での水不足(高い水ストレス)が予測されており、 世紀は「石油の時 し、 21 代」であったのに対 20 時代」と言われるこ 60 70 論文 図1 高分子膜の名称と孔径及び分離対象物質 10 ▶ 2014年度論文集 テーマ【 マ ッ チ ン グ 】 エネルギープロセスが可能となります。 液: Draw Solution, DS ) を 用 い れ ば、 海 水 側 か らDS溶液側に自発的な水透過が起こる究極の省 り も 高 い 浸 透 圧 を 有 す る 高 浸 透 圧 溶 液( 駆 動 溶 る 必 要 が あ り ま す。 一 方 F O 膜 法 で は、 海 水 よ として浸透圧よりも高い圧力を海水側に負荷させ て現在主流であるRO膜法では、水流束の駆動力 最近、次世代の水処理技術としてFO膜法が注 目されています(図2参照) 。海水淡水化におい FO膜を用いた水処理 成の両面で産学連携を推進するため、「先端膜工 界とのインターフェースとして先端研究と人材育 日本や海外に向けて発信しています。加えて産業 を行うとともに、最新の学術情報をセンターから ンターと言えます。革新的な膜工学の教育・研究 的なセンターとしては、日本初および唯一の膜セ )を2007年に membrane/center/index.html 設置しました。大学における膜工学に関する本格 我 々 は 神 戸 大 学 工 学 研 究 科 に「 先 端 膜 工 学 セ ン タ ー」( http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng- 神戸大学先端膜工学センター 行することにより、事業運 立てていません。今後種々の戦略オプションを実 国際競争力を有するものの、事業運営では先頭に ように、日本勢は膜等のキーコンポーネントでは 発を追求する必要があります。またよく言われる 技術をリードするためには、次世代型革新膜の開 追い上げも激しく、引き続き日本が世界の水処理 がら中国、シンガポール、韓国などのアジア勢の 水処理膜分野では、上記のように、現在日本企 業の世界シェアは非常に高い状況です。しかしな 国の膜工学研究が進展することを期待しています。 設が日本における膜工学研究の核となり、益々我が F O 膜 プ ロ セ ス の 概 略 図 を 図 3 に 示 し ま し た。 学 研 究 推 進 機 構 」( http://www.research.kobe-u. れいな水のみをDS溶液側に透過させます。その 構は、現在膜メーカー、水環境関連エンジニアリ )を同年設立し ac.jp/eng-membrane/index.html ました。(一般社団法人)先端膜工学研究推進機 ます。 する道筋を築く必要があり 営においても世界をリード 後 D S 溶 液 は 再 生 装 置 を 用 い て、 生 成 水 と 濃 厚 ング会社などが会員企 海 水、 下 廃 水 等 の F S 溶 液( Feed Solution )を FO膜を介してDS溶液と接触させ、自発的にき DS溶液に分けられ、濃厚DS溶液は再利用され 業( 社)として参画 ます。 FO膜法は、現状の水処理プロセスを一変させ てしまう可能性を秘めています。現在世界各国が れています。 体、感温性高分子、磁性体微粒子等の提案がなさ DS物質の開発です。DS物質として水可溶性気 ロ セ ス の 実 現 に 不 可 欠 な も う 一 つ の 開 発 要 素 は、 FO膜法の実現には、FO膜プロセスに特化し た 高 性 能 の 膜 の 開 発 が 重 要 で す。 ま た F O 膜 プ ンパス内に「先端膜工 に、現在神戸大学キャ 強力に推進しています。 中核とした産学連携を 先端膜工学センターを アムとして、神戸大学 膜研究推進コンソーシ 図3 FO膜プロセスの概略図 する我が国最大規模の しのぎを削ってこの開発に注力しており、このプ 学 研 究 拠 点 施 設 」( 約 この様な活動を背景 ロセスを確立させた国が次世代の水ビジネスを 6000㎡)の建設が 11 リードすることは間違いないと思われます。 進んでいます。この施 図2 RO膜法とFO膜法の比較 55
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