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MBR(膜分離活性汚泥法)による水活用技術    
[コードNo.10STA048]

■体裁/ B5判上製本 352ページ
■発行/ 2010年 2月 19日 S&T出版(株)
■定価/ 64,800円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-903413-80-8
 
★海外・国内で急拡大する膜分離による水活用技術「MBR」初の書籍!
★産業排水、下水処理...大規模、中規模、小規模に対応できる注目の水ビジネス技術

書籍趣旨

 本書は、「MBR(膜分離活性汚泥法)による水活用技術」と題して、現在MBRに携わる日本の多数の研究者、専門家そして実務家が執筆している。省スペースかつ高度な処理水質が得られるMBRは、排水処理のみならず処理水の直接間接の再利用の面からも注目されている。水処理技術ではなく水活用技術とした所以である。
本書の内容は、MBRの基礎知識から、国内外のMBR活用事例、運転管理とメンテナンスの要点、最新のMBRシステム開発とその適用事例、さらに新しいMBRの開発方向など、最新かつ重要な情報を網羅したstate-of-the-artである。
 MBRは、海水淡水化のためのRO(逆浸透)と並んで、日本が国際競争力を有する水処理技術として、その国際的な水ビジネス展開が期待されてもいる。また、下水道の分野でも、これまでの小規模下水処理にとどまらず、既存の下水処理場の更新や大規模下水処理へのMBRの適用が図られようとしている。従って、国内の水ビジネスの活性化も期待できる。
 本書で取り上げるMBRに関しては、決して近視眼的な水ビジネスではなく、地球規模での水・食料・エネルギー問題の解決を見据えた、持続可能な社会の形成に不可欠な水ビジネスであるべきである。水は地球規模で循環するいわば公共財である。水は、人間の安全保障にも、生物の安全保障にも欠くことのできない基本財である。産業革命以来の人口爆発、特に都市への人口流入は開発途上国においてなお際立っている。人は水を使用すれば、必ず汚水を排出する。都市から発生する汚水負荷は自然浄化の環境容量を容易に越えてしまうので、排水処理の基盤整備が未発達なところで人口が増加し都市産業活動が活発になると、必然的に水環境が汚染される。そこで真っ先に被害を受けるのは安全な水にコストが払えず汚染した水を使わざるを得ない貧しい人々である。彼らにとっても、自らの汚水による環境汚染が自らに帰ってくる悪循環を引き起こしている。この悪循環は断たねばならない。衛生的な水供給は、衛生的な排水処理と必ずペアになっていなければならない。このような都市の水問題を解決し貧しい人々への水活用をも実現する公共の技術として、本書で取り上げるMBRは、現在は無理であっても少なくとも将来は役立つはずである。
 MBRに関心を持つ方々が本書の内容を有効に活用され、今後のさらなるMBRの発展につなげることができれば幸いである。 (山本和夫 「はじめに」)

著者

山本和夫東京大学
川崎睦男(財)造水促進センター
大井裕亮(株)クボタ
北中敦東レ(株)
森田徹住友電工ファインポリマー(株)
糸川博然日本ノリット(株)
甘道公一郎メタウォーター(株)
石山明(株)神鋼環境ソリューション
舩石圭介アタカ大機(株)
浦瀬太郎東京工科大学
橋本敏一日本下水道事業団
恵良彰オルガノ(株)
中原禎仁三菱レイヨン・エンジニアリング(株)
山本欽也兵庫県福崎町
安中祐子(株)西原環境テクノロジー
北村光太郎(株)日立プラントテクノロジー
藤井渉三菱レイヨン・エンジニアリング(株)
橋本知孝旭化成ケミカルズ(株)
徐開欽(独)国立環境研究所
糸川浩紀日本下水道事業団
長岡裕東京都市大学
佐藤禎一栗田工業(株)
小野徳昭栗田工業(株)
木村克輝北海道大学
加藤雅敏片山ナルコ(株)
能登一彦(株)日立プラントテクノロジー
森直道(株)日立プラントテクノロジー

目次

第1章総論
1MBRの最大の特徴
2使用される膜の性能
3MBRの基本構成
4MBRのチャレンジ性
5MBRの省スペース性
6MBR+としての組み合わせ技術
7MBRの導入状況
8MBRの宿命、ファウリング
9MBRの担うべき高度処理
第2章MBRの基礎
1MBR用膜の種類と特徴
1.1膜の基礎
(1)分離対象成分と膜分離技術
(2)MF、UF膜の性質
1.2MF膜、UF膜の製膜方法
(1)有機膜
(2)無機膜
1.3膜の表面構造写真
(1)有機膜
(2)無機膜
1.4膜の孔径分布
(1)有機膜
2各種のMBRシステム
2.1MBRの原理と特徴
2.2MBRのモジュール構造
(1)モジュール構造
(2)エレメント構造
3MBRの設計検討
3.1流入水質の検討
3.2MBRの検討
3.3運転管理項目とデータの例
3.4膜の洗浄方法
第3章MBRシステムの開発と適用
1節浸漬型平膜を用いたMBRシステムの開発とその適用事例
1液中膜の概要と特徴
1.1液中膜の概要
1.1.1膜カートリッジ及び膜ユニットの構造
1.1.2製品ラインナップ
1.2液中膜を用いたMBRシステムの特徴
1.2.1シンプルな処理システム
1.2.2高度な処理水質
1.2.3容易なメンテナンス
1.2.4耐久性に優れた平膜
2開発の経緯
3適用事例
3.1国内における納入実績と適用事例
3.1.1国内納入実績の推移
3.1.2国内適用事例の紹介
3.2海外における納入実績と適用事例
3.2.1海外納入実績の推移
3.2.2海外適用事例の紹介
2節PVDF浸漬型平膜によるMBRシステムの開発とその適用
1PVDF平膜の特徴
2PVDF平膜モジュールについて
2.1中大規模用モジュール(TMR-140シリーズ)
2.2小規模用モジュール(TMR-090シリーズ)
3設計、運転上の留意点
4運転応用例
4.1パイロット試験(国内 農業集落排水
4.2米国カリフォルニア州Title22認定テスト
4.3下水導入例(中東)
5経済性について
3節MBR用PTFE膜モジュールの概要と適用例
1PTFE膜の概要
2MBR用浸漬型・PTFE中空糸膜モジュール
2.1膜モジュールの構造と基本仕様
2.2運転条件
2.3製品の特長
3膜システムおよび運転事例
3.1都市下水
3.2産業排水
4トラブルと解決事例
5今後の展望
4節PVDF内圧膜槽外型MBRシステムの開発とその適用
1AirLift式槽外型のMBR
1.1概要及び特徴
1.2AirLift MBRの設計ポイント
1.3AirLift MBRの運転管理
1.4AirLift MBR膜ユニットの設計
2CrossFlow式槽外型のMBR
2.1概要及び特徴
2.2CrossFlow MBRの設計運転管理
2.3CrossFlow MBR膜ユニットの設計
5節槽外型セラミック膜によるMBRシステムとその適用
1セラミック膜
1.1セラミック膜エレメントの構造
1.2セラミック膜の特長
1.3大型セラミック膜モジュール
1.4セラミック膜の運転方法
2槽外型セラミック膜によるMBRシステム
2.1システムフロー
2.2各設備の役割/特長
3運転実績
3.1運転条件
3.2運転結果
3.3運転のまとめ
6節PVDF中空糸膜を用いた浸漬型MBRシステムの開発とその適用事例
1浸漬型MBRの基本性能の検証 〜パイロットプラント実証運転〜
1.1パイロットプラントの概要、特長および運転条件
1.2基本性能の検証と評価
2PDVF中空糸膜のファウリング防止 〜技術的ブラッシュアップに向けた実証運転〜
2.1ファウリングの概略メカニズム
2.2ケーキ除去と膜面曝気量の低減
2.3高フラックス化と膜面曝気量
2.4「ろ過しやすい活性汚泥」の検討
2.5連続運転における膜差圧の挙動
3PVDF中空糸膜を用いた浸漬型MBRシステムの実用化4)  〜下水への適用事例〜
3.1施設概要
3.2MBR運転の立ち上げと初期運転
3.3運転状況
3.4処理水質
7節中空糸膜を用いた膜分離槽別置型MBRシステムとその適用
1システムの構成
2システムの原理
3システムの特徴
4実証試験
8節MBRによる微量化学物質・医薬品の除去
1対象とする微量化学物質と従来法の下水処理での挙動
1.1対象とする微量化学物質
1.2下水処理での除去に影響を与える化合物の物理化学的性
2MBRでの微量物質除去率の向上方法
2.1固液間の分配の移動による除去率の向上
2.2粉末活性炭の添加による除去率の向上
3MBRでの微量物質除去の考え方
3.1膜の付加による物理的効果
3.2微生物量と微生物の活性の影響
3.3活性汚泥を形成する微生物群集
3.4微量物質の除去のためのMBR
9節MBRによるノロウイルスの除去
1ノロウイルスに関する基本事項
1.1ノロウイルスの特徴
1.2ノロウイルスによる感染症
1.3ノロウイルスの汚染・感染経路
1.4ノロウイルスの検出方法
2下水道におけるノロウイルスの挙動
2.1下水中のノロウイルスの濃度レベル
2.2下水処理工程でのノロウイルスの除去率
2.3ノロウイルスに対する消毒効果
3MBRによるノロウイルスの除去
3.1連続処理実験での除去性能
3.2ろ過膜洗浄の影響
3.3MBRによるノロウイルスの除去機構
第4章国内外におけるMBR、MBR-ROシステム
1節MBR、MBR-ROシステムによる産業排水の処理と回収
1MBRの特徴
1.1MBR構成
1.2システムフロー比較
1.3処理性能の比較
1.4比較まとめ
2MBRシステムによる産業排水の処理と排水回収事例
2.1ビル中水設備(油脂分解菌‐生物膜法‐MBR)
2.2電子産業向け排水回収(MBR‐RO)
2節食品工業排水におけるMBRシステムの適用例
1排水成分の水への分散状態
2.1エマルション
2.2コロイド分散
2.3溶液
2エマルションの形態変化について
3食品系排水処理
3.1技術概論
3.2食品系廃水処理場への適用例
4まとめ
3節兵庫県福崎浄化センターにおけるMBRシステムの適用例
1福崎浄化センターにおける膜分離活性汚泥法採用の経緯
2福崎浄化センターにおける膜分離活性汚泥法の特徴
3福崎浄化センターにおける膜分離装置の概要
4福崎浄化センターの運転状況
4.1流入量
4.2好気タンクMLSS濃度
4.3硝化液循環比
4.4反応タンク水温
4.5処理状況
4.6膜の運転管理
4.7電力量
4節岡山県奥津浄化センターにおけるMBRシステムの適用例
1導入経緯
1.1下水道の必要性
1.2処理方式の選定
2奥津浄化センター施設概要
2.1施設概要
2.2浸漬型中空糸膜の特徴
2.3運転条件
3運転状況
3.1流入水量
3.2MLSS
3.3処理水質
3.4膜ろ過性能
4維持管理者の視点から
5まとめ
5節中東・ドバイにおけるMBR-ROシステムの適用例
1ドバイの水環境
1.1ドバイの排水事情
1.2ドバイの排水再利用
1.3排水処理・再利用におけるMBR、MBR-ROシステムの適用
2MBRシステムの適用例
3MBR-ROシステムの適用例
4新しい水ビジネス、水再生事業
6節中国・韓国・シンガポールにおけるMBR の事例
1MBR 導入の利点
2当社MBR 用中空糸膜について
3中国のMBR 市場
3.1中国の水事情
3.2中国における導入事例
4韓国のMBR 市場
4.1韓国の水事情
4.2韓国における適用事例
5シンガポールにおけるMBR
5.1シンガポールの水事情
5.2当社のシンガポールにおける検討事例
7節EUにおけるMBRの動向と標準化
1EUにおけるMBRの導入状況
2EUにおけるMBRの標準化
2.1CEN/WS/34の組織と活動
2.2CEN/WS/34の目的と審議事項
2.3MBRの標準化に関する意識調査
2.4ワークショップ合意文書(CWA15897)の内容
8節アメリカにおけるMBRシステムによる排水再利用の例
1世界の水不足の現状と水資源問題
2アメリカにおける排水再生利用の動向
3MBRシステムによる排水再利用の事例
3.1MBRシステムの特徴
3.2アメリカにおけるMBRシステムの応用
3.3アメリカのMBRシステムの応用事例
3.3.1アメリカにおける下水道用膜処理施設の導入状況
3.3.2ラスベガスのクラーク郡水再生地区の例
3.3.3カルフォルニア州Corona汚水処理場の例
3.3.4ジョージア州Cauley Creek再利用施設の例
3.3.5ミシガン州トラバースシティーの地方排水再利用処理プラントの例
9節旭化成ケミカルズ製MBR用膜モジュールの海外納入例
1旭化成の膜モジュール
2国内外の稼働状況
2.1中国での事例
2.2オーストラリアでの事例
2.3韓国での事例
2.4シンガポールの事例
10節カリフォルニアにおける水処理用膜の認定制度
1カリフォルニア州条例Title 22について
2旭化成ケミカルズ(株)の評価試験
2.1評価条件
2.2試験結果
第5章日本の下水道へのMBRの普及
1日本におけるMBRの開発と普及の歴史
2日本における水再利用を巡る現状とMBR
3下水道への膜処理に対するガイドラインの策定
4既存処理場におけるMBR導入モデル事業
第6章MBRの運転管理とメンテナンス
1節MBRシステムの比較とトラブル対策
1MBRシステムの比較・分類
2MBRシステムのトラブル事例と対策
2.1MBR膜のファウリング
2.1.1油分による被覆
2.1.2バイオファウリング(1)スラッジング(MBR汚泥塊による被覆や閉塞)
2.1.3バイオファウリング(2)分散性の微生物による閉塞
2.1.4バイオファウリング(3)MBR汚泥の通常の生物活動による被覆や閉塞
2.1.5流入排水由来の異物による被覆
2.1.6無機性の析出物による被覆および閉塞
2.1.7その他の有機物による被覆や閉塞
2.2現場でのファウリング原因の究明
2.3MBR膜のファウリング物質除去方法
3MBR膜の劣化および破断
2節MBRにおける膜ファウリングの原因とメカニズム
1単純化された系における膜ファウリング
2MBRにおける膜ファウリングに影響する因子
2.1膜および膜モジュール特性が膜ファウリングへ及ぼす影響
2.2供給水およびバイオマスの特性が膜ファウリングへ及ぼす影響
2.3操作条件がMBRの膜ファウリングに及ぼす影響
3MBRにおける膜ファウリングの進行メカニズム
3節MBRのファウリング対策 −安全運転のための薬品技術−
1MBRの汚れ付着メカニズム
2汚れに対する対策
3洗浄手段について
4薬品洗浄について
5安全運転のための汚れ防止処理とは
6安全運転のための薬品処理のまとめ
7薬品処理の実績例
7.1埋立地浸出水処理施設(スペイン)
7.2食品工場(オランダ)
7.3低温時の透過性改善試験(パイロットプラント)
7.4下水処理場(韓国)
4節膜分離活性汚泥法(MBR)の維持管理コスト縮減技術
1膜分離活性汚泥法の維持管理コスト
2維持管理コスト縮減の手法/個別機器,運転方法による縮減
2.1送風機動力の削減
2.2ポンプ動力の削減
2.3余剰汚泥処分費の削減
3MBRシステム設計の最適化による縮減
3.1適切な前処理設備
3.2最初沈殿池の適用
3.3負荷変動への対応
4維持管理コスト縮減システムの検討例
4.1空気量削減システムの概要
4.2結果及び考察
第7章新しいMBRシステム
1節固定化担体を用いた新しい省エネMBRの開発
1担体添加MBRの開発
1.1従来MBRの現状と課題
1.2省エネを可能にする担体添加型MBR
2大規模下水処理場向け担体添加型MBR適用システム
2節次世代型MBRシステム
1新たな高度処理の概念
2高集積浸漬型膜モジュールの開発
3傾斜板導入によるMBR内活性汚泥分配制御法の確立
4生ごみ・便所排水・余剰汚泥のメタン発酵を組み込んだMBRによる排水・廃棄物処理及びエネルギー回収
5熱帯地域に適した水再利用技術の研究開発



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