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水処理膜の製膜技術と材料評価    
[コードNo.12STA075]

■体裁/ B5判上製本 276ページ
■発行/ 2012年1月30日 S&T出版(株)
■定価/ 64,800円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-86428-034-1
 
★成長市場「水ビジネス」で最も期待されている「水処理膜」技術!
★水処理膜の透過・濾過の基本メカニズム、材料・用途別製膜法、最新の水処理膜技術など詳説!

著者

栗原優東レ(株)
富岡洋樹東レ(株)
田中祐之東レ(株)
入谷英司名古屋大学
片桐誠之名古屋大学
松山秀人神戸大学
辺見昌弘東レ(株)
志村晴季東レ(株)
熊野淳夫東洋紡績(株)
新谷卓司日東電工(株)
中塚修志ダイセン・メンブレン・システムズ(株)
峯岸進一東レ(株)
小森研司東レ(株)
上西理玄三菱レイヨン(株)
森田徹住友電工ファインポリマー(株)
都留稔了広島大学
浦瀬太郎東京工科大学
木曽祥秋豊橋技術科学大学
中村一穂横浜国立大学
渡辺義公北海道大学
山村寛旭化成ケミカルズ(株)
加藤雅敏片山ナルコ(株)
松本英俊東京工業大学
谷岡明彦東京工業大学
松方正彦早稲田大学
比嘉充山口大学
野村幹弘芝浦工業大学

目次

第1章水処理の基礎
第1節水処理の概略
はじめに
1世界の水問題と水処理技術の発展
第2節水処理膜とモジュールの種類
1水処理膜の分類
2水処理膜の素材とモジュール形態
3水処理膜の利用の拡大
第3節水処理のシステム
はじめに
1海水淡水化システムにおける省エネの取り組み
1.1濃縮水昇圧2 段法
1.2エネルギー回収装置
1.3Internally staged design
2統合膜処理システム(IMS:Integrated Membrane System)
3最新のシステム技術
第2章水処理膜の透過・ろ過の基本メカニズムと評価法
はじめに
1透過のメカニズムと膜素材の評価
1.1膜構造による分類
1.2ケークろ過と内部ろ過のメカニズム
1.3膜電荷の評価
1.4接触角測定法による評価
1.5膜表面の特定官能基の評価
2透過特性および細孔径の評価法
2.1水透過試験法による細孔径評価
2.2チャレンジ試験法による細孔径評価
2.3バブルポイント法による細孔径評価
2.4水銀圧入法による細孔径評価
2.5電顕法による細孔径評価
3ケーク、濃度分極層成長のメカニズムと評価法
3.1ケーク形成のメカニズム
3.2ケークろ過試験法とそれに基づく評価法
3.3濃度分極層形成のメカニズムと評価法
3.4ケークおよび濃度分極層成長の阻止法
4膜閉塞のメカニズムと評価法
4.1膜閉塞のメカニズム
4.2膜閉塞の評価法
4.3膜閉塞の阻止法
おわりに
第3章水処理膜の製膜技術
第1節水処理膜の製膜法
はじめに
1多孔膜の作製方法
2相分離法を用いた多孔膜の作製
3非溶媒誘起相分離法による多孔膜の作製と構造制御
4熱誘起相分離法による多孔膜の作製と構造制御
おわりに
第2 節〔1〕ポリアミド製RO 膜
1はじめに
1.1ポリアミドRO 膜の歴史
1.2市場現況
2製膜技術
3用途
4RO膜の最新技術
4.1ホウ素除去性能の向上
4.2低圧化
4.3低ファウリング化
4.4耐薬品化
おわりに
〔2〕三酢酸セルロース製中空糸型RO 膜
はじめに
1逆浸透膜の原理と特徴
2逆浸透膜の素材・構造・形状
3逆浸透膜の製法
4逆浸透膜モジュール
5応用と最新の動向
おわりに
〔3〕NF 膜
1分類
2素材比較
3製膜技術
3.1ポリアミド界面重縮合法
3.2ポリマー薄膜塗工法
4特徴
5膜の構造
6具体的な利用用途
6.1浄水への応用
6.2海上油田石油採掘井戸用NF 膜
6.3染料脱塩精製
〔4〕酢酸セルロース製UF 膜
はじめに
1酢酸セルロース製UF 膜の製膜技術
2酢酸セルロース製UF 膜の特徴
2.1膜素材の特徴
2.2膜構造の特徴
2.3浄水処理における実証事例
おわりに
〔5〕ポリフッ化ビニリデン製UF 膜
はじめに
1膜素材としてのPVDF
2UF 膜の構造
3製膜技術
3.1相分離法
3.1.1非溶媒誘起相分離法
3.1.2熱誘起相分離法
3.2その他の製膜方法
おわりに
〔6〕ポリフッ化ビニリデン精密ろ過膜(Micro Filtration Membrane)
1ポリフッ化ビニリデンの物理・化学的な特性
2PVDF ろ過膜素材の特徴
3相分離を用いた、多孔質膜の製膜技術
4NIPS 法における、製膜プロセス
5熱力学による、高分子溶液の相分離現象の説明
6NIPS 法による、PVDF MF 膜の作製技術
6.1凝固力の強さ(coagulation power)
6.2Solvent Power
6.3PVDF の結晶化
7PVDF 多孔質膜の構造設計
8三菱レイヨンにおける、PVDF 膜開発
〔7〕ポリエチレン中空糸膜(Polyethylene Hollow Fiber Membrane)
1ポリエチレン中空糸膜の特徴
2ポリエチレン中空糸膜の構造設計、性能
3溶融紡糸−延伸による、ポリエチレン中空糸膜の製膜技術
3.1Hard elastic 特性
3.2carzing 発生
3.3冷延伸、 熱延伸
3.4紡糸−延伸 各工程での重要な因子
3.4.1紡糸過程
3.4.2冷延伸過程
3.4.3熱延伸過程
4ポリエチレン中空糸膜の実用用途
5三層複合中空糸膜
〔8〕ポリテトラフルオロエチレン製MF 膜の製造方法
1ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFE)とは
2PTFE 膜の概要と特徴
2.1微細構造
2.2PTFE 膜の物性と特長
2.2.1高い気孔率
2.2.2引張強度
2.2.3耐薬品性
2.2.4耐熱性
2.2.5疎水性
3PTFE 膜の親水処理
3.1PTFE 膜の親水処理方法
3.1.1溶剤置換法
3.1.2界面活性剤塗布法
3.1.3化学的改質法
3.1.4親水性高分子固定法
4PTFE 膜の用途
4.1従来のPTFE 膜の用途
4.1.1半導体・液晶製造関連用途
4.1.2製薬工業・その他
4.2水処理用PTFE 膜とその用途
4.2.1実用化の背景
4.2.2水処理用途例
5PTFE 膜の製造方法
5.1製造方法の種類
5.2延伸PTFE 膜製造の概要
5.2.1基本プロセス
5.2.2原料PTFE について
5.3加工プロセスについて
5.3.1混合
5.3.2予備成型
5.3.3押出
5.3.4圧延
5.3.5乾燥
5.3.6延伸
5.3.7横延伸
5.3.8焼結
おわりに
第3節無機膜の作製
はじめに
1無機膜の概要
2ゾル−ゲル法による無機膜
2.1シリカ膜
2.2チタニア膜
3無機膜の水処理への応用
4チタニア膜の高温水処理への応用
4.1ナノろ過膜の透過特性
4.2透過特性の温度依存性
おわりに
第4章水処理膜の処理能力評価
第1節膜プロセスによる化学物質や微生物除去についての考え方
1膜による微生物の除去
2対数阻止率
3膜性能の試験に用いられる微生物
4微生物除去の評価で重要になる視点
5膜による有害化学物質の除去
6逆浸透法・ナノろ過法による有害物質の除去特性
7膜分離活性汚泥法による廃水処理
8膜分離活性汚泥法における微量有害物質の除去特性
まとめ
第2節NF 膜による微量有害有機汚染物質除去の評価
はじめに
1農薬の阻止特性
1.1フェニル基と疎水性の影響
1.2芳香族系農薬
1.3非芳香族系農薬
2内分泌攪乱作用物質(EDCs)
2.1ホルモン
2.2フタル酸エステル類
2.3アルキルフェノール類
3その他の微量汚染物質
4NF 膜の分子篩作用
おわりに
第5章ファウリング抑制技術
第1節ファウリングの基礎と膜に与える影響の評価
1ファウリングの原因とメカニズム
1.1膜の分離機能の低下とファウリング
1.2ファウリングの形態と特徴
1.3ファウリングに影響する因子
1.4付着層の形成と膜と粒子間の相互作用
1.5目詰まり 粒子による細孔閉塞
1.6バイオファウリング
2ファウリングが膜に与える影響と評価
2.1阻止率の変化
2.2透過現象と圧力損失
2.3ろ過抵抗の経時変化
第2節膜ファウリングの素性と制御技術〜原因物質・発生メカニズム・対処方法〜
はじめに
1膜ファウリングの定義
2浄水膜におけるファウリングの原因物質(何が膜を詰まらせるのか?)
3浄水膜におけるファウリングの発生・進行機構(どのように閉塞したのか)
4ファウリングの抑制方法(どうしたらファウリングを抑制できるのか)
4.1前凝集沈殿+ MF/UF 膜ろ過
4.2生物膜・分離膜一体型リアクター
4.3オゾン処理法
4.4紫外線(UV)処理法
第3節膜プラントにおける薬品プログラムと運転管理技術
はじめに
1洗浄プログラムの最適化
2ファウリング抑制技術の歩み
3運転管理技術の革新
4予防保全技術の革新
おわりに
第6章新しい水処理膜の開発
第1節ナノ構造制御した膜の開発と水処理先進材料への応用
はじめに
1ナノテクノロジーを用いた膜の研究開発
2ナノファイバー膜
2.1ナノファイバー膜の特徴
2.2水処理膜への応用
2.3イオン交換ナノファイバー膜の作製と評価
3今後の展望
第2節膜利用の革新プロセス
はじめに
1ゼオライトの薄膜化
2A 型ゼオライトを用いた脱水プロセス
3石油化学工業における水の分離のニーズ
4メンブレンリアクターへの水分離膜の適用
まとめ
第3節フォワードオスモシス(FO)を用いた水処理技術の現状と課題
はじめに
1FO 法の原理
1.1正浸透
1.2FO 法とRO 法の違い
1.3FO 法の利点
2FO 水処理システムの現状と課題
2.1FO 膜の構造
2.2内部濃度分極とS値
2.3FO 用膜モジュール
2.4駆動溶液(DS)
2.5DS 再生プロセス
3FO 法の応用例
3.1海水淡水化(FO/RO ハイブリッドシステム)
3.2海水淡水化(NH3/CO2-FO システム)
まとめ
第4節ゼオライト膜を用いた高効率水処理膜の開発
はじめに
1結晶化時の結晶間隙制御
1.1ゼオライト膜の合成
1.2ゼオライト膜の有機構造規定剤について
1.3結晶間隙の測定
1.4結晶間隙の透過
1.5ゼオライト膜の結晶間隙の制御
1.6結晶化時の粒界制御のまとめ
2無機多孔体の形状制御
2.1氷晶テンプレート法による多孔質シリカ作製方法
2.2氷晶テンプレート法の形態制御例
2.3氷晶テンプレート法を応用した吸着剤の開発め
おわりに



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