Hiroaki Ozaki

An experimental investigation was conducted to study the performance of aromatic polyamide(ES20)ultra-low pressure reverse osmosis membrane（ULPROM）for separating divalent(Cu??,Ni??)and hexavalent(Cr??)heavy metals from bulk solution. The influence of operating pressure, feed concentration, pH, and effect of other ions(Ca?? and Mg??)on the ULPROM performance was studied. The investigation was conducted for synthetic wastewater and real wastewater from heavy metal industry. Experimental results show that the rejection increases with increasing feed pressure, the rejection is dependent on feed pH and rejection is higher in higher pH. Increasing concentration of other ions slightly decreased the rejection of heavy metals. Generally rejection of heavy metals found to be greater than ninety five percent for the ULPROM, Which suggests the suitability of such membrane for industrial application for recovery of heavy metal and reclaiming wastewater．

A seasonal function pattern was observed in membrane filtration resistance by Chlorella algae cultured in open ponds in the tropical environment. Chlorella was cultivated and the cake resistance was measured by batch filtration in dead-end mode. The resistance was found to be a function of environmental conditions. Algae could grow favorably and offered low specific cake resistance(Rcs)for the culture temperature from 28℃ to 35℃. The algae growth was inhibited and the Rcs increased below or above this optimum temperature range. The Rcs of algae cultured at different temperatures increased with the amount of the extracellular organic matter(EOM). Hence EOM, rather than bacteria present in the mono-algae culture, was considered to be the primary factor affecting the cake resistance. EOM extracted from the cells kept in the nutrient-free water contained less sugar than the fresh culture, whereas the EOM extracted from the cells stored in the NSⅢmedia contained more sugar. The molecular distribution of the EOM shifted from below 1,000kDa before storage to more than 2,000kDa after storage in both the nutrient-free and NSⅢmedia.

The introduction of ultra-low pressure reverse osmosis（ULPRO）membrane has widened the holizon of reverse osmosis（RO）in purification of surface water and wastewatwer as well as desalination of brackish water．The ULPRO membrane chemistry can provide a high water flux at low operating pressure．while maintaining a very good salt and organic rejections．This paper deals with the investigation on the rejection of low molecular weight organic compounds by ULPRO membrane．Laboratory scale experiments were carried out at a pressure of 0.3 MPa with a feed flow rate of l.20 L／min．The rejection of undissociated organic compounds did not show a close relationship with the feed pH．The percentage removal of undissociated organic compounds increased linearly with the molecular weght as well as with the molecular width. The removal efficiency can be predicted by these relationships． But neither molecular weight nor molecular width can be considered as an absolute factor for rejection．The feed pH also influenced the removal efficiency of dissociated organic compounds．The efficiency decreased linearly with the increase in the dissociation constant．

水処理における低圧逆浸透膜による有機牲および無機性溶質の分離においては、溶質の分子量などの特性のみならず、膜電位が分離の支配因子であることを論じた。各種低圧逆浸透膜のζ-電位を流動電位法によって測定するとともに、それらの膜を用いて溶質透過実験を行った。膜は酸性領域で等電点を有し、有機性溶質ではその解離定数と関係しながら阻止率が決定されること、無機牲溶質ではとくにルーズな膜による分離に膜電位の影響が顕著であること、膜のζ-電位はその正負だけでなく絶対値も溶質分離効率に影響を与えること等を明らかにした。

下水中の汚濁物質を水路に設置した植物や水草により除去する方法について、パイロットスケールの装置で実証試験を行った。水路内では、植物ばかりでなく、食物連鎖の中で低泥中の微生物やカタツムリなども汚濁物質の除去に関与し、自然生態系を利用する水処理方式として活用可能であることを明らかにした。

本論文は、嫌気－好気の回分方式によるアゾ染料を含む有機物、窒素化合物、リンの生物学的同時除去について検討したものであり、嫌気条件から始める運転操作パターンを適切に設定することにより、同時除去が可能であることを示した。ここで、硝酸の存在はアゾ結合の開裂を阻害すること、高濃度のアゾ染料は嫌気条件下でのリンの放出を阻害し、結果としてリン除去率の低下をもたらすことも明らかにしている。

本研究は、高濃度の窒素含有廃水を、槽内を部分曝気する無循環固定床生物膜装置により処理し、60～80％の全窒素除去率が得られることを示した上で、酸素供給率、窒素負荷、COD/N比、水理学的滞留時間等の条件が窒素除去に及ぼす影響を評価したものである。

近年、飲料用に利用される地下水が、農薬などの各種有機物や無機塩類、亜硝酸・硫酸性窒素などにより汚染されている例がみられる。本研究では、実地下水を対象に、実験室規模及びパイロットスケールの超低圧逆浸透法による処理を試み、高除去率、高水フラックスが得られることを示したものである。

本論文は、新しく開発された超低圧逆浸透膜を用いる実メッキ廃水や地下水処理の実験結果を示し、このような新しい膜を用いる膜分離法の水処理への適用性と新世代水処理システムにおける役割について討議したものである。

微生物生物膜の速成が困難であることを背景として、本論文では、円板型磁石を用いる生物膜速成水処理装置の開発を目ざした。農薬の1種であるトリクロロフォンの分解菌にマグネタイトを添加して、磁気的に円板型磁石に付着させて生物膜を生成させ、トリクロロフォンの処理を行い、同方法の利用が可能であることを示した。また、同生物膜内基質分布を予測する数学モデルを提示し、トリクロロフォン等の分解挙動を予測した。

本論文は、浸漬ろ床による窒素除去に対する影響因子について検討したもので、高さ方向に溶存酸素濃度が形成され、その濃度に応じて消化反応と脱窒反応が進行することを実験的に示している。

本論文は、セラミック精密ろ過膜を用いる膜分離活性汚泥法とナノろ過膜による組合せ処理法による人口浸出水の処理について検討したもので、CODの95％、全窒素の55％、カルシウムの70％、ナトリウムの53％が除去されること、有機物の分子量分画の結果から、膜分離活性汚泥法で除去されない難分解性有機物がナノろ過膜により分離されること等を明らかにした。

本論文は、セラミック膜を用いる浸漬型膜分離活性汚泥法と低圧逆浸透法とによる焼却灰浸出水の処理について検討したもので、間欠曝気、間欠吸引法で浸漬型膜分離活性汚泥法を運転したところ長期にわたって有機物と窒素の同時除去が可能であった。また、後段の低圧逆浸透法処理では、難分解性有機物や塩類が除去され、この方法が従来法の代替法となりうることを指摘している。

本論文は、白色腐朽菌phanerochaete chrysosporium が分泌する２つのリグニン分解酵素（リグニンペルオキシダーゼ、マンガンペルオキシダーゼ）を水あるいは土壌中の難分解性物質分解に利用することを目的として、両酵素の発現と培地中の炭素源及び窒素源量との関係、活性を高めるためのベラトリルアルコールの役割、酸素の必要性などを明らかにするとともに、アゾ染料のほか、MCPAなどの含塩素有機化合物の分解性について検討したものである。

本論文は、固定床生物膜装置において層内を部分曝気しながら高濃度の有機性廃水を処理する方式について、処理水を原水流入部へ循環することの効果について調べたものであり、層内好気部が無酸素部より多くなるように酸素供給を行って硝化を促進するとともに、循環比を2とすることにより、全窒素除去率を86％に向上できることを明らかにしたものである。

本研究では、有機ハロゲン化合物を微生物的に脱ハロゲンすることを目的として、除草剤2,4-D (2,4-Dichlorophenoxyacetic acid)及びMCPA(2-Methyl-4-chlorophenoxyacetic acid)を対象として、これらを分解、資化する微生物の土壌からの単離を行った。2,4-Dについては1種、MCPAについては3種の微生物が単離され、前者の休止細胞及び粗酵素は2,4-D，2,4-DP(2,4-Dichlorophenol)，2-CPA(2-Chloropropionic acid)の脱ハロゲンに作用することがわかった。

From the standpoint of improving biological wastewater treatments by biochemical and genetic methods, the biodegradation and dehalogenation of haloaromatic pollutants were investigated. The crude enzyme extracted from 2, 4-D (2, 4-Dichlorophenoxyacetate) degrading strain was effective for the dehalogenation of 2-halo acid, especially 2-Chloropropionate (DL2-CPA). Based on the activity staining of this crude enzyme extract, it was found that only one dehalogenase was produced in this 2, 4-D degrading strain. The 2-halo acid dehalogenase was purified using FPLC, and it exhibited maximum activity at 45-50°C and pH 9-10, respectively. This enzyme had a molecukar weight of 68.5kDa and appeared to be composed of two identical subunits of 34kDa. Enzymatic activity of this dehalogenase was only detected with 2-halo acid which had carbons less than three, such as Bromoacetate, Iodoacetate, 2, 3-Dichloropropionate, DL-2-CPA, but no dehalogenation was detected for haloaromatic substrates, such as 2, 4-D or MCPA (4-Chloro-2-methylphenoxyacetate).

Low pressure reverse osmosis (LPRO) is considered as a possible tertiary treatment process providing good water quality, high permeation of water and high rejection of solutes. It is very important separation process of not only inorganic substances as calcium and chloride but also organic substances as recalcitrant substances including aromatic compounds. The development of new-generation LPRO as thin film composite membranes has provided the possibility to separate substances selectively under lower operating pressures than those obtained with the traditional ones. However, little information is obtained on the operation of the LPRO in separating organic and inorganic solutes under very low prerssure.<BR>In this research, the LPRO experiments were made with solutions of organic substances in different pH levels. The experimental results showed that the solute separation in LPRO depends on molecular weight, pH and pKa in many cases.

本研究では、低圧操作が可能な低圧逆浸透法の廃水処理への応用をめざして、無機あるいは有機性の単一溶質系における溶質分離性能について実験的に検討し、低圧逆浸透膜の溶質分離機構について検討した。また、溶質混合系における溶質分離及び焼却灰模擬浸出水の処理を行い、単一溶質系で得られた知見の実廃水への適用性について考究した。

本研究は、環境汚染物質として重要な含有機塩素化合物を、微生物により脱塩素、分解することを目的として、含塩素化合物である2,4D及びMCPAを唯一の炭素源として分解・資化する菌体を土壌中から単離し、これら菌体による上記基質及びそれらに類似した化合物の脱塩素反応について検討するとともに、粗酵素液を抽出し、その基質特異性や酵素レベルにおける有機塩素化合物の脱塩素反応についても実験的研究を行ったものである。

本論文は、白色腐朽菌がもつ強力な酸化力を水処理に応用することをめざして、白色腐朽菌phanerochaete chrysosporium の増殖に及ぼす温度やpH、微量元素などの影響について実験的な検討を行うとともに、2種のアゾ染料等を対象として、菌体への吸着特性、菌体による分解特性について調べたものである。