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水浄化技術の最新動向

  • The Latest Development on Water Purification Technology
★ 60兆円規模ともいわれる世界の水ビジネス市場!チャンス獲得に必読の一冊!
★ 膜などを利用した最先端技術と途上国でニーズが高い低コスト,省エネルギー,省メンテナンスな浄化技術を一挙紹介!
★ 海外の市場動向やビジネス展開のノウハウ,各社の“水戦略”への取り組みを詳述!
★ 海水淡水化,上水処理,下水・排水処理,環境水改善・浄化,ビジネス動向から構成される本書一冊で,水浄化の全てをご理解頂けます!

商品コード: T0803

  • 監修: 菅原正孝
  • 発行日: 2011年6月
  • 価格(税込): 71,280 円
  • 体裁: B5判,245ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0408-3

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  • 海水淡水化/上水処理/水処理膜/地下水/生物処理/下水・排水処理/膜分離活性汚泥法(MBR)/セラミック膜/嫌気性処理/マイクロバブル/工業用水/環境水改善・浄化/アオコ抑制/炭素繊維/水ビジネス/運営・管理/水インフラ

刊行にあたって

 水不足は,水需要の増加と共に世界的に年々深刻になっている。他方,水環境についてもその改善ははかばかしく進んでいない。特にアジアにおいてはその傾向が顕著であり,その対策が喫緊の課題となっている。一方,この数年の間だけでも,技術的には新しい開発もあり,従来技術の見直しや改良にも見るべきものが出てきている。
 そこで,本書では膜などを利用した最先端の水浄化技術,そして,低コスト,省エネルギー,省メンテナンスであるところの,いわゆるローテクな水浄化技術の両方について紹介する。途上国などでは最先端の水浄化技術への期待が大きいのも確かであるが,現実の,安定とはいえないエネルギー事情に対応可能な,ローテクの水浄化技術のニーズは依然として高い。よって,本書では,水浄化技術・装置の販路として海外を視野に動かれるメーカーの存在が多いことに鑑みて,海外でのビジネスの動向に合わせて解説するべく企画した。
 本書の姉妹編である,2004年発行の『環境水浄化技術』は,環境水を直接浄化する理論および材料・システムを中心に編纂されたが,今回の企画では,前書には含まれていなかった上水,下水,排水,海水,水ビジネス,等々のキーワードを意識して構成している。水環境の改善の兆しが依然として見られないアジア,こうした現状を打開するには,その国や地域の特性に応じた水環境・浄化技術を適用することが肝要である。
 環境水への病原菌,有毒化学物質などの混入は,人為的,自然由来の如何を問わず,水質に起因する健康被害を引き起こすことに繋がる。被害を最小限にするには,現地の状況を把握し,その地域に最適な技術を提供することが欠かせない。特に電力を使う場合は,現地の事情が大きなカギとなる。また,農業,畜産業など生産部門や廃棄物部門との連携も必須となり,こうした他分野の政策との連携を念頭に置いての議論,システム構築も欠かせない。こうしたことが浄化方式,技術の選択に際して重要なカギを握っているといっても過言ではない。
 本来,水浄化技術は,利用目的に応じた水質を想定するが,それには当然のことながら,初期投資だけではなく,維持管理の難易,経済性といった現実の運用面の検討が必要である。その点を見過ごしての水浄化技術の評価はあり得ないと考える。実際の現場にいかに適用できるかを,社会経済的,文化的背景を踏まえて多面的に検討することが求められるといえる。
丁度,編集作業をしている最中に東日本大震災が発生した。この復興に向けて多くの課題が山積みであるが,当然水浄化も重要な課題の一つである。本書が多少なりとも役に立てるなら望外の喜びである。
「はじめに」より

著者一覧

菅原正孝   大阪産業大学 人間環境学部 特任教授
岩堀 博   日東電工(株) メンブレン事業部 企画統括部 シニアコンサルタント
比嘉 充   山口大学大学院 理工学研究科 教授
神成 徹   (株)ササクラ プロジェクト部 部長代行
等々力博明  (株)ウェルシィ 技術本部 次長
石丸 豊   (株)神鋼環境ソリューション 水処理事業部 技術部 担当部長
藤川陽子   京都大学 原子炉実験所 准教授
谷 外司   東洋濾水機(株) 営業部 部長
米田大輔   大阪産業大学 大学院人間環境学研究科
南 淳志   大阪産業大学 大学院人間環境学研究科
杉本裕亮   大阪産業大学 大学院人間環境学研究科
岩崎 元   大阪産業大学 大学院人間環境学研究科
濱崎竜英   大阪産業大学 人間環境学部 准教授
中本信忠   地域水道支援センター 理事長;信州大学 名誉教授
北中 敦   東レ(株) 水処理技術部 主任部員
舩石圭介   アタカ大機(株) 企画開発本部 環境研究所 主任研究員
野口基治   メタウォーター(株) 先端水処理開発G 担当課長
山口隆司   長岡技術科学大学 環境・建設系 准教授
高橋優信   長岡技術科学大学 環境・建設系 研究支援員
幡本将史   長岡技術科学大学;日本学術振興会 特別研究員
川上周司   阿南工業高等専門学校 建設システム工学科 助教
久保田健吾  東北大学大学院 工学研究科 土木工学専攻 助教
原田秀樹   東北大学大学院 工学研究科 土木工学専攻 教授
山田真義   鹿児島工業高等専門学校 都市環境デザイン工学科 講師
山内正仁   鹿児島工業高等専門学校 都市環境デザイン工学科 教授
荒木信夫   長岡工業高等専門学校 環境都市工学科 教授
山崎慎一   高知工業高等専門学校 環境都市デザイン工学科 准教授
高橋正好   (独)産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 主任研究員
山口典生   パナソニック環境エンジニアリング(株) 技術開発ユニット ユニットマネージャー
尾崎保夫   秋田県立大学 生物資源科学部 生物環境科学科 環境管理修復グループ 教授
瀧 和夫   千葉工業大学 工学部 生命環境科学科 教授
尾崎博明   大阪産業大学 工学部 都市創造工学科 教授
高浪龍平   大阪産業大学 新産業研究開発センター 助手
小島 昭   群馬工業高等専門学校 物質工学科 特命教授
山﨑惟義   福岡大学 工学部 社会デザイン工学科 教授
吉村和就   グローバルウォータ・ジャパン 代表;国連技術顧問;麻布大学 客員教授
今西信之   神鋼リサーチ(株) 先進技術情報センター 特別研究員
章 燕麗   神鋼リサーチ(株) 営業企画部 上席主任研究員
宇都正哲   (株)野村総合研究所 インフラ産業コンサルティング部 建設・不動産&都市インフラ・グループ グループマネージャー
向井 肇   (株)野村総合研究所 電機・精密・素材産業コンサルティング部 主任コンサルタント

目次

第1章 上水処理・海水淡水化技術
1 大規模な海水淡水化・都市下水再生処理への逆浸透(RO)膜の適用
1.1 はじめに
1.2 海水淡水化について
1.3 海水淡水化RO膜モジュール
1.4 大型造水プラント
1.5 RO膜開発の変遷
1.6 海水淡水化RO膜処理性能
1.6.1 海水淡水化RO膜エレメント
1.6.2 海水淡水化RO処理のほう素阻止性能
1.6.3 ほう素濃度の農作物への影響
1.7 RO海水淡水化装置
1.8 SWROエレメント16インチ大径化の移行
1.9 RO海水淡水の低コスト化への進展
1.10 世界の海水淡水化ROプラント
1.10.1 Ashkelon海水淡水化ROプラント
1.11 都市下水再生処理へのRO技術適用
1.11.1 Water Factory21プロジェクト
1.11.2 シンガポールNEWater Project
1.12 都市下水再生処理へのRO技術の現状
1.13 都市下水再生処理でのバイオファウリング対策
1.13.1 最適な原水スペーサーの低汚染性RO膜
1.14 おわりに
1.14.1 RO膜法での排水再生処理の展開
1.14.2 将来展望

2 正浸透(FO)膜を用いた海水淡水化の原理と現状
2.1 正浸透(FO)法の基礎
2.1.1 FO法とは
2.1.2 FO法とRO法の違い
2.1.3  FO法の利点
2.2 FO水処理システムの現状と課題
2.2.1 FO膜
2.2.2 FO用膜モジュール
2.2.3 ドロー溶液
2.2.4 ドロー溶液再生プロセス
2.3 FOでの海水淡水化への応用例
2.4 まとめ

3 海水淡水化技術の現状と効率化
3.1 海水淡水化装置の市場
3.2 蒸発法による海水淡水化
3.2.1 多段フラッシュ型(MSF,Multi-stage Flash)
3.2.2 蒸気圧縮多重効用型(MED,Multi-effect Distillation with Thermal Vapor Compression)
3.2.3 機械圧縮式蒸気圧縮型(MVC,Mechanical Vapor Compression)
3.3 膜法による海水淡水化
3.3.1 RO膜の種類
3.3.2 代表的な処理フロー
3.3.3 膜の分類と特徴
3.4 Tri-hybrid式海水淡水化
3.5 太陽エネルギーの利用
3.6 まとめ

4 地下水膜ろ過システム
4.1 地下水膜ろ過システムの概要
4.1.1 総論
4.1.2 膜ろ過施設の導入動向
4.1.3 専用水道と膜ろ過施設
4.2 地下水の飲料化と水処理システム
4.2.1 システム設計の要点
4.2.2 地下水特有の水質
4.2.3 前処理技術
4.2.4 膜ろ過技術
4.2.5 設計例
4.2.6 地下水膜ろ過システムと電力使用量
4.3 課題と今後の展望
4.3.1 課題
4.3.2 今後の展望

5 生物接触ろ過設備/BCF(Biological Contact Filter)
5.1 はじめに
5.2 生物処理方式
5.2.1 浸漬ろ床方式
5.2.2 回転円板方式
5.2.3 生物接触ろ過方式
5.3 生物接触ろ過設備
5.3.1 下向流式生物接触ろ過設備D-BCF(Down-flow Biological Contact Filter)について
5.3.2 上向流式生物接触ろ過設備U-BCF(Up-flow Biological Contact Filter)について
5.4 生物接触ろ過設備の菌相解析
5.4.1 概要
5.4.2 採取材料と解析方法
5.4.3 解析結果
5.5 おわりに

6 鉄バクテリア法砒素・マンガン除去
6.1 鉄バクテリア法とは
6.2 高通水速度下での鉄バク法のパイロット実験―日本国内における経験
6.2.1 鉄除去に関する考察
6.2.2 砒素除去に関する考察
6.2.3 マンガン除去に関する考察
6.2.4 マンガン除去に関する基礎研究の今後の課題
6.3 鉄バク法砒素・マンガン除去の今後の展望

7 緩速ろ過の最近の動向
7.1 緩速ろ過による清澄な水の普及
7.2 急速ろ過の開発と普及
7.3 安全でおいしい水への模索で再認識
7.4 理学部出身の応用生物屋の発想
7.5 上田市から日本,世界各地へ調査
7.6 緩速ろ過の名称による誤解が原因と気づく
7.7 緩速ろ過でなく生物浄化法
7.8 日本各地,世界各地へ広がりだす
7.9 自然現象の賢い活用の緩速砂ろ過

第2章 下水・排水処理技術
1 PVDF平膜を用いたMBRモジュールとその応用
1.1 はじめに
1.2 膜モジュールの形式
1.3 PVDF平膜について
1.4 MBRモジュールのラインアップについて
1.5 MBRにおける設計,運転上の留意点
1.5.1 原水について
1.5.2 生物処理について
1.5.3 MBRのろ過運転について
1.5.4 薬品洗浄について
1.6 適用例
1.6.1 概要
1.6.2 処理フロー
1.6.3 運転結果
1.6.4 Jeddah下水道の現状について
1.7 MBRの各運転条件における経済性の比較
1.8 おわりに

2 中空糸膜を利用した膜分離槽別置型MBRシステムの開発と適用例
2.1 はじめに
2.2 システムの構成
2.3 システムの原理
2.3.1 円筒型中空糸膜モジュール
2.3.2 オンサイト浸漬洗浄
2.4 システムの特徴
2.4.1 既設構造物の利用と高い適用性
2.4.2 浸漬洗浄の自動化が可能
2.4.3 ランニングコスト削減が可能
2.5 実証試験
2.5.1 実証試験プラントの概要
2.5.2 膜運転条件
2.5.3 膜差圧と洗浄回復性
2.5.4 処理水質
2.5.5 洗浄空気量とランニングコスト
2.5.6 破断時の応答と対策
2.5.7 汚泥発生量および汚泥の脱水性
2.5.8 処理水のRO膜処理
2.6 おわりに

3 セラミック膜再生水造水システム
3.1 はじめに
3.2 セラミック膜ろ過装置
3.2.1 セラミック膜
3.2.2 セラミック膜ろ過システム
3.3 再生水システム
3.4 東京都芝浦水再生センターでの実験結果
3.4.1 パイロット実験装置
3.4.2 実験条件
3.4.3 結果と考察
3.5 東京都の採用設備
3.6 おわりに

4 次世代水資源循環技術―都市下水を対象とした嫌気性下水処理
4.1 はじめに
4.2 無加温UASBリアクターの下水処理特性と保持汚泥性状
4.3 無加温UASB-DHSシステムを用いた都市下水処理
4.4 UASB汚泥の微生物群集
4.5 DHS汚泥内の微小動物

5 マイクロバブルによる水質浄化技術
5.1 はじめに
5.2 マイクロバブルの発生方法
5.3 マイクロバブルの帯電性
5.4 気泡帯電と圧壊に伴うラジカル発生
5.5 オゾンマイクロバブルの圧壊
5.6 強制圧壊法を利用した排水処理技術
5.7 おわりに

6 産業用水のリサイクル
6.1 工場の水のリサイクルを計画する
6.2 主要ポイントの水量・水質を調査する
6.3 トータルエンジニアリングによる環境対策―ゼロエミッションと表裏一体の水のリサイクル
6.4 コンビネーションエンジニアリング―農水産業と工場の組み合わせ

7 有用植物を用いた生活排水の高度処理―濾材と植物の組み合わせが処理水質に及ぼす影響―
7.1 はじめに
7.2 バイオジオフィルター水路の特徴
7.3 合併処理浄化槽とBGF水路を用いた生活排水の高度処理
7.4 濾材と植物の組み合わせが流出水の水質に与える影響
7.5 2年目の鹿沼土水路におけるスイートバジルの生育と各BGF水路の窒素,リン収支
7.6 BGF水路を用いた農業集落排水二次処理水の高度処理
7.7 ゼオライト濾材の長期使用と流出水の全窒素濃度の関係
7.8 まとめと今後の展望

第3章 環境水改善・浄化技術
1 環境水改善・浄化技術が備えるべき背景とは
1.1 生態系における物質とエネルギーの流れの概念
1.1.1 エネルギーの流れ
1.1.2 生物への太陽エネルギーの変換
1.1.3 富栄養化物質の循環
1.1.4 生態系での物質とエネルギーの流れ
1.2 生態系と水質
1.2.1 立地条件が創り出す水環境
1.2.2 気候帯が創る水環境
1.2.3 地質・土壌が創る水環境
1.2.4 人とのかかわり
1.2.5 水環境の変化とその原因
1.3 いろいろな浄化技術
1.3.1 物理学的浄化法
1.3.2 化学的浄化法
1.3.3 植物による浄化法
1.3.4 底生生物による浄化法
1.4 環境水改善の試みから考えること

2 アオコ抑制技術
2.1 湖沼およびダム湖の富栄養化
2.2 試みられているアオコ対策
2.2.1 銀イオンを利用した化学的増殖抑制
2.2.2 微生物を利用した生物学的増殖抑制
2.3 アオコ抑制技術の展望と課題
2.3.1 流入河川内における河川水浄化対策
2.3.2 人工内湖内における河川水浄化対策

3 炭素繊維を用いた水質浄化技術
3.1 はじめに
3.2 炭素繊維の性質と用途
3.3 炭素材の持つ生物親和性と電気伝導性
3.4 炭素材が生物に示す不思議な挙動
3.5 生物親和性を活用した水質浄化
3.5.1 水質浄化の特徴
3.5.2 水質浄化のメカニズム
3.6 水質浄化材の変遷
3.6.1 第1ステージ(浮游性懸濁物急速固着用浄化材)
3.6.2 第2ステージ(耐久性水質浄化材)
3.7 リン除去用炭素繊維製浄化材
3.7.1 アオコとアカシオ
3.7.2. 炭素材と鉄によるリン除去
3.8 炭素繊維を用いる畜産排水浄化技術
3.9 今後の展開

4 海水淡水化排水・下水処理水の混合排水の高酸素化による生態系再生
4.1 本節の背景
4.2 本節の目的
4.3 混合放流が及ぼす周辺海域への影響と効果
4.3.1 混合・放流システム
4.3.2 放流先海域の特性
4.3.3 混合排水の特性と広がり
4.3.4 混合排水の周辺環境への影響
4.4 混合排水の高酸素化
4.4.1 高酸素化の方法
4.4.2 高酸素化の効果
4.4.3 高酸素化排水に期待される効果

第4章 水ビジネスの市場動向
1 海外"水ビジネス"における市場動向とビジネスチャンス
1.1 まえがき
1.2 世界水ビジネスの市場規模
1.3 世界水ビジネスの見通し
1.4 先進国,新興国では上下水道の民営化が促進
1.5 世界の上下水道民営化市場を寡占する「水メジャー」
1.5.1 スエズGDF社(フランス)
1.5.2 ヴェオリア・ウォーター社(フランス)
1.6 グローバル巨大企業の水ビジネス戦略
1.6.1 シーメンス(ドイツ)―新技術志向
1.6.2 GE(アメリカ)―豊富な資金の活用
1.6.3 IBM―水ビジネス事業に乗り出した
1.7 新興国の水ビジネス戦略
1.7.1 シンガポールの水戦略
1.7.2 韓国の水戦略
1.8 海水淡水化市場の伸び
1.9 勝てる日本の水戦略
1.9.1 下水の再利用―日本発のMBR技術
1.9.2 日系プラントメーカーおよび膜メーカー各社の動向
1.10 日本の水戦略
1.10.1 民間企業の取り組み
1.10.2 各省庁の水ビジネスへの取り組み
1.10.3 地方自治体の海外水ビジネスへの取り組み
1.10.4 多面的な水ビジネスを目指せ
1.11 あとがき

2 中国"水ビジネス"の市場動向とビジネスチャンス
2.1 はじめに
2.2 水資源の状況
2.2.1 水資源に関する基本法の「水法」
2.2.2 水資源不足の進展
2.2.3 水不足要因の例と対策
2.3 水汚染の状況
2.3.1 河川の水汚染
2.3.2 湖沼の水汚染
2.3.3 海洋汚染
2.3.4 地下水汚染
2.3.5 水汚染の経済的損失
2.4 第11次5カ年計画の状況と第12次5カ年計画
2.5 汚水処理対策
2.5.1 都市下水処理施設の整備
2.5.2 工業廃水処理
2.6 世界の水ビジネス
2.7 水ビジネスの市場とチャンス
2.8 中国における欧米企業と日系企業のビジネスモデルの比較
2.8.1 中国ビジネスの市場戦略と課題
2.9 まとめ
2.9.1 短期的な取り組み
2.9.2 中長期的な取り組み

3新興国と資源国における"水ビジネス"の市場動向とビジネスチャンス
3.1 水ビジネスはセカンド・ステージへ
3.2 新興国と資源国における水ビジネスの潮流
3.3 MENA(サウジアラビア,UAE)
3.3.1 サウジアラビア
3.2.2 UAE
3.4 インド
3.4.1 上下水道市場
3.4.2 工業用水/排水処理市場
3.5 資源国(豪州,南アフリカ,チリ)
3.6 おわりに
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