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高いCO2/CH4分離性能を有するDDR型ゼオライト膜を用いたバイオガスの膜分離プロセスの開発を行うとともに，DDR型ゼオライト膜を用いた下水処理施設から発生するバイオガスの分離・精製と膜の耐久性を評価した．まず，簡素な1段分離プロセスに必要な膜性能を数理モデルにより把握し，実験によってDDR型ゼオライト膜を用いる際の最適な処理流量を決定した．次いで，実バイオガス分離・精製を行うために下水処理施設内にパイロットプラントを設置し，精製実験を行った．結果，目標とする回収CH4濃度90%，排出CO2濃度97%で精製可能であった．また，約40時間以上通気しても膜性能は変化しなかった．そのため，本研究で開発した膜分離プロセスは十分にバイオガスの分離・精製に適用することが可能であることがわかった．さらに，バイオガスの前処理を一切行なわず1600時間供給することにより，バイオガス中の不純物が膜分離性能に与える影響の検討を行った結果，長時間の通気によりバイオガス中に不純物として含まれる高級炭化水素，シロキサンなどの高沸点化合物により膜性能が低下すると考えられた．

本研究では，非理想吸着相溶液（Non-ideal Adsorbed Solution: NAS）理論を用いて，活性炭BPLに対する揮発性有機化合物類（VOCs）の二成分吸着平衡の相関を検討した．まず，ヘッドスペースガスクロマトグラフィー（HSGC）法を用いて，293，323，353 Kにおけるメタノール，アセトン，ベンゼン，ヘキサンの吸着等温線および293 Kにおけるトルエンの吸着等温線を相対圧2×10−7–1×10−2の範囲で測定した．また，トルエン／ベンゼン，ベンゼン／アセトン，ヘキサン／アセトンの二成分吸着平衡をHSGC法と流通法を用いて測定した．そして，二成分吸着について理想吸着相溶液（Ideal Adsorbed Solution: IAS）理論による解析を行った結果，極性が類似しているベンゼン／トルエンでは推算が可能であったが，極性の異なるVOCを組み合わせた二成分系（ベンゼン／アセトン系，ヘキサン–アセトン系）においては予測が困難であった．一方，NASではIASに比べて高精度での相関が可能であった．さらに，NASは共沸点を示す疎水性のY型ゼオライトに対するトルエン／1-プロパノール系においても二成分吸着平衡の相関が可能であった．