概要

PFAS（パーフルオロアルキル化合物）は、耐熱性・耐薬品性に優れた特性を持つため、工業製品や防汚加工など幅広く利用されています。しかし、その高い化学的安定性により環境中で分解されにくく、人体や生態系への蓄積が懸念されています。このため、PFASを含む水の処理技術の開発は世界的な課題となっています。

膜蒸留（Membrane Distillation, MD）は、疎水性膜を介して水蒸気のみを透過させる蒸発分離プロセスであり、PFASの除去に有効な手法として注目されています。膜蒸留では、加熱された供給水側と冷却された透過側の温度差により水蒸気が膜を通過し、PFASなどの不揮発性成分は供給側に残留します。この仕組みにより、PFASを高効率で分離し、純水を回収することが可能です。

背景

PFAS（パーフルオロアルキル化合物）は、耐熱性・耐薬品性に優れるため工業用途で広く利用されていますが、環境中で分解されにくく、人体や生態系への影響が懸念されています。そのため、PFASを効率的に除去する技術の開発は世界的な課題です。

膜蒸留の特徴と利点

• 高い分離性能：PFASは揮発性が低いため、膜蒸留によりほぼ完全に除去可能。

• 低エネルギー運転：比較的低温で動作し、廃熱や再生可能エネルギーの利用が可能。

• 濃縮処理：PFASを含む濃縮液を小容量にまとめ、後処理を容易化。

課題と展望

膜蒸留はPFAS除去に有望ですが、膜の耐久性やファウリング、スケーリング対策が必要です。また、濃縮残渣の処理方法も重要な検討課題です。今後は、膜材料の改良やハイブリッドプロセスとの組み合わせにより、より効率的で持続可能なPFAS処理技術の確立が期待されます。また、電力フリーのシステムの構築も目指しています。

メディア情報

1. ガリレオｘ「永遠の化学物質「PFAS」 除去・分解・再利用する最新研究」
   BS日テレ ガリレオｘ 2025年10月16日

2. Science Tokyo develops membrane distillation system for reducing PFAS levels below environmental standards
   Japan Science and Technology Agency Science Japan 2025年2月26日

3. Novel Carbon-Based Materials to Remove Hazardous “Forever Chemicals” in Water
   2025年2月19日

4. PFASを環境基準以下まで除去できる膜蒸留システムを開発
   2025年1月15日

論文情報

1. Preparation of carbon-coated ceramic membranes for membrane distillation and their application to PFAS removal