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坑水の革新的ゼロ排水技術：深部圧入とCO2相乗貯留へのブレークスルーの探求

Innovative Zero Discharge Technology for Mine Water: Breakthrough Exploration of Deep Reinjection and CO2 Synergistic Sequestration (原題)

Zhang Q, Wang X, Hu X, Chai G, Wang X

Research Squareプレプリント2026-06-15#CCUSOrigin: CN経営インパクト: コスト削減対象セクター: mining
DOI: 10.21203/rs.3.rs-9504231/v1
原典: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-9504231/v1

🤖 gxceed AI 要約

日本語

この研究は、中国西部の炭鉱地域における高塩分坑水のゼロ排水処理を目的とし、NF-ROハイブリッドシステムを提案している。また、膜濃縮水とCO2の深部圧入によりCO2の相乗貯留を実現し、炭素中立効果を達成した。PHREEQCシミュレーションにより、鉱物の飽和指数低下と地中拡散の促進を確認した。

English

This study proposes a hybrid NF-RO system for zero-discharge treatment of high-salinity mine water in arid coal mining areas of western China. It also explores deep reinjection of brine and CO2 for synergistic sequestration, achieving net carbon-neutral effects. PHREEQC simulations confirm reduced mineral saturation indices, mitigating precipitation and promoting geological diffusion.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

本論文は、石炭鉱業における水管理と炭素隔離を結びつける点で、日本のGX文脈にも示唆を与える。特に国内の坑水処理やCCUS技術開発において、塩水圧入によるCO2貯留の可能性を検討する際の参考となる。

In the global GX context

This paper contributes to global CCUS knowledge by demonstrating a hybrid zero-discharge and CO2 sequestration system for mine water. It aligns with the growing interest in industrial water cycle and carbon storage, relevant to ISSB disclosures on water and carbon management.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides a practical method for co-optimizing water treatment and CO2 storage in saline aquifers.

🏢実務担当者:Useful for mining companies seeking to reduce water discharge and offset emissions.

🏛政策担当者:Highlights the potential for regulating brine injection as a carbon storage pathway.

📄 抄録（日本語訳）

<title>抄録</title> <p> 中国西部の炭鉱地域は乾燥気候と深刻な水不足に悩まされている一方、炭鉱水は典型的に高塩分であり、既存のゼロ排水システムは高い運転コストによって妨げられている。脱塩効率を高め、塩水処分コストを削減するため、本研究は従来のROに代わるハイブリッドナノろ過-逆浸透（NF-RO）システムを提案し、高塩分鉱山水の深部脱塩を図る。また、ハイブリッド脱塩のための水質予測モデルを探求し、膜濃縮水の深部再注入と一時硬度除去から生成されるCO₂の相乗的なCO₂隔離中の鉱物飽和度を評価する。結果は、一時硬度の酸処理とハイブリッド脱塩の組み合わせが、鉱山水の灌漑適合性を効果的に改善することを示す：NF回収率80%およびRO回収率90%において、ナトリウム吸着比（SAR）は3.92（安全閾値5.0未満）まで低下し、電気伝導度は530.5µS/cmとなる。CO₂-塩水混合は対象地層のpHを最適化し、100万トンの塩水注入により3,700トンのCO₂が同時隔離され、顕著なカーボンニュートラル効果を達成する。PHREEQCシミュレーションは、アラゴナイト、方解石、ドロマイトの飽和指数の低下を確認し、析出を緩和して地質学的拡散を促進する。 </p>

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract（原文）

<title>Abstract</title> <p> Western China’s coal mining areas suffer from arid climates and acute water scarcity, while coal mine water is typically high-salinity, with existing zero-discharge systems hindered by high operational costs. To enhance desalination efficiency and cut brine disposal costs, this study proposes a hybrid nanofiltration-reverse osmosis (NF-RO) system to replace conventional RO for deep desalination of high-salinity mine water. It also explores water-quality prediction models for hybrid desalination and evaluates mineral saturation during synergistic CO <sub>2</sub> sequestration through deep reinjection of membrane concentrate and CO₂ generated from temporary hardness removal. Results show that temporary hardness acidification plus hybrid desalination effectively improves the suitability of mine water for irrigation: at 80% NF and 90% RO recovery rates, sodium adsorption ratio (SAR) drops to 3.92 (below the 5.0 safety threshold) and electrical conductivity to 530.5µS/cm. CO <sub>2</sub> -brine mixing optimizes pH for the target formation, with 1 million tons of brine injection co-sequestering 3,700 tons of CO₂,achieving notable carbon-neutral effects. PHREEQC simulations confirm reduced saturation indices of aragonite, calcite and dolomite, mitigating precipitation and promoting geological diffusion. </p>

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。