安価な高性能吸着剤を用いた農業集落排水からのリンの除去・回収方法の確立

建立使用廉价高性能吸附剂去除和回收农村排水中磷的方法

基本信息

批准号：
12780425
负责人：
高梨啓和
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kagoshima University (2001)Oita University (2000)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、様々なリン除去技術の中で、設置面積が小さく維持管理が容易であり、汚泥生成量が少なく、他の除去技術に比べて低濃度のリンを除去・回収可能な吸着法に着目し、従来より検討例が多く、安価で比較的吸着容量が大きい活性アルミナを、硫酸アルミニウムで処理した吸着剤を用いた検討を行った。その結果、硫酸アルミニウムで処理することにより、吸着容量はほとんど増加しなかったが、連続通水可能倍率は大幅に増加し、処理効果が認められた。これは、硫酸アルミニウムが加水分解してプロトンを生成し、細孔内および吸着カラム内のpHを吸着に適してpHに低下させたためと考えられる。そこで、pHの影響を検討した結果、pHの影響は大きく、リン酸イオンの解離状態が変化して平均電荷が変化することと、吸着剤の表面電位が変化することの両方が影響していた。以上より、本吸着剤がpHの自己調整機能を有することが連続通水可能倍率を増加させた理由と考えられる。また、本吸着は、リン酸イオンと硫酸イオンとのイオン交換であった。通常、活性アルミナによるリン酸イオンの吸着は、表面水酸基とのイオン交換と考えられているが、本吸着剤では、表面水酸基が予め硫酸イオンに置換されているため、硫酸イオンとのイオン交換になったと考えられる。さらに、本吸着剤の吸着等温線、粒内拡散係数を求め、吸着カラムの設計に必要な値を得た。また、吸着容量に対する共存イオンの影響を検討し、ヒ酸イオン、炭酸イオン、珪酸イオンが主な妨害イオンとしてあげられた。これに対し、カルシウムイオンは、中性〜弱アルカリ性域においてリン酸イオンの吸着量を増加させる効果が認められた。これは、リン酸イオンの解離が進行しているpH域において、カルシウムイオンがリン酸イオンの見かけの平均電荷を減少させる効果があることによるものと考えられる。

在各种除磷技术中，本研究重点关注吸附法，与其他除磷技术相比，吸附法需要安装面积小，易于维护，产生的污泥少，并且可以以较低的浓度去除和回收磷。过去已进行了许多研究，价格便宜且具有相对较大的吸附容量，并且使用经硫酸铝处理的吸附剂进行了研究。结果，通过硫酸铝处理，吸附容量几乎没有增加，但连续水流量显着增加，处理效果得到认可。这被认为是因为硫酸铝水解产生质子，将孔内和吸附柱内的pH值降低至适合吸附的pH值。因此，研究pH的影响的结果发现，pH的影响很大，并且是由磷酸盐离子的解离状态的变化(其改变平均电荷)和表面的变化两者引起的。吸附剂的潜力。综上所述，认为水流量连续增加的原因是该吸附剂具有pH自调节功能。另外，该吸附是磷酸根离子与硫酸根离子之间的离子交换。通常，活性氧化铝对磷酸根离子的吸附被认为是通过与表面羟基进行离子交换来实现的，但该吸附剂的表面羟基预先被硫酸根离子取代，因此磷酸根离子不会通过与硫酸根进行离子交换而被吸附。离子被认为已经成为。此外，测定了该吸附剂的吸附等温线和颗粒内扩散系数，并获得了设计吸附塔所需的值。此外，还考察了共存离子对吸附容量的影响，确定砷酸根离子、碳酸根离子和硅酸根离子为主要干扰离子。另一方面，发现钙离子在中性至微碱性范围内具有增加磷酸根离子吸附量的效果。这被认为是因为，在磷酸根离子解离进行的pH范围内，钙离子具有降低磷酸根离子的表观平均电荷的效果。