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。

在各种磷去除技术中，我们专注于具有较小安装区域且易于维护，产生少量污泥的吸附方法，并且与其他去除技术相比，可以去除和恢复较低浓度的磷。我们研究了许多如何研究上述内容的例子，并使用已用硫酸铝处理的吸附剂（一种廉价且相对较大的吸附能力）。结果，用硫酸铝的处理几乎不会增加吸附能力，但是连续的水流量显着增加，并且观察到了治疗效果。这被认为是因为硫酸铝水解形成质子，将孔中的pH和吸附柱中的pH降低到合适的pH值以吸附。因此，当我们研究pH的效果时，pH的效果很大，磷酸离子离解的分离状态的变化以及平均电荷的变化以及吸附剂的表面电势的变化。从以上，可以认为吸附剂具有pH值的自我调节功能，从而增加了连续的水流量。此外，这种吸附是磷酸离子和硫酸盐离子之间的离子交换。通常，被活化氧化铝吸附是与表面羟基的离子交换，但是在这种吸附剂中，表面羟基与硫酸盐离子预取代，因此被认为已与硫酸盐离子交换。此外，确定了当前吸附剂的吸附等温线，并确定了设计吸附柱所需的值。此外，检查了共存离子对吸附能力的影响，并将砷离子，碳酸盐离子和硅酸盐离子作为主要阻塞性离子。相反，钙离子具有增加中性至弱碱性区域磷酸离子的吸附量的作用。这被认为是因为钙离子具有降低磷酸离子离解的pH范围内的明显平均电荷的作用。