地下水硝酸イオンの有機物無添加脱窒処理に関する研究

不添加有机物反硝化处理地下水硝酸根离子的研究

基本信息

批准号：
05750515
负责人：
榊原豊
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Gunma University
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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電位分布が均一となる円筒型リアクターを作製し、外部(ステンレス)円筒を陰極、炭素棒を陽極としてそれぞれ同心円状に配置して用い、微生物を固定した場合としない場合とで種々の操作条件に対する処理水質を比較・検討した。また、電極系内のイオン移動に対する理論的解析を併せて行い、以下の結果を得た。1.炭素電極を用いることにより、陽極での酸素生成が主に二酸化炭素の生成に変わる。したがって、リアクター内部のORPは-200mV以下の嫌気状態となり、+100〜200mV前後の地下水の処理に際しても脱窒反応が進行しやすい条件となる。2.通電により陰極表面で生成される水素は脱窒反応の電子供与体として利用され、地下水中の硝酸イオンが除去される。硝酸除去量はこれまでの実験条件では電流値が大きいほど大きかった。また、硝酸イオンの除去に伴うpH上昇は1)の陽極における二酸化炭素(及び重炭酸イオン)の生成によって抑制され、結果的に処理水は中和される。電極系内の物質移動に対する理論的検討から、電解質濃度が種々変化した場合の系内電位分布、pH分布、硝酸イオンの移動速度、脱窒速度等の変化量を求めた。特に、無機炭素濃度が数mMになると、脱窒菌固定電極系内のpHはその緩衝作用によってpH10前後から中性付近の値となる。なお、本処理法の最適設計・操作条件については、電極の消費電力量を含めて現在検討中である。

制作电位分布均匀的圆柱形反应器，以外部（不锈钢）圆筒为阴极，以碳棒为阳极，同心布置，对处理后的水质进行比较和检验。我们还对电极系统内的离子运动进行了理论分析，并得到了以下结果。 1.通过使用碳电极，将阳极处的氧气生产改为主要生产二氧化碳。因此，反应器内的ORP成为-200mV以下的厌氧状态，即使在+100～200mV左右的地下水处理时，脱氮反应也容易进行的状态。 2、通电在阴极表面产生的氢气作为电子供体进行反硝化反应，去除地下水中的硝酸根离子。在之前的实验条件下，去除的硝酸量随着电流值的增加而增加。此外，由于1)中阳极处二氧化碳（和碳酸氢根离子）的产生，抑制了与硝酸根离子去除相关的pH升高，结果，处理水被中和。通过对电极系统内传质的理论研究，我们确定了当电解质浓度变化时系统内电位分布、pH分布、硝酸根离子转移速率、反硝化速率等的变化量。特别是当无机碳浓度达到几mM时，由于其缓冲作用，反硝化细菌固定电极系统内的pH值从pH 10左右变为中性左右。目前正在考虑该处理方法的最佳设计和操作条件，包括电极的功耗。