超音波を利用した浄水処理

利用超声波进行水净化处理

基本信息

批准号：
00F00077
负责人：
岡田光正
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

この研究では昨年度より、活性炭による吸着と超音波による分解の併用システムを考え、問題物質を活性炭によって吸着、その使用済み活性炭に吸着した汚染物質を超音波によって処理することを目的にしていた。初年度(昨年度)に得られた具体吋な結果としては、粒状活性炭(GAC)を用いた吸着TCE (20mgTCE/g)に対して、アルゴン溶液中での20kHz、16Wの超音波処理によって、最適な溶出が可能であることがわかった。その値は、一時間後の脱着量で比較すると、通常はほとんど溶出しないTCEが50%程度溶出していた。しかしながら、このように脱着は確認できたものの、分解は起こっていなかった。本年度の具体的な研究実績としては、以下のことが挙げられる。○この溶出のメカニズムの検討を行った結果、超音波処理が活性炭表面上のTCEの吸着状態を変化させることにより周りの水と吸着しているTCEの吸着平衡を変化させ、溶出を起こしていると予想された。○この技術を重金属などの有害物質を多く含む焼却施設からでる飛灰の安定化処理などに用いることを検討した結果、ほとんどの重金属の溶出量を増加させることが出来た。メカニズム等の詳しい検討は行っていないため、TCEの脱着と同じ原理で溶出が増加しているかはわからないが、溶出の増加は飛灰の洗浄、安定化に超音波処理を用いることが出来る事がわかった。また、この過程で鉛に関しては溶出量の減少が起こっており、そのメカニズム等を調べた結界、超音波処理によって鉛のアパタイトが形成していることがわかった。よって鉛に関しての溶出量は減少したが、このアパタイトの形成によって、鉛が飛灰表面で安定化されることがわかり、結果として鉛に関しても環境中での溶出量の減少、飛灰の安定化が起こっていた。以上の結果は既に論文2本にまとめており、そのうち1本は投稿中であるが、時間の都合により発表予定を含む雑誌論文、図書、特許としては現在のところはない。

自去年以来，这项研究考虑了一种将活性炭吸附和超声波分解相结合的系统，目的是用活性炭吸附有问题的物质，并用超声波处理吸附在用过的活性炭上的污染物。第一年（去年）获得的具体结果是，在氩气溶液中，通过20kHz和16W的超声波处理，使用颗粒活性炭（GAC）实现了TCE（20mgTCE/g）的最佳吸附。是可能的。当将该值与1小时后的解吸量进行比较时，发现通常很难洗脱的TCE的约50％被洗脱。然而，尽管以这种方式确认了脱附，但没有发生分解。今年的具体研究成果包括以下内容。 ○对该溶出机理进行研究后发现，超声波处理改变了活性炭表面上的TCE的吸附状态，从而改变了吸附在周围的水的TCE的吸附平衡，从而引起了溶出。 ○由于考虑使用该技术来稳定焚烧设施产生的飞灰，其中含有许多重金属等有害物质，我们能够增加大多数重金属的洗脱量。由于我们没有详细研究其机理，我们不知道洗脱增加是否与TCE解吸的原理相同，但洗脱增加可能是由于使用超声波处理来清洁和稳定飞灰所致。此外，在此过程中，铅的浸出量减少，对其机理进行了研究，发现通过屏障和超声波处理形成了铅磷灰石。因此，铅的溶出量减少，但发现在飞灰表面形成磷灰石稳定铅，导致环境中的铅溶出量减少，飞灰稳定。上述结果已经总结在两篇论文中，其中一篇正在提交，但由于时间限制，目前还没有计划发表的期刊文章、书籍或专利。