排ガス洗浄スクラバー排水中の有害化学物質除去に関する研究

废气净化洗涤塔废水中有害化学物质去除研究

• 批准号: 22K04560
• 负责人: 山口 良隆
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04560/
• 关键词: 排ガス洗浄スクラバー; 多環芳香族炭化水素; 光触媒; その場処理; 有害化学物質削減; 湿式排ガス浄化システム; 排出削減

グローバルな舶用燃料の硫黄(Sulfur, S)分規制が実施され、排ガス中のS分除去のために海水等で排ガスを洗浄する湿式排ガス浄化システム(Exhaust Gas Cleaning System, EGCS)を使用する船舶が急増した。排ガスを洗浄したEGCS排水中には、発がん性物質を含む多種の多環芳香族炭化水素(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)が含まれている。船外排水後にPAHsが海洋中のマイクロプラスチックと結びつき、魚類等の海洋生物の生体内に取り込まれて濃縮され、食物連鎖により、最終的に人間の健康リスクにつながることが懸念される。本研究はPAHsの海洋中への排出削減のため、光触媒によるPAHs分解に着目し、海水や強酸性での最適な触媒の種類や分解条件を明らかにし、EGCS排水中のPAHs処理を目標とする。本年度は、PAHs対象物質にフェナントレンを使用し、光触媒にTiO2を用いて、海水中に光照射を行い、PAHsの光触媒分解試験を行った。さらにフェナントレンの分解状態の評価を蛍光分析で行うために、触媒と実験溶液の分離を行う前処理方法の検討を実施した。その結果、非水系のメンブレンフィルターで、フェナントレンについて良い回収率が得られた。次に、フェナントレンを溶解させた海水にTiO2光触媒を入れて光照射を行い、フェナントレン由来の蛍光ピークが、照射時間とともに減少することが確認できた。TiO2光触媒の海水中における有機物分解の高活性化を行うために、300℃から700℃の間で系統的に触媒焼成を行った。さらに、焼成後触媒のキャラクタリゼーションとして、比表面積の計測を行った。触媒焼成により、未焼成のものより有機物分解の活性が向上したものが確認された。比表面計測では、焼成温度が高くなるほど比表面積が減少する傾向であった。

全球对船用燃料中硫（S）含量的规定已经实施，船舶使用湿式废气净化系统（EGCS），通过海水等净化废气，以去除废气中的硫含量。废气净化后的EGCS废水含有多种多环芳烃(PAH)，其中包括致癌物质。有人担心，PAHs被排放到海里后，可能会与海洋中的微塑料结合，被鱼类等海洋生物吸收并浓缩，通过食物链对人类健康造成风险。为了减少PAHs向海洋的排放，本研究以光催化分解PAHs为重点，明确了海水和强酸性条件下的最佳催化剂类型和分解条件，旨在处理EGCS废水中的PAHs。今年，我们以菲为PAHs目标物质，TiO2为光催化剂，通过向海水照射光，进行了PAHs的光催化分解试验。此外，为了通过荧光分析评估菲的分解状态，我们研究了分离催化剂和实验溶液的预处理方法。结果，使用非水膜过滤器获得了良好的菲回收率。接下来，我们将TiO2光催化剂添加到溶解有菲的海水中，并用光对其进行照射，结果证实来自菲的荧光峰随着照射时间的推移而减少。为了高度活化TiO2光催化剂用于海水中有机物分解，我们在300℃至700℃之间系统地煅烧催化剂。另外，作为烧成催化剂的特性，测定了比表面积。催化剂煅烧后，证实与未煅烧的相比，有机物分解活性有所提高。比表面积测量表明，烧成温度越高，比表面积越小。