Development of an electrochemical photo-Fenton-type advanced oxidation process without reactant addition
| Project/Area Number |
21K04322
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
岸本 直之 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (00293895)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 促進酸化処理 / Fenton法 / 電解処理 / UV処理 / 電解法 / 光化学反応 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では高い処理速度と有害副生成物の生成抑制を両立できる新たな促進酸化処理法として電解Fenton型処理法にUV分解法を併用した電解photo-Fenton型処理法を提案する。提案法ではFe(III)イオンの光還元反応によりFe(II)イオン再生速度を補いつつOHラジカル生成を促進する。加えて遊離塩素の光分解によるラジカル生成も起こることから，相乗的な処理能力の向上が期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では電解Fenton型処理法に鉄(III)イオンの光還元反応を加えた電解photo-Fenton型処理法の研究開発を行なった。アノードに酸化イリジウム，カソードにステンレス鋼(SUS316)を有する電解フローセルと流通式UV照射装置(低圧水銀ランプ装備)をカスケード接続した循環通水型実験装置を製作した。被処理水には有機汚染物質として1,4-ジオキサンを3.0 mM添加し，塩化物イオン濃度を50 mM，鉄イオン濃度を0-0.5 mMに設定してpH 3.0に調整した人工排水を用いた。塩化物イオン源には塩化ナトリウムもしくは人工海水を利用した。電解フローセルには直流安定化電源を接続し，4.8-23.8 mA/cm^2の電流密度で定電流電解モードで運転した。
鉄イオン濃度を0 mMに設定した電解生成HOCl/UV処理と比較し，鉄イオン添加条件では電流密度が低い条件(4.8 mA/cm^2)で有意に1,4-dioxane 分解促進効果が得られ，電流密度が高い条件(23.8 mA/cm^2)では，鉄濃度0.5 mMの条件で有意に1,4-dioxane分解抑制効果が示された。電流密度が小さい場合，遊離塩素の電解生成が抑制されて遊離塩素濃度が低くなるが，鉄のUV吸収によるUVエネルギーの有効利用率の向上により促進効果が発現したと考えられた。一方，電流密度が大きい場合，電解生成した遊離塩素のUV分解が主たるラジカル生成経路となるが，鉄イオンの強いUV吸収により遊離塩素のUV分解が阻害され，抑制効果が現れたと考えられた。海水を用いた場合，臭化物イオンによる妨害が懸念されたが，希釈海水を用いたため顕著な抑制効果は認められなかった。したがって海水を経済的な塩化物イオン源として利用可能であると判断された。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
