2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of floating phosphorus adsorbent using low temperature molten glass and recovery of phosphorus from biomass waste
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15K00605
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| Research Institution | Prefectural University of Hiroshima |
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Principal Investigator |
原田 浩幸 県立広島大学, 生命環境学部, 教授 (20222234)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 発泡ガラス / リン酸イオン / 吸着材 / 鉄担持 / 硝酸イオン / 炭酸カルシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
廃ガラスを粉末にして炭酸カルシウムを添加して発泡させたものは，土木資材などに使われている。本研究では用途の拡大を目指して吸着材としての利用を検討した。リン吸着材としての利用はすでに報告されているが，成分中のカルシウムとの反応によるので，リンを脱着して繰り返して吸着材を使うことは難しい。そこで本研究では鉄を担持させて，水中で鉄と結合する水酸イオンと目的とするリン酸イオンとの陰イオン交換による吸着を目指した。比重も軽く浮上するのでSSが間隙に堆積しても揺動を与えることで分離できる。
実験は回分式と連続式で行った。測定はモリブデンブルー法に従った。温度は基本的に30℃に制御した。発泡ガラスは製品の10mm程度のものを用い，２M硫酸鉄溶液中で撹拌しながら110℃で2時間接触させた。その後，分離・洗浄・乾燥して吸着材とした。乾燥比重は0.4程度であり，液中で浮上する特性を持つ。
回分式の結果により吸着量が最適となるｐHは2-3であり，平衡到達時間は3-4時間，飽和吸着容量は6.23mg/g（リン酸イオン）であった。担持された鉄により，副次的に硝酸イオンも還元され，アンモニアイオンになるが，25-30%は窒素ガスまで還元されることが分かった。 原水リン酸イオン濃度4.5mg/Lの連続化カラム試験では吸着材容量の150倍程度まで破過に至らなかった。回分による吸着容量の70％の値で破過となった。 硝酸との共存系ではリンの吸着容量に影響はなかった。またカラム内に気泡が蓄積していたので，窒素ガスによるものと思われた。以上のことからリン酸イオンと硝酸イオンの同時濃度削減に有効であることが分かった。
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