2016 Fiscal Year Annual Research Report
Why do humic substances inhibit the efficiency of water treatment process?
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15K12236
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山下 祐司 筑波大学, 生命環境系, 助教 (30543227)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 凝集 / 水環境 / 腐植物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水処理に関する研究は，世界的な用水量の増大，および排水処理の必要性から，現在最も注目される研究分野の一つである。国内においては，用水供給に加えて，高付加価値製品の製造に欠かせない純水の需要に資するため，高効率の凝集剤探索や高度処理に関する研究が進められている。一方で，処理プロセス性能を高めても除去しきることが難しい天然有機物，特に難分解性の腐植物質が処理効率の悪化を引き起こすとして問題視されている。本課題では腐植物質が水処理プロセスの効率を低下させる作用機構の解明に焦点をあてた研究を行った。
汚濁粒子表面に対する高分子凝集剤の吸着現象は，水処理における凝集沈殿操作の重要な素過程である。汚濁粒子の凝集効率は，１．撹拌強度，２．粒子の衝突半径，３．粒子の表面荷電特性に起因する粒子間相互作用で規定される。この中で，高分子凝集剤は２と３を凝集に有利な条件へ変化させる。すなわち，「粒子表面に高分子吸着層を形成することによる衝突半径の実質的な増大」，および「粒子表面と反対符号の荷電を有する高分子吸着による荷電中和」の２点により凝集効率が増す。本研究は，この２つの現象に腐植物質がどのように関与するのかを明らかにすることを目的とした。
本年度は，モデル汚濁粒子に様々な濃度のアニオン性有機高分子（モデル腐植物質）を混合したモデル原水に，モデル腐植物質未添加のモデル汚濁粒子に対する最適凝集濃度となるように凝集剤を添加し，その凝集速度と電気泳動移動度を評価した。その結果，モデル腐植物質の濃度上昇に対して粒子の凝集速度が低下するとともに，複合体の電気泳動移動度の絶対値が増加することが明らかとなった。このことから，モデル腐植物質と凝集剤で荷電中和し，凝集剤の荷電が失われることで，凝集剤の汚濁粒子への荷電中和能が発揮されず，粒子の凝集が阻害される機構の存在が示唆された。
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Research Products
(5 results)
