難分解性化合物含有廃水の光酸化・超音波ハイブリッド処理

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360393
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 内田 重男 静岡大学, 工学部, 教授 (10023194)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 勝利 静岡大学, 理学部, 名誉教授 (00008608) ; 前澤 昭礼 静岡大学, 工学部, 助手 (20209365)
• Keywords: 環境技術 / 廃水処理 / 超音波 / 光酸化 / 環境ホルモン / 生理活性

Research Abstract

難分解性有機化合物として染料の一つであるアシッドオレンジ52(AO52)の水溶液を用いて、超音波-光触媒併用処理装置の実用化を視野に入れ、通気気体の影響、生体に与える影響などについて検討を行った。
超音波-光酸化処理について通気気体の種類について検討した結果、酸素通気が最も分解効率が良かった。光触媒及び超音波処理に共通した分解機構はラジカル反応である。ラジカル反応が酸素通気によって促進され、ラジカル反応の促進によって、副生成物を含めた溶液の無機化が効率よく行われたと考えられる。超音波-光触媒併用処理では、ラジカル反応と熱分解反応がそれぞれ疎水性物質及び親水性物質に対して有効に働くため、効率よく分解が行える。しかし、分解機構や分解対象物質の物性によって有効な通気気体は異なるため、処理状況に応じて通気気体を変化させることが重要となる。
超音波処理の際、溶存窒素の影響により硝酸イオンが生成する。硝酸イオンの生成を抑制するためには、処理開始前に、窒素を含まない気体を十分に通気し、溶存窒素を除去し、絶えず窒素以外の気体を通気しながら処理を行う必要があることがわかった。
ゼブラフィッシュの卵を用いた、卵核胞崩壊活性の検定によって、AO52溶液を超音波-光触媒併用処理した際の、副生成物及び最終生成物が生体に及ぼす影響について検討した。その結果、処理溶液は卵核胞崩壊活性に対して影響を及ぼさず、処理過程で生体に影響を及ぼすような物質の生成はないことが確認され、本処理法は生物に優しい方法であることが確認された。
実染料廃水の超音波-光触媒併用処理を行い、無機イオンの解離やTOCの減少を確認した。しかし、現在の装置では処理は十分とはいえず、分解効率の向上、処理方法の改善などが今後の課題である。