2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an electrochemical advanced oxidation process using cuprous ion/hypohalogenous acid (Cu+/HOX) reaction system
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17K00603
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
岸本 直之 龍谷大学, 理工学部, 教授 (00293895)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 促進酸化処理 / 遊離塩素 / Fenton型反応 / 電解処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は排水中のハロゲン化物イオンを電解酸化して得られる次亜ハロゲン酸と電解生成銅(I)イオンを反応させることにより水酸基ラジカル（OHラジカル）を生成する水処理プロセスの構築を目指すものであり，(1)Cu+/HOX反応による促進酸化効果の確認，(2)Cu+/HOX反応を用いた電解促進酸化処理法の運転操作因子の検討，(3)処理水残存銅イオンのリサイクル技術の確立，(4)塩素酸・臭素酸等の副生成物の生成特性の評価，の４つの課題に取り組んだ。
(1)については，1,4-ジオキサンをラジカルプローブとし，HOXとして一般的な次亜塩素酸と塩化銅(I)の薬液混合実験を行なった結果，Cu(I)+HOCl→Cu(II)+OH+Cl-というFenton型反応が起こっていることが確認された。
(2)については，電解フローセル型反応器を製作し，運転条件の最適化を行った。その結果，反応系は物質移動律速状態にあることが明らかとなり，従来の電解槽型反応器に比較して，5倍程度の電流効率向上が達成された。一方，Fe2+/HOBr反応系は過剰に残存するBr-がラジカルスカベンジャーとして働き，低効率であった。
(3)については，間欠電解法を導入し，カソード表面に析出する金属銅の有効利用を図った。その結果，電流効率の向上とカソード表面析出金属銅の減少が認められたことから，通電時に析出した金属銅が非通電時にCu+Cu2+→2Cu+という腐食反応を起こし，有効に促進酸化処理に活用されていると考えられた。
(4)については，電解フローセル型反応器を用い，酸性条件下で塩素酸，過塩素酸の生成特性を評価した。その結果，遊離塩素の不均化反応が抑制されたため，いずれも検出限界値以下となり，処理過程での生成・蓄積は認められなかった。
以上の結果，Cu(I)/HOCl反応系を用いた電解促進酸化処理法の実現可能性が示された。
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Research Products
(1 results)
