2021 Fiscal Year Research-status Report
Removal of fluoride and arsenic by an electrolysis system with a perforated plate as a diaphragm
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20K04754
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| Research Institution | Toyama Prefectural University |
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Principal Investigator |
川上 智規 富山県立大学, 工学部, 教授 (10249146)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 多孔板 / フッ素 / ヒ素 / 電解法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、フッ素やヒ素の除去法として電解法を用いるが、その隔膜に分子拡散プレート（多孔板）を用いることに新規性を有する。2020年度には、多孔板の厚み、孔の径、孔の数について流動解析ソフトを用いたシミュレーションにより最適化を試み、またその結果に基づいた実験をバッチ式で実施した。
2021年度は連続式でフッ素やヒ素の除去を試みた。多孔板を用いた時の特徴は、多孔板の孔を通じて溶液を流しながら電解が可能であるという点である。フッ素は陰極側における水酸化マグネシウムとの共沈で除去されるが、原水のアルカリ度が高い時には事前に除去して炭酸塩の沈殿を防がなくてはならない。従って、原水をまず陽極に導きアルカリ度を除去した後、多孔板の孔を通じて溶液を陰極に流入させ、水酸化マグネシウムの沈殿を生成させることを目指した。当初はスリランカやバングラデシュにおいてフッ素やヒ素の現地処理を連続式で行う予定であったが、コロナの影響により渡航が困難となったため、実験室における実験を実施した。実験室では水量が確保できないため、予定（100L/日）の5分の1のスケールで合成井戸水を用いて実験を行った。単位水量当たりの電気量をバッチ式と同じに設定して実験を行ったところ、フッ素はバッチ式とほぼ同等の除去性能であった。ヒ素はバッチ式よりわずかに除去性能が劣ったが、いずれも飲料水基準を満足できる水準であった。多孔板を通じて溶液を流動させながら電解を行うことが可能であることが立証できた。
下呂温泉においては温泉源泉を用いてフッ素とヒ素との同時除去を試みた。下呂温泉はマグネシウムを含まないため、マグネシウムを外部から添加する必要があったが、20Ｌ/日の水量で約3週間の運転を実施し、17mg/Lのフッ素は一律排水基準の8mg/L以下に、115 ug/Lのヒ素は飲料水基準の10ug/L以下にまで処理することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナの影響により、スリランカやバングラデシュでの現地における実証実験はできなかった。しかしながら、実験室内において現地の井戸水の水質を模した合成井戸水を作成し、予定通り連続式の運転データを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
海外への渡航が可能となれば、スリランカやバングラデシュにおいて装置を設置し、フッ素やヒ素の除去性能、消費電力や、運転やメンテナンスの容易さを運転を担う住民グループや
現地研究者と共に評価・検討する。スリランカやバングラデシュへの渡航が困難な場合には、フッ素とヒ素とを含む下呂温泉において、パイロットスケール(100L/day)の装置を設置し評価する。
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| Causes of Carryover |
スリランカ、バングラデシュへの海外渡航ができなかったことによる。また、国内の学会もオンラインにより開催されたため旅費が生じなかった。2022年度の海外渡航や、学会への参加旅費はコロナの状況による。
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