Treatment of organic nitrogen compounds from wastewater using solar light

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19857
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: Hareyama Wataru 岩手大学, 理工学部, 助教 (00451493)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 光分解 / 有機窒素化合物 / 太陽光 / 促進酸化法

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to treat organic nitrogen compounds from wastewater, which is needed two-step treatment processes for organic carbon and nitrogen removal, by one-step treatment process of photoreaction of ferric catalyst using solar energy.
Organic nitrogen compounds using in chemical plants such as N-methyl-2-pyrrolidinone were used for the photodegradation experiments in this study. The generation of nitrogen gas and the decrease of total organic carbon by photodegradation of organic nitrogen compounds were confirmed in the optimal conditions of Fe:100mg/L and initial pH2. This process was effective for treatment of pyrrolidinone and amide compounds. This photoreaction rate of Fe(III) was increased by addition of chelating agent.

Free Research Field

環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

太陽光エネルギーの工業利用は、電気エネルギーへの変換がこれまで中心に議論されてきている。しかし、現在、電気エネルギー等を利用して行っている工業工程に対して、直接的に太陽光エネルギーを利用できる光反応等に変換して行くことも持続維持可能な社会実現のための重要な研究事項である。本研究の成果により、これまで環境汚染物質の除去のために2工程以上の要しているプロセスを、太陽光を反応エネルギーとした1工程の処理プロセスに変更できる可能性が示された。本実験を基礎データとして、実用レベルの検討をさらに進めることにより、化学プラントの廃水処理等が、大幅な低エネルギー化、低コスト化ができる可能性がある。