2014 Fiscal Year Research-status Report
鉄(VI)酸イオンと紫外線を用いた下水消化汚泥中の有害物質除去手法の開発
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25420554
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
伊藤 歩 岩手大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90312511)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 奈緒 岩手大学, 工学部, 助教 (10574121)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 下水消化汚泥 / 有害物質除去 / ノニルフェノール / 重金属類 / 鉄酸イオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、下水汚泥の緑農地利用促進のために、消化汚泥中の有害な有機化学物質と重金属類を除去するための新規システムの開発を目標とし、Fe(VI)酸イオンを用いた消化汚泥中のノニルフェノール（以下、NP）と重金属類の除去を検討した。
まず、水試料（NP濃度：1 mg/L）中のNP除去に及ぼす初期pHの影響を検討した。pHは2、3、3.5、6に設定した。Fe(VI)添加量は前年度の研究成果に基づき、鉄酸カリウム水溶液（17.7 g/L、pH 12）を用いて5 mg/Lとした。60分間の除去実験においてNP除去率はpHを3.5以上に調整することで90%以上に達することが分かった。
下水消化脱水汚泥懸濁液（NP含有量：0.75 mg/kg-固形物）中のNP除去に及ぼすFe(VI)添加量の影響を調査した。汚泥濃度を20 g-固形物/L、初期pHを7、Fe(VI)添加量を0.1、0.5、1 g/Lにそれぞれ設定して実験を行った。その結果、本条件での最適Fe(VI)添加量は0.5 g/Lであり、その際のNP除去率は約70%であった。次に、汚泥の初期pHの影響を調査した。pHは2、2.5、3、3.5、7（無調整）に設定した。汚泥中NP含有量はpHの低下に伴い1.2～1.8 mg/kg-固形物に増加した。Fe(VI)添加量は上述の最適値の0.5 g/Lとした。汚泥中NP除去に対する最適な初期pHは3.5であり、その際のNP残存量は0.2 mg/kgであった。次に、下水消化脱水汚泥懸濁液中の重金属除去に及ぼすFe(VI)添加の効果を再調査した。Fe(VI)を添加してNPを除去した後にpHを2に低下した場合では、Fe(VI)を添加しない条件に比べて、高い重金属除去率が得られた。
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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
下水消化汚泥中のNP除去に及ぼすpHやFe(VI)添加量の影響を明らかにした。また、鉄酸カリウム溶液は塩基性であり、汚泥にFe(VI)を添加した後に汚泥のpHが上昇することから、NPに加えて重金属類も除去するためには、Fe(VI)の添加後に汚泥pHを低下させる必要があり、それによりpHを単に低下させた場合に比べて重金属類の溶出率が高くなることを明らかにした。
一方、同位体炭素（質量数14）で標識されたNPの分解副生成物の生分解性の評価についてはH26年度に予備的な実験を行ってきており、H27年度に本格的に実施できる状況にある。
以上より、当初の目的を概ね達成できていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度は紫外線を併用したNP除去と、NPの分解副生成物の生分解性評価について研究を進めていく予定であるが、硫酸による汚泥pHの低下によってNP濃度が増加する現象が確認された。そこで、Fe(VI)を添加した後にpHを2に低下して重金属も溶出除去する場合にNP濃度がどの程度増加するのかについて検討したいと考えている。
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