ヒ素汚染水浄化のためのマグネタイト微粒子のフロック成長促進

• Project/Area Number: 18H00252
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 伊東 智延 九州工業大学, 戸畑・若松キャンパス技術部, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2018
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000); Fiscal Year 2018: ¥470,000 (Direct Cost: ¥470,000)
• Keywords: 汚染水浄化 / 地下水 / 凝集

Outline of Annual Research Achievements

水中のヒ素を不水溶性懸濁微粒子として固定除去する装置の開発と今回の科学研究費助成を受け、捕捉が困難だった体積が小さいサブミクロン直径の微粒子を凝集フロック成長させることと凝集した粒子を捕獲する装置を作成した。
マグネタイト生成装置から凝集装置へ流入するサンプル、凝集装置出口部から入口部ヘリターンさせるサンプル、凝集装置から磁気フィルタへ流入するサンプル、磁気フィルタ一段目から二段目へ流入するサンプル、二段目の磁気フィルタから排出され出口全体から最終的に排出されるサンプルとし、それぞれのサンプルを一時間おきに採取し、それぞれの懸濁の様子を目視による観察、乾燥残渣重量測定による比較、凝集装置入口部と出口部前後では粒度分布を測定した。また、装置全体の入口部と出口部では(株)共立理化学研究所のパックテストによる総鉄濃度を計測した。装置全体の性能評価は、目視による懸濁の様子とパックテストによる総鉄濃度の変化を比較することによって評価した。粒度分布はレーザ回折・散乱式粒子径分布測定装置で測定し、粒度分布を測定する際のマグネタイトの屈折率はn=2.42を用いた。また本実験の大きな課題である磁気フィルタに吸着・回収できないマグネタイト微粒子の粒径確認のために走査型電子顕微鏡を用いた粒径確認を行った。同時にX線分析装置による元素分析を行い、どのような元素が存在しているのか確認した。
凝集装置においては、粒度分布を入口部と出口部、それぞれ計測し、結果を比較した。入口部と出口部を比較すると最小粒径でそれぞれ違いが生じており、出口部のほうが入口部と比較して粒径が大きくなっていた。入口部が1μm以下の粒子が存在しているのに対して、出口部では1μm以下の粒子はなくなっており最小粒子が1μm以上の粒子へ変化していたことから凝集効果が表れていることが分かった。