| 研究課題/領域番号 |
12480161
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
環境保全
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
藤江 幸一 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30134836)
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| 研究分担者 |
大門 裕之 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (60335106)
後藤 尚弘 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (50303706)
胡 洪営 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (30262976)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
2002年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2001年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
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| キーワード | 無機系窒素排水 / 金属鉄 / 硝酸 / 不溶性電極 / 鉄電極 / 硝酸還元速度 / 次亜鉛素酸 / 促進還元技術 / 次亜塩素酸 / 硝酸・亜硝酸 / 転換率 |
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| 研究概要 |
無機系の高濃度硝酸性窒素排水の処理には有機物の添加を必要としない化学還元法の開発が期待されている。本研究では、金属鉄の高いNO_3^-還元能力に着目し、鉄粉と鉄及び不溶性電極による電解、さらに食塩電解によって生成するClO^-による酸化を組み合わせた硝酸・亜硝酸イオンの促進還元技術(ARP)の開発を行なってきた。
まず、鉄電極を用いた電解処理によるNO_3^-のNH_4^+への還元と、食塩の電解によって生成するClO^-によるNH_4^+のN_2ガスへの酸化を試みた。しかし、鉄電極ではClO^-生成が不十分であったため、不溶性(白金)電極を使用し、Fe^<2+>、Cl^-存在下、電解処理を行なうこととした。これにより、NO_3^-還元に関わる影響因子(電極比表面積、電流密度、Fe^<2+>添加量、電極間距離)について定量的に解析を行った。電流密度とFe^<2+>添加量がNO_3^-還元及びNH_4^+酸化に最も影響を及ぼした因子であること、電流密度の増加とともにNH_4^+の除去速度定数が直線的に上昇すること、NO_3^-の除去速度定数は電流密度40mA/cm^2までは上昇するが、それ以上ではほぼ一定の値を示すこと、Fe^<2+>添加量の増加はNO_3^-の除去速度定数の上昇とNH_4^+の除去速度定数の低下をもたらすことなどを明らかにした。この原理に基づくNO_3^-含有排水処理装置を模擬して、NO_3^-処理量当たりの電力消費等の処理コストの評価に必要な各種パラメーターの評価を可能にした。また、NO_3^-還元時の電子効率と反応速度の向上を目指し、添加する金属(Fe^<2+>,Cu^<2+>)の影響を評価した。電解処理によるNO3-の還元は、Fe^<2+>またはCu^<2+>を添加することにより促進された。さらに、Fe^<2+>及びCu^<2+>の酸化還元電位の違いにより、Cu^<2+>を添加した場合の方がNO_3^-の還元能が高いことが示された。
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