吸着オゾンを用いた新規高度浄排水処理プロセスの実用化に向けた研究

• 研究課題/領域番号: 16310052
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境技術・環境材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 迫田 章義 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30170658)
• 研究分担者: 下ヶ橋 雅樹 (下ケ橋 雅樹) 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (20334360) ; 秋葉 道宏 国立保健医療科学院, 水道工学部, 主任研究官 (00159336) ; 泉 順 (財)産業創造研究所, 柏研究所, 化学部部長 (40415865)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 14,400千円 (直接経費: 14,400千円); 2005年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 2004年度: 9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
• キーワード: オゾン / 吸着 / ゼオライト / 水処理 / 浄水処理 / 排水処理

研究概要

フェノールを浄排水処理対象モデル物質として、USYゼオライトを用いた吸着オゾン処理を実施したところ、良好な分解促進効果が確認された。またその分解速度の向上はこれまでトリクロロエチレンや2-メチルイソボルネオール(2-MIB)に対して得られていた知見と同様に、フェノールの吸着濃縮によって定量的に説明できた。すなわちフェノールもこれらの物質と同様に吸着濃縮による高濃度反応場の創生によってオゾン分解速度が向上するものと推測された。さらに共存する臭化物イオンからの臭素酸イオン生成の促進は起こらず、フェノールの選択的な分解が起こっているものと考えられた。また、共存物質(ここでは河川水を使用)の存在によりフェノール分解速度が低下すること、さらに水道原水の積算流通量の増加に伴いUSYのフェノール吸着能力が劣化することを確認した。
さらに、2-MIBをモデル化合物として、河川水ならびに蒸留水を用いた吸着破過実験を実施した。その結果、河川水の存在による破過時間の短縮が見られ、河川水中の共存物質の存在による2-MIBの吸着阻害が確認された。また、その阻害効果は、河川水のオゾン処理により低下することが確認された。
またUSYゼオライトに対するトリハロメタン前駆体(THMFP)の吸着を、室内回分吸着実験により確認した。さらにそのゼオライトを用いた河川水を用いた連続通水実験を通じて、同処理プロセスがフルボ酸様物質の分解やTHMFP分解能力を有することが示唆された。さらにTHMFP分解においては、臭素酸イオンの生成の抑制効果が確認された。一方THMFPの除去能力は時間の経過とともに劣化する傾向がみられ、水道原水中の有機物の蓄積によるトリハロメタン前駆物質の吸着能力の低下が原因であろうと推測された。