高度浄水処理における臭素酸生成シミュレーションモデル開発に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550547
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 茂庭 竹生 東海大学, 工学部, 教授 (30056163)
• キーワード: 浄水処理 / 高度浄水処理 / 促進酸化法 / オゾン処理 / 消毒副生成物 / 臭素酸 / ヒドロキシラジカル / シミュレーションモデル

研究概要

浄水処理のオゾン処理副生成物である臭素酸は、発ガン性が指摘されており、平成16年4月からは0.01mg/Lの水道水水質基準が設けられることになっている。そのため、既存のオゾン処理施設はもとより新設を計画しているところを含めて、その生成抑制が急務の課題となっている。本研究の目的は、水道原水中の臭化物イオンがオゾン処理あるいは促進酸化処理においてどのような過程を経て臭素酸に酸化されていくのかを明らかにし、その生成過程のシミュレーションモデルを構築することにある。14年度はその基礎研究として純水中に臭化ナトリウムを加えたものを原水として、オゾン酸化で臭素酸を生成し、本研究で構築したシミュレーションモデルの検証を行った。モデルはオゾン処理をモデル化した拡張SBHモデルをベースとし、臭素酸生成に関する素反応を加え構築した。その結果、臭化物イオンがオゾンにより臭素酸にまで酸化される経路は3経路存在し、その過程に溶存オゾンおよびヒドロキシラジカルが大きく関与していることが明らかとなった。このモデルはオゾン単独処理には比較的よい整合性を示すが、ヒドロキシラジカルの生成が盛んな促進酸化処理であるオゾン/過酸化水素処理では、必ずしもよい一致性が得られなかった。本モデルに組み込んだ素反応及び反応速度定数は既往の文献より引用したが、ラジカル反応に関してはその整理が不十分であり、まだ未知の反応が関係している可能性がある。また、過酸化水素の酸化反応や次亜臭素酸に対する還元反応が十分に再現されていないことも一因として考えられるため、今後は次亜臭素酸の還元に関する反応にさらに検討を加え、モデルを修正する必要があると考える。

研究成果

• [文献書誌] 根本雄一, 茂庭竹生他: "減速洗浄によるろ過初期濁度の改善"水道協会雑誌. Vol.72,No.3. 16-27 (2003)
• [文献書誌] 加藤康弘, 茂庭竹生他: "水道原水によるオゾン処理・促進酸化処理基礎実験"水道協会雑誌. Vol.72,No.10. 2-12 (2003)
• [文献書誌] 本山信行, 茂庭竹生他: "MF膜ろ過へのオゾン水逆洗の適用"水道協会雑誌. Vol.73,No.1. 2-9 (2004)
• [文献書誌] 林禾, 茂庭竹生他: "AOP処理におけるTHM生成量に対する分子量分布の影響"第37回水環境学会年会. 494 (2003)
• [文献書誌] 林禾, 茂庭竹生他: "フミン質の分子量及び分解性がTHMFPに与える影響"フミン質の分子量及び分解性がTHMFPに与える影響. 246-247 (2003)
• [文献書誌] 林禾, 茂庭竹生: "AOP処理におけるフミン質の分解特性とTHMFPに与える影響"第54回全国水道研究発表会講演集. 17-20 (2003)
• [文献書誌] 第13回日本オゾン協会年次研究講演会講演集: