| 研究課題/領域番号 |
17H03335
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高岡 昌輝 京都大学, 工学研究科, 教授 (80252485)
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| 研究分担者 |
塩田 憲司 京都大学, 工学研究科, 技術職員 (50536563)
大下 和徹 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90346081)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 塩化第二水銀 / 吸着 / 活性炭 / 下水汚泥焼却 / 挙動 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、固定層での吸着実験のため、設定濃度で安定的に塩化第二水銀ガスを発生させるシステムの開発を行った。塩化第二水銀ガスの塩化第二水銀溶液をインピンジャー内で加熱気化させることで塩化第二水銀ガスを安定的に発生させることができ、また水銀試料濃度と水銀試料送液量を調節することで発生ガス濃度を200～600μg/m3の範囲で一定にコントロールすることができた。発生水銀ガスの脈動の原因は、水銀試料の揮発のばらつきと考えられるので、水銀試料送液量を試料が揮発しきれる範囲でできるだけ多くし、試料水銀濃度はできるだけ低くすることで脈動を最小限にすることができると考えた。0価水銀に関する先行研究と異なり、本研究では無添着炭、塩素添着炭、硫黄添着炭の順で吸着能が高い結果となった。塩素、硫黄添着炭上において、0価水銀はそれぞれ塩化水銀、硫化水銀として化学吸着していることが示唆された。
また、技術の一つの適用先である下水処理施設での焼却炉における水銀を含む金属元素の挙動について調査した。同一施設内にある3つの炉における汚泥から灰への元素の濃縮係数や排水や排ガスへの分配を求め、元素ごとの挙動・マスバランスを明らかにしている。ナトリウムについては処理水の再利用により下水処理場内での循環濃縮が認められ、硫黄と水銀以外の他の元素は焼却残渣中に濃縮されること、流動床式焼却炉とストーカ式焼却炉では、焼却灰中の鉛及びカドミウムの濃度に違いがあることを明らかにした。流動床式焼却炉及びストーカ式焼却炉での燃焼過程及び排ガス処理過程でどのような反応が生じて各分配が異なるかを熱力学的平衡計算により裏付けた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
塩化第二水銀の発生装置を製作し、安定した濃度を維持し、吸着実験を開始した。脱着については次年度に実施する。また、実際の処理施設として下水汚泥焼却施設における挙動について調べたことから最終的な活性炭系吸着装置の実適用箇所としての状況を把握できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
活性炭種については、ヨウ素添着炭にターゲットを絞り、吸着実験及び様々な特性評価試験（XRD、XANES、比表面積など）を実施し、その除去機構を明らかにする予定である。また、脱着実験については、サンプル量の問題から実際の活性炭吸着塔を設置している施設からサンプルを採取して行うとともに、標準物質に対する試験からその吸着化学種を調べる予定である。また、最終的な適用先として、下水汚泥の熱処理施設における活性炭系吸着材による除去実験を実施し、結果をまとめる予定である。
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