| 研究課題/領域番号 |
18K04795
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
飯塚 淳 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (70451862)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ヒ素 / 排水処理 / 除去 / 高度濃縮 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、廃水中のヒ素の除去と高度濃縮を目的とし、バイポーラ膜電気透析技術のヒ素含有廃水処理への適用を検討している。バイポーラ膜は、文字通り2つの極を有する複合膜であり、陽イオン交換層と陰イオン交換層を張り合わせた構造を有する。ヒ素含有廃水の処理へバイポーラ膜電気透析法を適用することで効率的なpHの制御による高効率でのヒ素の除去と高度濃縮が可能であると期待される。
初年度である2018年度には、まず、As(V)を含有した水溶液を対象とし、バイポーラ膜電気透析法によるヒ素の除去と高度濃縮の実験を行った。処理水と濃縮水の体積比を変えた実験を行ったところ、濃縮水に対する処理水の体積比を高く設定した場合に、ヒ素は予想通り濃縮水側により高度に濃縮された。その場合においても、懸念された濃度差による逆拡散の影響は大きくなかった。また、As(V)の水溶液にナトリウムイオンが共存する条件についても基礎的な検討を行った。ナトリウムイオンが共存する場合についてもAs(V)の除去と高度濃縮が可能であることを実験的に確認することができた。以上の実験結果に対し、各条件におけるヒ素の物質移動解析を行った。また、電力消費量や電流効率についても解析手法の検討を行い、各条件下での算出を行った。更に、As(III)を含有した水溶液を対象としたバイポーラ膜電気透析実験も予定通り開始し、As(III)を含有する廃水に対してもヒ素の除去および高度濃縮が可能であることを実験的に確認することができた。
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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
研究は予定通りに進展している。
初年度に計画していたAs(V)を含有した水溶液を対象としたバイポーラ膜電気透析実験およびその結果の物質移動解析を予定通り行った。また、As(III)を含有した水溶液を対象としたバイポーラ膜電気透析実験も予定通り開始した。各実験結果に対する電力消費量とヒ素の除去速度に関する検討も予定通り開始している。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究は予定通りに進展しているので計画通り研究を推進していく。
研究計画の2年目である2019年度には、As(III)を含有した水溶液を対象としたバイポーラ膜電気透析実験を更に多くの条件下で行っていく。2019年度には水中の共存イオンの影響に関する実験的な検討も開始する。実験結果の物質移動解析およびヒ素の除去・高度濃縮に必要となる電力消費量とヒ素の除去速度に関するプロセスの評価についても引き続き行っていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
溶液等の分析作業を効率化でき、当初予定していた人件費を節約できたため。
次年度以降は、実験条件数を増やし、より詳細な検討を行う。そのための人件費として使用する。
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