水の高度処理に向けた生物活性炭での細孔容積の閉塞機構と吸着性能の劣化に関する研究

深度水处理生物活性炭孔容堵塞机理及吸附性能劣化研究

• 批准号: 08780522
• 负责人: 亀屋 隆志
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780522/
• 关键词: 生物活性炭; 吸着; 生物再生; 活性炭; 細孔分布; 河川水; 高度処理

本研究では,吸着機能と生物機能を合わせ持つ生物活性炭に河川水を長期間通水した際の活性炭の細孔容量の変化を解析し,細孔容積の閉塞機構と吸着性能の劣化との関係を考察した。まず,活性炭細孔の閉塞に及ぼす活性炭の細孔分布と有機物の分子量の影響を検討したところ,有機物分子の大きさによって細孔の占有体積が異なり,大きめの細孔が少ない活性炭ほど,また,分子量が大きい有機物ほど占有体積が大きくなり,一部の細孔が見かけ上閉塞してしまうことが明らかになった。フミン質などの分子量の多きめの有機物を含む水を処理する場合には,細孔分布の広い石炭原料の活性炭が適していた。次に,活性炭細孔内に蓄積して吸着能力を低下させる原因物質について検討したところ,細孔容積を減少させる蓄積物のほとんどは,難分解性の有機物であることが明らかになった。使用済み活性炭を硝酸洗浄した場合,一部の金属類は抽出できたが細孔容積は大きく回復しないことがわかった。また,約0.5gの使用済み活性炭を1N-NaOH溶液100mLに入れて溶媒を取り替えながら7回程度抽出することで,吸着していた有機物のほとんどを回収することができた。このとき,細孔分布測定法により活性炭細孔容積が未使用の新炭とほぼ同程度にまで回復されたことが確認できた。また,新炭と使用済み活性炭で吸着容量の変化から定量する方法は,多成分系での適用が難しいことや,低濃度での分析をどのように行うかが今後の課題として浮かび上がった。河川水中の有機物を生物膜効果で除去可能な生分解背の高い有機物,活性炭で吸着された後に生物再生を受けて分解される有機物,吸着された後に蓄積する有機物,および,生分解も吸着もしない有機物の4分類してミニカラムでモデル解析するモデルを考案し,流出率と吸着率の計算値が実測値と比較的良く一致する結果を得た。

In this study, the relationship between adsorption function and biological function of activated carbon and pore capacity of activated carbon during long-term water supply was analyzed. The relationship between pore capacity and adsorption performance was investigated. In this paper, the influence of pore size distribution and molecular weight of organic matter on activated carbon is discussed. The pore size distribution of organic matter is different, and the pore size distribution of organic matter is different. The pore size distribution of activated carbon is different. The pore size distribution of organic matter is different. The pore size distribution of activated carbon is different. In the case of treatment of organic matter containing water, the fine pore distribution and carbon content of activated carbon are suitable. Secondly, due to the accumulation of substances in the pores of activated carbon that reduce the adsorption capacity, the pore volume is reduced, and the accumulation of difficult-to-decompose organic matter is clearly visible. When nitric acid is used for washing, some metals are extracted and the pore capacity is increased. About 0.5 g of activated carbon was used, and 100 mL of N-NaOH solution was added to the solvent. The pore size of activated carbon is determined by the pore size distribution method. The new method of quantitative analysis of adsorption capacity using activated carbon is difficult to apply to multicomponent systems, and the analysis of low concentrations is a future topic. Biofilm effect of organic matter in river water: removal of high organic matter that may be decomposed, regeneration of organic matter after adsorption by activated carbon, decomposition of organic matter after adsorption, accumulation of organic matter after adsorption, decomposition and adsorption of organic matter.