返流水中難分解性医薬品成分のフェントン型プロセスによる分解除去

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本研究の目的は、フェントン型反応を標準活性汚泥法の返流水処理プロセスとして導入することにより、医薬品などの難生分解性有機汚染物質の効果的な処理法を開発することである。本年度は、前年度から引き続いている下水処理場における医薬品成分濃度の挙動予測のためのシミュレーションモデルの作成と、フェントン型反応のひとつである鉄粉(ZVI)による医薬品成分の除去とそのメカニズム解明に加え、本プロセスの経済性やライフサイクルに関する評価について主に研究を行った。主要な成果を以下に示す。1. フェントン型反応のひとっであるZVIを用いた、医薬品成分の一つであるカルバマゼピン(CBZ)の分解実験を行った。ZVIによりCBZは迅速に分解され、TOC(全有機炭素)濃度の減少も確認した。また、pHによるCBZの除去メカニズムについて検討し、低pHではZVI―フェントン反応による酸化分解が主な除去メカニズムとなり、中性からアルカリ性下ではZVI表面への吸着が支配的になることを明らかにした。2. フォトフェントン反応ではOHラジカルにより有機汚染物質を分解除去するため、OHラジカル濃度を測定することで、フォトフェントン反応に対する有機酸の影響を直接的に測定することを試みた。その結果、シュウ酸は有機酸を添加しない場合と比較し、OHラジカルの生成速度およそ二倍に促進し、マロン酸は半分に阻害することが明らかとなった。これらの結果より、フォトフェントン反応を用いた排水処理装置の設計の際には、有機酸などの夾雑物質の影響を考慮する必要があることが明らかとなった。