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電気浸透による土壌汚染物質除去とそのモデル化に関する研究

电渗去除土壤污染物及其建模研究

基本信息

批准号：
08680606
负责人：
平田雄志
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

【一次元数式モデルの組立】模擬土壌としてカオリナイトを、汚染物質として銅を使用して行った昨年度の一次元カラム実験のデータに基づき土壌間隙水中の汚染物質濃度を予測する一次元数式モデルを組み立てた。モデルの支配方程式は通常の移流拡散方程式に電気泳動、電気浸透、土壌間隙水中での液相反応、土壌液相間の吸脱着反応の各項を加えたものである。支配方程式は電場に平行な方向をz方向とするz座標系で表現されている。陰極および陽極における電極反応は境界条件として考慮している。境界条件は、電極槽を設置して槽内を完全混合と見なして解析した結果と、電極槽を設置しない場合の二種類について検討した。【モデルによる数値シミュレーション】土壌に一定量の銅を吸着させ、陰極より陽極にむかってパ-ジ液を強制的に注入する場合と、パ-ジ液を注入せずに電気浸透流による移流のみが土壌間隙に存在するとした場合とについて数値シミュレーションを行った。計算の対象としたのはカラム内電極間のpH分布および、銅イオン、硫酸銅、硫酸イオン、硫酸水素イオンの各濃度分布の経時変化である。初期に一様であったpH分布は、時間の経過とともに陽極側のpHが低下し、それが陰極へと進行すると言う変化が認められた。ただし、いわゆるacid frontは数値シュミレーションではあまり明瞭には再現されなかった。また、銅イオンの濃度分布の様子よりカオリナイトの表面に吸着した銅イオンが脱着され間隙水中に溶解し、陰極側へと輸送される様子が確認された。また、電気浸透流のみの場合にはpHの値によってゼータポテンシャルが変化する為に間隙水中の流向が変わり、銅イオンが陽極側にも輸送される事が明らかとなった。

[One-dimensional equation for composition] Simulation of soil and pollutant concentration in interstitial water The governing equation of the equation is the addition of the following terms in the usual equation of flow and dispersion: electro-kinetic, electro-osmotic, liquid phase reaction in soil-liquid phase, and adsorption and desorption reaction in soil-liquid phase. The governing equations behave in z-coordinate systems in which the electric field is parallel to the z-direction. Cathode and anode conditions are considered. The boundary condition is that the electrode groove is completely mixed, and the analysis result is that the electrode groove is completely mixed. [Solution] When a certain amount of copper is adsorbed on the soil, when the cathode is injected into the anode, when the electrolyte is injected into the soil, when the migration of the electrolyte is present, the solution is injected into the soil. Calculate the pH distribution between electrodes, copper, copper sulfate, sulfuric acid, and sulfuric acid concentration distributions in the reverse phase. In the early stage, the pH distribution of the anode side decreased, and the pH distribution of the cathode side decreased. The acid front is a number of times higher than the acid front. In addition, it was confirmed that the concentration distribution of copper ions adsorbed on the surface of the substrate was dissolved in the interstitial water and transported to the cathode side. In the case of electrical penetration, the flow direction of the interstitial water is changed, and the anode side is transported.