Al系とFe系凝集剤を用いたハイブリッドオゾネーション凝固法(HOC)の比較検討に向けて.性能とメカニズム

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Chemosphere.2020 Aug;253:126625. S0045-6535(20)30818-3. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.126625.Epub 2020-03-31.

Al系とFe系凝集剤を用いたハイブリッドオゾネーション凝固法(HOC)の比較検討に向けて.性能とメカニズム

Towards a comparison between the hybrid ozonation-coagulation (HOC) process using Al- and Fe-based coagulants: Performance and mechanism.

Xin Jin
Yuguo Liu
Yong Wang
Shaohua Zhang
Weijie Zhang
Pengkang Jin
Lu Xu
Xuan Shi
Xiaochang C Wang
Shiwen Lv

PMID: 32289602 DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.126625.

抄録

本研究では、AlCl6HO（Al-HOC）とFeCl6HO（Fe-HOC）を凝集剤として用いたハイブリッドオゾネーション凝固法（HOC）の廃水処理およびイブプロフェン（IBP）処理における有機物除去性能を検討した。その結果、Al-HOC及びFe-HOCのいずれのプロセスにおいても、従来の凝集プロセス及びプレオゾン凝集プロセスと比較して、有機物除去性能が大幅に向上した。その結果、Fe-HOCプロセスはAl-HOCプロセスよりも明らかに高い溶存有機炭素(DOC)除去効率を示した。また、フーリエ変換赤外分光法(FT-IR)及びX線光電子分光法(XPS)の分析から、加水分解Fe種は加水分解Al種に比べて表面水酸基の含有率が高いことが明らかになった。また、加水分解されたFe種は、オゾンと反応してOHを生成する強いルイス酸サイトである可能性が高い四面体サイトの部分を多く含んでいた。さらに、HOCプロセスでのペルオキソン反応もOH生成を促進するための他の方法として考えられ、Fe-HOCプロセスではO生成量が多いために高いHO生成量が観測された。したがって、Fe-HOCプロセスのOH生成量が増加することにより、Fe-HOCプロセスのより優れた除去性能が得られると考えられる。

In this study, the removal performance of a hybrid ozonation-coagulation (HOC) process using AlCl6HO (Al-HOC) and FeCl6HO (Fe-HOC) as coagulants for the treatment of wastewater treatment plant (WWTP) effluent and ibuprofen (IBP) was investigated. Compared with the conventional coagulation process and pre-ozonation-coagulation process, much better organic matter removal performance can be achieved for both the Al-HOC and Fe-HOC processes. The Fe-HOC process showed an obviously higher dissolved organic carbon (DOC) removal efficiency than that of the Al-HOC process. Surface hydroxyl groups were determined to be the active sites in generating OH in the HOC process, and the hydrolysed Fe species possessed a higher content of surface hydroxyl groups than the hydrolysed Al species according to fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray photoelectron spectra (XPS) analyses. In addition, the hydrolysed Fe species contained a higher portion of tetrahedral sites that were more likely to be stronger Lewis acid sites to react with ozone to generate OH. Furthermore, peroxone reactions in the HOC process were other possible way to enhance the OH generation, and higher HO generation was observed in the Fe-HOC process due to higher O generation. Therefore, better removal performance of the Fe-HOC process can be obtained due to the increased OH generation in the Fe-HOC process.