Ca-アルギン酸ビーズに固定化したゼロ価鉄(ZVI)をオゾンを用いたエアリフト反応器におけるC.I.Reactive Red 195触媒分解に適用した

Application of zero valent iron (ZVI) immobilized in Ca-Alginate beads for C.I. Reactive Red 195 catalytic degradation in an air lift reactor operated with ozone.

• Cintia Andreia Alves Pereira
• Mariana Riboli Nava
• Jilvana Barbara Walter
• Claudio Eduardo Scherer
• Amanda Dominique Kupfer Dalfovo
• Marcio Barreto-Rodrigues

抄録

ナノスケールのゼロ価鉄(nZVI)を用いた再窒化性有機汚染物質の分解効率は頻繁に報告されている。しかし、水の導電性が低い,不動態化が早い,反応性が低下するなどの欠点があり、固定化形態の研究に研究者が意欲を示していた。本研究では、nZVIを組み込んだアルギン酸カルシウムビーズを調製し、その特性を調べ、反応性レッド195色素(RR195)を用いた触媒オゾンシステムに適用した。アルギン酸カルシウムビーズの剪断を避けるために、8mg Lの濃度でAir/Oサイクルで運転されるAir lift反応器を使用した。色素濃度25mg L, nZVI-Algビーズ50g L, Air/O供給流量1L minで実施したRR195の処理性試験では、色素の変色だけに限定されない有意な処理効率が得られた。全変色レベルは処理30分で観察され、化学的酸素要求量で測定したところ、処理90分で97％の有機物の減少が観察された。芳香族化合物の還元の典型的な吸収（λ=290 nm）と急性毒性の減少（アルテミア生理食塩水のバイオアッセイ）は、染料で汚染された廃液の処理におけるアプリケーションのためのAlg-nZVI/Oシステムの可能性に貢献しています。

The efficiency of nanoscale zero-valent iron (nZVI) for the recalcitrant organic pollutants degradation has been frequently reported. However, some disadvantages such as low hydraulic conductivity, rapid passivation and consequent loss of reactivity have motivated researchers to study immobilized forms. In this work, calcium alginate beads incorporated with nZVI were prepared, characterized and applied in a catalytic ozonation system of Reactive Red 195 dye (RR195). In order to avoid shearing the calcium alginate beads, an Air lift reactor operated with Air/O cycles in an 8 mg L concentration was used. The RR195 treatability tests conducted with a dye concentration of 25 mg L, 50 g L of nZVI-Alg beads and an Air/O feed flow of 1 L min, revealed significant process efficiency, which was not limited only to the dye discoloration. Total discoloration levels were observed in 30 min of treatment and reductions in 97 % of organic matter in 90 min of treatment, measured through the chemical oxygen demand. The typical absorptions of aromatic compounds reduction (λ =290 nm) and the acute toxicity reduction (Artemia Saline bioassay), contribute to the Alg-nZVI/O system potential for the application in the treatment of liquid effluents contaminated with dyes.

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