電解フローセルを用いたCU~+/HOCl反応系電解Fenton型プロセスの開発

摘要

排水中の親水性難分解性有害物質を処理するためのプロセスの一つとして，OHラジカルを利用した促進酸化処理が挙げられる.特に，Fenton反応は紫外線·過酸化水素·オゾン併用法と異なり，設備コストが抑えられ，操作が簡易であるという特徴がある.従来のFenton反応でFe~(2+)とH_2O_2が用いられるか薬剤として常に供給する必要があり，鉄汚泥が発生する.また，鉄イオンをFenton反応で用いる際にFe(OH)_3の沈殿生成を抑制するために比較的強い酸性条件下で運転する必要があるが，pH調整で多量の酸やアルカリを消費する.そのため，より高いpHで運転可能な電解プロセスが求められている.そこで，Cu~(2+)の電解還元とCl~-の電解酸化を利用した電解Fenton型プロセスを考案した.Cu(OH)_2の溶解度はFe(OH)_3より大きいことから，Cu~(2+)を用いることで，より高いpHで運転が可能ではないかと着想し，これまでに電解槽型反応器を用いた実験によって実現可能性を確認した(Ito et al., 2017).しかしながら，電流効率が6.1%と低いという課題があった.今回の研究では，電極表面での濃度分極を緩和する効果を狙って電解フローセルを用いて，電解Fenton型処理実験を行い，運転に適した操作因子について検討した.