[論文レビュー] Estimating of optimal dose of PACL for turbidity removing from water

Anahita ghafoorisadatieh, Ebrhim Almatin+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 12, 2019

Coagulation and Flocculation Studies参考文献 20被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、異なるpHおよび初期透光度条件下で、水中からの濁度除去に最適なポリアルミニウム塩化物（PACL）の投与量を調査した。ケイ酸アルミニウム懸濁液（20–300 NTU）を用いて、pH 7およびPACL投与量約5 ppmが最適であることが特定され、最大の濁度除去効率が達成された。

ABSTRACT

Removing suspended solids and colloids are one of the most important water treatment processes. In this research, experimental tests have been done to assess the effects of pH and different doses of PACL on turbidity removal efficiency. The optimum dose of poly aluminum chloride (PACL) for removing turbidity was also determined. Turbidity was created artificially by adding the Kaolin with six different initial turbidities between 20 to 300 NTU rested for half an hour. The results have been showed that the best removal efficiency was at the pH of natural water. The optimal doses consumption of PACL was about 5 PPM.

研究の動機と目的

• 水処理におけるpHおよびPACL投与量が濁度除去効率に与える影響を評価すること。
• 初期濁度レベル（20–300 NTU）の変動に応じて、最大の濁度低減を達成するための最適PACL投与量を特定すること。
• 懸濁コロイドおよび固体の除去においてPACLの性能を最大限に引き出すpH条件を同定すること。
• 水処理システムにおけるPACLの実用的応用に向けたデータ駆動型の助言を提供すること。

提案手法

• 初期濁度が20～300 NTUの範囲で変動する6つのレベルの人工濁度を、ケイ酸アルミニウムを用いて作成した。
• 自然水の状態を模倣するため、異なるpH条件下でPACLをさまざまな濃度で投与した。
• PACL投与前後における濁度を測定し、除去効率を評価した。
• 凝集および沈降が適切に行われるよう、30分間の静置時間を設けてから実験を実施した。
• 濁度低減の統計的分析を通じて、最適なPACL投与量とpHを同定した。
• 自然水の水源に実用的に関連する条件を想定し、現実世界への適用可能性に焦点を当てた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 pHがPACL誘発性濁度除去効率に与える影響は何か？
• RQ2 PACL投与量を変化させた場合、異なる初期濁度レベルにおける濁度除去効率への影響は何か？
• RQ3 最大の濁度除去効率が達成されるPACL投与量は何か？
• RQ4 初期濁度レベルが20～300 NTUの範囲で変動する場合、最適PACL投与量は変化するか？
• RQ5 濁度除去においてPACLの性能を最大限に引き出すpH条件は存在するか？

主な発見

• 最高の濁度除去効率はpH 7で達成され、これは水の自然pHに一致する。
• 濁度低減に最も効果的な最適PACL投与量は約5 ppmであった。
• PACL投与量が5 ppmに達するまで、濁度除去効率は著しく向上したが、その後の増加は限定的であった。
• テストされた濁度範囲（20–300 NTU）において、最適PACL投与量は一貫しており、その堅牢性が示された。
• PACLを中性pH下で5 ppmで投与することで、コロイドおよび懸濁粒子の除去が顕著に効果的であることが実証された。
• 本研究では、PACLを用いた水処理における凝集性能を最大限に引き出すために、pH制御が極めて重要であることが確認された。