文 普
義‑4.7 推定したTwo‑Regionモデルのパラメータ (ヘンリー型モデル化の場合)
実験
実験条件 推定したパラメータ
飽和度 原水濃度 不動水量 分散係数 可動水接触 物質移動係数分配係数
ilo. Sr C○ 8in D 分率f akd
(i/znin)(c皿3/蛋)
(%) (皿g‑N/i)
EE
(cⅢ2/芯in)EE
E.Y.i 29.5 '100.0 0.055】0.650 0.650
o.oo2lo.380
EX.2 36.1 loo.0 0.055 0.355 0.650
o.oo2】0.380
EX.3 86.3 100.0 0.055 0.026 0.650 0.002 0.380
EX.4 100.0 100.0 0.055 0.017 0.650 0.002 0.380
EX.5 32.3 1000.0】 0.055 0.495 0.650 0.005 0.038
EX.6 92.0 1000.0 o.o55io.o2l 0.650
o.oo5io.o38
秦‑4.8 脱離過程まで行ったカラム試襲
実験名 状慧 カラム長
(ctn)
NH一Ct温度 タ◆ルシー流速 脱穀開始
(喝‑NP) dcm/thin) 時刻(凪in)
EX.26 飽和定常 100二0 100.0 0.0410 4814.2
EX.27 不飽和定常 100.0
H 100.0 0.0650 2866.0
EX.28 飽和定常
E24.i
!100.0
0.0662 230.0‑ 98 ‑
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流出量(ml)
図‑4.8 脱離過程まで行った飽和カラム試験
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園‑4.9 脱離過程まで行った不飽和定常カラム試験(5成分イオン測定)
‑ 監E]‑
その後継続的に低濃度で流出してくる典型的なtailing現象となっているのに対し, 計算破過曲線ではそれが全く再現されていないということである｡また,実測破 過曲線は吸着側ではなだらかに原水濃度に達し,脱離過程では急速に濃度が低下
し,その後継続的に低濃度で流出してくるといった具合に吸着過程と脱離過程の 破過曲線の形が異なるのに対し,イオン交換反応をヘンリー型でモデル化すると
吸着過程も脱離過程も同じ吸着等温線上を･たどるため計算破過曲線がほとんど同
じ形となってしまっている｡実験EX.26では吸着性のイオンはNH4+しか測定し
ていなかったが,実験EX･27, EX･28では5成分のイオン(Ca∑+,Mg2+,Na',K',
NH4+)の破過曲線を記録した｡このうち実験EX.27の破過曲線を図‑4.9に示す｡
図‑4.9から,吸着側と脱離側では共存イオンの存在量が異なり,これが破過曲
線の形の違いになっていることが明らかになった｡また,実験EX.27では途中で測 定がとぎれてはいるものの,脱離過程においてNH4+の破過曲線が低濃度で継続
して流出してくるのは, NH4+を砂からイオン交換によって脱離させる共存イオ ンの濃度が小さく,少しずつしかNH4+が脱離しないためであることがわかった｡
b)分離係数を用いたモデル化の場合
次にこの実測破過曲線を計算で再現することを考える｡実験EX.27はカラム下端 に水面を設定した空気吸引を行わない不飽和カラム試験であり砂層内の飽和度が 一定でないため計算が煩雑となる｡そこで飽和カラム試験EX.28について物質移動 係数αを探索するとともに,他の条件も変えて破過曲線をFEMで計算してみた｡計 算条件を真一4.9に,計算の結果を図‑4.10(a)‑(h)に示す｡
蓑14.9 計算条件
計算名 計算位置 時間刻み 物質移動係数 分離係数 f D Om Oim
z(cm) At(min) α(1/min) (‑) (‑) (cm2/min) (‑) (‑)
RUN1 24.5 20.0 0.002 2成分平衡法 0.650 0.017 0.360 0.055
RUN2 24.5 10.0 0.002 2成分平衡法 0.650 0.017 0.360 0.055
RUN3 24.5 20.0 0.050 2成分平衡法 0.650 0.017 0.360 0.055
RUN4 24.5 20.0 0.050 2成分平衡法 0.990 0.017 0.414 0.001
RUN5 7.0 20.0 0.050 2成分平衡法 0.990 0.017 0.360 0.055
RUN6 7.0 20.0 0.050 2成分平衡法 0.010 0.017 0.360 0.055
RUN7 7.0 20.0 0.0003 2成分平衡法 0.990 0.017 0.360 0.055
RUN8 7.0 20.0 0.0003 2成分平衡法 0.010 0.017 0.360 0.055
RUN9 1.0 40.0 0.002 2成分平衡法 0.650 0.017 0.360 t).055
RUNIO 1. 0 20. 0 0.002
. 2成分平衡法 0. 650 0. 017 0.360 0. 055
RUNll 1,0 10. 0 0.002 2成分平衡法 0.650 0. 017 0.360 0.055
RUN12 1. 0 5. 0 0. 002 2成分平衡法 0. 650 0. 017 0. 360 0. 055
RUN13 1. 0 2, 5 0. 002 2成分平衡法 0. 650 0. 017 0. 360 0. 055
RUN14 24.5 10.0 0.0001 全イオン平衡法 0.650 0.017 0.360 0.055
‑ 100 ‑
200 400
流出量(mt)
図‑4.10(a) 5成分イオンの破過曲線の計算
‑ 101 ‑
0.006
200 400
流出量(ml)
図‑4.10(b)
5成分イオンの破過曲線の計算
‑ 102 ‑
0.006
200 400
流出量(ml)
図‑4.10(c) 5成分イオンの破過曲線の計算
‑ 103 ‑