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鉄電解法によるリン 除去 Feed

2012年12月 3日 (月)

鉄電解で 塩素は発生していなかった

昨日の記事で フォームEWさん や シュウさん からコメントを頂き 鉄電解による水の漂白作用が次亜塩素酸ナトリウムの発生に依るものでは無いか?、という御意見に対して 私自身も その可能性が非常に高い、と思ったもので 早速、仕事の帰りに近所の熱帯魚屋さんへ立ち寄り塩素テスターを探したところ 意外や意外 塩素テスターなど殆ど使われないらしく売ってなくて ましてや海水用としてはアクアメーカーからも殆ど出ていないとか??

そんなところで家に帰ったのですが 大昔にアクア用ではなくて浄水器の付属品として付いてきた塩素テスターが家に有る事を思い出して 探してみたところ見つかった

  

Pc030020

ただ 相当古くて(10年以上経つ) ボケている可能性が高いので 先に水道水でテストしてみると しっかりと反応してくれた。リン酸塩テスターと違って相当長持ちするようだ(笑)



早速、電解タンクの排水を測ってみると まったく反応しない

電解タンクは2ステージになっていて 水が入ってから出るまでに3時間近く掛るのと 内部では強いエアレーションを行なっているので排水されるまでに 塩素が抜けてしまってるのかも知れないので 再度、電極のすぐ近くの水をテストしてみたけれども こちらもテスターに反応するレベルの塩素は発生していない。


塩素によって漂白されるのは非常に可能性が高い、と思ったけれども 塩素の力では無かったようだ。


と言うことは やはりフミン酸と鉄イオンの反応なのか それとも鉄が汚れを凝集する作用なのか?

ま、これ以上私が考えても答えが出る事は無いだろうから とにかく鉄電解で水が綺麗になる、という事実だけを捉えておく事にする。

2012年12月 2日 (日)

鉄によって黄ばみが消える?

鉄電解によって 黄ばんだ水が水槽に流入するけれども 水槽水が黄ばむわけでは無い事を以前の記事に書いたけれども それだけではなく 元々、黄ばんだ水を綺麗にする力があるように感じる。

家のシステムは 現在、バリバリのBPシステムで しかも添加する炭素源の量は1日あたり28cc、と普通に考えると かなりの過剰添加になるはず。普通、BPシステムを回す場合は 活性炭、あるいはオゾナイザーなどの漂白力のあるものを併用して使わないと フミン酸の発生によって 水が黄ばんでくる。うちでも 実際にBPシステムを始めた当初、セオリー通りに水の黄ばみが発生したので オゾナイザーを設置して漂白してきた。

しかし、9月の初め頃からバクトフードspのテストの為に オゾナイザーを完全に止めていて オゾナイザーを止めてしばらく経つと 予定通りに水の黄ばみが少し出始めていた。でも バクトフードspのテストを続けていたのと 水の黄ばみは見た目以外には特に害は無いので そのままオゾナイザーは止めたままでテストを継続していた。その後、9月の終わり頃から リン酸塩除去の為にスタートしたのが鉄電解で 当初、電解タンクから排出されるサビが浮遊した黄色い水の影響が気になっていたけれども 電解を続けてもメインタンクの水が黄色くなるわけでは無く、そのまま観察を続けていて ふと気が付くと 元々、少し黄色くなり始めてたメインタンクの水が綺麗に無色透明になっている。まだオゾナイザーは止めたままだし その他、活性炭などは使っていないし 吸着剤も止めた・・・・


このBPシステムによる水の黄ばみは フミン酸が発生する事が原因だと聞いているけれども このフミン酸という物質は 調べてみると 以前にも記事にした事があるフルボ酸とよく似た性質の物質のようで鉄イオンと結びついて 鉄分を山から海へ運ぶ役割を持っているようだけれども ひょっとすると フミン酸は鉄と結合すると無色になるんだろうか? あるいは鉄と結合してスキマーで除去されるのか?


どちらにしても 鉄電解によって リン酸塩除去の他に水をきれいにする、という ありがたい機能が 「おまけ」で付いてきたようだ。

ちょっと面白い事を発見したのかもしれない!!


まだ もう少し期間が短いので このままオゾナイザーを回さずに長期的に観察する事にする。 

2012年11月29日 (木)

効果が出てきた

鉄電解の効果を見る為に 2週間ほど前から活性アルミナ(リン酸塩吸着剤)を完全に止めていたので 経過観察のためメインタンクのリン酸塩を測ってみると

Pb290012

このあたりの濃度はカラーチャートでも非常に判断し辛いところだが 0.04~0.08ppmあたりで順調に下がってきている。

先日、スキマーで浮遊する鉄サビが除去されている事は書いたけれども 今日、バケツに貯まっているスキマーの汚水を捨てるのに洗面所に流してみると バケツの底に黒い沈殿物が見える。いつも汚水の底には硫酸還元による黒い硫酸鉄が沈殿しているけれども 今回の黒い沈殿物はいつもと違って臭くない!!

ドバっと流してしまったのでゆっくり観察できなかったけれども ひょっとするとこれは硫酸鉄ではなくて リン酸鉄かもしれない?

だとすると 鉄サビもリン酸鉄もスキマーで除去されている事になるし そうだとすると これは非常に都合が良い事でもある。


これは間違いなく 良い方向で効果が出てきているし 鉄電解は使い物になりそうな気がしてきたので もう少し電解を強めて 電圧4.5Vで 300秒中20秒だったのを 同じ4.5Vで300秒中30秒に強めておいた

Pb290014

この回路では マイコンが計算してるので「0.449V%」となってますが 本当は0.45V%(4.5V×30秒÷300秒=0.45V%)


これで どこまでリン酸塩を下げる事ができるのか しばらく観察してみる。

 

2012年11月25日 (日)

鉄の電解によるリン酸塩の除去 その23

鉄電解タンクから常に鉄サビによって黄ばんだ水がメインタンクに排出されているけれども メインタンクの

水が黄ばんでくる訳ではなかった。

スキマーで除去されてるのかどうか?、スキマーを見るとウンコカスの色が赤っぽくなってきている気がしたので スキマーを綺麗に掃除してから様子を見ていると

Pb250012

間違いない サビが付き始めてきている。

これで浮遊する鉄サビはスキマーで除去される事も分かったので 遠慮なしに電解を強くする事もできる。

ただ 少し心配だったのは 以前にシュウさんから教えて頂いた事で 鉄釘を使う事でKHが下がる可能性が有る事、これを確認するのに KHを測ってみると6dH程度になっている。

以前にメインポンプをマグネットポンプに換えた事でドライリアクターの内圧が上がった筈なので 生産するKHも上がってるはずだけれども ポンプを替えてからリアクターのKHを測った事が無かったので測ってみると これがまたビックリ およそ54dH。

ポンプを取り替える前は リアクターの排水が40dHだったけれども内圧が上がる事で ここまでKHの生産量が増えた事になる。


ただ こうしてリアクターのKHがここまで上がっているのに水槽のKHが6dH程度なのは シュウさんが仰るように 鉄釘によってKHが下がっているのかも知れない。


今現在、リン酸塩濃度が0.08ppmなので もう少し様子を見てから電解を少し弱くしていってみよう。

Pb250008

ここにきて半死状態で完全にウンコ色だったサンゴの色が ようやく戻リはじめてきた。


でも まだまだ成長速度が遅過ぎる!!

2012年11月20日 (火)

鉄電解リン除去における最適電流量

下水や汚水処理の分野では鉄電解によるリン酸塩の除去は既に使われている手法でしたが リン酸塩を除去するに当たって どの程度の電圧、あるいは電圧が適切なのか、というような具体的な情報が見つからなく 仕方なしに自分で見つける方向でいろいろテストを続けておりましたが そのあたりの詳しい論文を見つけた。

その論文によると 大切なのは予想通り電流量で 電極の表面積1平方センチあたり 約0.25mA以上が適当だとの事。

そこで 現在、私が使っている鉄釘から逆算すると 鉄釘の太さが直径5ミリ程度で 電極としての長さが10センチ程度なので

0.5㎝×3.14×10=15.7平方㎝

15.7×0.25=3.925mA



現在、4.5Vの電圧を掛けてますが 電極間の抵抗値はおよそ1000Ωなので

4.5V÷1000Ω=0.0045A・・・・・4.5mA

なかなか良い設定値になってるようだ


あとは 溶かし出す鉄イオンの量を通電時間で調整すれば良い、という事で 現在のテスト方法で正解のようだ。


通電時間も通電周期も電極切り替え時間も自由に調整できるようにプログラムしておいたので リン酸塩の除去能力を上げるのも下げるのも思いのままに調整できるはずだが 本当にそんな思いのままに操れるようになるだろうか?

2012年11月18日 (日)

鉄電解回路 電極交換

メインの鉄電解タンクに電極をセットし始めて25日間になるので 電極の様子を見てみると 随分電極に使ってる鉄釘が細くなっている。

まだ もう少し使えるけれども休日なので取り替えておく事にした。

Pb180042

Pb180043

↑左が新しい釘で 右が今まで電極に使ってた釘

電気を流さない鉄釘は3年でも残ってたけれども 電気を流すと流石に目に見えて溶けるのが分かる。

これだと この先、1ヶ月以内に電極の交換が必要になってくるので 今のままでは電極の交換が面倒になってくるのが目に見えてるので 

Pa200002

この電極セットを予備に作っておいて 次の電極交換時には このセットで交換する事にする。こうしておけば 合間に電極を交換しておいていざという時にはいつでも交換する事ができる。

ただ その為には雨に当たる電線の途中に切り離しができるコネクターを入れる必要があるので何か適当な物が無いか探してみたところ 良さそうなのが見つかった。

これは車のヘッドライト用のコネクターなのかな?

ちょうど2セットで一組なので最適!!、これをポチっとしておいた。



で こうして鉄電解をはじめて水質はどうか?、というところで 久しぶりに硝酸塩も測ってみた。

まずは硝酸塩

Pb180046

0~0.25ppm


リン酸塩は

Pb180047

0.08~0.16ppm

まぁまぁのところまでは下がってきた。

流石に鉄電解はパワーがあるようだ。

2012年11月15日 (木)

電解回路にプログラムを追加

Pb140019

電極の表面のサビが電解の時間とともに剥がれ落ちる事は以前の記事に書いたけれども 電極の極性を切り替えてから どの程度の時間で どんな風に剥がれていくのかは 電極が切り替わってからの経過時間が今までは分からなくて 変化の様子が掴めなかったのですが プログラムを追加して 電極が切り替わってからの経過時間(分単位)と現在、どちらの電極が+なのかをLCDに表示するようにしておいたのと、私が勝手に作った電解の強さを表す単位のV%も表示するようにしておいた。

Pb150023

今現在は電極の切り替えを5時間毎に行なっているけれども この時間が適当なのかどうかを判断するのに役に立つだろうと思う。


この電解回路のプログラムはサーモスタット「変温くん」なんかのプログラムと比べると 月とスッポンほど簡単なプログラムですが メモリーの小さなマイコンチップなので もうすでに96%のフラッシュメモリーを消費していて 早くも限界が近付いてきている。 

2012年11月11日 (日)

鉄の電解によるリン酸塩の除去 その22

メインタンクでテストを始めた当初から比べると かなり電解を弱めて 当初、4.5Vで120秒中20秒だったのを 現在は1.5Vで300秒中60秒。

電解の強さを分り易く数値で表すために 勝手に作ってみた単位で

電圧×(電解時間÷周期)=V%

上記の2つを計算すると

4.5V×(20秒÷120秒)=0.749V%

1.5V×(60秒÷300)=0.3V%


電解の強さとしては半分以下にした事になるが 電極を確認してみると 電圧を低くしたせいか電極を包んだサビが剥がれ落ちる事無く電極を覆い尽くしているので そのせいか水n黄ばみが非常に少なくなった。でもリン除去効果は変わりなくしっかり除去できている。

ま、今まで毎日、黄ばんだ水を大量に排水しているけれどもメインタンクの水が黄ばむ事もないので 排水の黄ばみの事は気にしない事にしなくて良さそうだ。

おそらくスキマーで除去されているんだろう?

逆に黄ばみが無くなって リン酸塩の除去能力が落ちる様では意味が無いので 再度電圧を4.5Vに上げて 300秒中20秒にしてみる。(0.3V%)

メインタンクのリン酸塩も0.1ppm弱程度まで落とせてきたので 現在の魚の量のまま ここから0ppmまで持っていけるかどうか? 

2012年11月 6日 (火)

鉄の電解によるリン酸塩の除去 その21

電解時間を120秒中7秒にし 鉄電解タンクのセカンドステージのエアレーションを止めてみたけれども 排水の黄ばみは思ったほど消えないので ペットボトルに水を採ってエアレーションせずに静かに放置しながら観察してみると、粒子が非常に細かいせいか沈殿させるのに時間が掛るようで ほぼ沈殿させるのに2時間近く掛かった。

ただ それでもメインタンクの水が黄色くなる訳ではないのでスキマーで濾し取られてるのかも知れない?

ボトルでのテストでは 低い電圧で長い時間の電解よりも 高い電圧で短い電解の方が効果が高かったけれども 実地ではどうなるのか? 電圧を4.5vだったのを1.5Vに落とし 電解時間を120秒中20秒に延長してテストしてみる。

そのまま およそ24時間後

排水の黄ばみは そうも変わらないけれども リン酸塩の処理能力も落ちる訳ではなく ボトルでのテストとは違う結果が出てきた。

それなら、という事で 電圧をこの半分の0.75Vまで落とし 電解時間は240秒中60秒でセットしてみる。

Pb060022

電極がどんな風になってるのか確認してみると 片側だけ表面のサビが 皮がめくれるように落ちて綺麗に鉄の色になっている。電極の極性が変わってしばらくすると左側の釘のサビが落ちて 右側がサビてくる。これもボトルのテストでは見れなかったけれども長時間電解を続けると見れる現象で こうなるなら単なる鉄釘の時のように表面が錆びる事で能力が落ちてくる事はない。

なんとなくゴールが見えてきた。

2012年11月 5日 (月)

鉄の電解によるリン酸塩の除去 その20

昨日、120秒中20秒の電解で 水の黄ばみが目立ったので 半分の10秒に短縮したが まだ黄ばみが目立ったので 7秒まで落としておいたけれども まだ黄ばみがはっきり分かる。

ペットボトルに入れて よく見ると非常に小さな粒子が浮遊している様子で おそらく酸化鉄の粒子なんだろう。今までのテストでは この黄色くなった水をエアレーションして置いておけば数時間後には沈殿して無色になったけれども 今回の水はより粒子が細かいせいかエアレーションしておくといつまでも沈殿せずに浮遊するので 試しにペットボトルに入れてエアレーションせずに放置してみると数時間で沈殿してくれた。 沈殿して綺麗になってもリン酸値が下がらなければ意味がないので測定してみると しっかり0ppmまで落ちている。

それなら、という事で 2ステージになっている鉄電解タンクのファーストステージのエアレーションはそのまま続けたまま、セカンドステージのエアレーションを止めてセカンドステージを沈殿槽として機能させてみる。