PHREEQCによるプロセス解析 実習講座

廃水処理や湿式製錬の最適プロセス設計では、溶液中の各化学種の存在状態を正確に把握し、状況によって変動する共存元素の影響を的確に評価することが不可欠である。溶液中の各化学種の存在状態を化学平衡計算によってシミュレーションすることが可能である地球化学コードは、そのような最適プロセス設計への重要なツールの1つである。 　本セミナーでは、地球化学コードのフリーソフトウエアの1つであるPHREEQCを用い、例題を用いながら、その使い方を基礎から説明する。PHREEQCでは、スタンダードな化学平衡計算に加えて、表面錯体モデルやイオン交換モデルを用いた吸着現象を取り扱うことできるほか、反応速度式の組み込みや、移流・拡散モデルとの連成による一次元流れの計算も可能である。本セミナーでは、それらの基礎理論から応用までステップを追って説明する。 　PHREEQCの使い方をマスターするために、化学平衡計算を主とした基礎理論からソフトの使い方までわかりやすく解説いたします。廃水処理や湿式プロセス設計の最適化のために、ぜひご参加ください。

1. PHREEQCとは
   1. 化学平衡計算ソフトウエアの比較
   2. PHREEQCの概要
      1. ダウンロードの仕方
      2. PHREEQCに関連するWeb情報
      3. PHREEQCで計算できること
      4. 計算の流れ
   3. データベースの選択
   4. 出力の仕方
2. 溶液平衡計算
   1. 溶液平衡計算の基礎
      1. 濃度と活量
      2. イオン強度と活量係数
      3. 溶液平衡計算の解き方
   2. PHREEQCによるpHの計算
      1. “Solution”コマンドの使い方
      2. “Charge”の使い方
   3. PHREEQCによる海水の溶液平衡計算
      1. データベースへの化学種の追加
      2. Outputシートの見方
   4. PHREEQCによるヒ酸のpH – LogCダイヤグラムの作成
      1. “User_Graph”の使い方
      2. GridシートとChartシートの利用
3. 沈殿・溶解平衡計算
   1. 沈殿・溶解平衡計算の基礎
      1. 飽和指数
      2. 溶解度と溶解度積
      3. 沈殿・溶解平衡計算の解き方
   2. PHREEQCによる沈殿・溶解平衡計算
      1. PHREEQCにおける固液平衡の取り扱い方
      2. PHREEQCによる水酸化第二鉄のpH – LogCダイヤグラムの作成
      3. データベースへの沈殿種の追加
   3. PHREEQCによる炭酸ガス飽和溶液中での炭酸塩の生成計算
      1. 気液平衡の基礎
      2. “Mix”の使い方
   4. PHREEQCによる中和滴定曲線の作成
      1. “Reaction”の使い方
      2. 酸性坑廃水を対象とした中和滴定曲線の計算例
4. 吸着平衡計算
   1. 収着現象の基礎
      1. 表面錯体とイオン交換
      2. イオン交換モデルの基礎
      3. 表面錯体モデルの基礎
      4. 表面錯体モデルの実際
   2. PHREEQCによるイオン交換計算
      1. “Exchange”の使い方
      2. データベースへのイオン交換種の追加
   3. PHREEQCによる水酸化第二鉄への亜鉛の吸着計算
      1. “Surface”の使い方
      2. データベースへの表面錯体種の追加
5. 反応速度式の組み込み
   1. 反応速度論の基礎
      1. 反応速度を考慮すべき現象
      2. 反応速度式の種類
   2. PHREEQCによる反応速度の計算
      1. “Rates” と”Kinetics”の使い方
      2. PHREEQCによる第一鉄イオンの酸化速度の計算
      3. PHREEQCによる沈殿生成速度の計算
6. 一次元移流・拡散モデルとの連成
   1. 移流・拡散モデルの基礎
      1. 移流項と拡散項
      2. 境界条件
   2. PHREEQCによる一次元流れと化学平衡計算の連成
      1. “Advection”と”Transport”の使い方
      2. PHREEQCによるイオン交換カラムの計算
• 質疑応答