高圧水中ウォータージェットを用いた汚染土壌浄化法

Research Project

Project/Area Number	17651036
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Environmental technology/Environmental materials
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	松木浩二東北大学, 大学院環境科学研究科, 教授 (10108475)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	井上千弘東北大学, 大学院環境科学研究科, 教授 (30271878) 坂口清敏東北大学, 大学院環境科学研究科, 講師 (50261590) 木崎彰久東北大学, 大学院環境科学研究科, 助手 (60344686)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000) Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000) Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords	環境技術 / 土壌圏現象 / 廃棄物処理 / 有害化学物質 / 土木環境システム / ウォータージェット / 汚染土壌 / 浄化法 / キャビテーション / 高環境圧 / ホーンノズル / トリクロロエチレン / アントラセン
Research Abstract	高圧水中ウォータージェットにより誘起されるキャビテーションの有機化合物に対する基礎的な分解能力を明らかにすることを目的として,H17年度に開発した高圧水中ウォータージェット分解実験装置を用いて水深300m相当までの環境圧力下でシュウ酸の分解実験を行い,その分解能に及ぼす吐出圧力,環境圧力およびノズル開角の影響を調査した.また,従来の超音波振動子による方法で得られた結果との分解効率の比較も行なった.本研究で得られた主な知見は以下のようである. 1.水中ウォータージェットにより誘起されるキャビテーションにより水深300m相当までの高圧水中下においてもシュウ酸の分解が可能である. 2.いずれの環境圧力においても,吐出圧力が大きいほどシュウ酸の分解速度が大きい.また,いずれの吐出圧力においても,環境圧力が小さいほどシュウ酸の分解速度が大きい.これは,吐出圧力が大きく,環境圧力が小さいほど水中ウォータージェットにより誘起されるキャビテーションの量が増大し,その結果,より多くのラジカルが生成されるためである.従って,環境圧力が大きい原位置においても吐出圧力を大きくすることで,分解速度の向上が可能である. 3.本研究で用いたノズルでシュウ酸の分解速度が最も大きかったのは,開角が全角で60°のホーン型ノズルであった.これは,水中ウォータージェットにより生ずるキャビテーションの量がノズルの開角に依存しており,開角が全角で60°の時に生ずるキャビテーション量が最も大きくなるためと考えられる. 4.超音波振動子法に比べ水中ウォータージェットを用いる本方法の方が単位エネルギー当たりの分解量が格段に大きい.従って,本方法は超音波振動子法に比べ少ないエネルギーで効率よく分解を行なうことができる.