Study of a waste water decomposition mechanism for the Ball lightning like discharge method controlling contact time duration and reaction areas
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21K04017
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
前山 光明 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00196875)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 電極材料 / 分光光度計 / 球雷放電 / 水処理 / ヒロドキシラジカル / OHラジカル / 極性効果 / 大気圧放電 / 活性種 / 難分解性物質処理 / 難分解性 |
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| Outline of Research at the Start |
循環型社会の実現および深刻化する水資源不足に対応するため、水処理による難分解性物質の分解手法の開発と、その処理性能の向上は喫緊な課題である。本研究課題で用いる放電は、「球雷状放電」と呼ばれ、2000年以降に提案され、非常に分解性能の高い環境を比較的容易に作成できる特徴を持つ。本研究では、生成される化学的活性種をより効率よく分解処理に利用するための手法の提案と分解処理機構の解明を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の現在の一番の課題が、処理速度が早い負極性放電においてほぼ条件によらず放電回数100回を境に、処理速度が減少することであり、その原因を探るべく複数の実験を実施した。水処理に用いる試料としては、インジゴカルミン(以下 ICと略す）を用いた。
1) 電極材料よる処理性能の評価:放電を用いた従来の水処理において、電極材料がその処理性能に大きな影響があるということは報告されていなかったため、装置製造に容易で、さらに導電率の高い銅を材料に用いて放電処理を行ってきたが、これを鉄、アルミ、モリブデンなどの材料を利用し、陰極、陽極の組合せも変更することで電極材料による影響を実験で確かめた。その結果、負極性の場合は、リング状電極側の正極の材料が、逆に正極性放電では、同じく正極となる中心電極材料に大きく依存し、それらが銅の場合に最も処理性能が高くなることを見出した。
2) 銅電極利用時の表面汚損の影響および化学研磨の効果:銅電極は、処理液体中での酸化反応や放電の影響で表面が大きく汚損される。本放電処理での性能の処理速度値のバラツキが大きく、また再現性が低いことの原因の一つとしてこの電極表面状態にあると考え、化学研磨を取り入れた。また、従来の装置作成方法において、電極の位置(液面からの深さ)、資料溶液の表面張力の環境変化に伴う変化の影響を受けにくいように装置を改良し、これらが水処理性能評価方法の再現性の向上に効果があることを見出した。
3) 処理溶液中の吸光度測定による分解処理中の生成物質と処理性能の関係性の把握:
負極性放電において、始め処理物質であるインジゴカルミン(IC)の濃度がほぼ一定の速度で減少するが、放電に伴い増加するある物質の濃度の上昇とIC濃度の減少速度の低下減少が関係していることを見出した。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
