1996 Fiscal Year Annual Research Report
機能性ゲルを用いた水質変換システムに関する基礎的研究
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06452441
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
楠田 哲也 九州大学, 工学部, 教授 (50037967)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久場 隆広 九州大学, 工学部, 助教授 (60284527)
大石 京子 九州大学, 工学部, 助手 (20110835)
森山 克美 九州共立大学, 工学部, 助教授 (80157932)
入江 正浩 九州大学, 工学部, 教授 (30001986)
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| Keywords | 機能性物質 / 水質 / 水処理 / ゲル / アクチュエーター / pH / イソプロピルアクリルアミド |
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| Research Abstract |
環境からくる光・電気・磁気・熱・化学(pHなど)的刺激等に応答して相転移を起こし体積変化する機能性ゲルを用いて、新たな水質変換システムを構築することを目標にしている。本研究では温度刺激・電気刺激・pH刺激応答性ゲルを用いて実験を行い、以下のような結果を得た。
(1)温度刺激応答性ゲルを素材とした包括固定化担体を用いた硝化効率の改善:温度刺激応答性ゲル(イソプロピルアクリルアミド)に硝化菌を包括固定し、小型処理装置内で硝化実験を行った。従来の包括固定化法(例えば、PVA-ホウ酸法)に比べ、ゲル化の際の微生物に対する阻害的影響が少なく、スタートアップが容易であった。また、機能性ゲルの体積相転移による“ポンプ効果"が硝化活性を向上させることを確認した。
(2)電気刺激応答性ゲルの屈曲特性と応答速度:温度刺激やpH刺激応答性ゲルと比べ、その応答速度が速い。特に、PAMPS(アクリルアミド系のゲル)は極めて鋭敏に電圧の印可に応答する。アクチュエーターとして利用するだけでなく、この種のゲルを微生物の包括固定材料としても利用することを検討している。微生物活性に対する、電気刺激による物理的な作用も期待できる。
(3)pH刺激応答性ゲルを用いたバルブ機能の開発:下水処理水のpHが環境基準値を下回らないようにすることを目標に、処理水のpHに応じて膨潤・収縮するゲルを合成し、pHに応じて曝気量を調整できるようなケミカルバルブ機構を構築した。蒸留水中に比べ、イオン強度の高い下水中でのゲルの膨潤収縮量が少なく、運動拡大機構を導入する必要がある。
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