2001 Fiscal Year Annual Research Report
粘土粒子の帯電性を利用した新しい泥土遠心脱水システムの提案
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12450195
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
深川 良一 立命館大学, 理工学部, 教授 (20127129)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝見 武 立命館大学, 理工学部, 助教授 (60233764)
建山 和由 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10179731)
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| Keywords | 遠心力 / 脱水 / スラリー / 粘土 / 帯電性 / 自重圧密 |
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| Research Abstract |
本研究では、従来の遠心脱水に加え粘土粒子の帯電性を利用する新しい脱水システムの開発を目指した、得られた主要な結論を以下に述べる。
1)処理土のゴム膜への付着低減システムの改善:ゴム膜を利用して脱水後の処理土を分離するシステムに代えて、ばね鋼による掻き取りシステムを新たに提案し、脱水機を一部改善した。
2)修正脱水試験機による脱水試験の実施:琵琶湖湖底土、笠岡粘土、カオリンなどの粘性土スラリーに対して一連の脱水試験を実施し、液性限界を下回るような効果的な脱水が可能であることをいずれの粘土についても確認した。
3)遠心力による脱水メカニズムの理論的構築:遠心脱水現象を粒子沈降過程のみでなく、遠心場における自重圧密過程とみなし、理論的定式化を行った。自重圧密理論としては三笠の理論をベースとし、遠心場における差分解として数値計算を実施した。計算結果と比較するために、小型の遠心分離機による一連の試験を実施した。その結果、遠心脱水を遠心場の自重圧密過程とみなすことの重要性が明らかになった。
4)提案した遠心脱水理論に基づく脱水機設計法の提案:提案した脱水理論にもとづいて、脱水機脱水容量、回転速度などの脱本結果に及ぼす定量的評価が可能となったため、所定の脱水効果を得るために必要な脱水機諸元の予測式を提案した。
5)粘土粒子帯電性の付着に及ぼす影響の確認:試験には帯電性を示すベントナイト系の試料および帯電性の少ないカオリナイト系の試料を用いた。その結果、負に帯電したベントナイト系の試料は陽極板側に付着し、付着量は電気容量や通電時間にほぼ比例することが明らかになった。
6)粘土粒子帯電性を利用した付着低減効果の確認:付着を防止したい固体表面を負に帯電させれば、粘土粒子は明らかに付着しにくいことが判明した。
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[Publications] Fukagawa, Kawashima, Mohri, Tateyama, Katsumi: "Centrifugal dewatering System by use of rubber elasticity"Proc. of 3rd Int. Conf. of Geoenvironmental Engineering.. 15-20 (2001)
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[Publications] Matsuura, T, Fukagawa, R.: "Theoretical study on the performance of centrifugal dewatering system"Proc. of the 6th APISTVS Conf.. 367-376 (2001)
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[Publications] Fukagawa, Tamei, Tateyama, Takahashi: "Basic properties of adhesion between clays and solid surfaces"Proc. of the 2nd World Engineering Congress. (発表予定). 6 (2002)
