2016 Fiscal Year Annual Research Report
Treatment of wastewater with highly concentrated organic compounds using multiple plasmas generated within gas bubbles
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15H05516
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹内 希 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80467018)
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2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | OHラジカル / 促進酸化処理 / 水中気泡内プラズマ / 高濃度有機排水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸素ガスを用いた水中気泡内プラズマの多並列駆動において，処理孔に接続するバラストキャパシタの組み合わせと電源駆動周波数をパラメータとすることで，過酸化水素とオゾンの生成比の制御を可能とした。促進酸化処理においては，過酸化水素とオゾンの供給比に最適値が存在することから，これらのパラメータにより有機物の分解に適した条件を実現できる。
水中気泡内プラズマリアクタ単独では，プラズマにより生成されたオゾンの処理液への効率的な吸収が困難であるため，オゾン消費率向上のためにオゾン吸収用の反応塔を設け，酢酸の分解実験を行った。プラズマリアクタから排出されるオゾン化ガスは，反応塔の内部で散気管を介して処理液に供給し，処理液はプラズマリアクタと反応塔を循環させた。オゾンの生成速度が大きい条件で分解速度・分解効率ともに高くなり，全有機炭素（TOC）濃度30 mgTOC/Lの酢酸溶液1 Lを21並列のプラズマ（電力44 W）で処理した場合に，分解速度1.9 mgTOC/h，分解効率0.43 gTOC/kWhとなった。ここで，TOCは全有機炭素量である。他のプラズマ方式に比べ高速・高効率な難分解性有機物分解を実現しており，プラズマにより生成される過酸化水素とオゾンを処理液中で反応させることで，OHラジカルとして効率的に再利用することを可能とした。
水を一方の電極としたプラズマの二次元反応シミュレーションモデルを構築し，OHラジカルや過酸化水素の生成反応機構を明らかにした。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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