2017 Fiscal Year Research-status Report
難分解性物質分解の高速化に向けた水面上誘電体バリア放電による水処理技術の開発
| Project/Area Number |
16K06226
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
寺西 研二 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80435403)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下村 直行 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90226283)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 誘電体バリア放電 / 難分解性物質 / 水処理 / 酢酸 / OHラジカル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度に行ったアルゴンを放電ガスとした誘電体バリア放電（DBD）水処理装置によるインジゴカルミン水溶液の脱色実験において，ギャップ長が短いほど短時間で高い脱色率が得られることが分かったが，これはギャップ長が短いほどOHラジカルの生成が促進されたためと予想した。そこで平成29年度はこの点について検討するために，同水処理装置に純水を供給して放電処理した際の過酸化水素濃度の調査を行った。アルゴンDBD中においてOHラジカルは，高速電子やアルゴン準安定励起原子による水分子の解離により生成されるものと考えられるが，有機物をほとんど含まない純水では，生成されたOHラジカルはそれ同士が再結合反応（OH+OH→H2O2）を引き起こし，過酸化水素を形成するものと考えられる。従って，処理水中に含まれる過酸化水素の量は放電により生成されたOHラジカルの生成量の指標になると考えられることから，ギャップ長を1から2.5 mmの間で変化させた際の，放電エネルギーと過酸化水素濃度の関係を測定した。放電エネルギーを増加させると過酸化水素濃度も増加することや，ギャップ長による過酸化水素濃度の変化は小さいものの，比較的低い放電エネルギー領域では，ギャップ長が短いほど同じ放電エネルギーでも高い過酸化水素濃度が得られることが分かった。従って，ギャップ長が短いほどOHラジカルの生成量が多いものと考えられる。
また，平成30年度に実施予定の水面上で生成したDBDから放射されるOHラジカルの発光分光測定のための放電発光観測用容器の設計と製作を行った。
一方，平成28年度に実施した酢酸の分解実験の研究成果については，2017年7月9日から7月14日の間で開催された第33回電離気体現象に関する国際会議（ICPIG2017）と，2017年9月23日に開催された平成29年度電気関係学会四国支部連合大会において発表した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度に水面上で生成したDBDの放電特性解析と新たなDBD水処理装置の開発を進める予定であったが，現状では同解析に必要な容器の設計と製作を終えた状況であり，平成28年度に前倒しで酢酸分解実験を行っていることを考慮しても，若干の遅れが生じていることは否めない。これは本年度実施するべき過酸化水素の濃度測定等を優先的に進めたためである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に設計・製作した放電発光観測用容器を用いて，平成30年度は水面上で生成したDBDの放電特性解析を速やかに行い，短ギャップ化による水処理特性向上のメカニズムを調査する。また，放電特性解析や平成28年度に前倒しで行った酢酸分解実験で得られた知見を活用しながら様々な実験条件で酢酸の分解実験を行い，水処理の高速化に向けた新たな水処理装置の開発を行う。なお，平成30年度は本研究に参画する学生を増員し，研究推進の加速化を図る。
|
| Causes of Carryover |
新たな水処理リアクタの製作を次年度に見送ったことと，国内会議の欠席により旅費の支出が減ったことなどが原因と思われる。H30年度においてリアクタ製作費として使用する予定である。また，可能であればDBD中のガス温度推定実験の迅速化を図るために，スペクトル計算ソフトウェアの購入も検討する。
|
