2017 Fiscal Year Research-status Report

超音波エネルギーを用いた地中内揮発性有機溶剤の浄化手法の開発

Research Project

Project/Area Number	17K06559
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	椋木俊文熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (30423651)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	油汚染 / 浄化 / 粒状材料 / 可視化
Outline of Annual Research Achievements	ハイテク産業の発展により，それらに用いられる電子部品等の洗浄に用いられる有機溶剤による地盤汚染が問題となっている．現在，有機溶剤による地盤汚染への浄化工法には，空気を圧入して有機溶剤を気化させ，その気体を回収する方法がある．しかし，地盤内の回収量の定量評価は困難であり，有機溶剤が部分的に残存する可能性が高い．そのため, 地盤中に取り残された有機溶剤を効率的に回収するためには，地盤の間隙構造，流体の流動特性および注入流体と有機溶剤との相互作用を把握することが重要である．そこで, 初年度は本研究は地盤中におけるガスの流動特性を, X線CT撮影および屈折率の等価性を利用した模型実験による注入ガスの可視化実験を組み合わせることによって評価することを検討している．本概要では，屈折率の等価性を利用した模型実験による注入ガスの可視化実験の結果を報告する．作成した模型の下方から空気を注入した際に，どのように上部に進んでいくのかを時間ステップで観察した画像である．このように, 屈折率の異なる空気のみを可視化することに成功している様子がわかる．チューブ周辺に気泡が集まっている原因として，模型の作成時において，チューブ周辺の構造が緩詰になってしまったことが考えられる．得られた白枠の３点目について，既に存在している経路に合流せず，別の経路を進んでいる様子が見て取れる．空気の経路は一つではなく，複数存在するということがわかる．今回は2秒間の空気の挙動を0.25秒間隔で撮影したものであるが, 時間ステップをさらに短くすることで, 詳細に空気の経路を特定できるた．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 初年度において超音波を利用した浄化模型実験装置を作成する計画をしていたが、本研究の条件を満たす超音波発生装置の特定に時間がかかったため、実験装置の試作が遅れている。特定にかかった理由は、現象の可視化実験条件を厳しくしすぎたため、その条件を満たす超音波装置がなかなか見つからなかったことと、研究を進めていく中で、少し勘違いもあり、現象の際現に時間を要した。
Strategy for Future Research Activity	2017年度は、上記の理由で実験装置の製作が遅れたが、年度末に超音波実験装置開発研究所の方々と議論し、研究所で予備実験をさせていただく機会を設けることができたため、今年度は実験装置の製作に取り掛かることができる計画である。これに伴い、現象の可視化手法についても見直しを行い、現象の画像解析手法について再検討していく。現状では、光透過法のみならずＸ線ＣＴ法の導入を検討し、粒状体間隙構造内の油分の画像の定量化を行っていく予定である。
Causes of Carryover	予備実験の検討結果に基づいて、2017年度に超音波発生装置を購入する予定であったが、条件を満たす装置を決定することができなかったため、予算を次年度に繰り越すことにした。