2018 Fiscal Year Research-status Report
マイクロバブルプラズマを用いた船舶ビルジ水処理装置の開発
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17K14886
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| Research Institution | Yuge National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
佐久間 一行 弓削商船高等専門学校, 商船学科, 助教 (10779896)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 液中プラズマ / 海洋環境保護 / ビルジ水処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、船舶において船底に溜まった油分を含む汚水であるビルジ水の分解処理を目指した液中プラズマ処理技術の開発を目的としている。液中プラズマは、水中の気泡内に大気圧プラズマを発生させる手法としてこれまでに水質浄化処理の研究が行われるなど着目されている。
本研究の２年目である平成30年度は、平成29年度に開発した液中プラズマ実験装置を用いた炭化水素分解反応実験および海水に代表される導電性の高い水中における液中プラズマの放電試験を実施した。
炭化水素分解反応実験では、船舶内でも使用される油分に含まれる炭化水素としてデカンを用いて、分解反応実験を行った。液中プラズマの生成にはアルゴン(Ar)ガスを注入し、平成29年度に購入した高電圧パルス電源による高電圧パルス(10kHz, パルス幅5us)を用いた。放電中は発光が生じそれに伴いデカンが分解され、黒いススとなることが明らかとなった。また、プラズマ放電中に発光分光計測を行い、液中プラズマの生成に伴うArの原子線発光Ar Iおよびヒドロキシラジカル(OHラジカル)による帯状発光が見られた。デカンは分解される際に二原子炭素状態を経て分解されることが考えられ、それに伴うスワンバンド発光が分光計測によって確認された。
導電性の高い水中における液中プラズマ放電試験では、塩化ナトリウム(NaCl)を純水中に溶かし、海水程度の3.5wt%程度の水溶液中で放電試験を行った。Arガスを注入し、高電圧パルス電源による電圧印加によって液中プラズマ放電が生じることが確認された。こちらも同様に発光分光計測を実施すると、液中プラズマの放電によるAr IおよびOHラジカルバンド発光に加えて、ナトリウムの原子線発光(Na I)が観測された。
上記の油水模擬実験ならびに導電性水溶液中での放電試験が実施できたことから、船舶ビルジ水分解実験につながる結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度は弓削商船高等専門学校にある練習船弓削丸の船舶ビルジ水を用いた実験を計画しており実施する予定であった。平成30年7月に生じた西日本豪雨災害の被災に伴う断水期間が生じた影響を受け研究期間が圧迫され進捗に大きな影響が出た。このため、模擬実験として油水分解実験の模擬ならびに塩による導電性水溶液中での放電試験など実施したが、ビルジ水への適用には至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果を経てビルジ水の模擬試験体ならびに練習船弓削丸の船舶ビルジ水を使用した分解実験および発光分光計測を実施する。また、先のデカン分解実験において生じたススを液体から分離して取り出せるため、そのススの分析を行う。また、これらの研究成果について継続的な学会発表および学術誌への論文投稿へとつなげたい。
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| Causes of Carryover |
研究に遅れが生じたため、当初行う予定であった実験が実施できなかった。このため、実験に使用する物品の購入費用が次年度使用額として生じた。令和元年度は最終年度であり、研究を完遂するために必要な物品を購入し実験を実施すると共に研究成果の発表機会を十分に設ける予定である。
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