2019 Fiscal Year Research-status Report
汚染水処理減容化を目指す新規Tripolarイオン交換膜型ED-Rシステムの開発
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18K04804
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
高橋 博 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (70197169)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | electrodialysis reversal / tripolar membrane / bipolar electrode |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福一原発汚染水処理対策の一環として三菱重工（株）により開発された，ゼオライト吸脱着システムにおいて溶離剤として用いるEDTAの再生を行うプロセスの開発を目的とし，今年度は，EDTAーCuからのEDTAの再生と同工程で産生するCuを再び硫酸銅にす再生するための電気化学反応を伴う電気透析プロセスに関し，操作条件の検討や操作シーケンスの確立を行うと共に，さらに，遠隔地からの運転支援を目的としてIoT技術を適応させた新規システムの構築を行った。
はじめに，前年度に得られた結果を基に，Tripolar型イオン交換膜ならびにBipolar電極からなるスタック化した装置を製作してEDTAの再生と硫酸銅の再生を行ったところ，Tripolar型の陽イオン交換膜を用いることで2つの工程を多段で同時に進行することが可能であることが明らかとなった。
次いで，放射線管理区域外からの電気透析装置の運転支援が可能となるように，IoT技術を組み込んだ新しい電気透析システムの開発を行った。システムの開発にあたり，各種計測プログラム，制御プログラムはunix上で，すべて自作により開発を行った。このシステムは，電気透析装置，各種計測用センサー，スイッチング回路を含む各種インターフェース，さらにはネットワークサーバーから構成され，電源喪失時においてもセンサーを介して各種データの収集が可能となるよう，DC５V下での運用が可能となるように設計を行った。その結果，IoTシステムの開発により，遠隔地からInternetを介したVPNにより，遠隔端末を通じてポンプの動作，電圧の印加，液温のモニター等の運転支援が可能となる成果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
システムの基本原理と，多段化に向けたデータが取得できたこと，ならびに，放射線管理区域外からのリモート運転を目的とした，IoT技術を組み込んだ新規システムの開発に関する基本技術が確立され，重要な成果を得たと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
EDTAと銅の再生技術に目途がついたことから，EDTAからの金属の分離を含めた一連の操作に関する実験を進める。具体的には，EDTA-SrやCsなどを含むモデル水溶液を用いて，金属置換反応を伴う電気透析法によりSr, Cs等を分離した後，Tripolar型電気透析によりEDTAの再生，さらには硫酸銅水溶液の再生に関する実験を進め，一連の操作技術の評価を行う。
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| Causes of Carryover |
単年度ではほぼ予算通り執行されたが，初年度に生じた節約分が繰り越される形となった。今後，分析用の原子吸光装置のランプ寿命が数本近づいていることから，これら分析用ランプの購入に充当する予定でいる。
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