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2011 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロバブルによる水環境改善に及ぼす各種パラメータの影響把握とその原因の解明

Research Project

Project/Area Number 21560184
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

南川 久人  滋賀県立大学, 工学部, 教授 (60190691)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安田 孝宏  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (60347432)
Keywordsマイクロバブル / COD値 / ゼータ電位 / 水質浄化
Research Abstract

本研究では,マイクロバブルが水に対してどのような作用を及ぼすのかを,外乱が入りにくい実験室内環境下で明らかにするため,十分にコントロールされた環境下で,一部のパラメータのみを変化させ,マイクロバブルの発生法,気体種,気泡径およびその分布,ボイド率,周囲液相の気体溶存飽和度・温度などが,気泡上昇速度,気泡溶解速度(気泡径変化),ゼータ電位,液相のDO変化,COD変化,Ph変化,電気伝導度変化などに及ぼす影響を個々に明らかにし,マイクロバブルのどのような作用が,水環境改善に役立っているのかを解明することを目的としている.これまで,DO値はマイクロバブルを与えた場合には増加して飽和値をキープしたが,COD値も増加すること,加圧溶解方式のマイクロバブルに界面活性剤を添加した場合に,比較的大きな摩擦低減効果が表れることが確認された.一方,ゼータ電位についても,前年度までのデータでは発生法による違いが見られたため,最終年度では,さらに系統的データ収集を行った.その結果,発生装置,気体種並びに気泡径によるゼータ電位の影響は,有意的な差は見出せず,測定誤差範囲内で,ほぼ影響は見られないとの結論に至った.なお,測定範囲は発生装置としては加圧溶解法,せん断法並びに旋回法の三種,気体種としては空気,窒素,酸素の三種,気泡径は10~50マイクロメートル程度であった.摩擦低減効果についても,さらなる実験を行い,以下の結論を得た。Re~30000程度の乱流において,加圧溶解法で作成した場合よりもせん断法でマイクロバブルを作成した場合により大きな摩擦低減効果が表れることが確認された.この際界面活性剤3-ペンタノールを加えたら,摩擦低減効果は低減した.また,大きな摩擦低減効果が表れている際の速度分布を超音波流速分布計によって測定したところ,壁面近傍の時間平均速度勾配が低下していることが確認できた.今年度には,加圧溶解における気泡発生促進に関する論文が公表できた.

  • Research Products

    (4 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Enhancement of Microbubble Generation in a Dissolution Process by Packing the Nozzle with Porous Ceramics2012

    • Author(s)
      Hiroshi YAMASHITA, Hideki AOYAGI, Hisato MINAGAWA
    • Journal Title

      Water Science and Technology

      Volume: 65-1 Pages: 69-75

    • DOI

      10.2166/wst.2011.132

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マイクロバブルのゼータ電位に及ぼす発生方式及び気体種の影響2012

    • Author(s)
      渡部晃也, 南川久人, 安田孝宏
    • Organizer
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会(2012)
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] マイクロバブルを含むミルキーバブルの鉛直管内流による摩擦抵抗低減効果2011

    • Author(s)
      曽我部統一朗, 南川久人, 安田孝宏
    • Organizer
      日本機械学会2011年度年次大会
    • Year and Date
      20110000
  • [Presentation] 多孔質セラミックを用いたマイクロバブル生成効率の向上2011

    • Author(s)
      山下宏, 青柳秀紀, 南川久人
    • Organizer
      化学工学会第43回秋季大会(2011)
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2011-09-14

URL: 

Published: 2013-06-26  

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