微細突起と固液分離機構を持つ新しい回転円板装置の開発に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550401
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 渡辺 義公 宮崎大学, 工学部, 助教授 (00040999)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 増田 純雄 宮崎大学, 工学部, 助手 (70117422)
• Keywords: 生物膜 / 回転円板法 / 物質移動 / 微細突起 / 表面渦 / はく離 / 固液分離

Research Abstract

円板表面に微細突起を付け, 接触槽に固液分離機構を持たせた回転円板装置について, その処理能力と最適な構造を決定するための実験的研究を行った. 得られた結果は以下のように要約される.
(1)円板表面に高さ5mmの板(突起)を取付け, 黒絵具により突起近傍の流れを可視化した. その結果, 突起の先端部に渦が発生し, それらがはく離して円板表面を撹乱する様子が明らかとなった.
(2)硝化菌が付着した突起付回転円板法による回分実験を行い, 突起枚数と円板回転速度が生物膜近傍の拡散層の厚さに及ぼす影響について検討した. 拡散層厚は円板回転速度の1/2乗に反比例し, 突起枚数が多い程同一の回転速度における拡散層厚は小さくなった. 回転速度2rpmでは, 突起なしでは拡散層厚は約200μmであったが, 8枚突起の場合には100μm位まで減少した. また, 円板近傍の流れが層流となる領域では, 拡散層厚は円板径に無関係となる事も確認した.
(3)表面突起は生物膜への酸素供給速度を著しく増加させた. 8枚突起で円板回転速度が3rpmと10rpmでは, 無突起の場合よりも生物膜への酸素供給速度はそれぞれ約2倍, 3倍となった. その結果, 液本体のアンモニア濃度が10mg/lを越えても, アンモニアFluxは液本体アンモニア濃度の増加に伴って増大した.
(4)接触槽底部が半円形の場合には, 円板槽底部には上向流は存在せず, 底面に沿う流れが支配的であった. しかし, 槽底部に45度の角度のイムホフ槽へ連結する傾斜板とスリットを付けると, スリット部に渦が発生して, 傾斜板に沿う上向流が生じた. この上昇流は円板周辺部と傾斜板との距離が小さい程顕著であった. 上向流が存在しても, はく離生物膜はイムホフ槽に効率的に分離できた.

Research Products

• [Publications] 渡辺義公 他: 環境技術. 17. 91-94 (1988)
• [Publications] 渡辺義公 他: 昭和62年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 286-287 (1988)
• [Publications] Y. WATANABE: Proceedings of International Corference on Hodelling and Computer Applicetion in Environmertal Engineering. 1. 10-16 (1988)
• [Publications] Y. WATANABE: Water Sci and Tech. 20. (1988)
• [Publications] 渡辺義公: 下水道協会誌.
• [Publications] 渡辺義廣: 昭和63年度土木学会年次学術講演会概要集.