| 研究課題/領域番号 |
19K21087
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05918 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中西 智宏 京都大学, 工学研究科, 助教 (90824293)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | マンガン / 配水管 / 蓄積 / 物理付着 / 自触媒反応 / モデル化 / 浄水中の目標マンガン濃度 / 送配水システム / 黒水 / 目標濃度 / 配水システム / 化学形態 / 浄水処理 / 水道システム / 配水系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
送配水システムでは浄水中のマンガン(Mn)が蓄積し、配水管内の突発的な流況変化によって水中へ懸濁され水道水を黒く着色させることがある。Mnの蓄積機構はコロイド態/懸濁態Mnの物理的な付着と、水中の残留塩素によるMnイオンの酸化反応を介した化学的な付着に分けられる。本研究は室内実験で配水管内面材質へのMnの付着特性を評価するとともに、付着過程のモデル化により浄水中Mn濃度の制御目標と配水系へ流入するMnの望ましい化学形態を示す。
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| 研究成果の概要 |
水道水には微量にマンガン(Mn)が残存しており、これが長い時間をかけて配水管内に蓄積するといずれ水道水を黒く着色させる恐れがある。本研究はMn粒子が物理的に管内面に付着する機構と、遊離塩素による酸化反応を介して蓄積する機構があることを実験的検討によって明らかにした。これを踏まえた数理モデルによって蓄積過程を記述した後、黒水被害を発生させないための浄水中Mn濃度の目標値について考察した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで配水管内のマンガン(Mn)の蓄積は生物作用や重力沈降によると考えられてきたが、日本のような塩素消毒をしている配水管網においては残留塩素とMnとの化学酸化を介した蓄積が重要となることを初めて明らかにした。また、科学的根拠を持って黒水被害を防止するための浄水中Mn濃度を提示することができ、水道水の快適性を確保するために重要な知見を得ることができた。
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