| 研究課題/領域番号 |
20K04748
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 福岡大学 (2022-2023)
広島大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
橋本 くるみ 福岡大学, 工学部, 助教 (40821012)
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| 研究分担者 |
西嶋 渉 広島大学, 環境安全センター, 教授 (20243602)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020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 | ウルトラファインバブル / 微細気泡 / 余剰汚泥 / 減容化 / オゾン / 下水汚泥 / マイクロバブル / ナノカプセル / 蛍光標識 / 超微細気泡（UFB） |
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| 研究開始時の研究の概要 |
下水処理の際に余剰汚泥と呼ばれる廃棄物が大量に発生し、発生抑制が求められている。強い酸化剤であるオゾンにより余剰汚泥を処理し、生分解性を高め、微生物により分解させる方法がある。この方法ではオゾンのコストが課題である。従来法では直径数十μm～数mmの細菌の塊（フロック）で構成されている汚泥に、ミリサイズのオゾン気泡を供給しており、処理効率が低かった。これまでに、オゾンを超微細気泡（UFB）化すれば1/3の供給量で従来と同等の効果となることがわかっている。しかし、その作用機構は明らかではない。本研究では、オゾンUFB処理での作用機序解明に加え、フロックとオゾンUFBの反応モデルの構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
気泡サイズの違いによる汚泥へのUFBの浸透の影響を検討し、直径10-20 nmのUFBは汚泥内部に浸透しうるが、マイクロバブルは汚泥内部に浸透できないことがわかった。また、UFB発生装置による撹拌は、汚泥表面を崩壊させてオゾンUFBとの反応性を高めるが、フロック中心部の固く締まった部分には撹拌によるオゾンUFBの浸透は生じ無いことが明らかになった。また、汚泥やUFBの表面電荷による浸透への影響は確認されなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
UFBの応用を発展させていくためには、基礎的なオゾンUFBの作用機序の解明が非常に重要である。UFBは洗浄や生理活性効果などが多数報告されているが、目に見えないため、作用機構の詳細は不明確である。オゾンUFBの汚泥への作用機構を明らかにすることは、余剰汚泥の処理だけではなく、UFBを利用する他分野にも大きな影響を与えると考えられる。
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