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微細気泡表面電位が脱塩処理に及ぼす影響の解明と海水淡水化への活用

研究課題

研究課題/領域番号 22510098
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境技術・環境材料
研究機関秋田大学

研究代表者

長谷川 裕晃  秋田大学, 大学院・工学資源学研究科, 准教授 (90344770)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード人間生活環境 / 水資源 / マイクロバブル / ゼータ電位 / 気泡収縮 / 海水淡水化 / 逆浸透法 / 浸透圧 / 気泡表面電位(ゼータ電位) / 逆浸透膜
研究概要

海水淡水化技術で適用されている逆浸透(Reverse Osmosis: RO)法において、塩水中で微細気泡(マイクロバブル)を発生させて使用することで、膜の透過効率を上昇させることが可能ということを明らかにした。さらに、マイクロバブルの表面電位(ゼータ電位)を高くすることで、透過効率が向上することを確認した。この理由を調べるために、塩水中で表面電位の異なるマイクロバブルを発生させて、電気伝導度の変化を調べた。その結果、ゼータ電位の高いマイクロバブルでは、電気伝導度が下がり、浸透圧を低下させることができることがわかった。これは、負に帯電したマイクロバブルが、塩水中のNa+イオンを吸着し、水中のイオンバランスを局所的に崩し、水のクラスター構造が壊れやすくなり、水中のイオンが不安定になることで浸透圧が低下するためである。さらに、ゼータ電位の高いマイクロバブルは、気泡の収縮速度が小さくなり、気泡寿命が延びることも、膜の透過効率向上につながる。

報告書

(4件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Study on Shrinkage Behavior of Microbubbles2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, K. and Hasegawa, H.
    • 雑誌名

      Proc. 8th International Conference on Multiphase Flow

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Study on Shrinkage Behavior of Microbubbles2013

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, K. and Hasegawa, H.
    • 雑誌名

      8th International Conference on Multiphase Flow

      巻: 290

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マイクロバブルによる逆浸透膜脱塩処理方法の向上2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川裕晃, 大津里実
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B 編)

      巻: 77 ページ: 2049-2057

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] マイクロバブルによる逆浸透膜脱塩処理方法の向上2011

    • 著者名/発表者名
      長谷川裕晃, 大津里実
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 77 ページ: 2049-2057

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Study on Behavior of Microbubbles with Different ζ-potentials and Its Application to Seawater Desalination2010

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa, H. and Otsu, S.
    • 雑誌名

      5th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Experimental Study on Behavior of Microbubbles with Different ζ-potentials and Its Application to Seawater Desalination2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Hasegawa, Satomi Otsu
    • 雑誌名

      5th International Symposium on Advanced Scienceand Technology in Experimental Mechanics

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロバブルの電気的特性が収縮挙動に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      山本啓介、長谷川裕晃
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      福島高専
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロバブルの電気的特性が収縮挙動に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      山本啓介、長谷川裕晃
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会講演会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロバブルの収縮挙動2012

    • 著者名/発表者名
      山本啓介,長谷川裕晃
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロバブル収縮に及ぼすゼータ電位の影響2012

    • 著者名/発表者名
      山本啓介,長谷川裕晃
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロバブル人工泉の医療への応用2012

    • 著者名/発表者名
      二井理久郎,長谷川裕晃,杉山俊博
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロバブル人工泉の医療への応用2012

    • 著者名/発表者名
      二井理久郎,長谷川裕晃,杉山俊博
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マイクロバブル発生方法の違いが生理的有効性に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      二井理久郎、長谷川裕晃、杉山俊博
    • 学会等名
      日本混相流学会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2011-08-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロバブル発生方法の違いが生理的有効性に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      二井理久郎、長谷川裕晃、杉山俊博
    • 学会等名
      日本混相流学会年会講演会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 微細気泡表面電位がRO海水淡水化技術に及ぼす影響の解明2010

    • 著者名/発表者名
      大津里実, 長谷川裕晃
    • 学会等名
      日本流体力学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 微細気泡表面電位がRO 海水淡水化技術に及ぼす影響の解明2010

    • 著者名/発表者名
      大津里実, 長谷川裕晃
    • 学会等名
      日本流体力学会年会講演会
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] ケミカルエンジニアリング2012

    • 著者名/発表者名
      長谷川裕晃(分担執筆)
    • 出版者
      化学工業社
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [図書] ケミカルエンジニアリング2012

    • 著者名/発表者名
      長谷川裕晃(分担)
    • 総ページ数
      408
    • 出版者
      化学工業社
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mech.akita-u.ac.jp/~hhasegaw

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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