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気液混相プラズマリアクタ開発による難分解汚染水の革新的高速処理

研究課題

研究課題/領域番号 26249032
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

安岡 康一  東京工業大学, 工学院, 教授 (00272675)

研究分担者 竹内 希  東京工業大学, 理工学研究科, 講師 (80467018)
連携研究者 西山 秀哉  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20156128)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
37,830千円 (直接経費: 29,100千円、間接経費: 8,730千円)
2016年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2015年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2014年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
キーワードプラズマリアクタ / 難分解水溶性有機物 / 促進酸化 / 過酸化水素 / ピンホール放電 / 気液混相プラズマ / 気液混相 / ダイヤフラム放電 / プラズマ / 難分解有機物 / オゾン / 随伴水
研究成果の概要

地下資源開発では難分解有機物を高濃度に含む高導電性の排水が大量排出される。本研究では洋上等の狭空間に対応可能な促進酸化処理方式を気液界面プラズマで実現した。処理水中の細孔でパルスプラズマを発生させて過酸化水素を高速生成し,オゾンと反応させてヒドロキシラジカルに変換した。細孔放電を10並列化した結果,過酸化水素を2.7 g/h,2.3 g/kWhという高い値で生成し,マイクロバブル化したオゾンを反応させて分解処理した。難分解物質である酢酸の分解エネルギー効率は1.6 gTOC/kWhとなり従来手法を上回る値を得た。難分解有機物の分解過程をシミュレーションで明らかにし,最適分解条件を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Study of Optimal Parameters of the H2O2/O3 Method for the Decomposition of Acetic Acid2017

    • 著者名/発表者名
      N. Takeuchi and H. Mizoguchi
    • 雑誌名

      Chem. Eng. J.

      巻: 44 ページ: 309-316

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ダイヤフラム放電/オゾン併用方式による高導電率・高有機濃度随伴水の無機化処理2016

    • 著者名/発表者名
      佐伯亮, 立花孝介, 神谷佑, 溝口秀彰, 竹内希, 安岡康一
    • 雑誌名

      静電気学会誌

      巻: 40 ページ: 90-95

    • NAID

      40020823659

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ダイヤフラム放電/オゾン併用方式による高導電率・高濃度有機廃水の無機化処理2016

    • 著者名/発表者名
      佐伯亮, 立花孝介, 神谷佑, 溝口秀彰, 竹内希, 安岡康一
    • 雑誌名

      静電気学会誌

      巻: 40 ページ: 90-95

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Generation of Hydrogen Peroxide in Gas Bubbles Using Pulsed Plasma for Advanced Oxidation Processes2015

    • 著者名/発表者名
      R. Saeki, K. Yasuoka
    • 雑誌名

      IEEE Trans PLASMA SCIENCE

      巻: 43 ページ: 3440-3444

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多並列ピンホール放電を用いた過酸化水素生成と促進酸化処理の効率特性2016

    • 著者名/発表者名
      本戸達也, 中山遼, 立花孝介, 安岡康一
    • 学会等名
      電気学会プラズマ/パルスパワー/放電合同研究会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Parallel Operation of Pulsed Pinhole Discharges for Hydrogen Peroxide Generation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuoka, R. Saeki, and K. Ikeda
    • 学会等名
      Int. Sympo. High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Brno, Czech Republic
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 過酸化水素・オゾン法を用いた酢酸分解過程の精査と反応シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      溝口秀彰, 竹内希
    • 学会等名
      平成28年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 促進酸化に向けた水中ピンホール放電の並列運転と過酸化水素生成2016

    • 著者名/発表者名
      安岡康一, 池田圭, 村松純, 佐伯亮
    • 学会等名
      平成28年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simulation Model for Acetic Acid Decomposition by Ozone/Hydrogen Peroxide Process2015

    • 著者名/発表者名
      H. Mizoguchi, K. Tachibana, N. Takeuchi, and K. Yasuoka
    • 学会等名
      he 9th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 発表場所
      Nagasaki, Japan
    • 年月日
      2015-12-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pulsed AC Diaphragm Discharge for Mineralization of Highly Conductive and Polluted Wastewater Based on Ozone/Hydrogen Peroxide Process2015

    • 著者名/発表者名
      R. Saeki, Y. Kamiya, H. Mizoguchi, K. Tachibana, N. Takeuchi, and K. Yasuoka
    • 学会等名
      he 9th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 発表場所
      Nagasaki, Japan
    • 年月日
      2015-12-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical Analysis for Rapid and Efficient Treatment of Persistent Organic Compounds in Water Using Ozone/Plasma System2015

    • 著者名/発表者名
      N. Takeuchi, H. Mizoguchi, Y. Kamiya, R. Saeki, K. Tachibana, and K. Yasuoka
    • 学会等名
      3rd ISNPEDADM 2015 (New electrical technologies for environment)
    • 発表場所
      Saint Gilles Les Bains, Reunion island, France
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマ・オゾン法による水中有機物分解反応モデル2015

    • 著者名/発表者名
      竹内希,神谷佑,溝口秀彰,立花孝介,佐伯亮,安岡康一
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Plasama-Ozone Combination System for Mineralization of PersistentOrganic Compounds in Water2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamiya, R. Saeki, K. Tachibana, K. Yasuoka
    • 学会等名
      ISplasma2015
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2015-03-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ・オゾン併用方式による難分解性有機物の促進酸化処理2015

    • 著者名/発表者名
      神谷佑, 佐伯亮, 立花孝介, 安岡康一
    • 学会等名
      静電気学会春季講演会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2015-03-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズマを用いた促進酸化による水中難分解有機物の分解エネルギー効率2014

    • 著者名/発表者名
      安岡康一, 神谷佑, 佐伯亮, 立花孝介
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Advanced Oxidation Processes for Wastewater Treatment Using a Plasma/Ozone Combination System2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takeuchi, Y. Kamiya, R. Saeki, K. Tachibana, and K. Yasuoka
    • 学会等名
      67th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Raleigh, North Carolina, USA
    • 年月日
      2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Hydrogen Peroxide in Gas Bubbles Using Pulsed Plasma for Advanced Oxidation Processes2014

    • 著者名/発表者名
      R. Saeki and K. Yasuoka
    • 学会等名
      5th Euro-Asian Pulsed Power Conference
    • 発表場所
      Kumamoto, Japan
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plasma Processing of Persistent Organic Compounds in Wastewater2014

    • 著者名/発表者名
      Koichi Yasuoka and Takahiro Ishiguro
    • 学会等名
      9th International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma Pollution Control Technology & Sustainable Energy
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 年月日
      2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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