| 研究概要 |
アクリルアミド系ポリマーの特異な感温特性を利用した新規な感温性多孔質ゲルの合成法の開発と、この種のゲルを用いた余剰活性スラッジの脱水システム構築の可能性について検討した。
1. 新規な合成法の開発:主モノマーにはN,N-ジエチルアクリルアミド(DEAA)およびN-イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)を用いた。これらのモノマー自身には感温性はないが、ポリマーになるとそれぞれ約32℃および31℃で疎水性に転移する。これらのモノマーを架橋剤と混合し、転移温度以上でラジカル重合を行うと容易に多孔質ゲルが得られ、構造は合成温度および架橋剤濃度によって制御できることを見いだした。合成温度が40℃を超えると、数ミクロンのゲル微粒子とマクロポアから成る明確な多孔質構造が形成された。また、架橋剤濃度の増加に伴ってゲル微粒子の径が減少した。
2. 膨潤・収縮挙動:温度40℃以上で合成した多孔質ゲルは、水の移動抵抗が小さいために変形を伴わずに素速く膨潤・収縮した。膨潤速度は均質(非多孔質)ゲルに比べて数百倍大きく、ゲルの大きさの2乗に反比例することを見いだした。また、収縮はほぼ伝熱律速であった。
3. 高濃度洗米廃水の脱水試験:約70000ppmの高濃度の有機物を含む洗米廃水(初期含水率約93%)400mL、を、合成温度50°C、合成径3.5mmのゲル約100個を用いて脱水試験を行った。50℃で収縮させたゲルを10℃で15〜30分間吸水させ、この操作を5回繰り返すと、含水率は約70%まで低下した。
4. 総括:ゲルの合成条件を選ぶと、本研究で提案した新規な脱水システム構築の可能性があることが明らかとなった。今後は、実用化に向けての更なる検討が必要である。
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