| 研究課題/領域番号 |
15H04040
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| 研究機関 | 大同大学 |
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研究代表者 |
棚橋 秀行 大同大学, 工学部, 教授 (00283234)
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| 研究分担者 |
菊本 統 横浜国立大学, その他の研究科, 准教授 (90508342)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 土壌汚染浄化 / 環境技術 / 地盤工学 / 土壌圏現象 |
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| 研究実績の概要 |
工場から地盤内に漏洩した機械油に対し、本研究では、流れ場制御による浄化技術を新たに着想した。1)互いに反応して発泡する２種類の界面活性剤の水溶液を上下から投与する。2)このうち下方投与側に増粘剤を添加することで浸透域を下から拡大させる。3)反応帯を上方に徐々に移動させ、下から上にスキャンするようにムラなく汚染油を回収する、という技術である。大型土槽（幅2m）を用いた浄化実験を行ったところ、発泡反応によって発生した気体が上流側で界面活性剤の浸透を阻害し、地表面に噴出してしまう問題が明らかとなった。一方、とくに化学反応や増粘剤の添加を行わない界面活性剤でも、流れを脈動的にすることで定常投与よりもムラなくかつ少量で汚染油を回収することができることを小型土槽（幅60cm）を用いた実験から見出した。そこで、本年度の研究ではこれを流れ場制御の主力技術とし発泡反応は補助的に用いるのが良いのではないかと考え、界面活性剤をどのようなパターンで投与するのが最も効果的であるのかを中心に実験を行った。この実験結果は非常に好ましく、従来よりも時間・界面活性剤使用量とも60%ほどに抑えることに成功した。小型土槽（幅60cm）を用いた実験で最も効果的であった界面活性剤の投与パターン３つにより大型土槽（幅2m）を用いた浄化実験を行ったが、下流側で汚染油が残留した。これは界面活性剤の脈動が上流から1mほどまでしか及ばず、下流側では機械油の下方を定常流的に通過しているためであることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまでは界面活性剤の投与パターン制御により流れ場を脈動させていたが、今年度の実験の問題点（界面活性剤の脈動が上流から1mほどまでしか及ばず、下流側では機械油の下方を定常流的に通過している）に対する検討を通じて、下流側の吸引パターンを制御する新しい技術を着想するに至った。
下流側の吸引孔の位置が実験中の水面となるが、空気も吸うために汚染油を含む液体に対する吸引力はどうしても低下する。これに対し、吸引孔を複数埋設し、吸引ポイントを徐々に下げてゆくことで常に液相に有効な吸引圧を作用させることが可能となる。最下段の吸引孔を使用したあとは水位を最上段の吸引孔まで上昇させる。これを繰り返すのであるが、水位を下降・上昇させるこの制御はこれまでの界面活性剤を横からぶつける方法よりも界面活性剤との接触面積が飛躍的に大きくなるため地盤内の油分を全体的に乳化・可動化させる効果が大きいと考えられる。
このように、今年度の実験の問題点に対する検討を通じて、新しい技術を着想するに至ったことから、おおむね順調に進展している、と考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究でこれまでに見出した流れ場制御は以下の①から④の４つである。
①界面活性剤の投与パターン制御による流れ脈動②下流側の吸引パターン制御による水位下降・上昇による地盤内の油分の全体的な乳化・可動化③増粘剤添加液の浄化完了域封鎖による、浄化未完了域に対する投与の効率化④二液反応発泡による界面活性剤と汚染油の攪拌・乳化の促進
このうち、②の下流側の吸引パターン制御による水位下降・上昇による地盤内の油分の全体的な乳化・可動化は、①の界面活性剤の投与パターン制御による流れ脈動よりも地盤内の流れ場に与えるインパクトが大きいと思われるため、これを中心に置きたいと考える。
これまでの実験から小型土槽実験での結果が大型土槽実験では役に立たないことがほとんどであったので、2016年度は大型土槽実験のみを行う予定である。
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