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2017 年度 実績報告書

マイクロバブル混合スラリーの特異的固液分離挙動の解明と固液分離の高効率化

研究課題

研究課題/領域番号 15H04176
研究機関大阪府立大学

研究代表者

岩田 政司  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10151747)

研究分担者 田中 孝徳  大阪電気通信大学, 工学部, 講師 (30581889)
安田 昌弘  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40264808)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード気泡径 / 加圧溶解方式 / プリコート濾過
研究実績の概要

本研究は,固液分離操作に対するマイクロバブルの添加効果を調査することを目的としている。
前年度に引き続き,加圧溶解式マイクロバブル発生機によりマイクロバブル含有水を調製し,マイクロバブルの挙動を調査した。発生機より放出されたマイクロバブル含有水は,水槽に貯められ,再び発生器のポンプに吸い込まれ循環する発生方式である。マイクロバブル含有水を石英セルや血球計算板などの容器壁と接触させ,容器の表面に付着した気泡を対象として,気泡径の分布の経時変化ならびに個々の気泡の大きさの経時変化を詳細に調査した。加圧溶解式マイクロバブル発生機の吐き出し圧力が高いほど石英セルに付着した気泡のメジアン径は小さくなった。臨界直径以下の気泡は収縮し,臨界直径以上の気泡は膨張するが,その収縮・膨張挙動は,マイクロバブル含有水の自由界面と気泡との距離にも依存することが明らかとなった。溶存空気濃度の経時変化ならびにそれと連動した気泡径の経時変化を記述できる理論式を導出し,実測結果と良好に一致することを示した。
マイクロバブル含有水をポリメチルメタクリレート粒子懸濁液と混合すると,臨界直径以下の気泡に付着した粒子はマイクロバブルの収縮に伴い,互いに接近し凝集する。しかしながら,この気泡の収縮過程は,粒子が付着していない気泡に比べ,かなり遅い過程であることが分かった。したがって,マイクロバブルによる凝集効果を期待する場合には,十分な処理時間をとる必要がある。
珪藻土を用いたプリコート濾過におけるプリコート層の調製時に,マイクロバブル含有水を用いると,プリコート層の寿命が飛躍的に伸びることを確認した。プリコート条件を整えることにより,有効濾過面積が劇的に増加し,このことがプリコート層の寿命の延長ならびに濾過対象物の抑留能力の増加につながることを示した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 水中の空気ファインバブルの収縮・膨張挙動2018

    • 著者名/発表者名
      宋 彦舟,柴田 晃宏,岩崎 智宏,岩田 政司,小栗 秀一郎,北川 富則,柳下 幸一
    • 学会等名
      化学工学会 第83年会
  • [学会発表] プリコートろ過におけるファインバブル添加によるプリコート層の改質2017

    • 著者名/発表者名
      柴田 晃宏,宋 彦舟,岩田 政司,小栗 秀一郎,北川 富則,柳下 幸一
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会

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公開日: 2018-12-17  

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