| 研究課題/領域番号 |
15K05927
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
柳平 丈志 茨城大学, 工学部, 教授 (10323213)
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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 | 浄水処理 / 排水処理 / パルスパワー / 難分解性物質 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は処理効率を高めるための処理装置（リアクタ）の形式・駆動条件および、パルス電源回路方式について検討した。
リアクタの形式については、処理水の表面近くに設けた電極から処理水に向かうコロナ放電および水面の沿面放電を同時に発生させ、この時生じる化学活性種を有機物酸化促進に利用する形式としたときの流速と処理効率との関係を求めた。その結果、流速の増加により処理効率の増加が認められたため、処理水を噴流としたうえで平板にほぼ垂直に衝突させた「壁噴流」とすることで一層高速の流れになることを利用し、効率の増加を目指す実験を行った。しかしこの形式では効率を得るに十分な流速と実用規模の流量を両立することが容易ではないことがわかった。
このため、新たな形式のリアクタを、実用上の観点を含む次の４点すなわち「処理能力を発揮するために十分な流速が得られること」「処理水が通過する部分に突起が無いこと」「化学活性種の原料となる空気が自然に供給されること」「動作電圧ができる限り低いこと 」を主眼として構造を検討した結果、水中に設けた円柱体をモータで高速回転させ、回転軸上に設けた空気導入経路に沿って空気を導入し、これに隣接した水中電極の表面と空気との境界面で沿面放電させる形式とすべきとの結論に至った。試作機により、この構造では筆者の予測通りモータの回転数とパルス電源の繰り返し周波数の組み合わせが処理効率に影響することを確認した。その一方で、試作機では昨年度に製作した500キロワット級電源の発生する電力量を使い切れないことが判明した。
回路方式については、昨年度に試作した方式（CLC回生方式）に比べて負荷静電容量の変動に強いと考えられる「CL-LC回生方式」を試作および検討した結果、CLC回生方式に比べて実用上の優位性は認められなかった。以上、実用機の開発に必要と思われる知見が得られた。
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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
回路方式およびリアクタについて具体的な検討が進んだ結果、次年度に小規模な浄水処理の実験が可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
浄水効果と省エネルギー効果を小規模な処理実験により評価する。特に、本年度に検討した方式では処理能力を増加できる可能性があることから、浄水のみならず排水処理実験も視野に入れた実験を行いたい。そこで当初計画に加え、水源地の河川に排出される可能性のある難分解性殺菌剤を処理対象として、本方式による生分解性の変化についても観察したい。これに用いるＤＯ（溶存酸素量）、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）の測定に関する準備を開始している。回路方式については２年間の実験結果を踏まえて、連続運転およびパルス幅短縮のための一部改良（電力素子の変更、トランスの改良）を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
電源回路の特性と能力に適合するリアクタとするために試作を重ねる過程で、当初の計画を変更したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
電源回路の改良および浄水・排水処理実験のために、次年度使用額と翌年度分の助成金を合わせて支出したい。
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