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生活排水や工業排水中には様々な化学物質が含まれている。その多くは排水処理施設等を経由するが、ここで分解・除去できないものは自然環境中に放出されることになる。自然の浄化作用により分解されない難分解性有害物質の存在が明らかになるにつれ、河川や湖沼、地下水等への影響、とりわけ生物多様性への影響が懸念されている。本研究ではこれら有害物質の除去に対応できる新しい技術である、酸化力の高いOHラジカルを効率良く発生し、これにより有害物質を分解処理する技術について検討した。特に、効率のよいパルスパワー回路および放電電極の構造、さらに微生物への影響について検討した。
電源回路については、省エネ化のための回路の構成を明らかにした。多数の半導体素子を同時運転する必要があるが、負荷短絡などの極端な場合にも電流を均等にする作用を失わない回路を提案した。８個の半導体素子を同時運転するモジュールを２基並列運転することにより、容量性負荷に対して1 MWの出力を得た。放電電極については、水中に設けた円柱を高速回転させて空気を導入し、導入された空気と円柱表面の水中電極との境界で沿面放電させた。この構造により電極に対する処理水の速度を容易に高めることができ、コンパクトであるが十分な分解能力が得られた。
最終年度にはこの処理の微生物への影響を調べた。高電圧放電の時間が長くなると殺菌効果が顕著となったが、それまでの間に有害物質の酸化分解をある程度進めておくことが可能であった。適度な放電を行うことにより有害物質は細菌により分解されやすい状態に変化して、細菌が実際に増殖することが分かった。つまり、細菌が放電の影響により死滅しないリアクタの運転パターンとすることが可能であり、一つの処理槽において、高電圧の処理に引き続いて微生物による分解作用を利用すれば、コンパクトで電力消費が少ない排水処理法を構成しうることが示唆された。
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