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2010 年度 実績報告書

可逆凝集-多段超高圧圧搾システムによる難脱水性汚泥の高速減量化プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22656175
研究機関名古屋大学

研究代表者

入谷 英司  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60144119)

研究分担者 片桐 誠之  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00345919)
キーワード可逆凝集 / 超高圧圧搾 / 廃棄物 / 汚泥 / 減量化 / pH / 電解質 / 脱水
研究概要

本研究では、産業廃棄物の中で最も大きな排出量割合を占める汚泥を減量化するための革新的な脱水技術として、可逆凝集と多段超高圧圧搾とを融合させた脱水法を提案し、難脱水性汚泥の高速減量化の可能性を探究する。具体的には、汚泥を緩く凝集させて粗大フロックを形成させ、0.1~0.5MPaの低圧下で圧搾して自由水を迅速に除去し脱水ケークを得た後、可逆凝集によりフロックを崩壊させ、さらに圧力のステップ増加により5~20MPaの超高圧を作用させ束縛水を除去し極低含水率ケークを得て、汚泥の高速減量化を図る。本年度は、難脱水性有機汚泥として下水余剰汚泥を例にとり、pH調整や電解質添加による可逆凝集を検討し、低圧圧搾での高速脱水と超高圧圧搾での含水率低減化への効果を確認した。その結果、多価イオンの無機電解質の添加による凝集操作が、低圧圧搾速度の顕著な増大を引き起こすことが明らかとなった.また、透水による可逆凝集の効果も顕著で、引き続いて行った10MPaの超高圧圧搾と組み合わせて、ケーク含水率を最終的に37%まで低減でき、減量化の程度で数値化すると、99.32%の減量化が達成された。この結果は、現存技術の最高水準である60~70%を遙かに凌いでおり、併せて脱水速度の観点からも満足のいくもので、本技術が脱水時間と脱水度の両面から、現存技術に比べ格段に優れていることを実証した。また、微生物細胞内の水分が70~80%であることを考えると、この37%という低い含水率は、単にフロックの崩壊による汚泥粒子間の自由水や粒子表面の付着水だけでなく、細胞内に含まれる束縛水も除去されていることを示し、脱水メカニズムの解明が今後の課題となる。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Analysis of Clogging Behaviors of Diatomaceous Ceramic Membranes During Membrane Filtration Based upon Specific Deposit2010

    • 著者名/発表者名
      Iritani, Eiji
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 56 ページ: 1748-1758

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Gel Particle Softness on the Performance of Cross-Flow Microfiltration2010

    • 著者名/発表者名
      Iritani, Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 365 ページ: 130-137

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Stage Process of Single-Pass Inclined Ultrafiltration for Affinity Chiral Separation2010

    • 著者名/発表者名
      Iritani, Eiji
    • 雑誌名

      Filtration

      巻: 10 ページ: 211-218

    • 査読あり
  • [学会発表] 可逆凝集を用いたステップ超高圧圧搾による難脱水性有機汚泥の高速減量化技術の開発2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司,片桐誠之,鷲津拓也
    • 学会等名
      第21回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 発表場所
      金沢市文化ホール(石川県)
    • 年月日
      2010-11-04
  • [学会発表] Consolidation Properties of Tofu and Okara as Soft Colloids2010

    • 著者名/発表者名
      Iritani, Eiji
    • 学会等名
      European Conference on Fluid-Particle Separation (FPS) 2010
    • 発表場所
      Lyon(France)
    • 年月日
      2010-10-05
  • [学会発表] 酵母懸濁液のデッドエンド精密濾過特性の評価2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2010-09-07
  • [学会発表] 膜細孔閉塞・ケーク堆積コンバインドモデルによる希薄コロイドの精密濾過挙動の解析2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2010-09-07
  • [学会発表] 可逆凝集-多段超高圧圧搾システムによる下水汚泥の高速減量化プロセスの開発2010

    • 著者名/発表者名
      鷲津拓也,入谷英司
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府)
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Analysis of Creep Effect in Consolidation of Tofu and Okara as Soft Colloids2010

    • 著者名/発表者名
      Iritani, Eiji
    • 学会等名
      19th International Congress of Chemical and Process Engineering (CHISA 2010)
    • 発表場所
      Prague(Czech Republic)
    • 年月日
      2010-08-30
  • [学会発表] エマルションスラリーの膜濾過における濾過・圧密・油滴透過特性2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 学会等名
      分離技術会年会2010
    • 発表場所
      明治大学(東京都)
    • 年月日
      2010-06-04
  • [学会発表] 粒子・液体系分離技術の今後を探る2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 学会等名
      分離技術会年会2010
    • 発表場所
      明治大学(東京都)
    • 年月日
      2010-06-03
  • [図書] 絵とき 濾過技術 基礎のきそ2011

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      日刊工業新聞社
  • [図書] 分離技術ハンドブック2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 総ページ数
      897-903
    • 出版者
      分離技術会
  • [図書] 冷凍空調便覧2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 総ページ数
      266-272
    • 出版者
      日本冷凍空調学会
  • [図書] 初歩から学ぶ粉体技術2010

    • 著者名/発表者名
      入谷英司
    • 総ページ数
      109-116
    • 出版者
      工業調査会

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公開日: 2012-07-19  

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