1998 Fiscal Year Annual Research Report
超臨界水酸化による汚泥等廃棄物の高効率処理ならびにエネルギー回収
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09450294
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
後藤 元信 熊本大学, 工学部, 助教授 (80170471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
広瀬 勉 熊本大学, 工学部, 教授 (40037841)
児玉 昭雄 熊本大学, 工学部, 助手 (30274690)
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| Keywords | 超臨界水酸化 / 廃棄物処理 / 下水汚泥 / 蒸留廃液 / 反応速度解析 / 活性化エネルギー / 触媒 |
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| Research Abstract |
下水汚泥などの難分解性物質を含めた廃棄物、有害不用物の完全分解ならびにエネルギー回収のための超臨界水プロセスを開発することを目的とした。本年度は回分反応器を用いて、様々な温度における反応速度を測定し、速度解析から反応速度式を決定した。特に、総有機炭素あるいは中間体として生じるアンモニアの分解速度に着目した。また、触媒等による反応促進ならびに操作条件の緩和の検討をした。
実験では下水余剰濃縮汚泥、糖蜜アルコール蒸留廃液、焼酎廃液の分解を行った。酸化剤としては過酸化水素水を用いた。酸素源として過酸化水素水を用いた。反応後の液相の生成物について全有機炭素量(TOC)の測定、残存するアンモニアおよび有機酸の分析を行った。各種廃棄物におけるTOC基準の分解反応に対する1次反応速度定数を求めた。さらに、汚泥等の廃棄物中の炭素分は直接二酸化炭素を生成する反応と酢酸等の難分解性中間体を経て最終生成物に反応する反応の並発逐次反応であると仮定した反応モデルを構築し、実験データをシミュレートした。また、中間生成物であるアンモニアの分解速度定数を求めた。汚泥の分解におけるアンモニア分解速度定数は純粋なアンモニア分解の文献値の延長線上にあった。逐次並発反応モデルと単一反応モデルによって反応速度定数を算出し、活性化エネルギーを求めた。得られた値は文献値と近い値が得られ、反応においては難分解性中間体の分解が律速であることがわかった。触媒としてルテニウム/アルミナ、チタニア、マンガン/セリウムなどを充填した場合は分解が促進されることがわかった。
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[Publications] Motonobu Goto et al.: "Supercritical Water Oxidation for the destruction of Municipal Excess Sludge and Alcohol Distillery Wastewater of Mutation" J.Supercritical. 13・1-3. 277-282 (1998)
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[Publications] 後藤元信 他: "兆輪会技術による廃棄物の資源化" ケミカルエンジニヤリング. 44. (1999)
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[Publications] Motonobu Goto et al.: "Kinetic Analysis for Destruction of Municipal Sewage Sludge and Alchol Distillery Wastewater by Supercritical Water Oxidatron" Industrial & Engineering Chemistry Research. 38. (1999)
