マイクロバブル放電を用いた水質浄化装置の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13878083
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安藤 晃 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90182998)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 犬竹 正明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90023738) ; 服部 邦彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90261578)
• Keywords: マイクロバブル / 水質浄化 / 水中アーク放電

Research Abstract

本研究は、水中で発生させたマイクロバブルと放電現象を組み合わせることにより従来にない新しい水質浄化法を開発することである。本年度は、昨年度に引き続き水中アーク放電による水質浄化実験を継続し、さらにアーク放電時に気体をバブリングするための電極を製作した。この装置は、円筒アクリル製の容器(直径30cm、深さ50cm)に鉄製の対向電極を設け、パルス幅200μs、最大電力40MWのアーク放電を行う。新たにこの対向電極の下部に同軸状のガス導入口を設け、任意の気体を導入できるように改良した。
今年度の実験では、空気を毎分10リットル導入し、電極周辺にバブリングを行いアーク放電を試みた。ガスを導入しない時に比べ、放電時に発生する圧力上昇は約1/10程度に減少した。一方、このガスの導入によって、放電形態(電流電圧依存、時間変化など)に大きな変化が生じることはなかった。水質浄化の評価を行うために寒天培地法による細菌培養を行い放電回数と総細菌数の関係を調べた。ガス導入あるなしに関わらず、数10回の放電で約30%程度の減菌がみられ両者とも同程度の効果が見られた。
アーク放電時に発生する紫外線やプラズマにより生成される活性分子および衝撃波のどれが浄化に効果的に作用しているかを評価することを目的として、現在、酸素などのガスを選択的に用いて活性イオン・原子種の生成を行い浄化効果を確かめる実験を進めている。今後さらにマイクロバブル発生装置の設計と電圧印加法についての基礎的な知見が得られると期待できる。

Research Products

• [Publications] K.Hattori: "Pulsed Are Electrohydraulic Discharges for Water Purification"The Papers of Joint Technical Meeting on Plasma Science and Technology and Pulsed Power Technology, IEE Japan. PST-02-77, PPT-02-34. 85-90 (2002)