Application of advanced oxidation process combining microbubbles and plasma to decentralized low carbon sewage treatment facility

微泡与等离子体相结合的高级氧化工艺在分散式低碳污水处理设施中的应用

• 批准号: 21K05879
• 负责人: 松山 史憲
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Sasebo National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05879/
• 关键词: 促進酸化法; 液中放電; プラズマ; マイクロバブル; 水質浄化

本研究では，家庭用を想定した小型浄化槽の低炭素化を実現するために，独自設計の流体混合器を用いたマイクロバブルとプラズマを融合した促進酸化法を提案し研究を行ってきた．実用化のためには，気泡界面プラズマ形成機構の理解や高効率化と共に反応を制御することが必要不可欠である．そのため，プラズマ生成条件（印加電圧・電流、溶液ph、気泡径・量）と分解処理速度の関係性を実験により明らかにし，最終的には難分解性モデル物質分解反応の制御に挑む．本年度は昨年度に引き続き，高効率化を目指した装置内部の改良を行うとともに，処理液の物性による印加電圧・電流の違いを測定し，得られた成果は以下の3点である．(1)昨年度は，銅棒とその同心円状に設置されたワッシャーへと構造の改良を進めたが，さらに放電機構の検証を行い，ワッシャーのエッジ部を増加させることで，インジゴカルミン水溶液の酸化（脱色）実験において，脱色完了時間を3分短縮できた．(2)印加電圧とパルス数の処理効率への影響を調査するために，電流×電圧値とパルス数の積を一定にして比較実験を行った結果，処理効率に対しては印加電圧よりもパルス数がより支配的に作用することが分かった．(3)処理液の物性が印加電圧・電流に及ぼす影響を調査するため，人工海水をモデルに1～3％とその濃度を変化させて実験を行ったところ，電気伝導率が増加することと，表面張力の低下および気泡界面への影響により発生する気泡径が小さくなることから，水道水の場合に比べて1.4～2.2倍高い電圧を印加しなければプラズマ生成に至らないことが明らかとなった．

This study で は, family use を scenarios し た small slot の low carbon, at を be presently す る た め に, design の fluid mixer を alone with い た マ イ ク ロ バ ブ ル と プ ラ ズ マ を fusion し た promotes research acidification method proposed を し を line っ て き た. Be with the の た め に は, 気 bubble interface プ ラ ズ マ form institutions の understand や high rate of unseen と altogether に anti 応 を suppression す る こ と が need not owe で あ る. そ の た め, プ ラ ズ マ generated conditions (Inca electricity 圧, current, solution ph, 気 bubble diameter, volume) 処 と decomposition principle speed の masato is sexual を be 験 に よ り Ming ら か に し, final に は hard decomposition モ デ ル decomposition against 応 の suppression に pick む. This year's annual に は yesterday quoted き 続 き, high rate of unseen を refers し た の equipment improved line を う と と も に, の 処 manage fluid property に よ る Inca electric 圧 · current の violations い を し, too ら れ た results は の below 3 points で あ る. (1) annual は yesterday, tongbang と そ の concentric has drifted back towards ¥ shape に set さ れ た ワ ッ シ ャ ー へ の と structure improved を into め た が, さ ら に discharge institutions の 検 card line を い, ワ ッ シ ャ ー の エ ッ ジ department を raised plus さ せ る こ と で, イ ン ジ ゴ カ ル ミ ン の acidification (bleaching) aqueous solution be 験 に お い て, decoloring を 3 points out time shortening で き た. (2) the Inca electric 圧 と パ ル ス number の 処 manage working rate へ の impact を investigation す る た め に, current x on electric 圧 numerical と パ ル ス number の product を certain に し て comparison be 験 を line っ た results, 処 manage working rate に し seaborne て は Inca electric 圧 よ り も パ ル ス number が よ り に dominated role す る こ と が points か っ た. (3) の 処 manage fluid property が Inca electric 圧 · current に and ぼ す impact を investigation す る た め, artificial seawater を モ デ ル に 1 ~ 3% と そ を の concentration variations change さ せ て be 験 を line っ た と こ ろ, electric 気 伝 conductivity が raised plus す る こ と と, low surface tension の お よ び 気 bubble interface へ の influence に よ り 発 raw す る 気 bubble diameter が small さ く な る こ と か ら, Water に の occasion than べ て 1.4 ~ 2.2 times as high い electric 圧 を Inca し な け れ ば プ ラ ズ マ generated に to ら な い こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

流体混合装置とプラズマを用いた促進酸化法の応用性に関する研究

流体混合装置与等离子体加速氧化法的适用性研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 諏訪陵弥;一宮光悦;寺澤武;荒川俊也;松山史憲，中島賢治，城野祐生
• 通讯作者: 松山史憲，中島賢治，城野祐生

流体混合装置とプラズマを用いた促進酸化法の高効率化に関する研究

利用流体混合装置和等离子体提高加速氧化效率的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 平野将司;内田雅也;冨永伸明;有薗幸司;石橋弘志;松山史憲，中島賢治，城野祐生
• 通讯作者: 松山史憲，中島賢治，城野祐生

EXPERIMENTAL DEVELOPMENT OF AN ADVANCED OXIDATION PROCESS BY USING FLUID MIXING EQUIPMENT AND PLASMA

使用流体混合设备和等离子体进行高级氧化工艺的实验开发

• DOI: 10.1615/multscientechn.2021040278
• 发表时间: 2021
• 期刊: Multiphase Science and Technology
• 作者: Fuminori Matsuyama;Kenji Nakashima;Yuuki Johno
• 通讯作者: Yuuki Johno