ケミカルフリーな微粒子回収技術の深化とリサイクル工学としての体系化

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様々な粒子のスラリーに直流電場を印加し、粒子凝集効果並びに粒子沈降促進効果を評価した。粒子凝集効果については、電場印加後のスラリーの粒子径分布測定及び沈降試験から凝集体サイズを評価した。沈降促進効果については、電場印加中のスラリー界面位置の経時変化をデジタルカメラで撮影し解析した。特に電場印加中の電極近傍で観察された無粒子層の上昇挙動を観察した。電場印加中のスラリー槽の変化として、スラリーのpH変化及び電極付近のpH変化を測定した。その結果、粒子の凝集効果に粒子の材質依存性があるのは、粒子のゼータ電位のpH依存性と電場印加中の電極付近のpH変化が関係していることを明らかにした。電場印加後のスラリーの沈降試験から、電場印加中に形成された凝集体は電場印加後もそのまま残り、凝集体単位で沈降することが明らかとなった。さらに、粒子沈降促進効果には凝集体形成による沈降速度の増加のみならず、電極近傍に形成される無粒子層が寄与していることを明らかにした。無粒子層の形成は粒子が帯電していることに起因して起こることが明らかとなったことから、この沈降促進効果は粒子凝集効果が見られないスラリーについても機能すると考えられ、今後の応用可能性を広げることができた。さらに多層傾斜板電極付き沈降槽によりシリコンスラッジの分離実験を行い、電場印加条件が分離効率に及ぼす影響を調査した。印加電圧を大きくすることで粒子の沈降促進効果を増大させ、スラリー供給量を増加させても連続分離できることを明らかにした。さらに、既存の沈降槽に多層傾斜板電極を後から備え付ける可能性を考慮し、投げ込み式の多層傾斜板電極を設計した。