高度電気浸透脱水処理システムの開発

本研究では,沈降濃縮領域から圧密脱水領域にいたる電場下の固液分離過程を解明することを目的としている。1.ベントナイト,パルプ短繊維,酸化亜鉛を実験試料に用い,これらを単独あるいは混合して均質な半固体状原料を調製し,定電流条件下での電気浸透脱水実験を行った。(試料の初期空隙比-脱水終了時の平均空隙比)/初期空隙比を脱水効果の尺度として定義した。研究者らの電気浸透脱水理論に基づくと,脱水効果は,電流密度,試料の表面電荷密度,予圧密圧九仕込み固体体積に依存する。脱水効果は,電流密度,表面電荷密度,仕込み固体体積とともに増加し,予圧密圧力とともに減少することを明らかにした。2.粒子群の力学的挙動をバネで近似したTerzaghiモデルに基づく沈降濃縮領域の電場下の圧密沈降理論を構築した。重力場で沈降平衡にある酸化亜鉛スラリーおよび酸化亜鉛とパルプ短繊維の混合スラリーの電場下の圧密沈降実験を行い,試料高さの経時変化および沈降終了時の空隙比分布を測定した。圧密沈降過程の進行度を記述する平均圧密比の実測値および沈降終了時の空隙率分布の実測値は,Terzaghiモデルに基づく理論計算値と良好に一致した。圧密沈降の効果を,(試料の初期平均空隙比-沈降終了時の平均空隙比)/初期平均空隙比で定義した。理論に基づくと,電流密度と仕込み固体体積が沈降効果に影響を与える。実験の結果,電流密度の影響がより顕著であった。3.固液分離装置を設計する際に不可欠な試料の圧縮透過特性を得る方法を検討した。種々の固液系において求めた圧縮・透過データを,ニューラルネットワーク(梱)の学習・推論機能を用いて統合し,新規な固液系の圧縮・透過特性が精度よく推定できることを明らかにした。

本研究では,沈降濃縮領域から圧密脱水領域にいたる電場下の固液分離過程を解明することを目的としている。1.ベントナイト,パルプ短繊維,酸化亜鉛を実験試料に用い,これらを単独あるいは混合して均質な半固体状原料を調製し,定電流条件下での電気浸透脱水実験を行った。(試料の初期空隙比-脱水終了時の平均空隙比)/初期空隙比を脱水効果の尺度として定義した。研究者らの電気浸透脱水理論に基づくと,脱水効果は,電流密度,試料の表面電荷密度,予圧密圧九仕込み固体体積に依存する。脱水効果は,電流密度,表面電荷密度,仕込み固体体積とともに増加し,予圧密圧力とともに減少することを明らかにした。2.粒子群の力学的挙動をバネで近似したTerzaghiモデルに基づく沈降濃縮領域の電場下の圧密沈降理論を構築した。重力場で沈降平衡にある酸化亜鉛スラリーおよび酸化亜鉛とパルプ短繊維の混合スラリーの電場下の圧密沈降実験を行い,試料高さの経時変化および沈降終了時の空隙比分布を測定した。圧密沈降過程の進行度を記述する平均圧密比の実測値および沈降終了時の空隙率分布の実測値は,Terzaghiモデルに基づく理論計算値と良好に一致した。圧密沈降の効果を,(試料の初期平均空隙比-沈降終了時の平均空隙比)/初期平均空隙比で定義した。理論に基づくと,電流密度と仕込み固体体積が沈降効果に影響を与える。実験の結果,電流密度の影響がより顕著であった。3.固液分離装置を設計する際に不可欠な試料の圧縮透過特性を得る方法を検討した。種々の固液系において求めた圧縮・透過データを,ニューラルネットワーク(梱)の学習・推論機能を用いて統合し,新規な固液系の圧縮・透過特性が精度よく推定できることを明らかにした。