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オゾンラボ

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水槽内のオゾン濃度コントロール

◆ 研究課題

活ホタテを船で輸送するときに、ホタテが排出するアンモニアが蓄積することが問題となっているため、解決方法としてオゾンを用いたアンモニア分解を提案する。
ただし、実用段階でのオゾン濃度監視については高価なオゾンモニターなどを利用することは困難であるため、シンプルな方法でホタテを入れた水槽のオゾン濃度を安定してコントロールする必要がある。
その方法としてオゾンガスの間欠的にバブリングすることにより、オゾン濃度を安定してコントロールできることを確認する。

◆ 実験方法

水中にオゾンガスをバブリングすることで気液混合する。
タンク水量に応じて気液混合できるガス量が一定(飽和空気量)になる。
その後、オゾンガス供給を停止することで水中のオゾンが自然分解し濃度が低下する。
さらにオゾンガスをバブリングすることでオゾン濃度を上昇させる。
オゾンガスのバブリング間隔を調整することでオゾン濃度をコントロールする。

オゾン水濃度は荏原製作所の“検たろう”を用いて測定し、オゾン水濃度のコントロールレベルを評価する。

水中バブリングによるオゾン濃度のコントロール実験
水中バブリングによるオゾン濃度のコントロール実験

◆ 実験結果

バブリング周期とオゾン濃度推移

◆ 結論

間欠的なオゾンガスのバブリングにより、水槽内のオゾン濃度を安定的にコントロールすることができることを確認した。
60分周期(水温8℃)のテストについては、水槽内のオゾン濃度を0.04ppmレベルで維持することができる。
30分周期(水温8℃)のテストについては、水槽内のオゾン濃度を0.08ppmレベルで維持することができる。

◆ 考察

実用段階ではオゾンを効率よく利用するために高効率な気液混合方式によりシステムを設計する必要があるが、第二ステップの実験として単純な水中バブリングによりアンモニア除去の効果を確認する。
今回はホタテを保管する水槽環境を想定したため水温を8℃としたが、参考として、20℃の水温における濃度推移も確認する。