JPH09206796A - 有機性汚泥の酸化処理方法 - Google Patents
有機性汚泥の酸化処理方法Info
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- JPH09206796A JPH09206796A JP3905196A JP3905196A JPH09206796A JP H09206796 A JPH09206796 A JP H09206796A JP 3905196 A JP3905196 A JP 3905196A JP 3905196 A JP3905196 A JP 3905196A JP H09206796 A JPH09206796 A JP H09206796A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価な薬剤とか装置を用いることなく、処理
液が着色せず、反応器の腐食も抑制できる有機性汚泥の
酸化処理方法を提供する。 【解決手段】 有機性汚泥を湿式酸化処理する方法にお
いて、該汚泥に高温高圧条件下で直流電圧３を印加し、
汚泥中の有機物を酸化分解処理することとしたものであ
り、前記酸化処理は、内壁面が金属製の反応器１で行
い、該金属製の内壁面を陰極として作用させることがで
き、前記被処理汚泥は、塩素イオン濃度が０．５ミリモ
ル／リットル以上となるように調整するのがよく、ま
た、前記直流電圧の印加は、陽極２として塩素発生型電
極を用いることができる。
液が着色せず、反応器の腐食も抑制できる有機性汚泥の
酸化処理方法を提供する。 【解決手段】 有機性汚泥を湿式酸化処理する方法にお
いて、該汚泥に高温高圧条件下で直流電圧３を印加し、
汚泥中の有機物を酸化分解処理することとしたものであ
り、前記酸化処理は、内壁面が金属製の反応器１で行
い、該金属製の内壁面を陰極として作用させることがで
き、前記被処理汚泥は、塩素イオン濃度が０．５ミリモ
ル／リットル以上となるように調整するのがよく、ま
た、前記直流電圧の印加は、陽極２として塩素発生型電
極を用いることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機性汚泥の酸化
処理方法に係り、特に、汚水の生物処理により発生する
余剰の有機性汚泥を湿式酸化処理する方法に関する。
処理方法に係り、特に、汚水の生物処理により発生する
余剰の有機性汚泥を湿式酸化処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】標準活性汚泥法に代表される汚水の生物
処理方法は有機性汚水の浄化に広く用いられている。し
かし、この方法においては、分解した有機物の量に比例
して余剰の有機性汚泥が発生し、その処理が大きな課題
となっている。有機性汚泥の処理方法は焼却や溶融等の
乾式処理方法と、アルカリ処理・嫌気消化や好気消化等
の湿式処理方法とに分けられるが、湿式処理方法の中で
は、１５０℃以上の高温において有機性汚泥を可溶化さ
せる熱処理法や、高温高圧条件下で空気や過酸化水素等
の酸化剤と酸化触媒とを添加して有機性汚泥を酸化分解
する湿式酸化法が提案されていた。
処理方法は有機性汚水の浄化に広く用いられている。し
かし、この方法においては、分解した有機物の量に比例
して余剰の有機性汚泥が発生し、その処理が大きな課題
となっている。有機性汚泥の処理方法は焼却や溶融等の
乾式処理方法と、アルカリ処理・嫌気消化や好気消化等
の湿式処理方法とに分けられるが、湿式処理方法の中で
は、１５０℃以上の高温において有機性汚泥を可溶化さ
せる熱処理法や、高温高圧条件下で空気や過酸化水素等
の酸化剤と酸化触媒とを添加して有機性汚泥を酸化分解
する湿式酸化法が提案されていた。
【０００３】しかし、従来の熱処理法では、有機性汚泥
が可溶化した処理液が着色し、後処理工程においても脱
色できない問題点と、処理液が悪臭を帯びる問題点があ
った。一方、湿式酸化法では、高価な酸化触媒を使用す
ることや酸化薬剤を過剰に加える必要があることから、
ランニングコストがかかる問題があった。また、酸化剤
として空気や酸素ガスを使用する場合では、高圧のコン
プレッサーが必要となるので装置コストがかさむという
問題もあった。さらには、熱処理法、とりわけ湿式酸化
処理は高温高圧条件下における酸化反応なので、金属に
対する腐食性が極めて厳しく、反応器材料の耐食性に対
する高い要求から、反応器の製造コストが高くならざる
を得ない等の問題も生じた。
が可溶化した処理液が着色し、後処理工程においても脱
色できない問題点と、処理液が悪臭を帯びる問題点があ
った。一方、湿式酸化法では、高価な酸化触媒を使用す
ることや酸化薬剤を過剰に加える必要があることから、
ランニングコストがかかる問題があった。また、酸化剤
として空気や酸素ガスを使用する場合では、高圧のコン
プレッサーが必要となるので装置コストがかさむという
問題もあった。さらには、熱処理法、とりわけ湿式酸化
処理は高温高圧条件下における酸化反応なので、金属に
対する腐食性が極めて厳しく、反応器材料の耐食性に対
する高い要求から、反応器の製造コストが高くならざる
を得ない等の問題も生じた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、高価な薬剤とか装置を用いること
なく、処理液が着色せず、また、反応器の腐食も抑制で
きる有機性汚泥の酸化処理方法を提供することを課題と
する。
術の問題点を解消し、高価な薬剤とか装置を用いること
なく、処理液が着色せず、また、反応器の腐食も抑制で
きる有機性汚泥の酸化処理方法を提供することを課題と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、有機性汚泥を湿式酸化処理する方法に
おいて、該汚泥に高温高圧条件下で直流電圧を印加し、
汚泥中の有機物を酸化分解処理することを特徴とする有
機性汚泥の酸化処理方法としたものである。前記酸化処
理方法において、酸化処理を内壁面が金属製の反応器で
行い、該金属製の内壁面を陰極として作用させることが
でき、また、被処理汚泥は、塩素イオン濃度が０．５ミ
リモル／リットル以上となるように調整しておくのがよ
く、さらに、直流電圧の印加を、陽極として塩素発生型
電極を用いて行うこともできる。
に、本発明では、有機性汚泥を湿式酸化処理する方法に
おいて、該汚泥に高温高圧条件下で直流電圧を印加し、
汚泥中の有機物を酸化分解処理することを特徴とする有
機性汚泥の酸化処理方法としたものである。前記酸化処
理方法において、酸化処理を内壁面が金属製の反応器で
行い、該金属製の内壁面を陰極として作用させることが
でき、また、被処理汚泥は、塩素イオン濃度が０．５ミ
リモル／リットル以上となるように調整しておくのがよ
く、さらに、直流電圧の印加を、陽極として塩素発生型
電極を用いて行うこともできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、従来行なわれている湿式酸化法における高温
高圧条件、即ち、１２０〜３７０℃で水飽和蒸気圧以上
の亜臨界条件、又は更に超臨界条件下で、反応槽に少な
くとも１対の電極を備え付けて、被処理汚泥に連続的又
は断続的に（パルスでも良い）直流電圧を印可すること
により、陽極で発生した塩素系酸化剤又は酸素によっ
て、汚泥中の有機物を分解するものである。また、反応
器の内壁そのものを陰極として用いることにより、反応
器の腐食を防止することができる。このことにより、陰
極に用いられる反応器の材質は金属製のものが好まし
く、従来のハステロイドやチタンの他に、安価な炭素鋼
やステンレス鋼等も用いることができる。
本発明は、従来行なわれている湿式酸化法における高温
高圧条件、即ち、１２０〜３７０℃で水飽和蒸気圧以上
の亜臨界条件、又は更に超臨界条件下で、反応槽に少な
くとも１対の電極を備え付けて、被処理汚泥に連続的又
は断続的に（パルスでも良い）直流電圧を印可すること
により、陽極で発生した塩素系酸化剤又は酸素によっ
て、汚泥中の有機物を分解するものである。また、反応
器の内壁そのものを陰極として用いることにより、反応
器の腐食を防止することができる。このことにより、陰
極に用いられる反応器の材質は金属製のものが好まし
く、従来のハステロイドやチタンの他に、安価な炭素鋼
やステンレス鋼等も用いることができる。
【０００７】このような構成とすることにより、反応器
の内壁にスケールが生じる場合においては、極性反転を
行うことによってスケールを容易に除去することができ
る。なお、処理液中の塩化物イオン濃度が低い場合に
は、塩化物（例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
塩酸等）を添加し、また、陽極に塩素発生型電極を用い
ることにより、有機物の酸化分解を促進する。本発明の
反応機構は以下のように考えられる。陰極と陽極との間
に直流電圧を印可して直流電流を付加すると、陽極にお
いて３種類の反応が進行する。
の内壁にスケールが生じる場合においては、極性反転を
行うことによってスケールを容易に除去することができ
る。なお、処理液中の塩化物イオン濃度が低い場合に
は、塩化物（例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
塩酸等）を添加し、また、陽極に塩素発生型電極を用い
ることにより、有機物の酸化分解を促進する。本発明の
反応機構は以下のように考えられる。陰極と陽極との間
に直流電圧を印可して直流電流を付加すると、陽極にお
いて３種類の反応が進行する。
【０００８】・有機物の直接陽極酸化 有機物 → ＣＯ2 ↑ ＋ Ｈ2 Ｏ ＋ ｅ- （１） ・Ｈ2 Ｏの電気分解による酸素の生成 Ｈ2 Ｏ → 1/2Ｏ2 ↑ ＋ ２Ｈ+ ＋ ２ｅ- （２） ・Ｃｌ- の電気分解による塩素の生成 ２Ｃｌ- → Ｃｌ2 ↑ ＋ ２ｅ- （３） さらには、反応（２）で生成した酸素は有機物と反応
し、 有機物 ＋ Ｏ2 → ＣＯ2 ↑ ＋ Ｈ2 Ｏ （４） そして、反応（３）で生成した塩素ガスは加水分解を経
て Ｃｌ2 ＋ Ｈ2 Ｏ → ＨＣｌ ＋ ＨＣｌＯ （５） 有機物と反応する 有機物 ＋ ＨＣｌＯ → ＣＯ2 ↑ ＋ Ｈ2 Ｏ ＋ ＨＣｌ （６） と考えられる。
し、 有機物 ＋ Ｏ2 → ＣＯ2 ↑ ＋ Ｈ2 Ｏ （４） そして、反応（３）で生成した塩素ガスは加水分解を経
て Ｃｌ2 ＋ Ｈ2 Ｏ → ＨＣｌ ＋ ＨＣｌＯ （５） 有機物と反応する 有機物 ＋ ＨＣｌＯ → ＣＯ2 ↑ ＋ Ｈ2 Ｏ ＋ ＨＣｌ （６） と考えられる。
【０００９】このように、電気分解を付加することによ
って、陽極において有機物を直接に酸化分解したり、反
応性が極めて高い発生期酸素や塩素系の酸化剤を In si
tuで生成することができる。また、処理液中の塩化物イ
オン濃度を高くすると共に塩素発生効率の高い塩素発生
型電極を使用することにより、有機物の分解率をさらに
上げることも可能である。一方、陰極においては、主反
応としてＨ2 Ｏが電気分解し、 Ｈ2 Ｏ ＋ ｅ- → 1/2Ｈ2 ↑ ＋ ＯＨ- （７） 水素ガスが生成する。ここで、反応器の内壁を陰極とし
て用いると反応器はいわゆるカソード防食される。
って、陽極において有機物を直接に酸化分解したり、反
応性が極めて高い発生期酸素や塩素系の酸化剤を In si
tuで生成することができる。また、処理液中の塩化物イ
オン濃度を高くすると共に塩素発生効率の高い塩素発生
型電極を使用することにより、有機物の分解率をさらに
上げることも可能である。一方、陰極においては、主反
応としてＨ2 Ｏが電気分解し、 Ｈ2 Ｏ ＋ ｅ- → 1/2Ｈ2 ↑ ＋ ＯＨ- （７） 水素ガスが生成する。ここで、反応器の内壁を陰極とし
て用いると反応器はいわゆるカソード防食される。
【００１０】反応器に備え付ける陽極としては、不溶性
電極であれば何れでも良い。例えば、ステンレス又はチ
タンの基材に、白金をメッキ又は焼成した電極を用いる
ことができるが、塩素発生効率が高い塩素発生型電極、
例えばチタンの基材にルテニウムをメッキした電極、又
はチタンの基材に二酸化ルテニウムの皮膜を焼成した電
極を用いるのがより好ましい。陽極の形状は、反応器内
壁と電極との間隙がどこでも均等となるように、例えば
反応器が円筒状の場合は電極も円筒状の方が好ましい。
また、電極自体はメッシュ状、網状又は板状のいずれで
もよい。反応器内壁と陽極の距離、即ち電極の極間距離
は狭いほど電解電圧が下がるが、浮遊固形物に詰まりの
恐れがあるので、３〜１０ミリ程度が望ましい。塩素発
生型陽極を用いる場合においては、処理液中の塩化物イ
オン濃度が１リットル当たり０．５ミリモル以上となる
ように、塩化ナトリウム又は塩化カリウムを添加するの
が望ましい。勿論、塩化物イオン源として海水を添加す
ることもできる。処理液中の塩化物イオン濃度が、１リ
ットル当たり０．５ミリモル以下になると塩素系酸化剤
の生成効率が低くなり、有機物の酸化分解率が不十分と
なる場合がある。
電極であれば何れでも良い。例えば、ステンレス又はチ
タンの基材に、白金をメッキ又は焼成した電極を用いる
ことができるが、塩素発生効率が高い塩素発生型電極、
例えばチタンの基材にルテニウムをメッキした電極、又
はチタンの基材に二酸化ルテニウムの皮膜を焼成した電
極を用いるのがより好ましい。陽極の形状は、反応器内
壁と電極との間隙がどこでも均等となるように、例えば
反応器が円筒状の場合は電極も円筒状の方が好ましい。
また、電極自体はメッシュ状、網状又は板状のいずれで
もよい。反応器内壁と陽極の距離、即ち電極の極間距離
は狭いほど電解電圧が下がるが、浮遊固形物に詰まりの
恐れがあるので、３〜１０ミリ程度が望ましい。塩素発
生型陽極を用いる場合においては、処理液中の塩化物イ
オン濃度が１リットル当たり０．５ミリモル以上となる
ように、塩化ナトリウム又は塩化カリウムを添加するの
が望ましい。勿論、塩化物イオン源として海水を添加す
ることもできる。処理液中の塩化物イオン濃度が、１リ
ットル当たり０．５ミリモル以下になると塩素系酸化剤
の生成効率が低くなり、有機物の酸化分解率が不十分と
なる場合がある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 図１に、実施例で用いた実験装置の概略構成図を示す。
図１において、１はオートクレーブ、２は白金メッキ電
極、３は電源、４は攪拌機、５はオートクレーブの蓋、
６はバックプレシャー弁である。
る。 実施例１ 図１に、実施例で用いた実験装置の概略構成図を示す。
図１において、１はオートクレーブ、２は白金メッキ電
極、３は電源、４は攪拌機、５はオートクレーブの蓋、
６はバックプレシャー弁である。
【００１２】オートクレーブ１（内容積３００ｍｌのＳ
ＵＳ３０４製）に白金メッキ電極２を装備し、室温で有
機性汚泥を１５０ｍｌ入れ、ついでアルゴンガスを７０
気圧相当圧入した。用いた有機性汚泥の主な性状を表１
に示すが、塩化物イオン濃度は０．５ｍｍｏｌ／リット
ルであった。反応は、温度２５０℃、白金メッキ電極２
を陽極、オートクレーブ本体１を陰極として電解電流６
Ａ、電解電圧１０Ｖの一定条件で２時間行った。反応圧
力は、バックプレッシャー弁６により常に７０気圧に保
った。２時間通電後、オートクレーブ加熱用ヒータ及び
電極への通電を停止して、オートクレーブの急冷を行っ
た。処理後のガスは無臭であり、処理液は透明に近い薄
黄色と沈殿物で構成されていた。処理液に含まれた固形
物の沈降性は良好であった。なお、オートクレーブ内で
の腐食は全く見られなかった。処理結果を表１に示す。
ＵＳ３０４製）に白金メッキ電極２を装備し、室温で有
機性汚泥を１５０ｍｌ入れ、ついでアルゴンガスを７０
気圧相当圧入した。用いた有機性汚泥の主な性状を表１
に示すが、塩化物イオン濃度は０．５ｍｍｏｌ／リット
ルであった。反応は、温度２５０℃、白金メッキ電極２
を陽極、オートクレーブ本体１を陰極として電解電流６
Ａ、電解電圧１０Ｖの一定条件で２時間行った。反応圧
力は、バックプレッシャー弁６により常に７０気圧に保
った。２時間通電後、オートクレーブ加熱用ヒータ及び
電極への通電を停止して、オートクレーブの急冷を行っ
た。処理後のガスは無臭であり、処理液は透明に近い薄
黄色と沈殿物で構成されていた。処理液に含まれた固形
物の沈降性は良好であった。なお、オートクレーブ内で
の腐食は全く見られなかった。処理結果を表１に示す。
【００１３】実施例２ 酸化ルテニウム（ＲｕＯ2 ）焼成電極を用いて、実施例
１と同一の汚泥に、塩化物イオンＣｌ- 濃度が１０．０
ｍｍｏｌ／リットルとなるようにＮａＣｌを添加して、
電解処理を行った。なお、その他の条件は実施例１と同
じである。処理後のガスは完全に無臭であり、処理液は
完全に透明であった。実施例１同様、処理液に含まれた
固形物の沈降性は良好であり、オートクレーブ内の腐食
は全く見られなかった。処理結果を表１に示す。
１と同一の汚泥に、塩化物イオンＣｌ- 濃度が１０．０
ｍｍｏｌ／リットルとなるようにＮａＣｌを添加して、
電解処理を行った。なお、その他の条件は実施例１と同
じである。処理後のガスは完全に無臭であり、処理液は
完全に透明であった。実施例１同様、処理液に含まれた
固形物の沈降性は良好であり、オートクレーブ内の腐食
は全く見られなかった。処理結果を表１に示す。
【００１４】比較例１ 電極を用いないで実施例１と同条件で汚泥の熱分解を行
った。処理後のガスは激しい悪臭が感じられ、処理液は
黒色であり、浮遊物の沈殿性は実施例１、２に比べてよ
くなかった。またオートクレーブ内壁に腐食が進行して
いる傾向が多少見られた。処理結果を表１に示す。
った。処理後のガスは激しい悪臭が感じられ、処理液は
黒色であり、浮遊物の沈殿性は実施例１、２に比べてよ
くなかった。またオートクレーブ内壁に腐食が進行して
いる傾向が多少見られた。処理結果を表１に示す。
【００１５】比較例２ 電極を装備せず、オートクレーブに有機性汚泥試料を１
５０ｍｌ入れ、ついでアルゴンガスを６０気圧及び酸素
を１０気圧相当圧入し、酸素湿式酸化処理を行った。つ
いでオートクレーブの加熱を開始し、オートクレーブ温
度は１時間後で２５０℃を到達した。湿式酸化反応は、
２５０℃、７０気圧の一定条件で２時間行い、ついでオ
ートクレーブの急冷を行った。処理後のガスは無臭であ
り、処理液は茶色であった。処理液に含まれた固形物の
沈降性は良好であった。ここではオートクレーブ内の激
しい腐食が見られた。処理結果を表１に示す。
５０ｍｌ入れ、ついでアルゴンガスを６０気圧及び酸素
を１０気圧相当圧入し、酸素湿式酸化処理を行った。つ
いでオートクレーブの加熱を開始し、オートクレーブ温
度は１時間後で２５０℃を到達した。湿式酸化反応は、
２５０℃、７０気圧の一定条件で２時間行い、ついでオ
ートクレーブの急冷を行った。処理後のガスは無臭であ
り、処理液は茶色であった。処理液に含まれた固形物の
沈降性は良好であった。ここではオートクレーブ内の激
しい腐食が見られた。処理結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 空気や酸素を吹き込むための高圧コンプレッサーが
不要となる。 酸化触媒は使用せずにすむ。 反応器の腐食が防止できる。 反応器は安価な金属材料で製造できる。 装置コストとランニングコストは共に安くなる。
ることができる。 空気や酸素を吹き込むための高圧コンプレッサーが
不要となる。 酸化触媒は使用せずにすむ。 反応器の腐食が防止できる。 反応器は安価な金属材料で製造できる。 装置コストとランニングコストは共に安くなる。
【図１】実施例１で用いた実験装置の概略構成図。
１：オートクレーブ、２：白金メッキ電極、３：電源、
４：攪拌機、５：オートクレーブの蓋、６：バックプレ
シャー弁
４：攪拌機、５：オートクレーブの蓋、６：バックプレ
シャー弁
Claims (4)
- 【請求項１】 有機性汚泥を湿式酸化処理する方法にお
いて、該汚泥に高温高圧条件下で直流電圧を印加し、汚
泥中の有機物を酸化分解処理することを特徴とする有機
性汚泥の酸化処理方法。 - 【請求項２】 前記酸化処理は、内壁面が金属製の反応
器で行い、該金属製の内壁面を陰極として作用させるこ
とを特徴とする請求項１記載の有機性汚泥の酸化処理方
法。 - 【請求項３】 前記被処理汚泥は、塩素イオン濃度が
０．５ミリモル／リットル以上となるように調整するこ
とを特徴とする請求項１記載の有機性汚泥の酸化処理方
法。 - 【請求項４】 前記直流電圧の印加は、陽極として塩素
発生型電極を用いることを特徴とする請求項１記載の有
機性汚泥の酸化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03905196A JP3722537B2 (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 有機性汚泥の酸化処理方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03905196A JP3722537B2 (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 有機性汚泥の酸化処理方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09206796A true JPH09206796A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3722537B2 JP3722537B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=12542337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03905196A Expired - Fee Related JP3722537B2 (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 有機性汚泥の酸化処理方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3722537B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6572759B1 (en) | 1999-02-10 | 2003-06-03 | Ebara Corporation | Method and apparatus for treating aqueous medium |
| US6585882B1 (en) | 1999-02-10 | 2003-07-01 | Ebara Corporation | Method and apparatus for treatment of gas by hydrothermal electrolysis |
| JP2005125320A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-05-19 | Ebara Corp | 有機性廃棄物の処理方法及び装置 |
| US6939458B1 (en) | 1999-02-10 | 2005-09-06 | Ebara Corporation | Apparatus and method for hydrothermal electrolysis |
| JP2011229405A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-17 | Permelec Electrode Ltd | 養殖魚に寄生する外部寄生虫の駆除方法 |
| CN110818213A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-02-21 | 无锡市张华医药设备有限公司 | 一种基于预电解的湿式催化氧化污泥处理系统及其方法 |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP03905196A patent/JP3722537B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN110818213A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-02-21 | 无锡市张华医药设备有限公司 | 一种基于预电解的湿式催化氧化污泥处理系统及其方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3722537B2 (ja) | 2005-11-30 |
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