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2010 Fiscal Year Annual Research Report

「混ぜない」,「集めない」をコンセプトとした資源回収型排水処理技術の開発と評価

Research Project

Project/Area Number 21226013
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

船水 尚行  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10113622)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 正宏  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80355932)
大瀧 雅寛  お茶の水女子大学, 大学院・人間文化創成科学研究科, 准教授 (70272367)
礒田 博子  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 教授 (00375429)
牛島 健  北海道大学, 大学院・工学研究院, 特任助教 (20586721)
Keywords糞便処理 / 尿処理 / 雑排水処理 / コンポストトイレの衛生学的管理手法 / バイオアッセイ / 細胞ストレス応答 / 微生物損傷レベル / 排水分離分散型処理
Research Abstract

(1)要素研究-1 し尿処理:低コストコンポストトイレ(手動撹拌,無加温型コンポストトイレ)について,反応槽そのものを回転させる形の試作と連続運転を実施し,有機物分解特性,大腸菌数,撹拌必要トルクの測定を実施した.その結果,本試作機の妥当性が確認された.尿の濃縮法のうち,布に毛管力により尿を供給し,換気条件下での水分を蒸発させる方法について,特性の実験的評価とモデル化を実施した.水分蒸発を含めた水分移動モデルを構築し,物質移動係数について無次元実験式を得た.また,モデルを用いた,装置設計法を提案した.尿中窒素を緩効性肥料として回収する方法を考案し,特許の申請を行った.リンについては,回収結晶の構造同定を行った.医薬品の電解酸化特性については,電極枚数と分解速度の関係を測定した.
(2)要素研究-2 雑排水処理再利用技術:流量調整槽を設けず,かつ,ポンプを用いない膜分離型生物反応層の処理特性を検討し,界面活性剤を含め,所定の処理水質が得られること,膜ファウリング特性が通常の流量一定操作と同じであることが確認された.
(3)要素研究-3 微量汚染物質モニタリング:Hsp90・を指標とした評価系が汚染物質におけるストレス反応生の評価を行った.その結果,グラム陰性菌有来の毒性物質であるLPS,及び重金属であるPb、Niに有意に反応することを見出した.さらに,Caco-2細胞,HEK293細胞においてHsp47,Hsp90・のプロモーターを用いたレポーターベクターを安定に染色体内に導入した遺伝子導入細胞の作製も行った.
(4)要素研究-4 衛生学的管理手法:コンポスト型トイレの担体中での病原細菌およびウイルスの損傷部位を把握することによって,より致命的な損傷を与える運転条件を検討した結果,(1)大腸菌は低含水率条件,および高pH条件(pH9.6以上)では,核酸や必須代謝機能の損傷といった致命的な損傷を受ける,(2)大腸菌ファージQβはカプシド損傷が主な機構であることが明らかとなった.
(5)実証実験:途上国スラムモデル:インドネシアにおいて,コンポスト型トイレを試作し,運転を開始した.途上国農村モデル:農家における物質,value chainを調査し,適切なサニテーションシステムとその周辺システムの関係を明らかにした.

  • Research Products

    (21 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Fate of nitrogen during volume reduction of human urine using an onsite volume reduction system2011

    • Author(s)
      Muhammad Masoom Pahore, K Ushijima, R.Ito, N.Funamizu
    • Journal Title

      Environmental Technology

      Volume: In press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance evaluation of onsite volume reduction system with synthatic urine using watar transport model2011

    • Author(s)
      Muhammad Masoom Pahore, R.Ito.N.Funamizu
    • Journal Title

      Environmental Technology

      Volume: In press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] pH-Dependent adsorption of sulfa drugs on high silica zeolite : modeling and kinetic study2011

    • Author(s)
      Shuji Fukahori, Taku Fujiwara, Ryusei Ito, Naoyuki Funamizu
    • Journal Title

      Desalination

      Volume: In press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of endotoxic indicative organic matter (2-keto-3deoxyoctulosonic acid) in raw and biologically treated domestic wastewater2011

    • Author(s)
      Guizani M., Dhahbi M., N.Funamizu
    • Journal Title

      Water Research

      Volume: 45 Pages: 155-162

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The mechanisms of bacteria and viruses inactivation in sawdust used in composting toilet2011

    • Author(s)
      Kazama S., Otaki M
    • Journal Title

      Journal of Water and Environment Technology

      Volume: In press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A fate model of pathogenic viruses in a composting toilet based on coliphage inactivation2011

    • Author(s)
      Kazama S., Tameike N., Nakagawa N., Otaki M
    • Journal Title

      Journal of Environmental Sciences

      Volume: 23(In press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 生活雑排水のオンサイト処理を想定した間欠流入下におけるMBRの処理特性2010

    • Author(s)
      牛島健,吉川宙希,A.P.Huelgas,伊藤竜生,船水尚行
    • Journal Title

      環境工学論文集

      Volume: 47 Pages: 719-726

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rational design of an onsite volume reduction system for source-separated urine2010

    • Author(s)
      Pahore Masoom, R.Itoh, N.Funamizu
    • Journal Title

      Environmental Technology

      Volume: 31 Pages: 399-408

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] コンポスト型トイレにおける病原ウイルス指標2010

    • Author(s)
      風間しのぶ, 大瀧雅寛
    • Journal Title

      土木学会諭文集G

      Volume: 66 Pages: 179-186

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ssessment of water evaporation rate from the synthetic urine using the ons ite volume reduction system for treatment of source-separated human urine2011

    • Author(s)
      Pahore Muhammad Masoom, Naoyuki Funamizu
    • Organizer
      Internationai Conference on Integrated Water Management
    • Place of Presentation
      Murdoch University Perth, Australia
    • Year and Date
      20110202-20110205
  • [Presentation] Determination of saturated vapour pressure for design of an onsite volume reduction system using synthetic urine2011

    • Author(s)
      Muhammad Masoom Pahore, N.Funamizu
    • Organizer
      The Young Researchers and Students Symposium of NSFC-JST Joint Research Program
    • Place of Presentation
      Xi'AN University of Architecture and Technology Xi'an, China
    • Year and Date
      2011-03-04
  • [Presentation] Inhibitory effects of uric acid during direct electrolysis of pharmaceuticals in urine2011

    • Author(s)
      Y.Deguchi, K.Kakimoto, R.Itoh, N.Funamizu
    • Organizer
      The Young Researchers and Students Symposium of NSFC-JST Joint Research Program
    • Place of Presentation
      Xi'AN University of Architecture and Technology Xi'an, China
    • Year and Date
      2011-03-04
  • [Presentation] Behavior urine origin hormones and pharmaceuticals in the irrigated soil2011

    • Author(s)
      H.Miyai, N.Hijikata, N.Funamizu
    • Organizer
      The Young Researchers and Students Symposium of NSFC-JST Joint Research Program
    • Place of Presentation
      Xi'AN University of Architecture and Technology Xi'an, China
    • Year and Date
      2011-03-04
  • [Presentation] The study on the design of composting toilet's mixing device2011

    • Author(s)
      K.Yabui, K.Ushijima, R.Itoh, N.Funamizu
    • Organizer
      The Young Researchers and Students Symposium of NSFC-JST Joint Research Program
    • Place of Presentation
      Xi'AN University of Architecture and Technology Xi'an, China
    • Year and Date
      2011-03-04
  • [Presentation] ヒト熱ショックタンパク質遺伝子の発現誘導をマーカーとした環墳・安全評価系の構築2010

    • Author(s)
      佐々木啓太, 森尾貴広, Junkyu Han, 船水尚行, 礒田博子
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド、神戸,日本
    • Year and Date
      20101207-20101210
  • [Presentation] New policy and technology for water and sanitation2010

    • Author(s)
      N.Funamizu
    • Organizer
      1^<st> Ameli-Eaur International symposium on sustainable water and sanitation system & 7^<th> International symposium on sustainable water and sanitation system
    • Place of Presentation
      Espaces Vocation Haussmann Saint-Lazare Paris, France
    • Year and Date
      20100921-20100923
  • [Presentation] Fractionation and characterization of dissolved organic matter containing endotoxin in reclaimed waste water2010

    • Author(s)
      Guizani Mokhtar
    • Organizer
      1^<th> Ameli-Eaur International symposium on sustainable water and sanitation system & 7^<th> International symposium on sustainable water and sanitation system
    • Place of Presentation
      Espaces Vocation Haussmann Saint-Lazare Paris, France
    • Year and Date
      20100921-20100923
  • [Presentation] Application of water transport model to design the onsite volume reduct ion system for source-separated urine2010

    • Author(s)
      Pahore Muhammad Masoom
    • Organizer
      1^<st> Ameli-Eaur International symposium on sustainable water and sanitatioll system & 7^<th> International symposium on sustainable water and sanitation system
    • Place of Presentation
      Espaces Vocation Haussmann Saint-Lazare Paris, France
    • Year and Date
      20100921-20100923
  • [Presentation] The mechanism of microorganisms inactivation in composting toilet2010

    • Author(s)
      Kazama S., Otaki M
    • Organizer
      7^<th> International symposium on sustainable water and sanitation system
    • Place of Presentation
      Espaces Vocation Haussmann Saint-Lazare Paris, France
    • Year and Date
      20100921-20100923
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.eng.hokudai.ac.jp/labo/UBNWTRSE/project/kaken/index.htm

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 尿中の窒素成分の固形状回収装置2010

    • Inventor(s)
      伊藤竜生, 高橋恵里, 船水尚行
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 北海道大学
    • Industrial Property Number
      特願2010-256364
    • Filing Date
      2010-11-17

URL: 

Published: 2012-07-19  

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