2024 Fiscal Year Research-status Report
Development of decentralized and autonomous sewage treatment process in South India
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21KK0086
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
中村 一穂 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30323934)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武田 穣 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (40247507)
和久井 健司 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 技術職員 (50914628)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2027-03-31
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| Keywords | 浄化槽 / 水処理 / バイオリアクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本国際共同研究は、主に発展途上国における水処理ニーズに応える分散型・完全自律型の汚水（し尿・生活雑排水）処理技術の開発を目的として、日本の独自技術である浄化槽（分散型汚水処理プロセス）を、新規酸素溶解デバイスによる省エネルギー化（エネルギーの自立）、および微生物動態に基づくAIアルゴリズムによる運転（維持管理の自立）により、自立型とするための基礎的な研究・開発を計画した。共同研究先は、南インド・ベロールのVIT (Vellore Institute of Technology) Prof.Maheshの研究グループである。検討項目は、（１）南インドにおける汚水・バイオマス（し尿、生活排水、バイオマス、量など）の特性と生物処理特性（分解特性ほか）の調査、（２）プロセスのエネルギー解析と省エネルギー型の酸素溶解デバイスの開発、（３）AIを活用したリアクターの特性の解析とDO制御および維持管理アルゴリズムの開発、（４）南インドにおける自然エネルギーを利用したプロトタイプリアクターを利用した実証実験である。1年目に基礎的な検討を日本インドで並行して開始し、2年目に南インドにおける基質（汚れ成分ほか）、生物の挙動を把握するための現地の典型的な処理設備（ベロール近郊、バンガロール近郊の計4か所以上）についてその性能の調査を行った。2、３年目からは、現地に設置するバイオリアクターの設計を設置の準備を開始し、VITのVelloreキャンパス内へのリアクターの導入工事を開始した。この間に、リアクターへのセンサーの設置、クラウドを利用したインド、日本におけるデータモニタリングシステムの開発、日本においてはラボレベルのプロトタイプリアクターによる計測制御実験を進めた。４年目までに、VIT(Vellore Campus内)にバイオリアクターの設置を完了し、基礎的なデータ収集を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
4年目は、3年目までの研究成果（現地に水質調査）、ラボ（日本におけるデータモニタリングシステムの設計と開発）による基礎試験に基づき、VITのVelloreキャンパス内に設置するバイオリアクターの設計を行い、設置を完了した。設置したバイオリアクターでの試運転を兼ねたデータ収集を開始しており、研究計画は順調に進展した。日本におけるラボ検討および現地設置リアクターでのデータ習得状況から、モニタリング項目の詳細について検討を開始し、次年度以降の検討項目であるITを利用したインド、日本でのデータ解析の段階への準備まで進展させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
VITキャンパスに設置されたバイオリアクターの運転データのモニタリング項目（pH, DO, 温度流量、曝気量、消費電力ほか）について検討を進め、ITを用いたデータ収集システムを完成させる。得られたデータについてインドおよび日本で解析を進める。さらに、太陽光発電パネルを用いた場合を想定した運転シミュレーションについて検討を進める。
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| Causes of Carryover |
本年度はバイオリアクターの導入に注力し、年度末までに設置が完了した。設置入後に計画しているデータ収集および解析に関しては、リアクター導入後の次年度以降の計画となるため、次年度使用額とした。
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