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エネルギー循環型バイオガス下水処理場への潜熱蓄熱システム導入の試み

研究課題

研究課題/領域番号 16K00644
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 持続可能システム
研究機関北見工業大学

研究代表者

山田 貴延  北見工業大学, 工学部, 教授 (90174721)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード下水処理施設 / バイオガス / メタンハイドレート / コジェネレーション / 再生可能エネルギー / 潜熱蓄熱材 / コージェネレーション / 潜熱蓄熱 / 廃熱利用
研究成果の概要

世界的に化石燃料は枯渇の危機に瀕しており、これにかわる新たな燃料源がどの領域においても求められている。本研究は、再生可能エネルギーの中で身近に存在する下水処理施設の消化汚泥から排出されるバイオガスの中で、可燃成分となるメタンを施設内エネルギーとして高効率で有効利用するためのシステム構築法を計算解析で明らかにしたものである。そのため、課題となっていた通年での発生バイオガス余剰量のアンバランスをハイドレート化貯蔵技術とコジェネレーション排熱の回収・再利用のための潜熱蓄熱技術の導入によって解消し、システム全体の大幅な性能向上を図るための性能予測を試みたものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、人々が一般的な社会生活を送る上で不可欠な存在となっている下水処理施設に焦点を当て、今まで見過ごされてきた下水処理過程で発生するメタン燃料の有効活用を地産地消の観点から促進するための具体的な導入システム例を提案するものである。これによって今後新たに下水処理施設内設備の導入を図る際の重要な指針を与えることが期待できる。また、その際、導入するコジェネレーションの機器構成法は、高効率化の上で未だ学術的にも確立された具体例に乏しく、系統的な解析方法を提示する上で今後大きな基礎的知見を与えるものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (9件) (うち謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] 寒冷地の下水処理施設におけるバイオガスの最適利用法2018

    • 著者名/発表者名
      松尾雅人、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会北海道支部第56回講演会講演概要集

      巻: 182-2 ページ: 109-110

    • NAID

      130007670040

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 蓄熱槽内に充填した潜熱蓄熱材の熱交換方法に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      瓶子達也、高田大慈、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会北海道支部第56回講演会講演概要集

      巻: 182-2 ページ: 113-114

    • NAID

      130007669997

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] メタンハイドレートの生成促進と温度条件の関係2018

    • 著者名/発表者名
      中垣颯、秋山和徳、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会北海道支部第56回講演会講演概要集

      巻: 182-2 ページ: 115-116

    • NAID

      130007669992

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 下水処理施設におけるコジェネレーションシステム機器構成法の効果2017

    • 著者名/発表者名
      劉言、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会北海道支部第55回講演会講演概要集

      巻: 170-2 ページ: 57-58

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 小型密閉容器に封入した潜熱蓄熱材の蓄放熱挙動に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤佑樹、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 雑誌名

      日本機械学会北海道支部第55回講演会講演概要集

      巻: 170-2 ページ: 79-80

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 寒冷地域の下水処理場におけるバイオガス・コジェネレーション・システムの性能解析2017

    • 著者名/発表者名
      山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 雑誌名

      全国都市清掃研究・事例発表会講演論文集

      巻: Ⅱ-3 ページ: 163-165

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 潜熱蓄熱材を用いた熱交換システムの基本特性2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤哲也、佐藤佑樹、山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: 32 ページ: 217-220

    • NAID

      40021021299

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] メタンハイドレートの生成促進と安定化2016

    • 著者名/発表者名
      五月女文也、高橋伸克、山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: 32 ページ: 221-224

    • NAID

      40021021313

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 寒冷地の下水処理施設におけるMGT-FC CGSの性能推定2016

    • 著者名/発表者名
      劉言、山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 雑誌名

      寒地技術論文・報告集

      巻: 32 ページ: 225-228

    • NAID

      40021021328

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 寒冷地の下水処理施設におけるバイオガスの最適利用法2018

    • 著者名/発表者名
      松尾雅人、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蓄熱槽内に充填した潜熱蓄熱材の熱交換方法に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      瓶子達也、高田大慈、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] メタンハイドレートの生成促進と温度条件の関係2018

    • 著者名/発表者名
      中垣颯、秋山和徳、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第56回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 下水処理バイオガスプラントにおけるCGSの性能特性2018

    • 著者名/発表者名
      乾寛貴、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道学生会第47回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メタンハイドレートの安定性生徒促進法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      森野紫文、木原柊平、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道学生会第47回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 潜熱蓄熱材を用いた小型熱交換蓄熱システムの基本特性2018

    • 著者名/発表者名
      千賀裕生、片岸秀暢、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道学生会第47回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 下水処理施設におけるコジェネレーションシステム機器構成法の効果2017

    • 著者名/発表者名
      劉言、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第55回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型密閉容器に封入した潜熱蓄熱材の蓄放熱挙動に関する基礎的研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤佑樹、山田貴延、羽二生稔大、中西喜美雄
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第55回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 寒冷地域の下水処理場におけるバイオガス・コジェネレーション・システムの性能解析2017

    • 著者名/発表者名
      山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 学会等名
      第38回全国都市清掃研究・事例発表会
    • 発表場所
      釧路市観光国際交流センター(北海道釧路市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 潜熱蓄熱材を用いた熱交換システムの基本特性2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤哲也、佐藤佑樹、山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 学会等名
      第32回寒地技術シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] メタンハイドレートの生成促進と安定化2016

    • 著者名/発表者名
      五月女文也、高橋伸克、山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 学会等名
      第32回寒地技術シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 寒冷地の下水処理施設におけるMGT-FC CGSの性能推定2016

    • 著者名/発表者名
      劉言、山田貴延、胡杰、中西喜美雄
    • 学会等名
      第32回寒地技術シンポジウム
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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