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下水汚泥と厨芥の混合メタン発酵を核とした都市ごみ焼却施設と下水処理施設の連携

研究課題

研究課題/領域番号 17H01920
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 持続可能システム
研究機関京都大学

研究代表者

大下 和徹  京都大学, 工学研究科, 准教授 (90346081)

研究分担者 藤森 崇  京都大学, 工学研究科, 助教 (20583248)
日高 平  京都大学, 工学研究科, 講師 (30346093)
高岡 昌輝  京都大学, 工学研究科, 教授 (80252485)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2017年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード都市ごみ焼却施設 / 下水処理施設 / し尿処理施設 / 下水汚泥 / メタン発酵 / 厨芥類 / し尿汚泥 / 脱水 / 浄化槽汚泥 / 混合メタン発酵 / 厨芥
研究成果の概要

本研究では、廃棄物系バイオマスの混合メタン発酵を核とした都市ごみ焼却施設と下水処理施設の連携を検討した。まず混焼処理可能量は、下水汚泥年間発生量の約半分であり、埋立処理されている下水汚泥の約3割を混焼できることが明らかとなった。混合メタン発酵では、紙類の混合は固形物あたりのガス発生量に対して負の影響を示したが、残渣脱水に対しては正の影響を示した。合併処理浄化槽汚泥等は下水余剰汚泥と同等の発酵特性であった。脱水残渣の燃焼特性は、従来の都市ごみと大きく変化はなかった。下水汚泥処理方法として、複数シナリオを比較し、コストおよび温室効果ガス排出量の面から都市ごみとの混焼が最も有利であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、連携ポテンシャルや技術的な相乗効果が明確となったため、都市下水やごみを、既設インフラを最大限に有用利用しつつ、従来よりも効率的に処理・処分・有効利用する新たなシステムを提示し、具体的な検討を進めることができ、エネルギー問題、財政問題、温室効果ガス排出抑制に寄与できる。また、全国の各施設の詳細情報を伴った位置をマッピングした初のデータを示すことができ、将来的に連携を想定した両施設の新設を計画する際にも貴重なデータとなり得る。また同種施設の連携、統合による広域化処理にも応用展開が可能であると思われる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 混合メタン発酵基質としての浄化槽汚泥のエネルギー価値評価2019

    • 著者名/発表者名
      日高平, 戸苅丈仁, 中村真人, 大下和徹, 池本良子, 西村文武
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 75 号: 7 ページ: III_135-III_143

    • DOI

      10.2208/jscejer.75.7_III_135

    • NAID

      130007814622

    • ISSN
      2185-6648
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 都市ごみとし尿汚泥との混焼による都市代謝施設間の連携可能性2017

    • 著者名/発表者名
      張錚, 大下和徹, 高岡昌輝, 藤森崇, 長野晃弘, 小関多賀美
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 73 号: 7 ページ: III_275-III_286

    • DOI

      10.2208/jscejer.73.III_275

    • NAID

      130006602927

    • ISSN
      2185-6648
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 都市ごみと汚泥を基質とした高温メタン発酵残渣の脱水・燃焼特性2019

    • 著者名/発表者名
      井上裕晶, 大下和徹, 高岡昌輝, 藤森崇, 日下部武敏
    • 学会等名
      第56回環境工学研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comprehensive Energy Evaluation of Sludge from Small Wastewater Treatment Facilities for Anaerobic Co-digestion2018

    • 著者名/発表者名
      Taira HIDAKA, Kazuyuki OSHITA, Masato NAKAMURA, Fumitake NISHIMURAa
    • 学会等名
      IWA World Water Congress & Exhibition, 16-21 September, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of Co-incineration Possibility of Municipal Solid Waste and Sewage Sludge2018

    • 著者名/発表者名
      Zheng ZHANG, Kazuyuki OSHITA, Ryo MATSUO, Masaki TAKAOKA, Kazue SHIBATA, Masaru SAKAMOTO
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Combustion, Incineration/Pyrolysis, Emission and Climate Change 18-21 December 2018 Bangkok, Thailand
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 組成の異なる都市ごみ中バイオマスを原料としたメタン発酵残渣の脱水特性2018

    • 著者名/発表者名
      西薗賢志, 大下和徹, 高岡昌輝, 藤森崇
    • 学会等名
      第29回廃棄物資源循環学会研究発表会、名古屋、2018年9月
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 都市ごみ焼却施設とし尿処理施設の連携可能性とその地域性2017

    • 著者名/発表者名
      張錚, 大下和徹, 高岡昌輝, 藤森崇, 長野晃弘, 小関多賀美
    • 学会等名
      第28回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Anaerobic digestion of sewage sludge in Japan, and related researches2017

    • 著者名/発表者名
      Taira HIDAKA
    • 学会等名
      Seminar at Engineering Innovation Center (Beijing), South University of Science and Technology of China, 18 October, 2017.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 下水処理場での混合メタン発酵の研究動向と課題2017

    • 著者名/発表者名
      日高平
    • 学会等名
      土木学会環境工学委員会次世代下水道小委員会講演会「下水中資源活用の最前線」,平成30年2月20日,札幌, 2018.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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