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2019 年度 実績報告書

紫外発光ダイオードを利用した電源自立型水処理システムの開発と実証

研究課題

研究課題/領域番号 17H03329
研究機関東京大学

研究代表者

小熊 久美子  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00361527)

研究分担者 春日 郁朗  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード浄水処理 / 消毒 / 紫外線 / LED / 分散型水システム
研究実績の概要

山間集落や途上国での利用を想定し、流水式UV-LED水消毒装置の実証試験を行った。山間集落として、国内の水道未普及地区に位置する一般家庭で小型装置2機種を用いて1年間にわたる実証試験を行ったほか、集落で運営維持管理する集落水道(飲料水供給施設)における実証試験に着手した。途上国としては、フィリピンのオフグリッドな離島で実証実験を行った。太陽電池給電でUV-LED装置を駆動し島内の地下水を消毒するシステムを構築し、現地の大学、高校および住民の協力を得て試験を実施した。これらの研究により、以下の成果を得た。
1)蛇口ごと、家庭ごとでの利用を想定した1年間の実証試験において、大腸菌、大腸菌群、一般細菌、従属栄養細菌のいずれも安定した不活化を維持し、特に大腸菌については処理後不検出を1年間にわたり達成した機種があった。 2)集落水道での実験でも、処理後に大腸菌不検出を維持した。その他の微生物項目についても不検出またはごく低濃度で推移し、試験継続の手ごたえを得た。 3)フィリピン離島での実証試験では、事前の実験室での試行に比べて現場での微生物不活化率が低かった。その原因として、水の紫外線透過率、気泡の影響、野生株大腸菌の紫外線耐性が高いこと、太陽光線により光回復を生じること、などの可能性が挙げられ、一部について実験的に検証した。 4)上記の成果について国際学会、学術論文、寄稿文で国内外に発信した。
本研究により、UV-LEDを備えた小型分散型水供給システムを山間地や途上国に実装する有効性と課題を定量的に示した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 9件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Experimental and computational evaluation of a flow-through UV-LED reactor for MS2 and adenovirus inactivation2021

    • 著者名/発表者名
      Majid Keshavarzfathy, Yamato Hosoi, Kumiko Oguma, Fariborz Taghipour
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 407 ページ: 127058

    • DOI

      10.1016/j.cej.2020.127058

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Applicability of infectivity assay for the quantification of infectious human adenovirus genotype 5 in UV-irradiated wastewater2021

    • 著者名/発表者名
      Surapong Rattanakul and Kumiko Oguma
    • 雑誌名

      Journal of Water and Health

      巻: 19(1) ページ: 67-78

    • DOI

      10.2166/wh.2020.224

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 分散型水処理技術としての活用を想定した紫外発光ダイオード(UV-LED)装置の実証2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子、渡邊真也
    • 雑誌名

      水環境学会誌

      巻: 43(4) ページ: 119-126

    • DOI

      10.2965/jswe.43.119

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of groundwater quality and reverse osmosis water treatment plants in the endemic areas of Chronic Kidney Disease of Unknown Etiology (CKDu) in Sri Lanka2020

    • 著者名/発表者名
      Sachithra Imbulana, Kumiko Oguma, Satoshi Takizawa
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: 745 ページ: 140716

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2020.140716

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 紫外発光ダイオード(UV-LED)を用いた消毒技術2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子
    • 雑誌名

      日本防菌防黴学会誌

      巻: 48(8) ページ: 351-354

  • [雑誌論文] 深紫外LEDを用いた紫外線のパルス照射による大腸菌の不活化2019

    • 著者名/発表者名
      佐渡友康、小熊久美子、橋本崇史、風間しのぶ、滝沢智
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 75(7) ページ: III_91-III_96

    • DOI

      10.2208/jscejer.75.7_III_91

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 凝集状態にある大腸菌の紫外線不活化特性2019

    • 著者名/発表者名
      政池美映、小熊久美子、橋本崇史、滝沢智
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: 75(7) ページ: III_85-III_90

    • DOI

      10.2208/jscejer.75.7_III_85

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Technosocial feasibility analysis of solar-powered UV-LED water treatment system in a remote island of Guimaras, Philippines2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Jeco Bernice Mae F., Larroder Aris C., Oguma Kumiko
    • 雑誌名

      Journal of Photonics for Energy

      巻: 9 ページ: 043105

    • DOI

      10.1117/1.JPE.9.043105

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inactivation of health-related microorganisms in water using UV light-emitting diodes2019

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Oguma, Surapong Rattanakul, Mie Masaike
    • 雑誌名

      Water Science and Technology: Water Supply

      巻: 19 (5) ページ: 1507-1514

    • DOI

      10.2166/ws.2019.022

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] UV disinfection the achievements and prospects for the future2021

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Oguma
    • 学会等名
      International UV Association Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 紫外LEDを用いた太陽電池駆動型水処理装置の実証試験と電力に関するシナリオ分析2021

    • 著者名/発表者名
      佐渡友康、小熊久美子、風間しのぶ、滝沢智
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 紫外線と塩素の併用による水中の2-メチルイソボルネオール分解に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子、佐渡友康
    • 学会等名
      第55回日本水環境学会年会
  • [学会発表] 紫外線を利用した水処理技術の最前線2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子
    • 学会等名
      InterAqua 2020
    • 招待講演
  • [学会発表] 紫外線を利用した水処理技術の世界動向と将来展望2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子
    • 学会等名
      第9回機能性バイオミニシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 山間地における紫外発光ダイオード(UV-LED)水消毒装置の実証2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子、渡邊真也
    • 学会等名
      第23回日本水環境学会シンポジウム
  • [学会発表] 深紫外LEDによる水の消毒2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子
    • 学会等名
      GaNコンソーシアム 2020年度光デバイスWG講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 深紫外LEDによる殺菌応用の最新動向2020

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子
    • 学会等名
      三重大学北勢サテライト研究会セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Sustainable Water Use: A Future Perspective2019

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Oguma
    • 学会等名
      UNIDO (国連工業開発機関) Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 適応策としての浄水技術の新展開2019

    • 著者名/発表者名
      小熊久美子
    • 学会等名
      「Future Earth時代における地球表層システム科学と防災・減災研究」シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] UV Disinfection of Water: Current Status and Future Perspectives2019

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Oguma
    • 学会等名
      International Symposium on Water Supply Technology, Yokohama
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Safe, Stable and Sustainable Water Supply in Asia2019

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Oguma
    • 学会等名
      1st Symposium of JSPS Core-to-Core Program “Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] UV Disinfection: It's Achievements and Forefronts with focus on UV-LEDs2019

    • 著者名/発表者名
      Kumiko Oguma
    • 学会等名
      International UV Association (IUVA) Asia Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東京大学大学院工学系研究科都市工学専攻 小熊久美子

    • URL

      http://www.urbanwater.t.u-tokyo.ac.jp/oguma/

  • [備考] UV Solutions

    • URL

      https://uvsolutionsmag.com/articles/2020/deep-uv-led-equipment-in-operation-for-municipal-drinking-water-supply/

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公開日: 2021-12-27  

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