循環型でしなやかな社会の構築を目指した自立型水再生循環・エネルギーシステム

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H04153
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 中島 淳 立命館大学, 理工学部, 教授 (00309098)
• 研究分担者: 李 明香 立命館大学, 理工学部, 准教授 (00734766) ; 吉川 直樹 立命館大学, 理工学部, 講師 (10583271) ; 宗本 晋作 立命館大学, 理工学部, 教授 (20581490) ; 惣田 訓 立命館大学, 理工学部, 教授 (30322176) ; 佐藤 圭輔 立命館大学, 理工学部, 准教授 (30456694) ; 清水 聡行 立命館大学, 理工学部, 講師 (50584025) ; 近本 智行 立命館大学, 理工学部, 教授 (60388113) ; 神子 直之 立命館大学, 理工学部, 教授 (70251345)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 自立型水・エネルギーシステム / 水再生循環 / 省・創・蓄エネルギー / 循環型社会 / レジリエンス社会

研究実績の概要

（1）水再生技術・水循環システム開発：紫外線、オゾン、自然型浄化の技術開発を行った。真空紫外線を用いたLAS分解メカニズム解明のための基礎的実験および大腸菌ファージの不活化実験を行った。下水流入水中の指標細菌の紫外線耐性評価と下水放流水への紫外線照射の効果を、254nmの低圧紫外線ランプを用いた実験により検討した。また、浄化槽処理水のオゾン処理による脱色効果によって、その再利用方法の可能性を検証した。さらに、人工湿地による金属類の除去プロセス、藻類と細菌を組み合わせた排水処理システム等の評価を行った。
（2）建築設備・エネルギーマネジメント： EVを活用したV2Hシステム（Vehicle to Home System）、家庭用据置型リチウムイオン蓄電池（LiB）、固体酸化物形燃料電池（SOFC）およびPVで構成した電力システムの導入効果を検討した結果、EVを活用することでピークシフトが達成でき、地域分散型エネルギーの適用範囲が広がることが確認できた。また、LiBは昼間の余剰電力を蓄える用途専用として使用し、夜間にはLiBからV2Hに電力貯蔵して使う方が、エネルギーの最大利用に対して効率がよく、また経済性もよいと考えられた。
（3）システム提案・LCA評価：エネルギー自立型の雨水処理装置の原水質、および膜・紫外線による微生物除去性能を確認した。また、電力量シミュレーションから、太陽光発電と蓄電池で十分な稼働が可能こと、温室効果ガス排出量の算定から、ライフサイクル温室効果ガス排出量削減が期待されることが分かった。ベトナム北部カウ川流域の水資源と水環境のシミュレーションから、現状では水環境リスク解決が優先される結果であったが、水再生利用や雨水直接利用は、水資源の量的・質的問題の同時解決に有効であることが示された。さらに、自立型自然サーキュレーション建築の設計案を国際コンペに提案した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Image Analysis for Estimation of Biomass and Nutrient Removal of Duckweed Lemna aoukikusa, Spirodela polyrhiza, and Wolffia globosa in Lab-Scale Cultivation (2022)
  • 著者名/発表者名: DINH THI TO UYEN、SEMBA SHIORI、NAKAJIMA JUN、SODA SATOSHI
  • 雑誌名: Japanese Journal of Water Treatment Biology 巻: 58 ページ: 35～43
  • DOI: 10.2521/jswtb.58.35
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微細気泡オゾン処理-生物処理によるフミン酸試薬の3次元励起-蛍光スペクトルの変化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 惣田訓、清水聡行、芳野浩志、中島淳
  • 雑誌名: 日本水処理生物学会誌 巻: 58(2) ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Cattails and Hydraulic Loading on Heavy Metal Removal from Closed Mine Drainage by Pilot-Scale Constructed Wetlands (2021)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Thuong Thi、Soda Satoshi、Kanayama Akihiro、Hamai Takaya
  • 雑誌名: Water 巻: 13 ページ: 1937～1937
  • DOI: 10.3390/w13141937
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 石灰石・木炭を充填したラボスケール人工湿地による酸性坑廃水の中和・金属処理の基礎検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 原 拓也、川本 邦男、 福田 和宏、中川 功、NGUYEN Thi Thuong、惣田 訓
  • 雑誌名: 用水と廃水 巻: 63(6) ページ: 437～443
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大学研究棟雑排水を対象とした浄化槽処理水のオゾン処理による脱色と残存有機物の生分解性向上 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水聡行、惣田訓、芳野浩志、中島淳
  • 雑誌名: 浄化槽研究 巻: 31(3) ページ: 1～5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimal Air Conditioner Placement Using a Simple Thermal Environment Analysis Method for Continuous Large Spaces with Predominant Advection (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Tatsuhiro、Ozaki Akihito、Lee Myonghyang
  • 雑誌名: Energies 巻: 14 ページ: 4663～4663
  • DOI: 10.3390/en14154663
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decomposition Analysis of Global Water Supply-Demand Balances Focusing on Food Production and Consumption (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Yohei、Yoshikawa Naoki、Amano Koji、Hashimoto Seiji
  • 雑誌名: Sustainability 巻: 13 ページ: 7586～7586
  • DOI: 10.3390/su13147586
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 散水ろ床と花壇・菜園型人工湿地による省エネルギー型廃水処理システム：合成廃水処理のスタートアップ (2022)
  • 著者名/発表者名: ZHANG Zhuoan、YIN Haoquan、惣田訓、小田柿喜暢
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会
• [学会発表] 真空紫外線を用いた有機物の効果的な分解に関する検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤原柊斗，清水聡行，神子直之
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会
• [学会発表] 新環境基準見直しに伴う下水処理場における紫外線照射に関する検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷川史昂，神子直之
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会
• [学会発表] 流入下水における種々の指標細菌の紫外線耐性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松岡秀悟，神子直之
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会
• [学会発表] 185nm 真空紫外線を用いた大腸菌ファージの不活化効果の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 淺川幸輝，神子直之
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会
• [学会発表] ベトナム北部・カウ川流域への流域統合モデルの適用と水環境の総合評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡林あゆみ、佐藤圭輔、Htet Thu Soe、Giang Pham Quy
  • 学会等名: 第56回日本水環境学会年会
• [学会発表] ABW 指向型のオフィスにおける執務空間が知的生産性と心理・生理量に及ぼす影響に関する研究（第１報）建物概要と中間期及び夏期における被験者実験 (2022)
  • 著者名/発表者名: 田中 哲平、近本 智行、坂田 英昭、小林 佑輔
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
• [学会発表] 室内の CO2 濃度が人の生産性と生理心理量に及ぼす影響に関する研究 タイピング・計算による作業性・疲労度の検証 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坂井 遥祐、近本 智行、具島 豊治、湯淺 明子、信長 賢輝
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
• [学会発表] 周期的変動風を伴った可変風量吹出口の開発温熱環境性能および快適性の評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 民秋 篤、近本 智行、宮崎 清二、中島 洋一
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
• [学会発表] Prediction of Nutrient Removal by Duckweeds in Lab-scale Cultivation by Using Digital Image Analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: DINH Thi To Uyen, SEMBA Shiori, NAKAJIMA Jun, SODA Satoshi
  • 学会等名: 第 21 回環境技術学会年次大会
• [学会発表] Heavy Metal Removal from Simulated Acid Mine Drainage Using Clamshell- and gravel-filled lab-scale constructed wetlands (2021)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Thi Thuong, Huang, HOA, Soda Satoshi, Nguyen, T. A. Hang
  • 学会等名: The Water and Environment Technology Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Biomass Estimation of Duckweeds in Lab-scale Cultivation by Using Digital Image Analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: DINH Thi To Uyen, SEMBA Shiori, NAKAJIMA Jun, SODA Satoshi
  • 学会等名: The Water and Environment Technology Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Assessing Green Space Planning for Flood Resilience in Jakarta, Indonesia (2021)
  • 著者名/発表者名: NUGRAHENI Astri, ICHIKI Atsushi, SHIMIZU Toshiyuki
  • 学会等名: The Water and Environment Technology Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Removal of Heavy Metals from Acid Mine Drainage by Lab-scale Constructed Wetlands Filled with Oyster Shells and Limestone (2021)
  • 著者名/発表者名: NGUYEN Thi Thuong, Satoshi SODA, Akihiro KANAYAMA
  • 学会等名: The 2021 International Conference on the "Challenges in Environmental Science and Engineering" (CESE-2021)
  • 国際学会
• [学会発表] 下水処理における UV-LED 光源の実用化に向けた基礎的検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 志賀淳一，多田悠吾，神子直之
  • 学会等名: 第24回日本水環境学会シンポジウム
• [学会発表] 住宅の天井裏空間を利用した空気循環システムの提案 （その1）数値シミュレーションによる室内環境改善およびエネルギー性能の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 李明香
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 入浴時及び入浴前後の温熱環境の違いが人体の生理量に及ぼす影響 その１ 人体熱モデルの入浴への適用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 辻健太、李明香、古橋拓也、峯澤聡司、陸茉莉花
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 入浴後の室内温度・気流環境の違いが人体生理・心理量に及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 辻健太、李明香、古橋拓也、峯澤聡司、陸茉莉花
  • 学会等名: 空気調和衛生工学会近畿支部学術研究発表会
• [学会発表] ベトナム北部タイビン川流域における水資源の現状評価と統合的水資源管理へ向けた展望 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岡林あゆみ、佐藤圭輔、Htet Thu Soe、Giang Pham Quy
  • 学会等名: 第58回環境工学研究フォーラム
• [学会発表] CLTを用いた実建物における温熱環境及びエネルギー消費量に関する検討（その1） 各季節における室内環境性能の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 近本 智行、三浦 健史、中川 貴美子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] CLTを用いた実建物における温熱環境及びエネルギー消費量に関する検討（その2） 温熱・湿度環境実測および年間空調消費エネルギーの検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三浦 健史、近本 智行、中川 貴美子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] オフィスビルにおけるデスク組込型パーソナル空調の性能評価 （その1）システム概要とサーマルマネキンを用いた実験評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 粕谷 敦、小林 直樹、和田 一樹、桑山 絹子、近本 智行、矢田 うさぎ、森元 和也
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] オフィスビルにおけるデスク組込型パーソナル空調の性能評価 （その2）実運用化における室内温熱環境評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林 直樹、粕谷 敦、和田 一樹、桑山 絹子、近本 智行、矢田 うさぎ、森元 和也
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 自然エネルギーとヒートポンプを併用する躯体スラブ蓄熱放射冷暖房システムに関する技術開発（その16） 室内熱負荷処理と年間運用実績 (2021)
  • 著者名/発表者名: 榎本 丈二、近本 智行、土井 脩史、小林 陽一、Xu Jun、加藤 理奈子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 自然エネルギーとヒートポンプを併用する躯体スラブ蓄熱放射冷暖房システムに関する技術開発（その17） 改善システムの検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林 陽一、近本 智行、土井 脩史、榎本 丈二、XU Jun、加藤 理奈子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 自然エネルギーとヒートポンプを併用する躯体スラブ蓄熱放射冷暖房システムに関する技術開発（その18） 夏季の被験者実験による設定温度緩和と快適性の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: XU Jun、近本 智行、土井 脩史、小林 陽一、榎本 丈二、加藤 理奈子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 気流感変動制御システムを有するオフィスの実測・実験評価（その1） システム概要と制御状況 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増田 恭大、近本 智行、粕谷 敦、和田 一樹、桑山 絹子、矢田 うさぎ
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 気流感変動制御システムを有するオフィスの実測・実験評価（その2） オフィス実運用時の制御状況とアンケート評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 矢田 うさぎ、近本 智行、粕谷 敦、和田 一樹、増田 恭大、桑山 絹子
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 集合住宅の住戸改修における住まいの課題整理と計画・設計検討 その1：実験集合住宅NEXT21”自在の家”における居住実験を通じた研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加茂 みどり、髙田 光雄、清家 剛、近本 智行、木下 庸子、渡辺 真理、近角 真一
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
• [学会発表] 気流感変動制御システムを有するオフィスの実測・実験評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 矢田うさぎ、近本智行、粕谷敦、和田一樹、増田恭大、桑山絹子
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会
• [学会発表] 自然エネルギーとヒートポンプを併用する躯体スラブ蓄熱放射冷暖房システムに関する技術開発 （その１９） 室内熱負荷処理と年間運用実績 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林陽一、近本智行、土井脩史、榎本丈二、Jun Xu、加藤理奈子
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会
• [学会発表] オフィスビルにおけるデスク組込型パーソナル空調の性能評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 粕谷敦、小林直樹、和田一樹、桑山絹子、近本智行、矢田うさぎ、森元和也
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会
• [学会発表] 自然エネルギーとヒートポンプを併用する躯体スラブ蓄熱放射冷暖房システムに関する技術開発（その 20） 夏季の被験者実験による設定温度緩 和と快適性の検証 (2021)
  • 著者名/発表者名: Jun XU、，近本智行、土井脩史、小林陽一、榎本丈二、加藤理奈子
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会