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次世代の3R基盤技術の開発(平成 29年度)
Development of next generation technologies for“3R”

予算区分
AA 課題解決型
研究課題コード
1620AA025
開始/終了年度
2016~2020年
キーワード(日本語)
バイオ燃料製造,バイオガス,分散型処理,計測技術開発,ナノ廃棄物,フガシティーモデル,燃料利用,技術実証,焼却,溶融,再資源化
キーワード(英語)
Biofuel production,Biogas,In Situ treatment,Development of monitoring techniques ,Nano-waste,Fugacity model,Usage of biofuel,Technology verification,Incineration,Melting process,Recycling

研究概要

廃棄物系バイオマスの利活用の推進では、原料の拡大に加えて既存インフラから新規インフラにおいて利用可能な次世代型の燃料・エネルギー化技術が必要とされる。また、低炭素化と環境汚染物質の排出削減との両立も期待される。一方、既存の一般廃棄物処理施設においては、資源回収の向上と最終処分場への負荷削減を 目指した次世代の中間処理技術が求められている。本プロジェクトでは、これらの次世代技術を研究・開発し、社会実装させ、環境イノベーションの実現や地域振興に貢献することを目的とする。また、ナノ廃棄物等の新規廃棄物の適正処理に対する知見が不十分であることから、将来に向けてそれらの適正処理技術を確立することも目的とする。内容としては、燃料変換技術と燃料利用技術の開発に向けて、技術システムの設計と評価、施設調査、数値モデル化等の手法を用いた 新規バイオ燃料製造技術システム及び中間処理技術を提案・実証する。また、新規廃棄物に対する計測技術の開発とそれらの処理における安全性評価等により新規 廃棄物の適正処理方法を検討する。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

バイオ燃料製造技術及びバイオ燃料利用技術の開発では、3年目までに業務用の生ごみおよび厨房排水を対象として、メタンガスを回収しつつ処理性能がディスポーザー排水処理システムの規格を満たす装置を開発する。また、デュアルバイオ燃料製造技術の実証を行い、多様な燃料を利用する技術を確立する。加えて、バイオ燃料製造プロセス用の動態モデルを開発し、環境汚染物質の排出量最小化法を提案する。5年目には、開発した装置を既存インフラと連携できる新規分散型有機性廃棄物処理システムとして実証試験する。また、環境汚染物質の排出量最小化を実現するためのバイオ燃料製造システムを実証する。焼却や溶融等の熱処理技術の開発については、3年目までに熱処理施設の調査とモデル化を行い、熱処理工程における元素分配挙動と化学形態を解明する。5年目には、有用金属の回収効率の向上及び焼却残渣の最終処分や有効利用における環境安全性を向上させる熱処理技術を提案・実証する。新規廃棄物の適正処理に関する研究では、3年目までにナノ廃棄物の発生量と処理の状況を取りまとめるとともに、ナノ廃棄物処理過程でのナノ廃棄物の計測方法を開発し、処理過程における挙動を明らかにする。5年目には、安全性や経済性等の評価結果を基にしたナノ廃棄物の適正処理技術を提案し、検証を行う。

今年度の研究概要

バイオ燃料製造技術の開発では、これまでの研究から好気性後処理槽への流入負荷の大きさが効率化の障害となっていることを踏まえ、固液分離を省略し、前段に嫌気性ろ床法を用いた直列の処理方式を検討する。
バイオ燃料利用技術の開発では、これまで開発してきたデュアルバイオ燃料製造技術の実証システムを設計し、実証を行う。また、メタン発酵施設における環境汚染物質の動態を把握するともに、施設の多媒体モデル化を完了させ、その妥当性を検討する。
熱処理技術の開発では、昨年度の成果を踏まえて主灰の資源化法を検討する。また、バイオマス専焼却施設においても同様な調査を行い、元素の分配性を把握し、灰の利活用の検討に着手する。
新規廃棄物の適正処理に関する研究では、特定のナノ材料を絞り、計側技術の開発を進めるとともに、廃棄物処理過程(主に焼却処理)でのナノ廃棄物の挙動について、管状炉や熱処理プラントを用いた燃焼実験、実炉での調査により明らかとする。

外部との連携

東京ガス、住友重機、トロント大学、タクマ、神鋼環境ソリューション、鳥取県、ヤンマー

課題代表者

倉持 秀敏

  • 資源循環・廃棄物研究センター
    基盤技術・物質管理研究室
  • 室長
  • 博士(工学)
  • 化学工学,化学,工学
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担当者