iMaRRC
Newsletter

The National Research and Development Agency
Public Work Research Institute (PWRI)

iMaRRC Newsletter Vol.9 September 2017

Vol.14 March 2019

研究コラム 膜分離活性汚泥法を用いた下水処理実験
下水中には様々な病原微生物が含まれていますが、下水処理場にて除去・消毒が行われることで流域での感染症の拡大を防止しています。冬季での感染性胃腸炎の流行期には、下水中のノロウイルスなどの病原微生物の流入量が増加することから、下水処理場にてより高度な除去・消毒を行う必要があります。
特にウイルスは大腸菌などに比較して、塩素消毒に耐性があると考えられるため、塩素消毒の強化や他の消毒法・除去法の適用について評価が必要です。
このため iMaRRC では、他の消毒法として紫外線消毒法、除去法として膜分離活性汚泥法（MBR:Membrane Bioreactor）による不活化･除去効果の評価を行っています。MBR 法では実下水処理場に実験装置を設置し、懸濁物質や大腸菌、ノロウイルスなどの除去効率について調査をしています（Figure 1）。これまでの結果では、懸濁物質、有機物の除去率は 99％以上、ノロウイルスの除去率は平均で 99.99％でした（Figure 2）。ノロウイル
スの除去率は標準的な活性汚泥法と比較して 2 オーダー程度高いことが確認されましたが、水質浄化に関与する反応槽内の微生物濃度に応じてウイルスの除去率に変動が観察されることから、高度に安定した除去効果が得られるよう継続した調査を行なっています。今後は病原微生物に加えて微量化学物質などの除去率についても評価を行う予定です。
本研究を通じて、水系感染症の拡大を防止するための技術が普及することを目指しています。

Wastewater

TreatmentusingMembrane

Bioreactors
Wastewater treatment plants (WWTPs) benefit
human health as they remove and/or inactivate
pathogens in municipal wastewater. However, theconcentration of noroviruses in municipal wastewater
increases in winter because it is the epidemic season of
infectious gastroenteritis. In particular, viruses are moreresistant than bacteria to disinfection treatments such aschlorination. Thus, it is necessary to estimate viral
removal by using advanced wastewater treatment anddisinfection processes.
The iMaRRC estimates the removal of suspended
solids, E. coli, norovirus, etc. when using a membranebioreactor (MBR), which is used in advanced
wastewater treatment processes (Figure 1). The mean
removal ratios of suspended solids, E. coli, andnorovirus were >99%, >99.999% and 99.99%,
respectively (Figure 2). We confirmed that the removal
ratio of norovirus by MBR was two orders higher thanthat of conventional wastewater treatment.
We aim to spread advanced wastewater treatment※実験動画等のページ（short video）

technology, such as MBR, to protect human health

http://www.pwri.go.jp/team/imarrc/activity/movie.html

from waterborne diseases.

MBR処理装置による処理性能

膜分離活性汚泥処理装置（Membrane Bioreactor, MBR）

動画（）70032
下水処理水

水質項目
下水平均値 （n = 15）

除去率

懸濁物質 (mg/L)85<1> 99%CODcr (mg/L)

2101099.3%大腸菌 (CFU/100mL)

1×105<1> 99.999%

ノロウイルス (copies/L)

3×107

2×103

99.99%

分離膜によりろ過された処理水

分離膜

生物反応槽
下水

Figure 1: Scheme of the MBR process

処理水

下水

処理水

Figure 2: Influent and effluent quality of the MBR process

1

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研究コラム

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表面処理工法によるアスファルト舗装の維持修繕

アスファルトは結合材としては安価な材料で、快適な舗装路面を迅速に作ることができます。このため、アスファルト舗装

Asphalt Pavement maintenance by Surface
Treatmentとして重交通路線から生活道路にいたるまで広範囲に用いられています。しかし、日照や雨水等の気象作用への耐久性に優れているとは言えません。舗装表面でひび割れや骨材飛散等が一旦発生すると、それらが加速度的に進行拡大するとともに、水分が下層に浸透することによる舗装の構造的な破損につながります。
生活道路をはじめとした軽交通道路では、疲労等の交通荷重による破損よりも、気象作用による劣化が主因となって損傷が進行する（Figure 3）ことが多くなります。補修対策としてはクラックシール（ひび割れの充填, Figure 4）やパッチング（ポットホールや脆弱部の修復）が普及していますが、これらは主に損傷発生後の対策であり、これとは別に、気象作用などによる生じる表面のアスファルト劣化を防止する補修対策を確立することが必要となります。
そこで iMaRRC は、表面のアスファルトの劣化予防により、ひび割れ範囲の拡大抑制を期待できる、表面処理工法の適用範囲や延命効果の確認に関する共同研究を日本アスファルト乳剤協会と行っています。舗装の表面処理工法は、既存の路面にひび割れ閉塞を兼ねた保護層を塗布するものであり、使用材料や骨材等により、フォグシール、チップシール、薄層表面処理（Figure 5）などの様々な工法があります。舗装の延命とともに、平滑な路面による騒音や振動の低減、快適性向上や景観上の更新効果も得られます。これらの工法を、どのような交通や環境条件、損傷段階で適用すれば延命につながるのかを明らかにするために、様々な材料試験や、現場条件の異なるつくば市内の 5 箇所における試験舗装により評価を続けています。
表面処理工法の試験舗装状況の動画を iMaRRC ホームペー
ジに掲載しましたのでご覧ください。※実験動画等のページ

Asphalt is a cost-effective material that is used tobuild comfortable pavements rapidly; however, iteasily deteriorates owing to weathering, such as
sunlight and rainwater, particularly when used onpavement surfaces. Once the surface starts cracking,the damage progresses, and water permeation may
induce failure of the pavement structure.
On a light traffic road, such as a community street,
deterioration by weathering can be the primary causeof pavement damage (Figure 3) rather than fatigue
owing to traffic loading; therefore, prevention of
surface deterioration can extend the pavement service
life. Crack sealing (Figure 4) and patching have been
applied to minimize pavement damages. However,these are ex-post measures and cannot prevent crack
expansion and future crack initiation.
The iMaRRC and Japan Emulsified Asphalt
Association are conducting cooperative research on
the verification of surface treatment methods that canprevent the expansion of cracks and help maintainpavements. A surface treatment method is proposed
wherein existing pavement surfaces are painted; itcomprises various methods such as fog seal, chip seal,
and thin layer surfacetreatment (Figure 5). In addition
to extending the service life, the proposed method canreduce noise and vibration, improve comfort, andenhance appearance.
The video of trial applications to evaluate the life
extension by surface treatment is available on theiMaRRC web page.

（short video）http://www.pwri.go.jp/team/imarrc/activity/movie.html

Figure 3: Pavement surface cracks due toasphalt deterioration

Figure 4: Crack sealing

2

Figure 5: Thin layer surfacetreatment

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海外出張報告 Business Trip Report
iMaRRC の新田上席研究員は、舗装チーム川上主任研究

Dr. Nitta of iMaRRC and Dr. Kawakami of pavement員とともにドイツとスイスに出張し、国際シンポジウム

team traveled to Germany and Switzerland, participated inへの参加およびスイス連邦材料試験研究所（Empa）とのinternational symposiums and conducted research meetings

研究打合せを行いました。

with Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials

まず、ドイツのブラウンシュヴァイクにおいて、2018

Science and Technology).

年 9 月 17 日(月)～18 日(火)に開催された RELEM（国際材First, they participated in the symposium of bitumen

料構造試験研究機関・専門家連合）アスファルト材料のchemical-mechanical properties of RELEM held in

化学的機械的特性に関するシンポジウムに参加しました。

Braunschweig, Germany, on September 17-18, 2018.

本会議は、欧州の他、米国、カナダ、ブラジル、南アフ

Besides Europe, participants from the United States, Canada,リカ、中国、日本から参加がありました。日本からは、

Brazil, South Africa, China, and Japan participated in this

新田・川上ら共同で研究しているアスファルトの繰り返conference. From Japan, Dr. Kawakami made a presentation

し再生特性に関する研究について、川上主任研究員からon the repetitive recycled characteristics of asphalt jointly

発表を行いました。その他の国の参加者からはアスファ

studied by Nitta and Kawakami et al. Other participants

ルトの促進劣化試験や再生用添加剤の検討や、AFM（原presented their findings on accelerating deterioration test of子間力顕微鏡）を使ったアスファルト分析などの発表がasphalt, study of rejuvenator, and asphalt analysis using anありました。アスファルトの新しい再生方法や分析方法

atomic force microscope. We gathered and exchanged

に関する研究状況や最新技術などについて情報収集、情information on the ongoing research and the latest

報交換ができました。

technology on new recycled and analysis methods of

会議後、スイスのチューリッヒに移動し、9 月 20 日にasphalt.

Empa において「アスファルト舗装の繰り返し再生と環境

On September 20 after the symposium, we held a面に関する研究協力」に基づく研究打ち合わせを行いま

research meeting based on "Repeated reproduction of

した。主に日本での検討内容について報告し、意見交換

asphalt pavement and environmental cooperation" at Empa,を行いました。Empa からは新たな粘弾性解析の必要性説

Switzerland. We reported on the contents of consideration

明や Empa 所有の機器での分析の提案がありました。

primarily in Japan and exchanged opinions. Empa had

国際シンポジウムにおいては、日本の先進的なアスフ

requests for new viscoelastic analyses and analyses onァルト再生技術について、注目が集まり、非常に多くのequipment owned by Empa.

質問を受けました。今後も、海外に情報発信を行っていAt the international symposium, there were many

くことの必要性を感じました。また、Empa との研究協questions about Japan's advanced asphalt regeneration

力は始まったばかりですが、今後も協力を進め、より高technology. We will continue to make efforts to disseminate

度なアスファルト再生技術の確立を目指したいと思いま

information overseas. Furthermore, they aim to cooperateす。

with Empa in the future and aim to establish more advanced

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研究者紹介 iMaRRC Researchers
1. 佐々木 厳Dr. Iwao Sasaki joined the PWRI in 1989.
平成元年度に当時の建設省土木研究所化学

Since then, he has been working as a research

研究室に採用され、以来ずっと材料関係の研究

engineer in the advanced materials division. His調査に携わっております。これまでに行ってきresearch topics are asphalt pavement, concrete

た研究テーマは、アスファルト舗装の機能性やprotection, and FRP application. Because he

耐久性、コンクリート構造物の防水防食、FRP

was acquainted with chemical engineering

材料の主に三系統です。大学で少しだけ化学工

during his graduate studies, he has been

学をやったこともあり、舗装表面劣化と補修

examining mass transfer and aging rate

材、排水性舗装の改質アスファルト、床版防水

phenomenon such as modified asphalt for

層や水処理、コンクリートの表面保護材や内部鋼材の防食など、水等のdrainage pavement, water proofing for bridge

物質移動や劣化速度に関する研究項目を多く手がけました。日本海沿岸

decks, concrete surface paint, and reinforcing

や沖の鳥島などの海岸暴露場をはじめ現場での屋外調査も繰り返し行

steel corrosion protection. His research is not

いました。さまざまな事業分野に好奇心をもって取り組むべく心がけて

confined to laboratories but also extend to fields

きましたが、結果として浅薄なものになっているような気もしており、

such as material exposure sites facing an ocean.

軸足を意識しつつ取り組んでゆきたいと思うところです。
研究でも海まわりのことは多かったのですが、家族でも海に行って潜ることが多かったためか、愚息は二人とも海関連に進んでいます。最近は遊び相手がかわり、学生時代にやっていた四つ足の馬から機械式二輪に乗りかえて河原や野山を走り回っています。

2. 櫻庭 浩樹
Dr. Hiroki Sakuraba joined the Public Works
平成 25 年（2013 年）に土木研究所に入所し、Research Institute (PWRI) in 2013. Now, he

現在は、コンクリート構造物の簡易な塩分量調

primarily investigates brief methods for chloride

査技術や、プレキャストコンクリートの有効活

ion concentration in hardened concrete and an用に関する研究を行っています。後者の研究に

effective use of precast concrete members. He

ついては、昨年、実構造物を想定した規模で、conducted a series of bending tests on precast

機械式継手が配置された鉄筋コンクリート梁

concrete beams jointed with mechanical splices

20 体の載荷試験を行いました。大規模な実験でしたが、共同研究者のlast year. The bending tests were successfully

方とも協力し、試験体の製作、載荷試験、試験結果の報告まで、無事にimplemented although they were challenging終えることができ、達成感を味わうことができました。

and conducted on a large scale, and so he felt

私生活では、健康第一、仕事と家庭の両立、をテーマに励んでいます。

accomplishment.

健康管理のため、食べ過ぎないこと、寝る前に筋トレやストレッチをす

He thinks that health and work–life balance

ることを継続しています。入所してからほとんど病気や怪我はしておらare the most important factors in his daily life.

ず、健康第一を達成できています。家庭では、子供が生まれて大きな変He has maintained good heath since he joined化がありました。最近はよく動くようになり、頭をぶつけないかなど、

the PWRI because he takes care of his food

行動を予測して、怪我をしないように気を付けています。子供のおかけ

intake and exercises regularly. He also enjoys

で、仕事での安全管理に関する能力も向上したかもしれません。

spending time with his one-year-old son who
recently became active.

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3. 諏訪 守Dr. Mamoru Suwa joined iMaRRC as a seniorresearcher in April 2003. Since then he has been

平成 15 年 4 月に iMaRRC の材料資源

working as a research engineer in the recycling

研究グループに着任しました。これまでresearch division. His present research topics areに、主に下水、環境水の病原微生物の測

detection method and the control method of the

定法、制御法および安全性評価に関する

pathogenic microorganism in the wastewater

調査・研究を行っています。特に、ノロ

treatment processes and environment water. In

ウイルスや薬剤耐性菌による感染症は世

particular, the infectious diseases by the norovirus

界的な問題であり、これらの病原微生物

and the antibiotic-resistant bacteria are globalを受け入れている下水処理場での除去や消毒について適切な管理を行うための研究は重要であると考えられます。現在、下水処理場
では衛生学的な管理の指標として大腸菌群数が利用されています
が、ウイルスや耐性菌なども考慮することで、下水処理場が地域の水系感染症の拡大防止に貢献できると考えられます。

problems. To prevent the infectious disease of the
public waterbody, studies that aim to remove anddisinfect these pathogenic microorganisms in thewastewater treatment plant are important.
His hobbies include marching with a portable

趣味は地域の祭りにてお神輿を担ぐことです。五穀豊穣、疫病の防止を祈念してお神輿を担ぎます。仕事や趣味を通じて水系感染症の拡大防止に貢献していきたいと思います。

shrine on one’s shoulder in the Yasaka festival.
During this festival, an entrant prays for the good
harvest of farm products and prevention of theinfectious disease. I want to contribute to theprevention of waterborne infectious diseases throughmy work and hobbies.

受賞報告Research Awards賞

受賞者

論文名

表彰団体

受賞日Award

Recipient Name

Title

Awarding

Dateorganization
Certificate of Honor

Tsuyoshi Hyakutake

Evaluation of Surface Preparation of SteelYangonfor a panel speaker(百武 壮)

Substrate by Microscopic Surface

Technologicalin the Ninth ICSE

Observation (顕微観察による鋼材の表University (ヤンゴ2018 (第 9 回 ICSE

面処理評価)ン工科大学)

2018/12/9

パネルスピーカー表彰)
第 7 回 FRP 複合

川島 陽子

屋外暴露したハイブリッド FRP 桁 土木学会複合構 2018/12/25

構造・橋梁に関す(Yoko Kawashima)の長期耐久性の評価

るシンポジウム(Long-term

優秀講演賞

Reinforced Polymer Girder)

Durability of(Excellent

造委員会
HybridFiber(Committee onHybrid Structures,JSCE)

presentation award)

iMaRRC Newsletter 発行元: (国研)土木研究所 先端材料資源研究センター(iMaRRC)
Tel: 029-879-6761 Fax: 029-879-6733 Email:imarrc-at-pwri.go.jp ※送信の際は，-at-を@に変更してください5