Toda Lab Project Soka University Faculty of Engineering
過去の研究プロジェクト
SATREPS・COSMOS プロジェクト
2016-2022
「SATREPS・COSMOS プロジェクト」
内容：
SATREPS “地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム”は、科学技術振興機構 (JST)と国際協力機構 (JICA)が連携して実施する事業です。本事業の一環である COSMOS プロジェクトは、日本とマレーシアの７つの研究機関で“微細藻類の大量培養技術の確立による持続可能な熱帯水産資源生産システムの構築”を目指します。プロジェクトを通して、開発途上国の自立的研究開発能力の向上と課題解決に資する持続的活動基盤の形成を図ります。
詳細についてはこちらを御覧ください。
文部科学省 私立大学ブランディング事業
2017-2019
「PLANE3T (PLANkton Eco-engineering for Environmental and Economic Transformation) Project」
（事業責任者: 神立孝一 副学長、研究プロジェクト責任者: 戸田龍樹）
内容：
特に途上国地域での貧困や食料問題、環境破壊は、国際的な中心課題となっています。本事業では、本学の理系・文系学部の研究を融合することで、特色ある新たな学際的研究分野として「プランクトン工学」を提案し、広大な土地、豊富な太陽光資源を持つアフリカ・エチオピア国と共同で、持続可能な循環型社会システムの構築を目指します。具体的には、現地に適した環境技術の研究開発、エチオピア原産の植物プランクトンの加工・商品化による新たな産業基盤の形成に取り組みます。また、本事業による環境・経営・経済教育を通して、若手技術者や起業家などの人材を育成し、「国際社会で活躍できる創造的人間を輩出する大学」としてのブランドを確立するとともに、国連SDGsが掲げる環境保全・飢餓解消に貢献していきます。
詳細についてはこちらを御覧ください。
環境省 環境研究総合推進費委託費
2014-2016
「環境省 環境研究総合推進費委託費」
内容：
近年、日本各地の陸水域では水草の大量繁茂による環境悪化が懸念されています。例えば、琵琶湖では水草の分布が南湖の 90%以上を覆っており、社会・経済にわたる複合的環境問題（漁業活動への影響、周辺住民への悪臭被害、景観悪化によるツーリズムへの影響など）を引き起こしています。そこで本プロジェクトでは、１）水草の持続可能な除去・管理基準の策定、２）除去した水草バイオマスの有効利用法の確立についての研究を行っています。
詳細についてはこちらを御覧ください。
長崎県新上五島町における磯焼け対策実証実験
2014-2016
「長崎県新上五島町における磯焼け対策実証実験」
内容： 温帯域から寒帯域にかけての沿岸岩礁地帯には、通常、波打ち際から数 10 m までの範囲に海藻類が繁茂します。それらの海藻藻場は仔稚魚の餌場や隠れ家となり、仔稚魚期における生存率を維持することで水産資源の保護に貢献してきました。ところが近年、日本沿岸の多くの海域でこれらの藻場が減少、衰退する「磯焼け」が大きな問題となっています。そこで、新上五島町からの委託事業（2014 年度～ 2016 年度）として、本海域において栄養塩施肥による磯焼け対策実証実験を行うこととなりました。 詳細についてはこちらを御覧ください。
文部科学省 私立大学戦略的研究基盤形成支援事業
2009-2013
「低炭素社会形成のための生物・熱化学プロセスによるバイオマス資源循環利活用技術の研究開発」
内容：
メタン発酵、エタノール発酵、堆肥化等の生物プロセスは、環境負荷が低いこと、メタンガスやエタノール等の有価物が回収できる等の利点から注目されています。しかしながら微生物による分解プロセスを主体としたこれらの処理からは、分解できない難分解性の有機物を 2 次生成物として排出しなければならず、特にリグニンやセルロースといった難分解性有機物を多く含む草木系の植物バイオマスの再資源化処理において、未だその効率化が困難とされています。バイオマス利活用を中心とした効率的な低炭素社会の形成には、人間活動から排出される各種有機物資源を、その分解性に関わらず効率的に再資源化し、社会において循環利用する必要があります。
当研究室では、文部科学省の学術研究高度化推進事業（平成 16 ～ 20 年度）において、生物学的な好気ならびに嫌気分解プロセスを組み合わせ、システム全体として高い分解率で、効率的なエネルギー回収を可能にするメタン発酵処理技術を研究開発してきました。このプロジェクトは、易分解性の生ごみ等を主な対象基質として研究を実施してきました。しかしながら、高度化された低炭素化社会を目指し、人間活動から排出されるバイオマス資源全体の有効利用を想定した場合、生物処理のみでは、その全ての有機物種をカバーすることができません。そこで本プロジェクトでは、従来実施してきた（１）“有機性廃棄物の効果的な分解処理プロセスの更なる高効率化”に加え、（２）“将来、バイオマスエネルギー源として注目されている単細胞藻類等の水生バイオマスの生産プロセス”、（３）“難分解性有機物のガス化分解プロセス”の３つの研究テーマについて取組み、人間社会全体から排出されるバイオマス資源の効率的な循環利活用技術について研究開発を行っています。
環境省 循環型社会形成推進研究事業（現 循環型社会形成推進科学研究費補助金）
2008-2010
「単位プロセスの多機能化による含塩性有機性固形廃棄物の低コスト・低環境負荷処理プロセスの確立」
内容：
ムラサキイガイなどの海産汚損生物は、世界各地の沿岸域の発電所、各種港湾施設や船舶などから間欠的かつ大量に排出されています。これらの“含塩性有機性廃棄物”は、その含塩性から飼料や肥料としての利用が困難で、メタン発酵処理においても、プロセス阻害が広く知られています。この処理の困難性から、わが国ではその９割が焼却・埋め立て処理されており、そのバイオマス利活用技術の確立が緊急の課題となっています。
メタン発酵技術は、その創エネルギー性から、有機性廃棄物の再資源化技術の１つとして注目されていますが、① 付帯設備にコストがかかる、② 固液分離に薬剤費がかかる、③ 廃水処理にエネルギー・コストがかかる等の課題を抱えており、本格的な社会への普及が困難とされています。本プロジェクトでは、メタン発酵プロセスにおける耐塩性や嫌気および好気分解に関する技術シーズを活用し、単一槽の多機能化による低コスト化を研究コンセプトとし、嫌気および好気分解プロセスを同一槽で行う切り替え式リアクター（液相多機能化プロセス）と、消化汚泥（発酵残渣）の固液分離および固形分の好気分解を同時に行うプロセス（固相多機能化プロセス）を統合する研究・開発を行っています。
インドネシア SEED プロジェクト
2006-2008
「持続可能社会形成のため、環境科学・工学・教育研究」
共同研究先であるスラバヤ工科大学は、インドネシア第２の都市スラバヤ市（ジャワ島東部）にメインキャンパスを持つインドネシア屈指の理科系の大学です。2006 年には学術交流協定を結び、インドネシアが抱える環境問題解決のための学術交流ならびに共同研究をスタートさせました。
環境問題を解決するためには、科学的な専門技術習得の推進と環境問題に対して高い意識を持つ人間の育成の両面からのアプローチが不可欠です。このような考えから、本プロジェクトは SEED（Environmental Science, Engineering and Education for Sustainable Development）プロジェクトと呼ばれており、工学部だけでなく教育学部の研究者と学生が参加した、より幅広い分野にわたる自由で意義ある学術交流を目指しています。具体的には（1）廃棄物を直接燃焼させることによってエネルギーを得る研究、（2）微生物の力でごみから高濃度のメタンを含むガス（バイオガス）を得る研究、（3）埋立地から雨水などにより染み出してくる汚水「浸出水（leachate）」の処理に関する研究、（4）環境問題に対する意識を高めるための教育活動の４つを柱に研究を実施しています。
創価大学公式サイト「学術交流 SEED プロジェクト 戸田 龍樹（2007 年掲載）」
文部科学省 学術研究高度化推進事業
2004-2008
「嫌気および好気分解プロセスを併用した持続可能な有機物の高分解処理による効率的エネルギー回収システムの開発」
内容：
有機性廃棄物は肥料成分やエネルギーとして回収できる炭素源を多く含んでいるにも関わらず、そのほとんどが焼却もしくは埋め立て処理されています。また慢性的な最終処分場不足や、近年では焼却にともなうダイオキシン類等の有害化学物質の生成など新たな問題を生じています。このような社会背景において、有機性廃棄物処理には、廃棄物の発生源で処理を行うことで運搬・輸送にコストやエネルギーをかけず、2 次生成物（発酵残渣）を極力排出しない処理法が求められています。
平成１４、１５年度に実施した経済産業省の地域新生コンソーシアム研究開発事業では、固相と液相の好気プロセスを組み合わせた有機物の高分解率処理について研究を行いました。本プロジェクトでは、この好気分解プロセスによる有機物の高分解処理技術を、メタン醗酵プロセス（嫌気分解プロセス）を応用することによって、高分解率で、効率的なメタンガス回収を可能にするプロセスの開発を行いました。開発したシステムでは、好気・嫌気分解プロセスを組み合わせ、システム内で、合成される有機物（好気プロセスの活性汚泥など）を、再度メタン発酵プロセスに循環・エネルギー回収するなどの工夫を行い、効率的な全体システムの構築を試みました。また、対象とする有機物原料は、生ごみを中心とした食品系廃棄物だけでなく、将来、生産型バイオマスエネルギーとして重要性が高い藻類等の有機物についてもその利用可能性について研究を実施しました。
参考サイト：
http://www.t.soka.ac.jp/assets/files/academic_sophistication/toda_2005/01.html
経済産業省 地域新生コンソーシアム研究開発事業
2002-2003
「固液２相循環による有機性廃棄物処理装置の開発」
内容：
日本では生ごみ（有機性廃棄物）のほとんどが焼却処理されています。しかしながら、近年のダイオキシン類等の有害化学物質の生成、処理エネルギー・コストの増大等の問題から、安全な生物学的処理が注目されるようになり、コンポスト化やメタン醗酵によるエネルギ－回収処理が検討され、一部で普及しています。このような中で、特に最終処分場の確保が困難な都市部ではごみの減容化が課題になっており、回収コストの問題から発生源での高減容処理が望まれています。大型化する集合住宅や高層マンションではその利便性から、建物毎に高価な活性汚泥槽を設備したディスポーザによる生ごみ処理が急速に普及しており、社会のニ－ズも多様化しているのが現状です。そこで、本プロジェクトでは、高い減容率（分解率）が求められる都市部において、生ごみを好気固相処理（コンポスト化プロセス）と好気液相処理（活性汚泥プロセス）を相互に循環利用し、高い分解率で処理する装置の開発を行いました。
その他のプロジェクト
● マレーシアオープンリサーチプロジェクト
失われたサンゴ礁を回復させる環境修復技術の取り組みとして、サンゴの成長に伴う環境嗜好性を考慮した新しい人工魚礁の開発を目的として研究を進めています。多様な微小生息域を人工的にデザインし、人工魚礁の構造によって生じる複雑な物理的環境に対するサンゴ幼生の着生選択性と着生後の適応度を調べ、その結果を基に、新しい人工魚礁のデザインを提案し、サンゴの増殖事業や生態系の修復に貢献することを目指す予定です。
光量などを操作することで多様な微小生息域をデザイン
マレーシア・ティオマン島の海洋公園に設置し、モニタリングを行っている