環境浄化技術 2021年3・4月号

環境浄化技術 2021年3・4月号
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W2103-04

環境浄化技術 2021年3・4月号

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■特集:下水道における資源有効活用技術の最新動向
○下水道資源の有効利用について
/国土交通省/村岡正季
下水道事業が建設から維持管理へと移行する現在、人・モノ・カネといった経営資源を取り巻く環境が厳しさを増している。その課題解決のため、当省では広域化・共同化や官民連携、新技術活用、ストックマネジメントなどを推進している。本稿では、下水や下水処理過程で発生する下水道資源の有効活用などを紹介する。

○下水汚泥に含まれるレアメタル等の回収に関する調査
/国土交通省 国土技術政策総合研究所/長嵜 真・矢本貴俊・粟田貴宣・田隝 淳
我が国にはレアメタルの鉱山が存在せず、輸入に頼っている。国内でも下水汚泥にレアメタル等が含まれている可能性はあるが、含有量を調査した事例は少ない。そこで、全国各地の下水処理場から採取した下水汚泥について、ICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析装置)によるレアメタル等の金属含有量を測定し、採算性を評価した。

○汚泥濃縮液と汚泥コンポストを併用した高タンパク飼料用米の栽培
/山形大学/渡部 徹・Pham Viet Dung/岩手大学/伊藤 歩・Phung Duc Luc
下水処理水に含まれる窒素は、人が食べる米としては食味を悪くするため歓迎されない。一方で、飼料用米としてならば、米のなかに高タンパクが蓄積するためにメリットになる。筆者らのグループでは汚泥濃縮液を追肥に用いて、汚泥コンポスト(基肥)との併用で高タンパク飼料用米の栽培に挑戦した。

○消化汚泥中窒素成分のアンモニア化に向けた亜臨界水酸化処理法の適用
/清水建設(株)/小島啓輔・加藤雄大・隅倉光博・黒岩洋一
下水汚泥は、窒素成分を多く含んでいることが特徴である。特に、消化汚泥には多くのNH4+-Nが含まれていることがよく知られており、アンモニアストリッピング法などを用いた回収が試みられている。本稿では、消化汚泥中窒素成分由来のアンモニアをエネルギー源として利用することを想定し、消化汚泥に含まれる窒素成分をアンモニアとして回収する方法について、新規に開発した亜臨界水酸化処理法と従来のアンモニアストリッピング法とを比較した例を紹介する。

○リン回収型下水汚泥溶融技術
/(株)クボタ/寳正史樹・吉岡洋仁・岡田正治
リン資源循環においては、リンの有効利用と有害物質管理の両立が重要であり、以下の3点が課題と考えられる。(1)有機有害物質の分解、(2)リンと重金属類との分離、(3)高回収率かつ植物生育に有効な形態でのリン回収。本稿では、(2)と(3)に焦点をあてて溶融技術を紹介する。

○高効率ガス回収型汚泥消化装置
/水ingエンジニアリング(株)/片岡直明/水ingAM(株)/西井啓典
低炭素社会に向けたバイオマスエネルギーの利活用技術として、メタン発酵(嫌気性処理)が注目されている。当社では、下水汚泥のエネルギー回収効率に主眼を置いた高効率ガス回収型汚泥消化装置「セミドライメタン発酵装置」を開発したので、概要を紹介する。

○下水からのリン回収と肥料化による資源循環技術
/太平洋セメント(株)/今井敏夫
セメント製造で培われた粉体ハンドリング技術および焼成技術は、資源循環・環境浄化に応用することができる。本稿では、非晶質ケイ酸カルシウム系粉末材を用いた下水からのリン回収・肥料化、および下水汚泥焼却灰の焼成改質による肥料化技術について紹介する。

○下水道を活用した下水熱利用技術について
/東亜グラウト工業(株)/柴 博志
下水は年間を通して温度変化が少なく、外気温度と比較して夏は冷たく冬は暖かい特長がある。この下水と外気の温度差は、熱エネルギーとして、空調や給湯、融雪技術などに下水の熱を活用できる。本稿では、平成30年度から令和元年度まで十日町市をフィールドとして実施した「小口径管路からの下水熱を利用した融雪技術の実用化に関する実証研究」(B-DASHプロジェクト)について紹介する。

○FIT制度を活用した消化ガス発電システムの導入による成果
/福岡市 道路下水道局/浦本紘享/月島機械(株)/川端友寛
福岡市中部水処理センターでは、再生可能エネルギーの固定価格買取制度(FIT制度)を活用した新たな消化ガス発電システムを導入した。本稿では、その成果と安定運転の取り組み、さらに今後の事業展望について紹介する。

○高知県での下水汚泥肥料の利用推進
/高知県土木部/田中 毅
当県では、下水汚泥を有効利用するために、汚泥処理の持続性の確保、実効性の確保、汚泥由来肥料の利用促進という三つの課題に対して取り組んできた。特に、汚泥肥料の普及促進については様々な取り組みを行っており、本稿で詳しく紹介する。

○下水処理水による鮎養殖
/鶴岡市上下水道部/松浦正也/山形大学/渡部 徹/(株)東北サイエンス/松浦友一
鶴岡浄化センターの処理方式は嫌気好気法(AO法)であり、1日に約27,000m3の汚水を処理している。昭和61年からはコンポストセンターで脱水ケーキの肥料化を始めるなど、下水道と食・農の循環を図る「BISTRO下水道」に取り組んでいる。そして、処理水のさらなる活用手法を検討する中、水産関係者と情報交換した際に「鮎の主食となる珪藻類の繁殖」の発想が生まれ、山形県水産振興協会からの協力も得て下水処理水による鮎養殖実験に挑戦した。

■特集:多様な進化を続ける流動層燃焼・焼却技術2
○流動床式ごみ焼却炉は優れているか?
/JFEエンジニアリング(株)/鈴木康夫
ごみ焼却炉はストーカ炉が全盛期で、流動床式ごみ焼却炉メーカーは事実上2社となってしまった。本稿では、現状と今後を睨んだ流動床炉の長所と短所を、部外者の立場から紹介する。

○木質バイオマス発電効率向上への取り組み
/荏原環境プラント(株)/梶原洋和
当社が提供しているICFB内部循環流動床ボイラは、層内伝熱管を有する独立した熱回収室を設けることで高効率なエネルギー利用を可能としており、木質系燃料を用いたバイオマス発電システムとして一般に利用されている燃焼発電(熱化学的変換+ボイラ・蒸気タービン)プラントの中核技術として適用可能な流動床ボイラである。本稿では、ICFBの基本構成および近年の納入事例とともに、当社での取り組みを紹介する。

○流動床式ガス化燃焼炉/溶融炉による高効率発電/処分場再生システム
/(株)神鋼環境ソリューション/青木 勇・砂田浩志・有村 恒
本稿では、流動層技術を活用した特徴的な以下の、三つのシステムについて紹介する。(1)流動床式ガス化燃焼炉による高効率廃棄物発電システム、(2)流動床式ガス化燃焼炉による木質バイオマス発電システム、(3)流動床式ガス化溶融炉による処分場再生システム。また、流動床ガス化燃焼炉を採用した、はつかいちエネルギークリーンセンターでは熱供給事業を行っており、発電と合わせて平均43%と高い総エネルギー効率を実現している実績についても紹介する。

○気泡流動層バイオマス発電プラントについて
/(株)タクマ/清水一尭・河野孝志・熊代浩吉
本稿では、FIT導入以降、当社が数多く納入してきた木質バイオマス発電プラントについて、各燃焼方式の特長を紹介し、特に未利用材や一般材を利用した木質バイオマス発電プラントで採用実績の多い、7MW級気泡流動層発電プラントの概要と稼働実績を紹介する。

○汚泥焼却設備の創エネ型システムの実現
/三菱重工環境・化学エンジニアリング(株)/伊藤隆行
本稿では、下水汚泥を焼却した廃熱を最大限有効利用した廃熱回収設備と高効率バイナリー発電設備を組み合わせた汚泥焼却システムで、補助燃料をゼロとし、消費電力を上回る発電をすることで実質消費電力ゼロを実現した「エネルギー自立型汚泥焼却炉」について紹介する。

○進化をつづける過給式流動焼却炉
/三機工業(株)/半田大介
流動焼却炉のベースとなる流動層技術は、金属精錬、樹脂乾燥、鋳物砂再生などに用いられていたもので、当社はこの流動層技術のポテンシャルの高さを見出し、下水汚泥の焼却炉に転用すべく昭和40年に実証実験を開始し、国内初の流動焼却炉を大阪府下の下水処理施設に納入した。本稿では、省エネの極みとも言える最新型の過給式流動焼却炉の特長を紹介する。

○循環流動層ボイラ燃焼技術によるバイオマス燃料利用の実績と今後
/住友重機械工業(株)/伊藤一芳
当社では、循環流動層ボイラ燃焼技術により低品位石炭、各種バイオマス、廃棄物由来燃料等を利用した発電設備を設計・納入している。同ボイラは2002年の電力小売事業自由化及び新エネ法の制定を転機として、建設廃材、廃プラスティック等を燃料化した新エネルギー燃料の高効率利用を行う設備として開発され、2011年以降現在までは、FIT制度に対応した新ビジネスモデルを展開している。本稿では、今後のFIT制度の終焉と共に、来る再エネ主電源化社会において、バイオマス火力の方向性や位置付けについて紹介する。

○温室効果ガス削減を考慮した発電型汚泥焼却技術
/JFEエンジニアリング(株)/岡田悠輔・馬場 圭
当社と日本下水道事業団、川崎市は、国土交通省が実施する下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)として、平成29、30年度に、温室効果ガス削減を考慮した発電型汚泥焼却技術についての実証を行った。本稿では、新型焼却炉「OdySSEA」として商品化した同技術の概要と実証成果について紹介する。

■連載
○硝酸呼吸活性汚泥による汚水処理の技術<参考文献編>
参考資料(1) 廃水処理の歴史
/環境微生物工房/定家義人・定家多美子

■コラム
○新年度はカンブリア爆発の時代か
/HST

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