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ひできいさやま
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1 日本産業機械工業会会長賞高効率型圧入式スクリュープレス株式会社石垣 1. 開発経過下水道の普及および下水処理の高度化に伴い発生する汚泥量は着実に増加しており汚泥の安定的処理処分は大都市のみならず新たに下水処理を開始した中小市町村においても緊急の課題となっている下水汚泥の処理についてはより一層の効率化や省エネルギー化維持管理の簡易化が求められており汚泥脱水処理においても下水汚泥処理施設の重要な一施設としてこれらの課題の対処が求められている下水の汚泥は無機凝集剤を用いる真空や加圧から高分子凝集剤技術の進歩や下水汚泥の資源化利用の普及に伴い凝集剤による脱水ケーキの増量がなく脱水ケーキの発熱量が高い高分子凝集剤を使用するベルトプレスや遠心の採用が多くなってきた一方ベルトプレスはろ布交換を含めた維持管理性や臭気対策に難があり遠心は電力消費量が多く高速回転に伴う振動騒音対策や機器補修に長期間を要するなどの課題を有しているこのような背景の中 1 H8 年度で開発した従来型圧その他従来型高効率型 OD 汚泥 1 H9 年度入式スクリュープレス消化汚泥 3 2H1 年度は省エネル混合生汚泥 H11 年度ギー性やろ布を使用 H12 年度せず構造が簡単で維 H13 年度持管理が容易である H14 年度ことなどが広く認識さ H15 年度 H16 年度 3 1 れ下水道施設に平 H17 年度成 8 年に 1 号機を納 H18 年度入後平成 18 年度 (3 3 月末竣工を含む月末竣工を含む ) ま従来型圧入式スクリュープレス高効率型累積設置台数でに 155 台の実績を累積設置台数有するまでになった図 1 圧入式スクリュープレスの累積設置の推移しかしさらなる顧客ニーズの対応と普及拡大を図るため従来型の特徴である省エネルギー性や維持管理の容易性等を継承しながら下記の事項に対応すべく高効率型の開発を行った高効率型は平成 15 年度に 1 号機を納入後現在納入予定を含めると 32 台の実績を有している H8 年度 H9 年度 H1 年度 H11 年度 H12 年度 H13 年度 H14 年度 H15 年度 H16 年度 H17 年度 H18 年度

2 1 処理能力向上によるイニシャルコストやランニングコストの低減 2 処理能力向上に伴う省スペース化による増設更新の容易性 3 脱水ケーキ含水率低減化による脱水ケーキ処分費の削減 4 消化汚泥等難脱水汚泥への対応 5 集約汚泥の直接脱水による大都市の再構築対応 2. 装置説明 1) 構造従来型圧入式スクリュープレスの構造を図 2に示す従来型の脱水構造部はろ室を形成する金属製外筒スクリーンとスクリュー軸ろ室内の汚泥に脱水力を与えるスクリュー軸と一体となったスクリュー羽根最終的に脱水ケーキ水分を調整外筒スクリーン ( 固定 ) プレッサー ( 押圧板 ) 供給穴するプレッサー装置およびス凝クリュー軸を駆動する装置か集凝集汚泥 M 装らなるその他の付帯設備と置スクリュー駆動機してろ材であるスクリーンを高分子ケーキろ液スクリュー軸洗浄する洗浄装置ろ液の凝集剤飛散防止や臭気対策のための防臭カバーおよび汚泥に汚泥濃縮ろ過圧搾ゾーンゾーンゾーン高分子凝集剤を注入し凝集図 2 従来型圧入式スクリュープレス構造図フロックを生成する凝集装置で構成される高効率型圧入式スクリュー外筒スクリーンプレスの構造図を図 3 濃縮スクリーン脱水スクリーンプレッサーに示す高効率型が従来型 ( 回転 ) ( 固定 ) ( 押圧板 ) 供給穴と異なる点は従来型におい凝集凝集汚泥 M て一体型であった外筒スクリ装置ーンを高効率型では濃縮ゾスクリュー M 駆動機ーン ( 濃縮スクリーン ) とそれ高分子ケーキろ液スクリュー軸凝集剤以降のろ過圧搾ゾーン ( 脱濃縮スクリーン駆動機水スクリーン ) に分割し脱水濃縮ろ過圧搾汚泥ゾーンゾーンゾーン運転時に濃縮スクリーンをスクリュー軸の回転方向に対し図 3 高効率型圧入式スクリュープレス構造図て逆方向に回転させる濃縮機能を付加したことである -82-

3 2) 脱水原理脱水原理は以下のとおりである 1 密閉型凝集装置において高分子凝集剤により調質された汚泥は, への圧入圧力 (1 ~5kPa で可変 ) が一定になるよう汚泥供給量を制御しながら, スクリュー軸の軸芯より濃縮ゾーンへ圧入される従来型と同じ 2 従来型の濃縮ゾーンでは圧入圧力による濃縮が行われるとともに濃縮汚泥をスクリュー羽根の回転で後段に移送するこのとき汚泥はスクリーンのろ過面に対してクロスフロー ( 掃流 ) 効果をもたらし濃縮ゾーンでの継続的な濃縮分離が行われる高効率型は濃縮スクリーンをスクリュー軸の回転方向に対して逆方向に回転させる濃縮機能によりクロスフロー効果を高めるとともに濃縮汚泥に剪断作用を与えているその結果濃縮ゾーンでの搬送効率が上がり汚泥充填率を向上させている続くろ過圧搾ゾーンでは従来型より高い汚泥充填率で圧搾脱水されるため最終的に脱水性能の向上が得られる高効率型の特徴 3 脱水の最終部ではプレッサー装置による背圧 (5~3kPa で可変 ) とスクリュー羽根による脱水力を受けて圧搾されるとともにスクリュー羽根の回転による剪断力も加わって加圧脱水される従来型と同じ 4 排出端まできた脱水ケーキはプレッサー装置の押圧板を押しのけて機外へ排出される従来型と同じ以上の脱水工程を経て汚泥は連続的に加圧脱水される従来型と高効率型の実験機を用いて同じ混合生汚泥を同じスクリュー回転数で脱水した時の内部の脱水ケーキ含水率分布を図 4に示す高効率型の濃縮ゾーンでは従来型に比べ脱水ケーキ含水率が大きく低下している ( 乾固形物の充填率が高い ) 続くろ過圧搾ゾーンでは高い乾固形物充填率の状態で処理されるため最終的には従来型に比べ脱水ケーキ含水率が低下している本結果は高効率型従来型共に同じスクリュー回転数で処理した場合であり高効率型を従来型と同じ脱水ケーキ含水率にする場合には高効率型のスクリュー回転数を従来型より速くして処理できるため処理量はさらに向上することになる ( 運転 ) また高効率型を従来型と同じ処理量にする場合には高効率型のスクリュー回転数を従来型より遅くして処理できるため脱水ケーキ含水率はさらに低下することになる ( 脱水ケーキ運転 ) このように高効率型の脱水性能は従来型の脱水性能に対して処理量を向上させた場合と脱水ケーキ含水率を低減させた場合の2ケースを設定している -83-

4 供給穴濃縮スクリーン脱水スクリーンプレッサ ( 押圧板 ) 凝集汚泥 M M 濃縮スクリーン駆動機汚泥充填率の向上スクリュー軸ケーキスクリュー駆動機濃縮ゾーンろ過ゾーン圧搾ゾーン 1 95 含水率 (%) 濃縮スクリーン回転効果 7 内部の含水率分布高効率型従来型図 4 内部の脱水ケーキ含水率分布 -84-

5 3. 成果 (1) 性能 1) 脱水性能脱水性能は各種の汚泥に対して処理量脱水ケーキ含水率薬注率 SS 回収率で示される高効率型の脱水性能は脱水原理で記述したように従来型の脱水性能に対して処理量を向上させた場合 ( 運転 ) と脱水ケーキ含水率を低減させた場合 ( 脱水ケーキ運転 ) の2ケースを設定している運転における各種下水汚泥の高効率型と従来型の脱水性能比較を表 1に示す脱水ケーキ含水率薬注率 SS 回収率は従来型と同じ性能で処理量は機械濃縮した混合生汚泥が従来型より 7% 以上向上しその他の汚表 1 運転における高効率型と従来型の脱水性能比較泥は 3% 以上向上す脱水ケーキ脱水性能項目処理量薬注率 SS 回収率含水率る重力濃縮 3%UP 混合生汚泥脱水ケーキ含水率優機械濃縮 7%UP 従来型従来型と従来型と従来型と先運転における各種下嫌気性重力濃縮に対する 3%UP 同じ同じ同じ消化汚泥向上率機械濃縮 3%UP 水汚泥の高効率型と従 OD 法余剰濃縮汚泥 3%UP 来型の脱水性能比較を表 2に示す処理量薬注率 SS 回収率は従来表 2 脱水ケーキ運転における高効率型と従来型の脱水性能比較型と同じ性能で脱水ケ脱水ケーキ脱水性能項目処理量薬注率 SS 回収率含水率ーキ含水率は OD 法余重力濃縮 2ホイント低減混合生汚泥剰濃縮汚泥が従来型よ機械濃縮 2ホイント低減従来型従来型と従来型と従来型とり 1 ポイント以上低減し嫌気性重力濃縮に対する 2ホイント低減同じ同じ同じ消化汚泥向上率機械濃縮 2ホイント低減その他の汚泥は 2 ポイン OD 法余剰濃縮汚泥 1ホイント低減ト以上低減する 2) 他機種との比較例表 3に示す中大規模の処理場条件において従来の汚泥である高効率型ベルトプレス, 高効率型遠心, 従来型圧入式スクリュープレスと比較を行った高効率型圧入式スクリュープレスは運転と脱水ケーキ運転の2 条件にてサイズ選定を行った各処理場規模における各の諸元表を表 4に示す 1,m 3 / 日の中規模処理場の表 3 比較条件処理場規模中規模処理場大規模処理場条件計画 1 日最大汚水量 1,m 3 / 日 2,m 3 / 日計画流入 SS 濃度 2mg/λ 2mg/λ 計画放流 SS 濃度 1mg/λ 1mg/λ 排除方式分流式分流式水濃処縮理方方式式標準活性汚泥法重力式標準活性汚泥法初沈 : 重力式余剰 : 機械式脱水対象汚泥嫌気性消化汚泥混合生汚泥強熱減量 (VTS) 61~64% 8~83% 汚泥濃度 2.% 3.5% 繊維状物 (1メッシュ) 運転時間 5% 7 時間 / 日,5 日 / 週 2% 24 時間 / 日,7 日 / 週 ( 稼動率 8%) 脱水ケーキ処分方法セメント原料委託処理焼却処理 -85-

6 嫌気性消化汚泥の場合従来型圧入式スクリュープレスはスクリーン径 φ6mm が 2 台となるが高効率型圧入式スクリュープレスをで選定するとスクリーン径 φ 5mm が 2 台となり 1 サイズ小型の機種となる 2,m 3 / 日の大規模処理場の機械濃縮混合生汚泥の場合従来型圧入式スクリュープレスはスクリーン径 φ1,mm が 4 台となるが高効率型圧入式スクリュープレスをで選定するとスクリーン径 φ8mm が 4 台となり 2 サイズ小型の機種となる表 4 比較の諸元表処理場規模中規模処理場機種高効率型従来型圧入式高効率型圧入式スクリュープレス高効率型ベルトプレススクリュープレス遠心項目脱水ケーキ容量及び数量ベルト幅 2m 2 台処理量 7m 3 /h 2 台スクリーン径 φ6 2 台スクリーン径 φ5 2 台スクリーン径 φ6 2 台 8kg/m h 2m 処理能力 =16kg-DS/h 7m 3 /h(14kg-ds/h) 14kg-DS/h 119kg-DS/h 14kg-DS/h 薬注率 1.3% 1.3% 1.4% 1.4% 1.4% 脱水ケーキ含水率 81% 81% 81% 81% 79% 固形物回収率 9% 95% 95% 95% 95% 大規模処理場容量及び数量ベルト幅 3m 7(1) 台処理量 3m 3 /h (21m 3 /h) 4(1) 台スクリーン径 φ1, 4(1) 台スクリーン径 φ8 4(1) 台スクリーン径 φ1, 4(1) 台 14kg/m h 3m 処理能力 =42kg-DS/h 21m 3 /h(735kg-ds/h) 71kg-DS/h 752kg-DS/h 71kg-DS/h 薬注率 1.3% 1.3% 1.% 1.% 1.% 脱水ケーキ含水率 79% 79% 76% 76% 74% 固形物回収率 93% 95% 95% 95% 95% 注 ) 高効率型ベルトプレスおよび高効率型遠心の脱水性能は, 日本下水道事業団編著の機械設備標準仕様書記載の性能値とし, 従来型圧入式スクリュープレスは ( 財 ) 下水道新技術推進機構が 21 年 3 月に発行した技術マニュアル記載の脱水性能値とした高効率型圧入式スクリュープレスの脱水性能は ( 財 ) 下水道新技術推進機構が 26 年 3 月に発行した技術マニュアル記載の性能値とした (2) 特許の有無 1) 取得特許 1 濃縮機能を有するスクリュープレス特許番号: 特許第号発行日 : 平成 18 年 5 月 17 日 2) 申請中特許 ( 国内 ) 1 濃縮機能を有するスクリュープレス特許出願番号: 特願出願日: 平成 14 年 8 月 7 日特許出願公開番号: 特開公開日: 平成 16 年 3 月 4 日 3) 申請中特許 ( 国際 ) 1 スクリュープレス国際出願番号:PCT/JP/7822 国際公開番号:W1/

7 国際公開日: 平成 13 年 5 月 17 日特許出願公表番号: 特表公表日: 平成 15 年 4 月 15 日 (3) 維持管理 1) 維持管理費他機種との比較例の結果から電力費薬品費用水表 5 試算単価費オーバーホール費について維持管理費の比較を行項目試算単価った試算単価を表 5に中規模処理場の試算結果を図 5に大規模処理場の試算結果を図 6に示す電力費 15 円 /kwh 中規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレス高分子凝集剤費 5 円 /kg をで選定した場合の維持管理費は 4,384 千円 / 年で高効率型用水費 2 円 /m 3 ベルトプレスの 65% ( 千円 / 年 ) オーバーホール費程度高効率型遠心 1, 用水費 (196) 薬品費の 51% 程度従来型圧入式 8, 電力費 (153) スクリュープレスの 94% 程度となり最も安価となった大規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレス 6, 4, 2, (16) (1) (17) をで選定ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレスした場合の維持管理費は 87,76 千円 / 年で高効率図 5 維持管理費試算結果 ( 中規模処理場 ) 型ベルトプレスの 49% 程度高効率型遠心脱 ( 千円 / 年 ) オーバーホール費水機の 5% 程度従来型圧 2, (24) (2) 用水費薬品費入式スクリュープレス電力費の 94% 程度となり最も安価となった高効率型圧入式スクリュープレスの維持管理費は従来機種の高効率型ベ 15, 1, 5, (16) (1) (16) ルトプレスと比較すると中大ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス規模ともに特に用水費とオーバーホール費に優位性があり図 6 維持管理費試算結果 ( 大規模処理場 ) 高効率型遠心と比較すると中大規模ともに特に電力費とオーバーホール費に優位性がある結果となった -87-

8 2) 維持管理質量 ( 維持管理に要する最大部品質量 ) 他機種との比較例の結果から維持管理質量の比較を行った中規模処理場の比較結果を図 7 に大規模処理場の比較結果を図 8に示す中規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の維持管理質量は.35ton で高効率型ベルトプレスの 18% 程度高効率型遠心の 17% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 78% 程度となり最も軽量である大規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の維持管理質量は.8ton で高効率型ベルトプレスの 4% 程度高効率型遠心の 11% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 67% 程度となり最も軽量である (ton) 高効率型 1 高効率型 2 従来型圧入式 3 4高効率型圧入式 5 ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス (ton) 高効率型ベルトプレス 1 高効率型 2 従来型圧入式 3 4高効率型圧入式 5 遠心スクリュープレススクリュープレス図 7 維持管理質量比較 ( 中規模処理場 ) 図 8 維持管理質量比較 ( 大規模処理場 ) (4) 経済性 1) 機器費他機種との比較例の結果から本体と補機について機器費の比較を行った中規模処理場の試算結果を図 9に大規模処理場の試算結果を図 1 に示す中規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の機器費は高効率型ベルトプレスの 71% 程度高効率型遠心の 8% 程度従来型圧入式スクリュープレス脱水機の 95% 程度で最も安価である本体を比較すると高効率型ベルトプレス脱 ( 指数 ) 16 本体補機 14 水機の 62% 程度高効率型 12 遠心の 86% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 93% 程度となった 6 特に従来型圧入式スクリュープレスに対する本体価格の低減は処理量向上ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレスにより 1 サイズ小型の機種となった効果によるものである図 9 機器費試算結果 ( 中規模処理場 ) 大規模処理場では高効 -88-

9 率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の機器費は高効率型ベルトプレスの 51% 程度高効率型遠心の 51% 程度従来型圧入式スクリュープレス脱水機の 82% 程度で最も安価である本体を比較する ( 指数 ) 25 本体と高効率型ベルトプレス脱補機 2 水機の 62% 程度高効率型 15 遠心の 86% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 93% 程度となった 5 中規模処理場と同様に従来型圧入式スクリュープレスベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレスに対する本体価格の低減は処理量向上により 2 図 1 機器費試算結果 ( 大規模処理場 ) サイズ小型の機種となった効果によるものであり中規模処理場より低減効果が大きい結果となった 2) 脱水ケーキ処分費他機種との比較例の結果から中規模処理場ではセメ表 6 試算単価ント原料委託処理を行うものとして大規模処理場では項目試算単価焼却処理を行うものとして脱水ケーキ処分費の比較を行委託料 7, 円 /t セメントった試算単価を表 6に中規模処理場の試算結果を原料輸送費図 11 に大規模処理場の試算結果を図 12 に示す ( 片道 3km) 14, 円 /1t 電力費 15 円 /kwh 中規模処理場のセメント原料委託処理では高効率焼却型圧入式スクリュープレスを脱水ケーキで選定した場合の脱水ケーキ処分費は 24,412 千円 / A 重油費 5 円 /λ 年で高効率型ベルトプレスの 93% 程度高効率型遠心および従来型圧入式スクリュープレスの 95% 程度となり低含水率による発生ケーキ量の減量効果が大きく最も安価となった大規模処理場の焼却処理 ( 千円 / 年 ) 3, では従来型圧入式スクリュ (18) (11) (11) (11) (1) ープレスと高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した 25, 2, 15, 場合の脱水ケーキ含水率は 1, 脱水ケーキ運搬費 76% で高効率型圧入式ス 5, セメント原料委託料クリュープレスを脱水ケーキで選定した場合の脱水ケーキ含水率ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレスは 74% でともに自然する結果となり焼却用 A 重油が不図 11 セメント原料委託処理費用試算結果 ( 中規模処理場 ) -89-

10 要となったそのため高効率型圧入式スクリュープレスを脱水ケーキで選定した場合の脱水ケーキ焼却処理費は 47,435 千円 / 年で高効率型ベルトプレスおよび高効率型遠心の 48% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 94% 程度となり低含水率による焼却燃料費の削減と発生ケーキ量の減量効果が大きく最も安価となった ( 千円 / 年 ) 12, 1, 8, 6, 4, 2, (21) (29) (16) (16) 焼却 A 重油費焼却電力費ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス図 12 焼却処理費用試算結果 ( 大規模処理場 ) (1) (5) 将来性 1) 設置スペース他機種との比較例の結果から本体の設置スペース比較を行った各の所要設置スペースを表 7に示す中規模処理場の設置スペース比較を図 13 に大規模処理場の設置スペース比較を図 14 に示す中規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の所要設置スペースは 8.9m 9.3m(83m 2 ) で高効率型ベルトプレスの 62% 程度高効率型遠心の 62% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 89% 程度となり最も省スペースであるまた縦横方向ともに全てのより設置寸法が短いため従来機種からの代替えに対して設置スペースの問題はないと考えられる高効率型圧入式スクリュープレス ( ) 83m 2 (1) 高効率型圧入式スクリュープレス ( ) 216m 2 (1) 高効率型遠心 5m 2 (231) 高効率型遠心 134m 2 (161) 高効率型ベルトプレス 134m 2 (161) 従来型圧入式スクリュープレス 93m 2 (112) 従来型圧入式スクリュープレス 294m 2 (136) 高効率型ベルトプレス 768m 2 (356) 図 13 設置スペース比較図 14 設置スペース比較 ( 中規模処理場 ) ( 大規模処理場 ) -9-

11 大規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の所要設置スペースは 11.5m 18.8m(216m 2 ) で高効率型ベルトプレスの 28% 程度高効率型遠心の 43% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 74% 程度となり最も省スペースであるまた縦横方向ともに全てのより設置寸法が短いため従来機種からの代替えに対して設置スペースの問題はないと考えられる表 7 各の所要設置スペース機種中規模処理場大規模処理場高効率型ベルトプレス 11m 12.2m 134m 2 24m 32m 768m 2 高効率型遠心 1m 13.4m 134m m 33.8m 5m 2 従来型スクリュープレス 9.5m 9.8m 93m m 23m 294m 2 高効率型スクリュープレス脱水ケーキ 8.9m 9.3m 83m 2 9.9m 9.8m 97m m 18.8m 216m m 23m 34m 2-91-

12 2) 動荷重他機種との比較例の結果から動荷重の比較を行った中規模処理場の比較結果を図 15 に大規模処理場の比較結果を図 16 に示す中規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の動荷重は 6.5ton で高効率型ベルトプレスの 3% 程度高効率型遠心の 54% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 81% 程度となり最も軽量である大規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の維持管理質量は 13.5ton で高効率型ベルトプレスの 38% 程度高効率型遠心の 42% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 75% 程度となり最も軽量である中大規模ともに全てのより動荷重が小さく低速回転で振動等がないため従来機種からの代替えに対して設置建家の強度的問題はないと考えられる (ton) 高効率型 1 高効率型 2 従来型圧入式 3 4高効率型圧入式 5 ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス図 15 動荷重比較 ( 中規模処理場 ) (ton) 高効率型 1 高効率型 2 従来型圧入式 3 4高効率型圧入式 5 ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス図 16 動荷重比較 ( 大規模処理場 ) (6) 独創性 1) 集約汚泥の直接脱水近年大都市の下水道では維持管理の効率化を目的として水処理と汚泥処理を分離し数カ所の水処理で発生する汚泥を汚泥処理場へポンプ圧送して集約処理する方式が増えている圧送汚泥は圧送中の閉塞防止や配管損失低減のため希釈されることが多く汚泥処理場で濃縮後脱水処理されているまた圧送工程や濃縮工程に時間を要するため汚泥は腐敗しやすく脱水性が悪くなる傾向にある処理量 (kg-ds/h at φ3mm) 重力濃縮混合生汚泥標準性能 ( ) 汚泥濃度 (%) 脱水ケーキ含水率 (%) 重力濃縮混合生汚泥標準性能 ( ) 汚泥濃度 (%) 図 17 直接脱水実験結果図 18 直接脱水実験結果 ( 汚泥濃度と処理量の関係 ) ( 汚泥濃度と脱水ケーキ含水率の関係 ) -92-

13 集約された圧送汚泥を直接脱水することで濃縮工程による汚泥の腐敗進行防止と濃縮設備が不要となるためイニシャルおよびランニングコストの削減が図れるメリットがある冬春夏に実験機を持ち込み集約された圧送汚泥の直接脱水実験行った汚泥濃度と処理量の関係を図 17に汚泥濃度と脱水ケーキ含水率の関係を図 18に汚泥濃度と薬注率の関係を図 19 に汚泥濃度と SS 回収率の関係を図 2 に示す圧送汚泥は濃度が.42~1.95% と大きく変動しているが低濃度においても高い脱水性能が得られた薬注率 (%) 重力濃縮混合生汚泥標準性能 ( ) 汚泥濃度 (%) SS 回収率 (%) 重力濃縮混合生汚泥標準性能 ( ) 汚泥濃度 (%) 図 19 直接脱水実験結果図 2 直接脱水実験結果 ( 汚泥濃度と薬注率の関係 ) ( 汚泥濃度と SS 回収率の関係 ) 2) 電力使用量他機種との比較例の結果から電力使用量の比較を行った中規模処理場の比較結果を図 21 に大規模処理場の比較結果を図 22 に示す中規模処理場では従来型圧入式スクリュープレスの電力使用量が最も少ない結果となった高効率型圧入式スクリュープレスの電力使用量はで選定した場合と脱水ケーキで選定した場合ともに従来型より若干多い程度で高効率型ベルトプレスの 65% 程度高効率型遠心の 28% 程度となった大規模処理場では高効率型圧入式スクリュープレスをで選定した場合の使用電力量が最も少なく (kwh/ 年 ) 12, 1, 8, 6, 4, 2, (kwh/ 年 ) 2,5, 2,, 1,5, 1,, 5, (154) (355) 補機図 21 電力使用量試算結果 ( 中規模処理場 ) 図 22 電力使用量試算結果 ( 大規模処理場 ) 本体 (92) (1) (1) ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス (247) (695) 補機本体 (15) (1) (112) ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス -93-

14 高効率型ベルトプレスの 4% 程度高効率型遠心の 14% 程度従来型圧入式スクリュープレスの 95% 程度となった以上のことから高効率型圧入式スクリュープレスは従来型と同様に他機種に比べ省エネルギーなである 3) 運転時の CO 2 排出量他機種との比較例の結果から運転時の CO 2 表 8 運用時における CO 2 排出係数排出量の比較を行った運用時における CO 2 環境負荷種類排出係数 ( 下水道における地球温暖化防止 CO 2 排出係数単位実行計画策定の手引き ( 平成 11 年 8 月 ) ( 社団法人日本下水道協会 )) を表 8に中規模高分子凝集剤 6,534 kg-co 2 /t 処理場の比較結果を図 23 に大規模処理場の比較結果を図 24 に示す電 *1 用力水 kg-co 2 /kwh kg-co 2 /m 3 中規模処理場では従来型圧入式スクリュ *1) 用水は工業用水の値を用いたープレスの運転時の CO 2 排出量が最も少ない結果となった高効率型圧入式スクリュープレスの運 (kg-co 2 / 年 ) 用水転時の CO 2 排出量は処理量優 8, (173) 薬品先で選定した場合と脱水ケーキ含 7, 電力 6, (126) 水率優先で選定した場合ともに従 5, (98) (1) (1) 来型より若干多い程度で高効率 4, 型ベルトプレスの 79% 程度高効率型遠心の 58% 程度となった 3, 2, 1, 大規模処理場では高効率型ベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス圧入式スクリュープレスをで選定した場合の運転時の CO 2 排出量が最も少なく図 23 運転時の CO 2 排出量試算結果 ( 中規模処理場 ) 高効率型ベルトプレスの (kg-co 2 / 年 ) 64% 程度高効率型遠心 2,5, 用水 (198) 薬品の 51% 程度従来型圧入式スクリ電力 2,, (156) ュープレスの 99% 程度となった 1,5, (11) (1) (11) 以上のことから高効率型圧入 1,, 式スクリュープレスは従来型と同様に他機種に比べ運転時 5, の CO 2 排出量が少ないであるベルトプレス遠心スクリュープレススクリュープレス図 24 運転時の CO 2 排出量試算結果 ( 大規模処理場 ) -94-

15 (7) 今後の規制に対する対応策従来のに比べ省エネルギーで運転時の CO 2 排出量も少なく消耗品であるろ材は SUS 製のためマテリアルリサイクルが可能であるこのような特徴を有するため今後環境関連の法規が強化されても対応が十分可能である 4. 応用分野下水汚泥に加えて食品工場排水汚泥化学工業排水汚泥製紙工場排水汚泥等種々の有機性排水汚泥の脱水処理に適用できるまたろ布を使用していないので油分を多量に含んだ汚泥にはろ布のように目詰まりがないため非常に効果的である 5. 第 1 号分野 (1) 装置の仕様 1) 型式 : ISGK-Ⅳ75 2) スクリーン径 : φ7mm 3) 設計条件汚泥の種類 : 下水混合生汚泥汚泥濃度 : 約 2.5% 薬注率 : 高分子一液調質 1.% 以下処理量 : 4kg-DS/h 以上脱水ケーキ含水率 : 78% 以下 (2) 装置の納入先神奈川県酒匂川流域下水道左岸処理場 (3) 納入時期平成 14 年 3 月 (4) 稼働状況 1) 稼働年月 ( 平成 19 年 1 月時点 ) 1 台目 (1 号機 ):2 年 1 ヶ月 ( 平成 16 年 4 月より稼働 ) 2 台目 ( 増設 ) :1 年 1 ヶ月 ( 平成 17 年 4 月より稼働 ) 3 台目 ( 増設 ) :1 ヶ月 ( 平成 18 年 4 月より稼働 ) 2) 運転状況運転時間 :24 時間 7 日 / 週稼働開始後トラブル無く順調に稼働 (5) トラブル発生の有無特になし -95-

第 40 回優秀環境装置日本産業機械工業会会長賞株式会社石垣 1. 開発経過近年の下水道の普及及び下水処理の高度化に伴い下水汚泥の発生量は今後も増加するものと推察され汚泥の安定的処理は大都市のみならず新たに下水処理を開始した中小市町村においても緊急の課題となっている下水汚泥の処理にお

第 40 回優秀環境装置日本産業機械工業会会長賞株式会社石垣 1. 開発経過近年の下水道の普及及び下水処理の高度化に伴い下水汚泥の発生量は今後も増加するものと推察され汚泥の安定的処理は大都市のみならず新たに下水処理を開始した中小市町村においても緊急の課題となっている下水汚泥の処理にお第 40 回優秀環境装置日本産業機械工業会会長賞株式会社石垣 1. 開発経過近年の下水道の普及及び下水処理の高度化に伴い下水汚泥の発生量は今後も増加するものと推察され汚泥の安定的処理は大都市のみならず新たに下水処理を開始した中小市町村においても緊急の課題となっている下水汚泥の処理においては汚泥の減量化や有効利用を進める上で処理施設の建設コスト維持管理コストの縮減や処理の安定性を意識したより効率的な処理システムが望まれている