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技術開発

JS技術開発情報メールNo.107

 

 

日本下水道事業団(JS)

◆◇◆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

       2010・10・8

    JS技術開発情報メール No.107

━━━━━━━━━━━━━━━━━◆◇◆JS技術開発部

 

(目次)

◆トピックス

<新規共同研究紹介>

<第13回水環境制御研究センターシンポジウムで講演>

<JSホームページのここをご覧ください!!>

<JS技術報告会開催のお知らせ>

◇要語集13

<循環式硝化脱窒型膜分離活性汚泥法>

◆下水道よもやま話

<アラカルト>

◇技術のポイント(部長コーナー)

<小規模処理場(2)>

 

 

 

━━☆★ トピックス ★☆━━

 

☆ 新規共同研究紹介 ★

 

 

この3月から現時点までに、新たに取り組むことを決定した共同研究5件を紹介します。いずれも、提案型共同研究(※1)として民間から提案があったものです。

 

@「温室効果ガス排出量の削減に寄与する低含水率遠心脱水機の実用化」

 

共同研究者:叶シ原環境テクノロジー/鰍hHI環境エンジニアリング

 

本共同研究では、脱水汚泥の大幅な低含水率化(混合生汚泥で約70%)を実現することで、脱水汚泥量を削減し、合わせて脱水機の消費エネルギーの低減により、後続プロセスも含めた温室効果ガス排出量を従来の高効率遠心脱水機比で25%以上削減を目指します。共同研究者が開発した遠心脱水機について、実施設での実証実験により無機凝集剤の適応性、各種汚泥での性能等を明らかにする予定です。研究期間は平成22年度を予定しています。

 

 

次の2件の共同研究は、いずれもコンクリート防食技術に関する共同研究です。現在の防食技術は、塗布型とシートライニング型に分類され、それぞれ一長一短があります。塗布型は、現地施工で防食被覆層を形成するため、構造物の形状などの現地条件に対する自在性は高いものの施工技能などにより防食性能が影響を受けます。

 

一方、シートライニング型は、工場製作された成型板を用いるため防食被覆層の品質は安定しますが、現地での自在性に劣り目地施工が生じ、それが性能に影響します。今回提案があった2件は、いずれもこの弱点を補うもので、半製品状態のフレキシブルなシートを現地で硬化させ防食被覆層を形成しようとするものです。

 

 

A「紫外線硬化型シートライニング工法の防食性能に関する研究」

 

共同研究者:積水化学工業梶^旭化成ジオテック

 

本共同研究の対象とする技術は、工場で予め紫外線硬化樹脂を含浸させシート状にした材料を対象コンクリートの表面に特殊プライマーを塗布後に貼付け、紫外線を照射することで防食被覆層を形成するものです。

 

共同研究では、温度、湿度、紫外線硬化、対象構造物の形状などの施工条件の違いにより防食性能がどう影響するか明らかにし、安定した防食性能を確保するための指針を作成することを目的とします。

 

 

B「光硬化型FRPシートライニング工法の研究開発」

 

共同研究者:昭和電工建材梶^昭和電工

 

本共同研究の対象とする技術は、工場製作した半硬化の光硬化型FRPシートを対象コンクリート表面に特殊プライマーと光硬化型パテを塗布後に貼付け、メタルハライドランプ等の光で硬化させることで防食被覆層を形成するものです。Aと同様に施工条件に応じた安定した性能を確保するための基準や方法を構築することを目的とします。

 

 

C「担体投入活性汚泥法(リンポープロセス)の合理的設計手法の開発」

 

共同研究者:叶シ原環境テクノロジー

 

リンポープロセスは、増設することなく高度処理や水量増加に対応できるもので、担体投入活性汚泥法としては代表的なプロセスとなっています。

 

共同研究では、まず、リンポー導入施設での運転データ等を整理、解析することで、従来の容量計算に基づいた設計手法をより合理的なものとして確立を目指します。さらに、リンポー担体モデルと活性汚泥モデル(ASM)を結合した「リンポーASMモデル」を作成することで、任意の施設構成や運転条件について、プロセスの挙動を数値シミュレーションできるようにし、これによってさらに精度の高い設計を可能としようとするものです。

 

 

D「槽外型膜分離活性汚泥法(MBR)の実用化研究」

 

共同研究者:メタウォーター

 

JSとメタウォーター鰍ヘ、H18〜H21にセラミック膜を用いた槽外型MBRについて、技術開発実験センターに100m3/日規模の実験プラントを設けて共同研究をしてきました。

 

槽外型MBRは、膜ユニット配置の自由度が高く、既設構造物の制約を受けないなどから改築や高機能化に適しています。前回共同研究の成果は、国土交通省のA−JUMP等にも活かされているところですが、今回共同研究は、前回の成果を踏まえて、MBRにおける生物学的リン処理適用条件の確立、消費動力の低減、スケールアップした膜ユニットでの処理安定性の検証を行い、槽外型MBRの施設設計条件、適用範囲、改築更新手順を確立することを目的とします。

 

 

なお、以上のうちA〜Dは、現在、共同研究協定の締結について協議中であり、協定締結後に別途詳細を発表する予定としています。

 

また、以上のほかに、簡易提案型共同研究(※2)として、JFEエンジニアリング鰍ニ「ゴムメンブレン式超微細気泡散気装置の開発」を実施中ですが、ここでは紹介を省略します。

 

(※1)外部から共同研究の実施について提案を受け、技術委員会で選定審議のうえ、提案者を共同研究者に決定するものです。なお、提案型共同研究は随時受付となっています。

 

(※2)提案型共同研究のうち、JS負担の観点から一定要件を満たすものを言います。主には、JSの研究施設を使っての装置性能の確認などが共同研究の内容となり、比較的短期間(6ヶ月以内)で終了します。

 

    (技術開発課長 川島 正)

 

 

 

 

 

☆ 第13回水環境制御研究センターシンポジウムで講演 ★

 

9月7日に東京大学武田ホールで第13回水環境制御研究センターシンポジウム「持続的水利用に向けた水質リスク評価と制御・対策技術」が、東京大学大学院工学研究科附属水環境制御研究センターの主催、京都大学大学院工学研究科附属流域圏総合環境質研究センター及びJSの共催で開催されました。

 

今回のシンポジウムは、本年で10周年を迎えた水環境制御研究センターの新たな研究活動のスタートを記念するもので132名の参加者がありました。

 

シンポジウムの前半では、東京大学・古米教授、片山准教授、京都大学・田中教授、国土交通省下水道部・宮原流域下水道計画調整官より、下水処理再利用の現状と課題や、医薬品等の微量化学物質やウイルス等の病原性微生物による水質リスクの現状や評価等について講演がありました。

 

シンポジウムの後半では、オゾンマイクロバブル技術の下水処理への適用について、日立製作所・日高氏より講演があった後、JSの橋本総括主任研究員が「下水処理における水質リスク対策技術の動向と実態」と題して、水質リスク対策技術として有望な膜分離活性汚泥法とオゾン処理技術について、その特徴や導入状況、微量化学物質や病原性微生物の除去特性等について講演を行いました。

 

シンポジウムの最後には、水環境制御研究センターの客員教授であるJS・村上理事の司会により総合討論が行われ、会場と講演者の間で活発な討議が行われました。

 

 

 

☆ JSホームページのここをご覧ください!! ★

 

日本下水道事業団のホームページのTOPページに「技術開発部のご紹介」の枠ができ、皆様にすぐアクセスしていただきたい4つのコンテンツ(@最新技術の取組み・成果、A共同研究を希望される方へ、B地方公共団体の皆様へ、C技術開発情報メール(メルマガ))へのリンクが貼られています。

 

4コンテンツの中身を紹介しますと、

 

『最新技術の取組み・成果』では、

「お届けします・最新技術」というリーフレット形式で、技術開発部の推奨技術である

●省スペースで簡単に高度処理(膜分離活性汚泥法)

●窒素除去率80%以上(ステップ流入式多段硝化脱窒法)

●処理水の安全性向上(オゾン処理)

●効率的で経済的な返流水窒素除去(アナモックスプロセス)

●創エネルギーに向けた技術開発(嫌気性消化法)

●温室効果ガス削減の切り札(消化ガス発電)

●10倍長持ち(耐硫酸モルタル防食技術)

 

について、図や写真を多く用いてわかり易く説明しています。

 

また、このページから

 「現在行なっている調査・研究一覧」

 「試験研究の実績」

 「これまでの技術評価」

 「JSが開発した実用化技術」

 

といった技術開発部の研究実績にアクセスできます。

 

 

『共同研究を希望される方へ』では、

「共同研究のご案内」

 @共同研究の種類と公募の手続き、AJSとの共同研究のメリット、BJSの経験とノウハウの活用を紹介

 

「JS研究用施設の利用について」

 @直接使用(技術開発実験センター、使用できる戸田施設)、A水質分析(負担金、分析単価表)等の情報がご覧いただけます。

 

「共同研究の実績」

実施中の共同研究はカラーで表示され、また、PDFでリーフレットが掲載されており(非掲載もあり)、さらに詳しい研究内容をご覧いただけます。

 

『地方公共団体の皆様へ』では、

「主な調査研究テーマ(地方受託)」

 地方公共団体の皆様それぞれが抱える課題の解決や、更なる下水道事業の発展のために技術開発部が取組んでいる受託研究調査の内容を体系的にご紹介しています。

 

「過去2年間の地方受託調査概要」

 技術開発部が過去2年間に地方公共団体の皆様から受託を受けた受託研究調査の概要をご覧いただけます。

 

『JS技術開発情報メール』では、

 平成14年4月に創刊され、No.106号を迎えているメールマガジンのバックナンバーへのアクセスの他、人気シリーズ「下水道よもやま話」、「いまさら訊けない下水道講座」(連載終了)、「下水道キーワードチェック」(連載終了)のバックナンバーをご覧いただけます。

 

 JS技術開発情報メールの配信内容は、

●JSの最新技術や今注目の下水道技術をわかり易く提供

●技術開発部が行う研究発表、講演、施設公開案内等の情報を事前に提供

●JS以外の情報も必要に応じて紹介

●簡潔、わかりやすい内容となっており、初めて下水道事業に携わる方々にも読みやすい内容

となっています。

 

 また、国及び地方公共団体の皆様との双方向の情報交流の場ということで、「メールマガジン」、「JS技術開発部に対するご意見」、「ご要望」を広くお伺いしています。

 

 これからも皆様に役立つ技術開発部を目指し、ホームページを更新してまいりますので、ご意見・ご感想をお寄せください。

 

 

 

☆ JS技術報告会開催のお知らせ ★

 

 昨年度に引き続き、JS技術報告会を開催いたします。今回は東京に加え、大阪・堺市でも開催し、堺市三宝浄化センターの現地見学も実施いたします。

 

詳細はこちらをご覧ください。↓

http://www.jswa.go.jp/spot/gijyutuhoukokukai.html

 

0916記者発表資料:JS技術報告会の開催↓

http://www.jswa.go.jp/kisya/h22pdf/220916kisya.pdf

 

 

 

 

━━☆★ 要語集 13 ★☆━━

 

<循環式硝化脱窒型膜分離活性汚泥法>

 

※PDFで全文が添付されています。

 

【解説】膜分離活性汚泥法のうち、無酸素タンク及び好気タンクから構成される生物反応タンクにおいて活性汚泥処理を行うものを指します(出典:膜分離活性汚泥法と適合する計画放流水質区分について(平成22年3月5日、国土交通省事務連絡))。

 

「循環式〜」は、国の水処理技術委員会で一般評価を受け、さらに国交省の事務連絡で位置づけられたとはいえ、まだまだ一般的な用語には至っていないようです。ご存知ない方も多いかも知れません。膜分離活性汚泥法は、活性汚泥法において最終沈殿池の替わりに膜を用いて固液分離を行う処理法をいいますが、生物処理過程では従来の活性汚泥法と同様に様々な方法があります。この「循環式〜」は、生物処理過程として循環式硝化脱窒法を適用した処理法で、JSが開発に深く関与した技術です。

 

そもそも膜分離活性汚泥法は、これら種々の処理方法の総称として考えられていますが、例えば表題の処理方法を国が政策に位置づけようとした場合、@循環式硝化脱窒法であって膜分離を行う方法なのか、A(従来の活性汚泥法とは性質が異なる)膜分離活性汚泥法のうち、循環式硝化脱窒法と同じ生物処理を行う方法なのか、をハッキリさせる必要があるようです(でないと、既に位置づけられている処理方法との違いが曖昧になってしまうためです)。今回はAの考え方に基づいて関係者が思案した結果、表題のような長い名前が誕生しました。

 

今回は“長い名前には隠れた理由がある”というお話でしたが、ネーミングとは本当に難しいものですね。

 

【類義語】膜分離活性汚泥法

 

(技術開発部(併)事業統括部・田本典秀)

 

 

 

 

━━☆★ 下水道よもやま話 ★☆━━

 

<アラカルト>

 

ここ半年前から最近まで、平日の食事は、朝は味噌ラーメン、昼は職場の日替わり弁当と固定化していました。健康診断の結果が冴えなく、食生活の改善について漠然と考えていたところ、バナナの安売りに出会い、その日を境に昼食はバナナと決めました。朝食バナナダイエットの話は、後から思い出しました。

 

バナナの昼食は、健康維持、向上の思惑で始めたのですが、食事時間の短縮(5分程度)と食費の削減(半分以下)の効用も生じました。

 

ところで、JS防食技術マニュアルにおいて、腐食抑制技術は多岐に亘りますが、防食技術であるコンクリート被覆工法は、塗布型ライニング工法とシートライニング工法の2つのみ規格化しています。

 

技術開発部においては、モルタルに高い耐硫酸性を持たせることにより構造物の耐硫酸性を向上させる耐硫酸モルタル工法の調査研究を進めています。従来の防食被覆層を設けないことにより、その工程が省略でき、工期短縮や仮設工事費の削減につながります。特に、今後の増加が予測される改築更新時においては、この点が大きなメリットとなりますので、普及に向け努力しています。幸いにも徐々に、実施設において採用されつつあります。

 

また、耐硫酸モルタルに関するものでは、高効率施工が可能な乾式吹付けの課題である粉塵、リバウンドを低減できる工法、新たな素材としては、現場硬化型シートライニング工法等の研究も進めています。個性の有る各現場の条件に、適確かつ柔軟に対応できるようメニューの多様化にも取り組んでいます。

 

なお、バナナによる身体の変化は現れていません。この先、どうなる事やら・・・

 

(総括主任研究員 佐野勝実)

 

 

 

━━☆★技術のポイント(部長コーナー) ★☆━━

 

<小規模処理場(2):

日本が世界に誇れるOD法技術>

 

日本が世界に誇れる下水道技術の一つに、オキシデーションディッチ法(OD法)があります。1990年代後半から2000年代前半にかけて、年間、50〜100箇所の処理場が新規に稼動し、2008年度末で稼動している2,120処理場のうち、987処理場(46.5%)がOD法です。

 

OD法は、「最初沈殿池を設けず、機械式エアレーション装置を有する水深の浅い無終端水路を反応タンク(HRT 24〜48時間)として、低負荷条件で活性汚泥処理を行い、最終沈殿池で固液分離を行う一連の下水処理方式」と定義され、好気と無酸素の工程を繰り返すことにより、硝化・脱窒により高度な窒素除去が可能ですが、次の3つの出来事に着目すれば、OD法をより良く理解できます。

 

(1)機械式エアレーション装置の開発・評価

 

5種類(横軸型、縦軸型、軸流ポンプを利用したもの、スクリューを利用したもの、散気装置とプロペラを組み合わせたもの)、13社の機械式エアレーション装置が、1983年〜1984年に建設省建設技術評価等で評価。 (1983年度末 7処理場)

 

ポイント:多くの実績、トラブル事例から学び、「縦軸型オキシデーションディッチ法標準設計」に反映。

 

 

(2)日本下水道事業団技術評価委員会によるOD法の技術評価

 

3処理場の実態調査に基づいて、第1次答申(1983年10月)、第2次答申(1985年9月)。(1985年度末 15処理場)

 

ポイント:OD法は低負荷の活性汚泥法なので、硝化反応が起こりやすく、処理水N-BOD対策のため、硝化反応を促進すべきこと、また、処理水pHの低下を防ぐために、脱窒を行い硝化で消費されたアルカリ度の半分を回収すべきことを明らかに。

 

 

(3)標準設計

日本下水道事業団が、1995年4月に、縦軸型オキシデーションディッチ法標準設計を作成。 (1994年度末 203処理場)

 

ポイント:平均的な流入下水の水質(BOD=200mg/L、SS=200mg/L、T-N=35mg/L)を計画値に縦軸型ローターに限定、馬蹄形の反応タンクを標準。反応タンクのHRTが24時間でも、冬期最低水温が13℃以下にならなければ安定した硝化・脱窒が可能。

 

 

OD法は標準設計で完成された技術ではなく、今後の更なる処理の高度化・低コスト化、地域条件の反映が課題です。低炭素社会の構築に向けて、増設時や機械設備の更新時には、標準設計をそのまま使用するのではなく、標準設計の作成までの過程で蓄積されたノウハウを継承・活用した施設設計が必要です。

 

さらに、既存技術の改良や新技術の開発を継続することも重要で、日本下水道事業団では、民間企業との共同研究により、@OD法の自動制御技術の開発(H18-20 日本ヘルス工業(株))、Aエネルギー消費抑制型下水処理技術の開発―高負荷二点DO制御を用いた効率的なOD法の開発―(H20-22 前澤工業(株)高知大学)を実施しています。

 

※リーフレット

http://www.jswa.go.jp/gijutu_kaihatsu/g_kaihatu/kyuodoukenkyu/pdf/116.pdf

 

http://www.jswa.go.jp/gijutu_kaihatsu/g_kaihatu/kyuodoukenkyu/pdf/124.pdf

 

 

次回以降、日本が世界に誇れるOD法技術について、技術評価、標準設計、新たな共同研究等、引き続き「技術のポイント」を解説したいと思います。

 

(技術開発部長 中沢均)

 

 

 

 

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