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技術開発

JS技術開発情報メールNo.92

 

 

日本下水道事業団(JS)

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       2009・7・8

    JS技術開発情報メール No.92

━━━━━━━━━━━━━━━━━◆◇◆JS技術開発部

 

(目次)

◆トピックス

<第46回下水道研究発表会発表概要>

<今年の下水道展JSブース>

<第1回アナモックス反応を利用した窒素除去技術専門委員会開催報告>

<日独ワークショップのお知らせ>

◇部ログ

<バイオ電池(微生物電池)について>

◆いまさら訊けない下水道講座 49

<下水道からのリン回収>

◇下水道よもやま話

<匂いと臭いの中での暮らし>

◆部長コーナー

<私は国庫補助対象>

 

 

 

━━☆★ トピックス ★☆━━

 

☆ 第46回下水道研究発表会発表概要 ★

 

関連サイト

 http://gesuikyou.jp/kenpatu/

 

本年度も(社)日本下水道協会の主催で第46回下水道研究発表会が、7月28日(火)〜30日(木)にわたって東京有明の「東京ビッグサイト 会議センター」で開催されます。

 

試験研究成果の普及の一環として、技術開発部からは8名が発表を行います。加えて、共同研究者との連名などの発表が12件あります。発表の概要は以下のとおりです(共同研究者との連名発表はタイトルと発表者名のみ掲載)。

 

 

■7月28日(火)

 

〔T−9−3 耐硫酸モルタル防食工法の確立にむけて(V)  持田雅司〕

今回発表する内容は、平成19,20年度に発表した耐硫酸モルタルの開発、実験、設計手法の提案までの続きとなり、防食工法に適用した施工に関するものです。これまでに施工を行った箇所は3箇所あり、そのうち2箇所が5倍モルタル、1箇所が10倍モルタルでの試験施工です。

 

このうち、施工後5年が経過した箇所(5倍)と、昨年実施した箇所(10倍)について、経過後の状況(5倍)、施工の状況(10倍)について整理いたしました。

 

 

■7月29日(水)

 

〔T−8−4 下水汚泥固形燃料化における嫌気性消化の影響について 橋本康弘〕

地球温暖化対策のため、下水汚泥をバイオマスエネルギーとして有効利用できる固形燃料化が注目を集めています。固形燃料化は、下水汚泥を炭化または乾燥処理を行うことにより、石炭の代替燃料として有効利用できます。

 

しかし、処理場で嫌気性消化を行うことで、発熱量の低下、灰分の増加による燃料価値の低下を及ぼすことが明らかになりました。その嫌気性消化が固形燃料にどのように影響を与えるかを報告します。

 

〔T−8−5 消化ガス精製用VPSAシステムによる消化ガス精製技術 山田 治〕

 

〔T−8−8 担体充填型高速メタン発酵による下水汚泥からのエネルギー回収技術の開発 森 豊〕

 

 

〔T−10−7 オゾン処理における臭素酸の副生成ならびにノロウイルスの消毒効果に関する調査 橋本敏一〕

オゾン処理の代表的な副生成物である臭素酸は、人に対する発ガン性があるため、その濃度レベルについて留意が必要です。

また、オゾン処理は、ウイルスの核酸等を直接破壊し高い消毒効果が期待できるため、感染性急性胃腸炎の原因であるノロウイルスにも有効と考えられています。

 

本発表では、オゾン処理による臭素酸の副生成とノロウイルスの消毒効果について、10ヶ所の実施設での調査結果と二次処理水を用いた処理実験の結果を報告します。

 

 

〔T−10−8 各種処理条件におけるオゾン添加型活性汚泥法の実証 佐藤峰彦〕

 

〔U−8−1−6 プロセス監視情報を利用した異常診断技術の下水処理場への適用事例 長岩明弘〕

 

〔U−6−4−3 オゾン下水再生処理におけるマイクロバブルの濁質除去性能の評価 日高政隆〕

 

〔T−11−2 セラミック膜ろ過A2O法を組合わせた槽外型MBRによる窒素リン同時除去 大和信大〕

 

〔T−11−3 中大規模処理場向け大型有機平膜を用いた膜分離活性汚泥法の開発 矢次壮一郎〕

 

〔T−12−1 中空糸膜を用いた膜分離槽別置型MBRの開発舩石圭介〕

 

〔T−12−2 反応タンクの分割と風量制御による送風量削減型MBRの実証 関根康記〕

 

 

〔T−12−5 グリコーゲン蓄積細菌群の急激な酢酸摂取活性の上昇に伴う生物学的リン除去の悪化 辻 幸志〕

IWA活性汚泥モデルのリン除去の計算において、リン蓄積生物のYPO4は、感度が高いにも係わらず、頻繁にキャリブレーションを行う必要があります。本研究では、これにはグリコーゲン蓄積細菌群(GAOs)の酢酸摂取が関係していると考えました。

 

その結果、GAOsの酢酸摂取活性が低く、通常よりも高い酢酸濃度に曝されることで、急激にGAOsの酢酸摂取速度が上昇することが確認され、YPO4を汎用的に表現するための手掛かりを得ることができました。

 

 

■7月30日(水)

 

〔T−5−6 下水汚泥固形燃料化システムのエネルギー収支に係る一考察 茨木 誠〕

下水汚泥を炭化もしくは乾燥し、固形燃料としてエネルギー回収する固形燃料化事業が複数の地方自治体で開始され、下水汚泥のエネルギー利用が本格化しています。

 

本事業では、消費エネルギーと回収エネルギーの収支が重要な観点の一つとなります。本稿では、設備の規模、汚泥性状等をパラメータにエネルギー収支について試算し、焼却炉との比較、エネルギー収支がプラスになる汚泥条件及び、消化ガス利用の有効性等を確認しました。

 

 

〔U−3−2−4 メタン発酵によるバイオマスからのエネルギー回収に関する基礎的研究 藤井亮太〕

下水処理場における嫌気性消化施設をバイオマスエネルギー転換施設として利活用するにあたり、効率的なメタン発酵方法を検討するため、初沈汚泥や余剰汚泥及び生ごみを受け入れ処理した場合のそれぞれのメタン発酵特性について、バイアル試験により基礎的な実験を行いました。

 

その結果、余剰汚泥はメタン発酵特性が極めて低いこと、炭水化物系生ごみとの混合処理では急速な酸発酵によってメタン発酵阻害発生の可能性があること、消化プロセスでの返送汚泥はメタン発酵の安定化に効果的であること等が示唆されました。

 

 

〔U−3−2−5 ロータリーエンジンを用いた低コスト型消化ガス発電システムの開発 水田健太郎〕

下水処理場における温暖化対策の一つとして消化ガスによるガス発電が挙げられますが、そのほとんどは大規模容量の発電施設で、中小規模処理場において発生する消化ガスについては燃焼廃棄されているところがほとんどです。

 

本研究では小規模容量の消化ガス発電システムとして、自動車エンジンとして使用されているロータリーエンジンを用いた低コスト型消化ガス発電システムの開発を行い、実機を用いた実証実験によりその性能を評価しました。

 

 

〔U−6−3−1 数値シミュレーションによるアナモックスプロセスの安定性評価 糸川浩紀〕

アナモックスプロセスは有機物を一切使わない新たな窒素除去技術で、JSでは消化汚泥脱水ろ液などを対象とした実証実験により基本的な処理性能や設計諸元を確認してきました。

 

一方、同プロセスの処理特性や安定性を更に詳細に把握するための数値シミュレーション方法も検討しています。

 

本発表では、既存の活性汚泥モデルを拡張することでアナモックス槽をシミュレーションし、流入負荷量を始めとした様々な条件を変えた時の同槽の挙動を予測・評価した結果を紹介します。

 

〔U−6−3−4 汚泥処理返流水からの窒素除去に対するアナモックスプロセスの適用性評価 高木啓太〕

 

〔U−6−3−7 りん吸着回収システムの下水二次処理水への適用 緑川一郎〕

 

〔U−7−3−3 熱可溶化を組み入れた生ゴミ混入下水汚泥メタン発酵の基礎実験結果について 中沢俊明〕

 

 

 

 

☆ 今年の下水道展JSブース ★

 

7月28日(火)から31日(金)の4日間にわたり東京ビッグサイトで下水道展’09東京が開催されます。

JSでもブースを設けホットな情報を提供します。

 

今年は、AMDBの紹介、膜分離活性汚泥法の模型展示、話題の下水汚泥からの金回収を紹介し、回収した金の実物も展示される予定です。ほかにもバイオマス利用技術や最近登場の技術のパネル紹介も予定しています。

 

下水道展ご来場の際には、ぜひJSブースにもお立ち寄りください。

 

 

 

 

☆第1回アナモックス反応を利用した窒素除去技術専門委員会開催報告★

 

関連サイト

 http://www.jswa.go.jp/gikai5/gijutuhyoukaiinkai_.htm

 

去る6月24日(水)、「アナモックス反応を利用した窒素除去技術専門委員会」が開催されました。

本専門委員会は、3月10日に理事長から技術評価委員会に諮問された同技術について付託を受け、詳細な技術的検討を行なうものです。

 

本技術評価では、本年度末の答申を目標に、アナモックスプロセスの適用性、特徴、設計・運転手法を中心とした実務的な情報について、JSなどが実施した実証実験結果に基づき取りまとめられる予定です。

 

第1回専門委員会では、大阪市およびJSにおけるこれまでの検討内容が紹介されるとともに、評価の範囲、最終報告書の目次案、用語の定義などについて、議論が行なわれました。

 

 

 

☆ 日独ワークショップのお知らせ ★

 

8月5日(水)に「日独MBRワークショップ」が開催されます。今回のワークショップは、JSに独・アーヘン工科大学からMBRに関する意見交換の申し出があり、これを受け、より有意義な意見交換の場とするため、水環境学会主催・JS共催で開催することとしたものです。

詳しくは添付ファイルを覧ください。

 

 

 

 

 

━━☆★ 部ログ ★☆━━

 

<バイオ電池(微生物電池)について>

 

編集委員:今回の部ログでは、最近、燃料電池等、地球環境のために期待されている「バイオ電池」について、島田主任研究員に講師をお願いしています。

 

一同:よろしくお願いします。

 

島田:それでは、先日、バイオ電池の講習会がちょうどありましたのでその講習会の内容も踏まえてお話させていただきます。バイオ電池の原理は、微生物が、有機物を分解するときに造りだす代謝エネルギーの一部を電気として取り出すものです。

 

バイオ電池の魅力は、下水や汚泥を処理をしながら、電気エネルギーを直接回収できるところにあります。また、人間は、自分の生命維持活動に要する以上のカロリーを摂取すると脂肪として体内に蓄えられますが、微生物は、エサ(有機分)を多く与えられると細胞合成が促進され微生物量が増加します。

 

つまり、余分なエネルギーを電気エネルギーとして回収することで汚泥の増加が抑えられ、結果的に余剰汚泥の発生量が少なくなるというメリットもあります。

 

編集委員:水素イオンを陰極から陽極に通すカチオン交換膜って酸素は、通すのでしょうか。

 

島田:この膜は、+(プラス)イオンだけを通します。

 

編集委員:下水や汚泥からエネルギーが回収できるのは、どの位ですか。また、活性汚泥の混合液は、嫌気状態と好気状態のどちらなのでしょうか。

 

島田:微生物の種類や処理条件にもよると思いますが、自らの生体を維持するためにエネルギーとして80〜90%位必要になりますので微生物が増殖する分のエネルギーとして10〜20%位と考えられます。

 

エネルギーの回収率は、電極の種類やメディエーター等多くの要素によっても変化します。微生物によるエネルギー発生量は、好気状態の方が高いと思いますが、バイオ電池でエネルギー回収を行う場合は、通常嫌気状態で行います。

 

編集委員:あんまりエネルギーを根こそぎ取ろうとすると微生物自体が維持できなくなるよね。

 

編集委員:メディエーターって?(゚Д゚)

 

島田:メディエーターとは、微生物から体内電子を取り出し、電極に伝達させるための薬品のことです。

 

編集委員:それって静電気等に応用できるのでは?

 

編集委員:人間も放電しないといけないわけで、そういう電気も吸収できるのでは、ないでしょうか。例えば、ガソリンスタンドでは、静電気を除去するシート等で静電気を逃すようなものがありますよね。

 

編集委員:他には、電気うなぎなどから電気を得られる方法があるのでは?

 

島田:最近では、電気を作り出す微生物の研究をやっている先生方も居られます。また、資源リサイクルグループでは、新規テーマでバイオ電池について研究していきます。

 

編集委員:リン回収等でポリリン酸からリン酸を取り出すときにエネルギーを取り出せば、リン酸蓄電池なども考えられるのでは?

 

島田:リンゴに電極を挿して直接、電気を取り出す酵素電池等もあります。

ソニーは、ウォークマンなどの電源として小型バイオ電池の開発を進めています。

 

編集委員:処理場の下水や汚泥から直接、電気を起こせるって画期的ですよね。

 

編集委員:人間に例えると脂肪を蓄えている人は、ダイエット電池もできちゃったりして??

 

編集委員:椅子に座っているだけで発電してダイエットか。

 

一同:お〜(o(^。^")o。)

 

        (編集:技術開発課 小島浩二)

 

 

 

 

 

 

━━☆★ いまさら訊けない下水道講座 49 ★☆━━

 

<下水道からのリン回収>

 

※ PDFファイルで全文が添付されています。

 

リンは、生物の遺伝子の構成要素として必須の元素で、骨や歯の成分等として人体で2番目に多く含まれています。

 

また、肥料の3大要素の一つでもあり、食料生産に必要な化学肥料成分として不可欠な元素です。リンの工業原料であるリン鉱石は、人口増加や食料増産に伴って、今世紀末には枯渇するとの予測もあり、重要な戦略物資の一つですが、わが国には高品位なリン鉱脈が無いため、その全てを輸入に頼っています。

 

リンは、リン鉱石や食料・飼料、リン酸系肥料、化学工業製品等の様々な形態で年間約80万Pt(2006年ベース、以下同じ)輸入され、うちリン鉱石としては約10.3万Ptが輸入されています。リンは食料として人に摂取された後、リン鉱石輸入量のほぼ半分に匹敵する約5.6万Ptが生活排水に排出され、その多くは放流水や汚泥として環境中に拡散されています。

 

そこで、昨今のリン鉱石価格の急騰(2008年7月以降、約2〜3倍に上昇)や、これに伴う肥料価格の値上げ等を背景に、再利用が十分に進んでいない下水道からのリン回収が注目を浴びています。

 

下水道からのリン回収技術としては、返送汚泥の一部から放出させたリンを凝集沈殿等により回収するフォストリップ法や、高濃度のリンを含む返流水から晶析反応により回収するMAP法、還元溶融やアルカリ処理により焼却灰からリンを回収する方法等、これまでに様々な技術が実用化されています。

 

現在、技術開発部では、より高度かつ安定的なリン除去と高品位かつ有効利用が容易なリン回収を同時に実現することを目標として、吸着剤を用いた下水処理水からのリンの除去・回収システムの開発を民間企業との共同研究で進めています。

 

(総括主任研究員 橋本敏一)

 

 

 

 

 

━━☆★ 下水道よもやま話 ★☆━━

 

<匂いと臭いの中での暮らし>

 

街を散歩していると様々な匂いと遭遇します。

 

自宅周辺では、時折、チョコレートの匂いがします。微かなためか、芳しい香りのためか分かりませんが、不快には感じません。ところが、硫化水素を代表とする下水臭は、微かであっても悪臭苦情の原因となります。

 

以前、下水臭が漂うことがある散歩道において、下水管のコンクリート腐食が原因の道路陥没が起きました。ご存知の通り、硫酸塩還元細菌は下水中の硫酸塩を還元して硫化水素を生成させ、硫黄酸化細菌は空気中の硫化水素を酸化して硫酸を発生させ、酸に弱いコンクリートを腐食させます。こやつ等は、誠に憎い細菌です。

 

しかし、こやつ等が、悪臭対策に貢献してくれることがあります。担体や土壌などの生物脱臭で活躍している硫黄酸化細菌を始めとする細菌達です。細菌の住まいを設け、定期的に沐浴させるなど、心地よい環境を保っていけば、悪臭の吸着、酸化分解する作業に勤しんでくれます。生物脱臭の根幹は、黙々と働く細菌です。

 

ところで、人の嗅覚もセンサーとして活躍しています。悪臭規制に用いられる臭気指数は、人の嗅覚を利用しています。また、維持管理においても嗅覚は、悪臭の発生、処理の変調に気づく術の一つであり、磨くべき能力です。

 

人も細菌でも、それぞれの個性、特長を活かし、伸ばす方策を考え、その上で環境を整え、維持すれば、大活躍間違いなしです。でも、言うは易し、行うは難しでありますが。

 

 (総括主任研究員 佐野勝実)

 

 

 

 

 

━━☆★ 部長コーナー ★☆━━

 

<私は国庫補助対象>

 

私の車は、まさに国産大衆車の代名詞のような車ですが、もう購入してから15年以上になります。あまり距離を走ってないせいもあるのでしょうが、これまで故障らしい故障も無く、まだまだ数年は使えそうです。

 

しかし、同型車を見かけることも少なくなり、また、さすがに少々くたびれて来た感がありました。そこに、4月からエコカー購入の減税・補助制度が登場したので、「渡りに船」とばかり、今の車種の最新モデルに買い換えることにしました。13年以上経過した車を廃車にして燃費の良い車に乗り換えれば、購入費用に25万円補助が出るということで、これはやはり大きいですね。

 

この場合、もし、ハイブリッドカーに乗り換えれば、購入補助に加えて、さらに3年間の減税措置もあるので、ハイブリッドカーに人気が集まっているそうです。

 

ところが、販売店の話によると、注文が殺到しているので生産が追いつかず、仮に今、契約しても納車は年明けになり、下手をすると減税措置・購入補助の期限である今年度末に間に合わない可能性もあるということです。

 

ハイブリッドカーと言えば、登場当時は『高値の花』で、特殊な車という印象がありました。現在のハイブリッドカー人気は、価格低下や減税措置・購入補助といった政策的支援によるところも大きいと思いますが、一方で、多少価格は高くても環境に良ければ使いたいという意識の人が増えていることも理由ではないかという気がします。

 

私としては、10数年後には、電気自動車や水素自動車への買い替えで同様な制度が打ち出されるのを期待しているのですが、その頃はもう免許返上でしょうか?

 

 

           (技術開発部長 村上孝雄)

 

 

 

 

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