地方共同法人日本下水道事業団Japan Sewage Works Agency

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技術開発部

JS技術開発情報メールNo.99

 

 

日本下水道事業団(JS)

◆◇◆━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

       2010・2・4

    JS技術開発情報メール No.99

━━━━━━━━━━━━━━━━━◆◇◆JS技術開発部

 

(目次)

◆トピックス

<アーヘンだより3 完結編>

<簡易提案型共同研究始まる>

<JS技術開発情報メール100号記念アンケートのお願い>

◇完了テーマの紹介

<未利用バイオマスの活用によるエネルギー自立型処理場の開発に関する調査>

◇部ログ

<ウイルス 後半>

◆要語集6

「流入負荷変動」

「標準流量変動パターン」

◇下水道よもやま話

<地球を救うのは植物ですよ!>

◆部長コーナー

<災害とろ過膜>

 

 

 

━━☆★ トピックス ★☆━━

 

☆ アーヘンだより3 完結編★

 

私は、平成20年11月より1年間ドイツで研究活動する機会を得ました。これは、1982年より続いている、ドイツ・アーヘン工科大学とJSの技術者交流の一環で、私はJSから派遣される通算8人目の技術者として活動してきました。

 

派遣されたアーヘン工科大学は、3万人以上の学生と1万人以上の教職員を抱えるドイツ有数の州立工科大学です。私は土木工学科にある環境工学研究所の研究員として大学に勤務することになりました。現地では、担当する研究テーマのほか、様々な情報収集を行うことが主な活動内容でした。

 

現地での研究は活性汚泥モデルを活用したシミュレーションで、従来型の水処理と膜分離活性汚泥法を組み合わせたハイブリッド膜分離活性汚泥法といわれるプロセスが研究対象となりました。日本では敷地が無い既存施設を高度化する際、従来型の処理の一部を膜分離活性汚泥法に改造するケースが代表的なケースとして紹介されています。

 

私も出国前に事前に勉強しておいたのですが、ハイブリッド活性汚泥法に対する認識が少し異なるので最初のうちは少々戸惑ってしまいました。ドイツでは土地は十分あり、既存の施設に新しい設備を押し込むという発想はあまり浮かんでこないようです。

 

むしろ雨水により流入量の変動の大きい合流式下水道でも出来るだけ経済的に膜分離活性汚泥法を導入したいという発想が強いようです。全ての流入に対し膜を用意していてはコストがかかるので、安価な従来型の処理とうまく組み合わせて出来るだけ効率的そして良好な水質を確保したいというねらいなのです。私は、組み合わせかた(並列、直列)、それぞれの処理法の容量の割合等を様々に変化させながら、晴天、雨天での処理特性をシミュレーション結果から評価することを取り組んできました。

 

さて、ヨーロッパでの生活を振り返ってみて1番印象的なことといえば、EUという政治、経済の統一感と文化の不統一感でしょうか。EU域内では、国境を越えてもパスポートチェックされるケースは稀になり、通貨も多くの国でユーロが使用できるので、驚くほどあっけなく他の国に行くことが出来ます。

 

パスポートチェックが無く、通貨も一緒なら同じ国内にいるような感覚にもなりますが、やはり「あまり分からないドイツ語」から「全くわからない言語」に変わると、僅かな違いのようですが違う国に来ているという雰囲気は味わえます。

 

そして街の雰囲気、食事などは地域ごとに異なってくるので決して日本のような画一感はありません。例えばドイツ流のビールは決してオランダでは製造されないし、ベルギーで食べられるおいしい料理は決してドイツでは期待できません。

 

日本人としては、お互いのいい所を取り入れればよいのにという気がするのですが、決して交わろうとしていません。人の往来が自由になりお互いの文化に触れる機会が増えても文化には大きな境界があるようです。明確な境界の中で同じような文化を持った人と生活してきた日本人としては、興味が尽きないところです。

 

帰国し時間が経過すると徐々に当時の記憶が薄まってきています。幸い近日、私のカウンターパートであったフリップ・スタウファー氏が来日し、日本での活動を開始します。ドイツでの思い出が蘇ること楽しみにしているところです。

 

関係者の尽力で無事1年間過ごせたこと、更には次の技術者を迎えられることに感謝し、そしてもうすぐ30周年を迎えるこの交流事業が更に発展していくことを願って、私のアーヘン便りは完結とさせていただきます。

 

        (技術開発部 猪木博雅)

 

 

 

 

☆ 簡易提案型共同研究始まる ★

 

民間企業等から提案する課題について共同研究を行う提案型共同研究において、@期間が6ヶ月以内、A材料、機器、装置の性質、性能確認が主たる目的、B主にJSの施設内で実施するという要件を満たす場合は、簡易な手続きにより共同研究を実施することができるようになりました。

 

詳細はホームページで御確認ください。

 

http://www.jswa.go.jp/gikai5/shichaku20100201.pdf

 

 

 

 

☆JS技術開発情報メール100号記念 アンケートのお願い ★

 

平成14年4月に創刊した技術開発情報メールもおかげさまで100号を送信することができました。これも皆様のご愛顧のおかげと広報委員一同感謝いたしております。

 

現在の登録者数は「平成の大合併」で減少ましたが726団体1013件(1月29日現在)です。手探り状態で始めたJSメールマガジンですが、いかがでしたでしょうか。

 

登録されている皆さんのご意見をおうかがいするため、100号記念アンケートをお願いいたします。アンケートの結果を参考に、地方公共団体の皆様により読まれるよう改善工夫を凝らしてまいりたいと考えています。

 

お忙しいこととは思いますがご協力のほどよろしくお願いいたします。

 

提出期限  平成22年2月24日(水)

提出先   JS技術開発部技術開発課 玉之内

提出方法  メール(gikaiinfo@jswa.go.jp)

または FAX(048-421-7542)

 

 

 

 

 

━━☆★ 完了テーマの紹介  ★☆━━

 

<未利用バイオマスの活用によるエネルギー自立型処理場の開発に関する調査>

 − 固有研究H18年度〜H20年度 −

 

下水処理場は、地方自治体が管理運営する事業活動の中でも大量の電力を消費する代表的な「多エネルギー消費施設」となっています。

 

そこで、近隣で発生する未利用バイオマスを下水処理場に集約、下水汚泥とともに嫌気性消化(メタン発酵)等により効率的にエネルギーを回収し、処理場におけるエネルギー自給率の向上を図ることで、温室効果ガス削減に貢献するシステム構築を目的として調査を実施しました。

 

未利用バイオマスの中でも、家庭等で発生する生ごみは、下水汚泥以上に高い潜在的エネルギーを有しているにも係らず、その大部分は一般可燃ごみとして焼却処理されていることから、これをディスポーザーにより処理し、下水管渠網を活用して処理場に集約することを想定して各種の調査検討を行いました。

 

下水道普及率が95%以上のある小規模都市を事例に、実際の生ごみ発生量や現在の処理場の運転状況をべースに、生ごみの受け入れ量と処理場のエネルギー自給率等をADM(嫌気性消化シミュレーションモデル)を用いて試算した結果、ディスポーザーが各家庭に100%普及した場合、下水処理場で発生する消化ガスの量は約2倍に増え、燃料電池等の高効率ガス発電システム等との組み合わせで、単位処理水量当りの回収電力エネルギー量は0.39〜0.43kWh/m3が期待できるという結果が得られました。

 

処理場の単位処理水量当りの電力消費量は標準活性汚泥法の処理場では概ね0.35〜0.50kWh/m3であり、各種の省エネ設備導入との組み合わせで、多くの処理場ではエネルギー自立(自給率100%)が可能であることが明らかにされました。

 

ただし、生ごみは下水汚泥に比べ酸化分解(酸発酵)が速く進むため、場合によってはメタン発酵を阻害する可能性が高くなることも判明しました。

 

また、生ごみを受け入れると汚泥の発生量も相対的に増加することから、その対応も十分検討しておくことが必要となります。生ごみを大量に受け入れても汚泥の発生量を抑え、効率的にメタン発酵を行うシステムとして、熱可溶化高効率嫌気性消化システムや担体充填型超高速メタン発酵システムの開発も進めてきました。

 

これらの研究成果をもとに、既存の下水道施設を利用した生ごみ等の未利用バイオマス資源の積極的な活用と、下水処理場におけるエネルギー自給率向上、すなわち温室効果ガス削減が大いに進められることを期待しています。

 

 (資源リサイクルG 島田正夫)

 

 

 

 

 

━━☆★ 部ログ  ★☆━━

 

<ウイルス(Virus) 後半:騒いでいるのは日本だけ?>

 

<前半のあらすじ:ウイルスは通常の生物とは違い宿主になる生物細胞の中でしか増殖できないこと、下水処理場では大半を除去できることが最近になってようやく分かってきたことなどが、Dr.橋本からの質問形式で説明されました。>

 

編集委員:ありがとうございました。ウイルスのことが一通りわかったところで、今度は攻守所を換えて、ドクター橋本に質問しましょう!

 

Dr.橋本:(゚o゚;;ギク!(一同:(⌒ー⌒)ニコ! )

 

編集委員:外国ではカキを食べるなら〜berの付く月といわれているようですが、夏にカキを食べないのはウイルスのせいですか?

 

Dr.橋本:ウイルスもあるかも知れませんが、多分、夏は雑菌が多いことが理由だと思います。(^!^;)

 

編集委員:確かにカキは比較的汚れた海でも成育するから、雑菌も多いと思います。でも、昔はウイルスを測れなかった訳だから、何とも言えないかも・・?

 

編集委員:新型インフルエンザのウイルスはどうなりますか?

 

Dr.橋本:大流行した場合は下水処理場にも多量に流入すると思いますが、他のウイルスと同じようにほとんど除去されると予想されます。

ただ、曝気槽の水しぶきには含まれている危険性があるので、処理場で働く方は注意が必要です。放流先では希釈されるので問題にはならないと思います。ノロウイルスが問題になるのは、ごく僅かでも感染することと、カキが水中に僅かに残ったウイルスを濃縮するからです。

 

編集委員:海外では下水処理水中のウイルスの規制はないのですか?

 

Dr.橋本:良く知りませんが、聞いたことはありません。・・(^^;)

 

編集委員:そういえば、以前ドイツ人に聞いたときノロウイルスには全く関心がなかった。きっと丈夫だから食べても平気なんだ・・

 

Dr.橋本:ノロウイルスの集団感染の原因は、多くが人から人への感染です。水自体が原因となった事例はほとんど報告がありませんし、下水処理水が直接の原因で大流行にはならないと思います。

 

一同:( ̄。 ̄)ホー。

 

編集委員:そうは言っても、やっぱり心配です。ノロウイルスを殺す有効な方法はないのですか?

 

Dr.橋本:漁業集落排水事業では、紫外線消毒による対策が検討されているようです。

しかし、現在の測定方法では消毒後も遺伝子の断片があれば検出されてしまうので、感染力は不明ですが、判定が難しいところです。

 

編集委員:オゾンが有効だと聞きましたが?

 

Dr.橋本:オゾンは、ウイルスの遺伝子を直接破壊するため効果がありますが、通常の2〜3倍のオゾンを注入する必要があります。他には膜処理が有効な技術の一つになると思います。

 

編集委員:ところで唐突ですが、ウイルスは何語ですか?

 

Dr.橋本:よく知りませんがラテン語か何かでしょうか?

 

康さん:(インターネットで調べ始める・・・)ウィキペディアによると、Virusはラテン語で「毒」を意味するみたいですよ。

 

一同:( ̄。 ̄)ホー。

 

編集委員:大分話題も出ましたので、そろそろ終りたいと思いますが、康さん!落ちは考えつきましたか?

 

康さん:('';)ウーン

 

Dr.橋本:それでは私が落としますかぁ。ウイルスの種の名前は発見地に因んで付けられています。

例えば、ノロウイルスは米国オハイオ州のノーウォークで発見されたことに因んでいますし、同じ仲間のサポウイルスは札幌で発見されたことに因んでいます。これから皆さんからサンプルを頂いてトダウイルスでも発見しましょうか?・・いや、ウイルスだけにきれいには落ちなかったですかね?(^▽^) ハッハッハ・・

 

一同:唖然!(*_*)

 

(内容が盛り沢山のため、2回に分けて掲載しました。Dr.橋本ありがとうございました。m(__)m 完。)

 

          (編集:技術開発部 川口幸男)

 

 

 

 

 

 

━━☆★ 要語集 6 ★☆━━

 

※PDFで全文が添付されています

 

<流入負荷変動(りゅうにゅうふかへんどう;Wastewater influent loads fluctuation)>

 

【解説】下水処理施設に流入する下水の量や質が人間の生活パターンなどの影響により変動する現象。周期的な流入負荷の変動に日間変動、週間変動、年間変動などがあり、処理施設の設計や管理に反映される。

 

日間変動は1日の生活パターンを反映して水質と水量が周期的に変化するのが特徴であり、変動の大きさは1日平均汚水量に対する時間最大汚水量の比で表わされる。

 

一般に処理区域が小さいほど変動巾が大きくなる。また、時間帯により排水される水質が異なるため、水量の変動に比べて水質負荷量の変動が大きい。日間変動は下水処理能力を評価する上で重要な因子であり、下水の処理実験では日間変動を与えた処理性能の確認が行なわれる。【→標準流量変動パターン】

 

週間変動は、1日流入汚水量の週間変化をみたもので、観光地や工場排水の比率が大きい処理区域などで大きくなる。週間変動が大きい場合は、曜日により処理施設の運転パターンを変更する例も多い。

 

年間変動では、年間を通じた1日最大汚水量および月平均最低水温が処理能力設計に用いられる。特に水温変動は処理性能に大きな影響を与えるため、年間を通した処理実験により処理性能が確認される。

 

突発的な変動の代表的なものに雨水流入がある。分流式下水道でも状況によっては多量に流入する場合があり、流入水質を希釈して生物学的りん除去を低下させることが知られている。

 

 

 

<標準流量変動パターン(ひょうじゅんりゅうりょうへんどうぱたーん;Design fluctuation pattern of Wastewater inflow)>

 

【解説】JS技術開発部が膜の共同研究(第1次)で処理性能の比較評価を容易にするために作成した流入下水量の日間変動パターン。

 

一般的な下水処理場の流入水量変動を考慮し、規模別に区分した3パターン注)が設定されており、以後の各種共同研究やケーススタディでも度々使用されている。

 

なお、実際の流入下水では水量変動に付随して水質変動も加わるため、処理実験を行なうときは水質変動も考慮したパターン設定を行うことが推奨される。

 

注)処理規模は、大規模=10万m3/日、中規模=1万m3/日、小規模=1千m3/日程度を想定している。

 

標準流量変動パターンがPDFファイルに掲載されています。

 

【関連用語】日間変動、1日平均汚水量、時間最大汚水量、

1日最大汚水量

 

 

      (技術開発部 川口幸男)

 

 

 

 

 

━━☆★ 下水道よもやま話 ★☆━━

 

<世界を救うのは植物ですよ!>

 

地球温暖化に関する国際的な取り決めである京都議定書では、バイオマスはカーボンニュートラルであるとされました。

 

1997年「気候変動枠組条約第3回締結国会議(COP3)」で採択されました。会議はCOP15まで来ています。カーボンニュートラルを直訳すると炭素中立って言葉になるのかな、解釈が難しい言葉です。炭素ではなく二酸化炭素って言うほうが解かりやすいと思います。すなわち、二酸化炭素の増減がないと言う理解です。

 

ここで、主役となるのが植物です。生き物は水と有機物から成り立っています。もちろん人間も生き物の一つです。この有機物の半分が炭素でほとんどが植物由来です。植物は太陽エネルギーを活用して二酸化炭素を有機物に変える。この有機物は人間等によって二酸化炭素に分解する。この連鎖を考えますと植物の再生産が保証されれば二酸化炭素は増えないと言うロジックです。中立を保つためには植物の育成が重要な課題となります。

 

それでは、化石燃料はどうでしょう。化石燃料も太古のバイオマスを原料として生成されたものとされています。でもその再生産の時間が何億年も待っていられないでしょう。

 

主役となる植物を育てようじゃありませんか。

 

      (総括主任研究員 照沼 誠)

 

 

 

━━☆★ 部長コーナー ★☆━━

 

<災害とろ過膜>

 

写真がPDFファイルで添付されています。

 

去る1月12日の現地時間午後5時頃にハイチで発生したM7.0の大地震では犠牲者が15万人とも言われる甚大な被害がでています。テレビニュースで見ると、大統領府の大きな建物までが無残に倒壊していますが、壊れたコンクリート断面には、細い鉄筋が何本か見えるだけで、耐震は全く考慮されていないようです。

 

被災した人々が、テレビカメラに向かって「水を!食べ物を!」と訴えている姿は痛ましい限りです。周辺にあるのは、汚れた水だけという状況のようで、このような災害時には、いつも安全で清潔な水の確保が大きな課題です。

 

水処理で用いられる各種のろ過膜は、汚れた水から細菌や懸濁物質を効率的に除去できることから、緊急時の浄水用にろ過膜を用いた様々な装置が開発されています。

 

写真−1と2は、ドイツのカッセル大学が開発した人力で運搬する緊急時用膜浄水器で、MF膜(下水道用膜分離活性汚泥法で使われるのと同じタイプの膜)を用いており、重力でろ過します。1時間で50L程度のろ過水が作れるそうです。

 

写真−3は、シンガポールの上下水道展で見かけた自転車に搭載されたUF膜(MF膜よりろ過孔径が小さいタイプ)モジュールで、動力はもちろん人力です。自転車をこぐと、給水ポンプとろ過ポンプが動き、1時間で200L程度のろ過水が得られるということです。この他にも、エンジン駆動タイプやシンプルなろ過袋タイプ等、色々なものが開発されているようです。ハイチには、現在、各国の救援隊が入っていますが、ろ過膜も現地で、安全で清潔な水の供給に活躍しているのではないかと思っています。

 

それにしても、写真−3のろ過装置は結構、体力が要りそうですね。日本製でも同様な製品があるようですから、災害時に備えて1台購入し、毎日30分位こげば、ダイエットと水道料金節約の一石二鳥の効果があると思いますが、皆さんいかがでしょうか?

           (技術開発部長 村上孝雄)

 

 

 

 

 

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