最良の技術を、多彩な分野へ

TSK TECHNICAL REVIEW

TSK技報
no.21
2018
TSK TECHNICAL REVIEW

技報

2018
November

No . 21
月島機械株式会社

www. ts k -g . c o . j p

論文1

渦流式微粒子晶析装置を用いた電池材料生産技術の開発
論文2
月島機械株式会社

ダウンサイジング型
ベルトプレス脱水機の開発

目次
4

巻頭言

プロセス産業を支える「単位操作」
6

執行役員 吉村 知規

特集 論文 1

渦流式微粒子晶析装置を用いた電池材料生産技術の開発
14

銅谷 陽

特集 論文 2

ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機の開発
20

倭 常郎

特集 技術・製品紹介 1

新型吊下分離機の開発
23

阿部 研

特集 技術・製品紹介 2

ろ液浸漬型濃縮装置「ロノッシュTM」
26

後藤 秀徳

特集 技術・製品紹介 3

BOKELA DYNO Filter
29

メック フランツ・本間 友基

特集 技術・製品紹介 4

多段型水平ベルトフィルタ
32

陳 貴吉

特集 技術・製品紹介 5標準型ベルトプレスの性能向上のための改造手法の検証
日諸 銀之輔・小川 重治

36

研究所紹介 Part-3

スパイラル管凝縮法を用いた燃焼排ガス中のアンモニウム塩分析技術紹介
武田 龍二・日良 聡

38

解析 G 紹介 Part-2

40

コーヒーブレイク 二次電池のはなし

42

会社概要・編集後記

プロセスシミュレーション

深田 充

No.21 2018

CONTENTS
4

Foreword

6

Paper1YOSHIMURA Tomonori, Executive Officer
Process Design Dept. Industrial Business Division

Development of Battery Material Production Technology Using Vortex Flow Crystallizer DOYA Yo

14Paper2Development of the Downsizing Belt Filter Press Dewatering Machine

20

Development of Fully Automatic Batch-type Centrifuge

23

表紙の写真

FRANZ Meck / HOMMA Tomoki

Technology Introduction4

Multi Stage Horizontal Belt Filter

32

GOTO Hidenori

Technology Introduction3

BOKELA DYNO Filter

29

ABE KenTechnology Introduction2

Filtrate Immersion-type Thickener

26

YAMATO Tsuneo

Technology Introduction1

CHEN Kuei chi

Technology Introduction5

Verification of Modification Method to Improve Performance of Conventional Belt Press
HIMORO Ginnosuke / OGAWA Shigeharu

36

Introduction of R&D Center Part3

TAKEDA Ryuji / HIRA Satoru

38

Introduction of CAE Group Part2

FUKADA Mitsuru

40

Coffee Break42

Corporate Profile / Editor’s Note

ニューヨーク ブルックリン橋公園から望む
フリーダムタワーとスカイラインの夜明け

TSK 技報 2018 no.21 3

巻 頭 言今回のTSK 技報は、「単位操作機械」が特集になります。

プロセス産業を支える「単位操作」

固液分離、洗浄精製の3 つの機能を有するよう溶融精製技術の開発、製品化を行い、4C 連続溶融精製シス「単位操作」という概念は、月島機械の創立と同じころ

テム（Counter Current Cooling Crystallization）に

20 世紀初頭に提案され、化学工業について製品製造

よって最高純度 99.999％の結晶を一工程で実現しまし

体系を製品ごとに考えるという思想から、化学工業のプた。そして、今回の21 号では、シャープな粒度分布の結ロセスを各物理的処理に分類・整理して単位操作体系

晶を連続的に得ることができる渦流式晶析装置（VF-C：としてとらえることによって生まれました。

Vortex Flow Crystallization）
を紹介しております。

単位操作の分類や数については、一定の基準はあり晶析装置に対して要求される重要な特性は、生産量

ませんが、化学工学便覧改定七版では、移動現象としと結晶粒径、もしくは粒径分布ですが、結晶の品質として、流動、伝熱、乾燥、混合などが、分離操作として、ては、組成、純度、形態、結晶系、表面状態など様々な

蒸留、吸収、晶析、膜分離などが掲載されています。

ものが求められます。「晶析は芸術である。」と言われる

月島機械は、会社設立間もないときに製糖機械を国こともあり、晶析条件を操作することで、目標としたい粒産化し、多くの製糖工場の建設に関わり、製品としての子を得られる技術は社会にとって、たいへん重要な技術

砂糖を固体として取り出すために、晶析技術に携わってです。

きました。当初の晶析は、シングルインペラ結晶缶が近い将来には、小型、安価、耐久性のある多様なセ

一般的な晶析装置でしたが、高度成長時代の幕開け

ンサーが導入できるようになると考えられるでしょう。今のころより、生産の効率化が望まれ、1955 年に月島機械

後、温度、流量、pH、
圧力といった一般的な計測パラメー

は過飽和発生部と結晶成長部を分離し、晶析を連続ターだけではなく、振動、音、形状、濃度、電位、におい、化するオスロ形装置を採用しました。その後、シングル

光などのデータを一括して経時的な状況を判断し、最適プロペラ方式の「安定した晶析のためには高循環速度

な運転条件を導き出して、製品品質の向上、生産効率が望ましいが、高速撹拌では結晶が破壊やすくなる」との向上、単位操作装置の自動運転ができるようになるこいう課題を克服したDP（ダブルプロペラ）型晶析装置とを期待しております。

を1964 年に開発しました。このDP 型晶析装置は、晶その他の単位操作においても、月島機械は、時代にお析槽内に円筒状のドラフトチューブを設置し、方向の異ける市場のニーズに応えるようにして様々な単位操作装なる流れを生み出す特殊なダブルプロペラにより、チュー

置を開発・改良し、技術の進化が必要となります。当社

ブの内側は上昇方向の流れをの企業理念の一つして掲げて外側は下降方向の流れを作り、いる「最良の技術をもって産業循環量を上げつつ、撹拌羽根の発展と環境保全に寄与し、社は低回転速度にすることが可会に貢献」の実現を目指し、今能となっています。この装置は、後も多様な人材が一丸となり、連続的にコントロールされた粒

強い信念と熱意をもって、最先径のスラリーが得られる装置と端の技術を取り入れた製品を生して、月島機械の代表的な装み出していく所存でございます。

置となりました。その後、晶析、

月島機械最古の製品プレート
創業 2 年目の1906 年、逓信省鉄道作業局大宮工場（現 JR 大宮総合車両センター）に納入したタンクに取り付けられていたもの。
タンク2 基は未だ健在だけに、その材質には鉄鋼メーカーの研究員が興味津々。社名表記がなぜ「嶋」だったのかは不明。
月島機械が鉄道の跨線橋、鉄塔などを手がけたのもそのころである。
*月島機械

4 TSK 技報 2018 no.21

百年の経営より

吉村 知規
執行役員
産業事業本部
プラント計画部長

TSK 技報 2018 no.21 5

特集

論文 1

渦流式微粒子晶析装置を用いた電池材料生産技術の開発
Development of Battery Material Production Technology Using
Vortex Flow Crystallizer

1. はじめにことを狙い反応装置の開発に着手したものである。4）
本技術はリチウムイオン二次電池の正極材料（活物質）の前駆体

本報においては渦流式微粒子晶析装置の特性を利用した滞留時（以下プリカーサーと略す）を製造するために開発されたものである。

間操作とリアクター流入流速操作による粒子粒径・粒度分布の結果報

プリカーサーはミクロンオーダーの球状凝集粒子であり、高容量（充電告に留める。実際には化学的操作（添加原料種）、運転操作（ｐH、温

容量）
、高出力
（急速充放電）、高寿命を兼ね備えた電池が求められる度、電位）、原料供給操作（リアクター内原料供給位置）を含めた複合中、その性能を左右する重要な物質と言える。

操作で運転され、その評価も組成分布・
イオン価数、粒子密度・空隙率、活物質はリチウムイオン自体が出入りする粒子結晶構造物であり、プリカーサーをリチウムと混合し高温焼成することにより得られる。リチ
ウムイオンの出入りする量で電池容量（Ah）が決まり、出入りする速さ

Abstract
Vortex flow crystallizer (VF-C) has launched to produce micron-sized particles as cathodeactive material precursors for lithium-ion secondary battery. The mixing zone, which forms arounda powerful circulating vortex, is utilized as a reaction zone.
For high-efficiency production, the VF-C operates with a high degree of supersaturation,exceeding 0.2 kg/m3, without loss of quality. The conventional system was applied with less than
0.1 kg/m3 of supersaturation .
Battery materials require high energy capacity and power, high battery life, and safety, with

銅谷 陽
DOYA Yo
産業事業本部
プラント計画部
プロセス第1グループ

respect to the market background, development of material-producing technologies facilitates the
spread of environmentally friendly automobiles like electric, plug-in hybrid, and fuel cell vehicles.
One possible approach to meet these requirements is to develop smaller than conventional particles. Tank reactors are popular for production of precursor materials with large particle size, butthere are limitations to producing smaller particles with good quality.
This report illustrates the research and development transitions leading to invention of theVF-C, explains the reaction mechanism for producing precursor materials, and subsequently intro-

加え、後工程の固液分離操作を含む当社技術とのシナジーが生まれる

不純物、紛体抵抗、比表面積・細孔径など多岐に渡る。
なお、本報の所見は2011 年〜 2016 年に実施した開発を基にしたも
のである。

で出力
（W）
が決まる。
そのため電池容量はプリカーサーの材料組成と密度、出力はプリ2. 開発変遷

カーサーのサイズと表面積、内部抵抗に左右される。これらを向上させる開発として材料の低結晶化とナノ化を中心に開発競争が続いているところである。1）2）

従来生産技術においては反応晶析により粒子を得るために撹拌混
合槽型の反応装置を用い、混合槽内の流動を高め、且つ循環流に対

プリカーサーの製造工程を電池業界においては共沈技術と称していする反応原料の供給量を下げることで（過飽和度を下げることで）均質る。正極材は電気供給時（電池放電時）にリチウムイオンを受けとる鞘と性を高めている。材料要求として数十ミクロンサイズの大径粒子を得なるため、リチウムイオンを受け取る役割を担う遷移金属（ニッケル、コることを目的としていたこともあり、粒子成長のために平均滞留時間とし

バルト、マンガン等）が均等・均質に配分されていなければならない（図て10 時間ほど要している。

１参照：X 線マッピング、K 線スペクトル強度）。これを同時に均等に析出させる共沈技術が重要なものとなる。3）
共沈技術で求められるものが組成の均等分散とイオン価数の均質性、結晶性、一次粒子サイズの均等性、この凝集体となる二次粒子、三次粒子の球状化、粒度分布、空隙率と粒子密度、不純物の低減などがあげられる。

生産規模は多くて月産 1000ton 規模であり、反応装置は数 m3 サイズのものを複数台並べる傾向がある。所定の材料を得るために装置のスケールアップリスクが高く、大きなものでも10m3 程度の反応槽を使用している。
開発初期においては従来型の撹拌混合槽型の反応装置を用い粒径制御にトライしていた。
その中で昨今の環境自動車に見るような高容量・高出力電池を得る

duces production examples and test results.

には小径粒子を生産する技術が需要として伸びる見込みがでてきた。
数ミクロンオーダーの粒子を得るためには結晶を十分成長させること

渦流式微粒子晶析装置は循環渦周りの強力な混合場を反応場として利用する粒子製造技術である。
リチウムイオン二次電池の正極活物質プリカーサーに見るようなミクロンサイズの粒子を製造するために産みなく排出する必要があり、装置としてできる操作は撹拌流動性を高め、だした技術である。プリカーサーの生産量を上げるために従来 0.1kg/m3 未満で操作されていた操作過飽和度を流れによる高いせん断力場を形成すること、滞留時間を短くするため

0.2kg/m3 以上と高くしても良好な球状粒子を得ることができる。

に原料供給量を多くするといった操作があげられる。

環境自動車（電気自動車、プラグインハイブリッ
ド車、燃料電池車）の急速な普及が望まれる中、電池材料は高容量・高出力・高寿命・安全性が求められている。
この要求に対する材料開発の方向性として電極部材粒子の小しかしながら、従来型の撹拌混合槽で撹拌流動性を高めるには限径化がうかがえる。現状普及している槽型反応装置は大径粒子の製造に向いているものの小径化には限界が生じ界が生じる。5） 実験結果から図 2,3,4に示すとおり数ミクロンの粒子サている。

イズを得るには高い撹拌スピードを要するものとなり、スケールアップに

本報では本技術を産みだした開発変遷に触れ、渦流周りの流れ、
プリカーサー製造の反応メカニズムを概説のあおいては撹拌動力が過大になることが想定される。

と、生産例・実験結果を紹介する。自動車に搭載される二次電池の技術開発がますます激しさを増す中、効率的な小径粒子の生産技術を顧客に提供することを通じてエネルギー問題、環境問題に貢献することができれば幸いである。
キーワード：共沈、反応晶析、渦流、攪拌、混合、微粒子、リチウムイオン二次電池、正極活物質、前駆体
Keyword：Co-precipitation, Reaction crystallization, Vortex flow, Stirring & mixing, Lithium ion secondary Battery,cathode active material, Precursor＜実験条件＞
図 1 エネルギー分散型 X 線分光器による元素配置
Fig.1 Example of element arrangement by EDS Energy Dispersive-X-ray
spectroscopy

使用装置：撹拌混合槽 4L バッフルプレート+ドラフトチューブ付
き、タービン翼 2 段、平均滞留時間θ：5hr
生産物：水酸化ニッケル 評価は7.5hr（1.5θ）経過時のものとした。

粒子原料組成、均等な組成分布、幾何学的形状、粒子密度といった粒子設計値に対し、目標どおりのものを生産する技術が求められる。
これらは材料からみた要求品質であり、これらに加え生産システムとして安定運転、運転管理性、装置の洗浄性などが問われるところとなる。
広く一般的には反応晶析として知られる反応操作であるが、正極活物質を製造するためのコア技術であり、この粒子の品質によって電池性能が変わるといっても過言ではない。
このコア技術（共沈・反応晶析）を制することで環境社会への貢献に

6 TSK 技報 2018 no.21

図 2 撹拌スピードと粒子径の関係（走査電子顕微鏡写真）
Fig.2 Relation of stirring speed and particle seize（Scanning Electron Microscope）

TSK 技報 2018 no.21 7

特集

論文 1：渦流式微粒子晶析装置を用いた電池材料生産技術の開発

反応場の均一性とシャープな粒度分布を得るという観点からは理想系として管型反応装置を選択したいところとなるが、プリカーサーの製

旋回流や衝突流等の急激な変動を有する流体シミュレーションはレ造においては粒子を成長させる時間が必要なため反応装置を縦に百イノルズ応力の輸送方程式を解く方法が一般的であるが、乱流 エネ

段以上重ねる必要がある。また後述する反応メカニズムの観点からも

ルギーκ、乱流 エネルギー散逸率εに速度分布に応じた補正項を掛適用が難しいものとなる。

けることで現実モデルと相違ない結果を得ている。13）14）

渦流式微粒子晶析装置（VF-C）の反応部（リアクター）は管型反応
図 3 撹拌スピードとメディアン径 D50の関係
Fig.3 Relation of stirring speed andmedian diameter

図 4 撹拌スピードと粒度分布の関係
Fig.4 Relation of Stirring speed andparticle distribution

よってここでは乱流モデルκ―εモデルを適用した結果を示す。

よってここでは以下の式を用いた結果を算出する。

装置のような反応の均一性を有しつつ、槽型と同様、粒子成長時間を

図 6 Z 軸方向における無次元角運動量の変化
Fig.6 Dimensionless angular momentum in the Z axial direction

確保するために内部循環する構造をとっている。そのため両者の中間に位置づけられると考えている（表 1中ループ型反応装置）。プリカー

そこで本開発においては流動性を高め、且つ球状化を促進させ得サー製造においても槽型反応装置と同様な運転方法をとっている。7）る手法として管型のリアクターを用いた経緯があるが管壁面へのスケー

なお円管内旋回乱流（ここでは渦流と称す）は工業上、空気輸送装

リングに伴う長時間運転の課題、流路長も長くなる傾向が散見された。

置、燃焼装置、乾燥機など様々な用途で利用されている。この特性をこれらを解決する手法として本技術では円管内旋回流を用いている。

知るために空気流を用い旋回乱流場の速度分布、せん断力を実験手
8）9）10）が散見される（2）渦流式微粒子晶析装置（VF-C）の混合モデル
次に原料をノズルより添加した例を示す。ここでは反応を含まない
混合モデルである。

3.3 流体解析結果（1）渦流式微粒子晶析装置（VF-C）の流体解析例

反応装置直径 50mm×流路長 250mm、循環流量 24L/min､ ノズ

壁面への未反応物質の移動を遅らせることでスケーリングを抑えると法、流体解析手法を組み合わせた現象の解明例

同時に、リアクター中心の強制渦場・渦流周りのミクロ混合場を活用

ものの、反応晶析を行う反応流れ場として混合・反応モデルを解明すすることで急速反応を可能とした。これにより循環流に対する原料供給

る例は見当たらない。単純な結晶成長例や反応モデルを組み込んだ液）との混合により濃度は10％まで低下するものとなり、ノズル出口より量を高めること・操作過飽和度を高くとることができ、平均滞留時間の槽型反応装置の解析例は報告されるものの、旋回乱流場且つプリカー

50mmの位置においては濃度 2%にまで低下しており、急速拡散混合低減、ミクロンオーダーの粒子を連続生産することが可能となった。詳サー製造のような複雑化した事象を解明することは現在においても難が進行していることが分かる。

細は４章実験結果にて記載する。

題と言える。

また渦流を用いたことで反応原料供給部に機械撹拌装置が不要と流体混合モデルまではシミュレーションによる表現が可能なものの、なり、撹拌装置によるコンタミリスク、スケーリングリスクを低減できる。

反応を含めた粒子成長過程を再現することは難しく、プリカーサー製

上述の反応装置区分を表 1に記す。

ルからの原料供給量 112.5mL/min×2における質量分率を示している。
図からはノズル出口よりZ 方向 10mmの位置において循環流体（母造で見るような酸と塩基反応の反応速度定数は最大で1011M-1s-1と無限に速い反応であり11）、反応場は拡散律速となるため装置内のミクロ

表 1 反応装置比較
Table1 Comparison of reactor

混合場・原料拡散混合のモデルをあらかじめイメージすることが重要なものとなる。よって次の章に反応部（渦流場）のシミュレーション実施
例を示すものとする。

3. 流体解析3.1 基本式

図 5 CFD 結果 速度分布コンター図
Fig.5 Result of calculation ﬂuid dynamics ,Velocity contour plots（a）θ周方向速度分布、（b）ｒ半径方向速度分布、（c）z 軸方向速度分布（d）
渦度
（1/s）
（e）
トレーサー粒子の注入による粒子の軌跡
（実写）
（a）
〜
（d）
反応装置直径 200mm（循環流 720L/min）
における計算値、（e）
装置直径50mm（循環流 35L/min）

通常、連続の式（3.1.1, 3.1.2）、レイノルズ方程式（3.1.3）
により流体

周方向速度分布は反時計周りをプラスとしている。R 半径方向速空間分布を得た上で、物質移動を示す拡散方程式（3.1.4）を用いて

度分布は中心より外側をプラス、中心方向をマイナス、ｚ軸方向（中計算される。

心軸方向）
は下側をプラスとして定義したものである。

しかしながら、後述のとおりプリカーサーの製造における反応速度は非常に速く且つ複雑な経路を得るため、ここでは流れ解析と原料注
入液の拡散に留めるものとする。

渦度はrot u [1/s]で定義される単位時間の空間回転量となる。
計算結果からも流れの速度成分としては周方向が高いものとなり、

図 7 原料濃度変化の一例
Fig.7 Example of raw material concentration change（3）槽型反応装置と渦流式微粒子晶析装置の比較
シミュレーションによる混合槽型反応機と渦流式との比較例を図 8に記す。

渦中心近傍の周方向速度が高いものとなることが分かる。このためリアクター内での反応粒子は螺旋上の流路を描きながら下流側に流れるためリアクター内における流路長はZ 軸長よりも長くとれるものとなる。

広く反応工学における反応装置は槽型反応装置と管型反応装置に流れの旋回強さの目安として無次元角運動量Ωを次式に示す。9）大別される。6）
ループ型反応装置はこの中間に位置するものと考えているが、運用方法としては槽型反応装置の機能を分割した構造を有するものと言える。そのため連続運転において反応装置内の流体は滞留時間分布を持つものとなり、システム内が平衡状態となるときに得られる粒子粒度
分布は槽型反応槽と同様にブロードな分布をもつものとなる。
一方、管型反応装置は管内での滞留時間を有するものの基本はピストン流れ・右から左に進行する押し出し流れとみなせるため、得られる粒子粒度分布はシャープなものが得られる。

8 TSK 技報 2018 no.21

3.2 シミュレーション方法
一般的に複雑な渦流の特性をレイノルズ平均モデル（等方的な乱流粘性モデル）で解析することは難しい。
しかしこのようなケースにおいても乱流の特性時間に旋回乱流の特性を組み込むことで、平均流の主たる挙動は再現できる。

これをZ 軸方向での変化をみたとき、反応装置内の無次元角運動量の低下を図 6に示す。
本結果からリアクター部下流方向においては旋回流強さが入口部の半分程度に減少していることが判る。

図 8 リアクター内の流速分布
Fig.8 Velocity distribution in reactor

TSK 技報 2018 no.21 9

特集

論文 1：渦流式微粒子晶析装置を用いた電池材料生産技術の開発

本比較においては撹拌翼先端速度 5m/sに対し渦流式流入速度

アンミン錯体の錯体形成反応速度定数 kは104 M-1s-1 程度 11）となるた

は3m/sでの解析結果となる。

め錯体形成反応律速となるが、実験において遷移金属比 1 〜 3 倍程（a）槽型反応装置は撹拌翼近傍流れの乱流エネルギーが高く、原料度のアンモニアを添加することで一次粒子の成長が認められている15）。

はこの近傍を狙い注入される。
しかしながら撹拌翼近傍の限られた空間にかぎり流速が高いもの

平均滞留時間θ＝30minの例を基に結晶成長速度と核発生速度を算出した結果を図 13に示す。
同様にして算出された平均滞留時間の違いによる成長速度の関係

ここで一次粒子の衝突により急速凝集する場合、粒子数の時間変を表 3に示す。

化は次式で与えられる。16）となり、反応装置としては空間分布が拡がるものとなる。
（b）渦流式微粒子晶析装置は反応部全域に渡り強い攪拌場が形成

kD[m3/s]: 凝集速度定数でありサブミクロン粒子においては1018[m3/s]のオーダーとなる。

されるものとなる。
（c）
リアクター出口部は渦流による急激なスロート部が形成されるため（a）粒度分布

このことから一次粒子は瞬時に凝集することが理解できる。

その中心流速はリアクター流入流速以上に高いものとなっている。

このようにプリカーサー形成の反応メカニズムは酸と塩基・錯体形

なお、このシミュレーション結果の意味する実験例を第 4 章 2 項にて成の反応により核化・一次粒子成長・凝集、凝集粒子表面反応が混述べるものとする。

在した複雑な系となる。

4. 実験方法・結果（3）実験条件・運転条件
各原料の供給条件、反応条件、装置運転条件の一覧を表 2に示す。

4.1 プリカーサー製造テスト

予め操作 pHに調整されたイオン交換水をスタート母液とし、調整槽（1）
フローシート、実験装置外形

よりポンプを介してリアクターへ循環供給される。原料 A（NiCo 溶液）、（b）平均滞留時間とメディアン径の関係

原料 B（NaOH)はリアクター部に注入され、原料 C（NH3）は調整槽

図 11 平均滞留時間操作によるプリカーサー粒子径への影響
Fig.11 Inﬂuence to particle size of precursor with average residence time

図 13 粒度分布から算出された母集団密度分布
Fig.13 population density plot of particle distributionに注入される。
調整槽は温度、pH、槽容量をコントロールし、生産物は調整槽よりオーバーフローにて排出される。

表 3 みかけの粒子成長速度と核発生速度
Table3 The apparent particle grow velocity and Nuclear generation rate

表 2 テスト・運転条件一覧
Table2 test and operation condition list

図 12 平均滞留時間操作によるプリカーサー粒子径への影響（SEM 画像）
Fig.12 Inﬂuence to particle size of precursor with average residence time（Pictureof Scanning Electron Microscope）

図 9 実験フローFig.9 Test Flow sheet

表 3の結果は上述の各仮定のもと滞留時間以外を同一条件とみな連続式の混合槽型にて槽内は完全混合状態にあり発生する核（一次核）の粒径はゼロであると仮定する。

6μm/h 前後であり、流れ場、反応条件（pH）が一定であれば成長速

B: 核発生速度 [#/m3s]、

度は一定になることが判る。

これを解くと粒径分布の密度関数 n（L）[#/m4 ]を導くことができる。
図 10 渦流式微粒子晶析装置の外観
Fig.10 Picture of vortex ﬂow crystallizer

反応基礎式は（4.1.1）式の通りとなる。

（4）実験結果①滞留時間操作上式（4.1.4）を定常状態と仮定し結晶個数変化が無いものとすれ
ば、初期条件（L=0,N（0））
から次式が得られる。

していく。よって核生成と一次粒子の成長をコントロールするためにアンモニアを用いたアンミン錯体を経由した反応機構をとる。

コバルト、マンガンも同様なアンミン錯体をつくる。

10 TSK 技報 2018 no.21

環流に対する原料供給量が多くなるため高いものとなる。操作過飽和

平均滞留時間を操作因子とした表 2テスト番号 1、2、3の結果、平
均滞留時間の違いによる平均粒子径の推移を図 11に示す。
参考として（b）平均滞留時間と粒子径の関係においては上記テス
ト結果（NC）以外の実験データも図 11（b）に提示する。何れの材料に②流入流速（循環流量）操作
図 14、15にリアクター部への循環流入流速操作による粒子メディア
ン径・タップ密度の違いを示す。

留時間の7 倍経過した時点）で取り出したサンプルを基に実施した。
な核が大量に生成するため一次粒子が成長できぬまま凝集体を形成

みかけの核発生速度は滞留時間が短いほど操作過飽和度が高く循
度を下げる・滞留時間を延ばすことで核発生量を抑えることができる。

テスト評価は系内が十分に平衡に達している7θ経過時点（平均滞この反応は瞬時反応（反応速度定数 k=1010 〜 1011 M-1s-1）であり微細図 11（a）で示す粒度分布から得られたみかけの成長速度は何れも

L: 粒子径 [m]､θ: 平均滞留時間 [s]、G; 結晶粒子の成長速度 [m/s]、
結晶個数収支（Population balance）から（2）反応メカニズム

した上で相対比較した結果である。

原料はニッケル、
コバルト、マンガンの複合材料を用いた結果である。
但しここでは粒子粒径 Lの結晶成長は凝集によるものとしている。

図中記号◆で示した点が実験条件（表 2）テスト番号 4 〜６番に記載

実際に得られる分析結果においても凝集粒子郡の粒度分布が得られの結果である。pH 条件、滞留時間など操作因子が異なるデータも図ることから、結晶成長速度を凝集粒子の成長速度とすることで粒子径中には記している。

と母集団密度 n[ ♯ /m3/m]の関係を得ることができる。17）

結果からリアクター流入速度を高めることでメディアン径の減少がおいても滞留時間操作による粒子径コントロールが可能であることが可能となる。粒子密度の指標となるタップ密度は流入流速を高めるこ分かる。また平均滞留時間を短くすることによる操作過飽和度の上昇とでより高い値を得る事ができる。結果からはタップ密度と粒子径につに対しても球状凝集粒子が得られることが図 12よりわかる。

いてトレードオフの関係が存在している。

TSK 技報 2018 no.21 11

特集

論文 1：渦流式微粒子晶析装置を用いた電池材料生産技術の開発（2）実験結果

5. まとめ図 16、17に流れ場の違いに伴うメディアン径の変化、単分散性評
価結果を示す。これらの結果は連続運転にて平均滞留時間を30min

これまで得られた結果から、渦流微粒子晶析装置（VF-C）を使うこ（1θ）とし、180min（６θ）経過時のサンプルを評価したものである。

とで正極材をはじめとする微粒子製造に対して下記の特徴を発揮でき

槽型反応装置との比較表記のためVF-Cにおいてはリアクター部流ることが見出された。

入速度として記載した。槽型については撹拌翼先端速度を流入流速（1）数値計算結果から渦流式微粒子晶析装置の特性として以下のの代表値として両者を比較するものとした。
図 14 流入流速操作による粒子径の変化
Fig.14 Changes in the particle size by inﬂow ﬂow rate

単分散性については粒度分布結果から得られる（D90−D10）/D50
にて評価している。槽型反応装置との比較表記のためVF-Cにおいてはリアクター部流入速度として記載した。混合槽については撹拌翼先端速度を代表値として両者を比較した。結果として、VF-Cの生産物
メディア径は槽型に比して小さくなる。同等なメディアン径（図 16 上 A
点とB 点）
で比較した場合、単分散性はVF-Cの方が高まる結果となる（図 17 上 A 点とB 点）

図 19 同一循環流量における渦流のコントロール
Fig.19 Vortex ﬂow control in the same circulation ﬂow rate点が挙げられる。
・
リアクター部のZ 方向に対し角運動量の減衰が見られ、リアクター
出口においては半値程度に低下する。
・リアクター部に注入された原料濃度は急速に拡散し原料ノズル
下 50mmの位置において2% 以下に低下する。
・槽型撹拌装置に比して反応部の流れ強さが均一であり、均一な反応場の形成が期待される。
（2）実験結果から得られた特性として以下の点が挙げられる。
・渦流場を利用することにより急速な撹拌混合場を得ることができ、操作過飽和度を高くしても良好な球状粒子が得られる。これによ図 15 流入流速操作によるタップ密度の変化
Fig.15 Changes in the tap density by inﬂow ﬂow rate

鉛の生産例として下記に示す。18）

子成長速度は滞留時間の影響を受けずほぼ一定の値を示し、・循環流量・流入流速を高くすることで槽型反応装置に比して小径の粒子を製造可能である。

対する影響が現れやすい。そのため装置評価が単純化可能な例とし

pp.160-161（2012）4） 銅 谷 陽 : 二 次 電 池 材 料 製 造のための晶 析 技 術と化 学 装 置 ,
N

化学装置,

Harnby,M F Edwards,A W Nienow 日刊工業

新聞社
6） 反応工学

株式会社培風館

著者

橋本健治

Crystallization Technology Handbook ,pp.359-400（1995）.
8） 鬼頭修己、中林功一、中川靖規、神谷数司 : 直円管内旋回流の乱れ特性 , 日
本機械学会論文集（B 編）, 56 巻 , 第 527 号 , pp.70-78（1990-7）
9） 須藤浩三、野村忠宏：直管内旋回流れの流動特性, ターボ機械 , 第 26 巻 ,第 8 号 , pp.34-42（1998）
10）橋本弘之 : 円管内の空洞を生ずる旋回流 , 連研報告 , 第 23 巻 , 第 232 号 ,pp.221-235（1967/1968）
11）舟橋重信、田中元治 : 分析化学者のための熱力学と反応速度論Ⅶ,JAPANANALYST, pp.1035-1049 Vol.18（1969）て、硫酸亜鉛（１M）と苛性ソーダ（25%）
を母液（イオン交換水）に注入

6. 今後の発展し、得られる水酸化亜鉛結晶粒子粒度分布を評価するものとした。

12）流れのダイナミクスと結晶成長

共立出版株式会社

13）吉澤徴、安部浩幸、藤原仁志、溝渕康寛、松尾裕一 : 旋回流における乱流拡

電池材料製造に留まらず、反応晶析による物質製造は触媒、電子材料、化粧品、食品・医薬と幅広い分野に応用可能であり19）20）、且
表 4 実験条件一覧表
Table4 List of experimental conditions

vol.3-1（2006）

環境資源工学会 ,7） J.P.KLEIN and R.DAVID:

核発生速度は操作過飽和度を低くするほど小さくなる。

プリカーサーによる評価はアンモニア濃度による影響、ｐH 値変動に

3） 粉体精製と湿式処理

5） Mixing 液体混合技術

た結果、リアクター内の流動状態、操作ｐH が一定であれば粒（1）実験方法(2014)
2） GS YUASA Technical Report

径コントロールが可能となる。また、リアクター流入流速を変化さ

・実験より得られた粒度分布から見かけの粒子成長速度を試算し
図 16 メディアン径の変化（水酸化亜鉛）Fig.16 Changes in median diameter(Zinc hydroxide)materials for lithium ion batteries , Argonne National Laboratory 30 Sep

pp.50-53（2014）となる。

渦流式微粒子晶析装置と撹拌混合槽との違いについて水酸化亜Material and energy flows in the production of cathode and anode

り平均滞留時間を短くすることが可能であり、時間操作での粒子せることで粒子径、粒子タップ密度をコントロールすることが可能

4.2 槽型反応装置との比較テスト

参考・引用文献
1） Jennifer B.Dunn, Christine James, Linda Gaines, and Kevin Gallagher:

図 17 単分散性の変化（水酸化亜鉛）Fig.17 Changes in monodisperse of particle size

つ固液分離操作から粉体 ハンドリングまでを含む当社技術の集合プ

参考として組成比の異なるプリカーサーのSEM 画像、並びに貧溶媒法で得たグリシン（アミノ酸）結晶のSEM 画像を図 18に示す。

数値シミュレーション技術シンポジウム , 論文集 , p23-26（2009）14）半場藤弘 : 円管内旋回乱流における渦粘性率の履歴効果 , 東京大学生産技術研究所基礎系部門 ,第 69 巻 , 第 1 号 , pp.5-8（2017）15）拓殖秀樹 : 反応晶析における水酸化ニッケルの粒子特性 , 化学工学年会

ロセスになり得る。
小量生産機ではあるがエレクトロニクス分野の材料製造に採用頂4.3 その他生産物例

散抑制機構のレイノルズ平均モデリング , 第 41 回流体力学講演会 航空宇宙

第67 会 , pp.387（2002）16）液相中の粒子分散・凝集と分離操作 粉体工学会 日刊工業新聞社

いた実績もあり、今後、電池正極材を核としながら様々な分野へ発展

17）溶液からの結晶成長「構造と形のデザイン」 共立出版株式会社することを期待したい。

18）銅谷陽・平沢泉 : ミクロ混合を最適化する微粒子晶析技術 , 第 23 回フィラーシ

そのためには装置の適用範囲を広げるべく継続的な開発が必要となる。リアクター部流動性のコントロール、装置機内洗浄性、自動運
転管理など技術開発はいとまが無い。
既に入口流入流速コントロールに加えリアクター内の流動性をコン
21）

トロールする技術も開発している。

今後は更なる生産性・生産品質の向上に繋げ液相法での物質生

ンポジウム , pp.56-63（2015）19）平沢泉・三上貴司 : , ナノ・マイクロ結晶の反応晶析 , 最近の化学工学 64 ,pp.63-71（2015）20）銅谷陽・平沢泉 : ミクロ混合を最適化する微粒子晶析技術 , 化学工学会 , 第81 年会 , pp.321（2016）21）粒 子 の 製 造 装 置 及び 粒 子 の 製 造 方 法 , 特 許 公 報 , 特 開 2017-131833（P2017-131833A）

産技術を極めていくことで市場の窓口を増やしていきたい。

図 18 渦流式微粒子晶析装置（VF-C）
による生産物例（SEM 画像）
Fig.18 Production example by VF-C（Picture of Scanning Electron Microscope）

12 TSK 技報 2018 no.21

TSK 技報 2018 no.21 13

特集

論文 2

ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機の開発
Development of the Downsizing Belt Filter Press Dewatering Machine

2.2 ろ液浸漬型濃縮装置の特長

トロールすることが出来るため、濃縮汚泥の濃度を任意に調整す

ろ液浸漬型濃縮装置の構造を図２に示す。

ることが可能となった。実際には、濃縮汚泥の流量をポンプによりコ

本装置は、ケーシング内をろ液で満たし、スクリーンをろ液に浸漬（水ントロールしているが、２つのアウトプット（ろ液と濃縮汚泥）のうち、没）させている点が大きな特徴である。スクリーンをろ液に浸漬させる

片方の濃縮汚泥の流量をコントロールすることができれば、必然的ことによるメリットは以下の２点である。

にろ液の流量もコントロールすることが可能である。

①微圧ろ過により高いSS 回収率、安定運転が可能
スクリーン外側を大気開放にした場合、汚泥の水頭圧力（10kPa

Abstract

以上）
がスクリーン面にかかるため、SS 回収率を悪化させ、スクリー

Although the belt filter press (BP) is resistant to fluctuations in sludge properties, it has draw-

かった。本装置はスクリーンをろ液に浸漬させることにより、スクリー

DSBPは、ろ液浸漬型濃縮装置とベルトプレス脱水機が１つのパッ

for filter cleaning. The downsizing belt filter press (DSBP) was developed to overcome the weak-

ン面にかかる圧力を2kPa 程度の微圧にすることができ、高いSS 回

ケージとなって構成されている。ろ液浸漬型濃縮装置によりTS8% 程

収率と目詰まりの少ない安定した運転を行うことが可能となった。

度まで濃縮してから脱水するメリットは以下４点である。

onstration tests were conducted using mixed raw sludge and digested sludge over the past year.

YAMATO Tsuneo
開発本部
研究開発部
研究開発グループ

ダウンサイジング型 ベルトプレス脱水機（DSBP）の構造を図 3に示す。

backs such as low throughput, large equipment size, and high power consumption requirements
nesses of the conventional BP by combining it with the filtrate immersion-type thickener. Dem-

倭 常郎

ンが目詰まり濃縮性能の悪化を招くとともに安定した運転が行えな

2.3 ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機の特長①ろ過速度が 1.5 倍に増加

②濃縮汚泥の濃度を任意に調整することが可能

For both types of sludge, the DSBP was confirmed to increase sludge throughput by a factor ofスクリーン外側を大気開放にした場合、濃縮機から排出されるろDSBPは、従来の高効率型ベルトプレス（高効率型 BP）に比べて、

more than 1.5 and to reduce moisture content more than 1 pt in comparison to the BP. The DSBP

液の流量（濃縮度合い）をコントロールすることができないため、濃ろ過速度を1.5 倍に増加することができる。すなわち、DSBPろ布幅

was able to reduce moisture content 6 pts more than the conventional BP by injecting polyfer-

縮汚泥の濃度を任意に調整することはできず成行きとなっていた。

2m 機は、高効率型 BPろ布幅 3m 機と同等の処理能力を有すること

ric sulfate (PFS) after concentrating sludge to 8% TS. It was suggested that the polymer dosage

ろ液浸漬型濃縮装置は、濃縮機から排出されるろ液の流量をコンとなる（機器のサイズダウン）。

could be optimally controlled through image analysis of the immersion-type thickener filtrate.
Image analysis to quantify BP cloth clogging was also confirmed to effectively facilitate automatic intermittent cleaning operations.
ベルトプレス脱水機は、難脱水汚泥に強いが処理量が低い、機器が大きい、ろ布洗浄に要する動力が大きいなどの課題を有していた。ベ ルトプレ ス脱水機（BP）にろ液浸漬型濃縮装置を組み合わせることにより、BPの特長はそのままに、従来の課題を克服した「ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機（DSBP）」を開発した。昨年度は混合生汚泥と消化汚泥の２種類の汚泥に対して実証試験を実施し、いずれの汚泥においても、高効率型BPに比較し、DSBPはろ過速度 1.5 倍以上で含水率は 1pt 以上低減できることが確認された。DSBPは汚泥をTS8％程度まで濃縮してからポリ硫酸第二鉄（PFS）
を注入する「後注入二液」により、高効率型 BPに比較して含水率を 6pt 低減できることも示された。また、ろ液浸漬型濃縮装置のろ液を画像解析することによる薬注率の最適化制御や BPのろ布目詰まりを画像解析することによる自動間欠洗浄運転が行えることが確認された。
キーワード：下水汚泥、脱水、後注入二液、画像解析
Keyword：Sewage, Dewater, Post injection of polyferric sulfate, image analysis
図 1 DSBPのシステム構成
Fig.1 Schematic ﬂow of DSBP

1. はじめに現在主流となっているスクリュープレス脱水機は、脱水性の良い混合

2. 技術概要
2.1 全体フロー

生汚泥において、低動力、低含水率、高処理量で運転できるものの、消ダウンサイジング型 ベルトプレス脱水機（DSBP）のシステム構成

化汚泥などの難脱水汚泥の場合、SS 回収率が悪化し、高薬注率の運を図 1に示す。DSBPは大きく分けて、濃縮部（ろ液浸漬型濃縮装置）

転（薬品代 増）や処理量を落とした運転（運転時間 増）を余儀なくされると脱水部（ベルトプレス）から構成される。

ケースが多い。

まず、処理対象となる汚泥にポリマーが注入され、ミキサーで急速一方、旧来からあるベルトプレス脱水機は、処理量が低い、常時洗撹拌を行った後、凝集混和槽による緩速撹拌で凝集汚泥を形成させ浄のため洗浄水量が多い、機器が大きく臭気対策が難しいなどの課題る。凝集汚泥はろ液浸漬型濃縮装置の上部に投入され、スクリューがある。しかしながら、適応性が高く難脱水汚泥に対して安定した運転で下方に搬送されながらスクリーンにより固液分離が行われ、汚泥濃ができるという特長から、現在でも重宝されている。

度（TS）8% 程度まで濃縮される。濃縮された汚泥は、濃縮汚泥引抜

そこで月島機械は、ベルトプレス脱水機にろ液浸漬型濃縮装置「ロきポンプによりフィード装置に供給される。また、濃縮された汚泥にポリ

ノッシュTM」を組み合わせることにより、ベルトプレス脱水機の長所はそ

硫酸第二鉄（PFS）を注入することにより脱水汚泥の含水率を大幅にのままに、上記課題を克服した「ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機低減することが可能である。濃縮された汚泥は、高濃度対応型フィー（DSBP）」を開発した。本稿では、DSBPの技術概要、実証試験で得らド装置に投入され、汚泥の厚み・幅方向とも均された後、圧搾ロール

れた結果、および実設備の導入検討結果について報告する。

により脱水されて脱水汚泥として排出される。

14 TSK 技報 2018 no.21

図 2 ろ液浸漬型濃縮装置の構造
Fig.2 Structure of the ﬁltrate immersion type thickener

図 3 DSBPの構造
Fig.3 Structure of DSBPTSK 技報 2018 no.21 15

特集

論文 2：ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機の開発

表 2 目標性能
Table2 Target performance②重力ろ過ゾーンおよびウエッジゾーンの省略
脱水機の前段で汚泥のろ過濃縮が完了しているため、重力ろ過

日本下水道事業団の性能表に記載されている高効率型 BPの標準
性能は、ろ過速度 120kg-DS/mhで含水率は77%となっている。実

ゾーンを省略することが可能となった。DSBPは、ろ過速度 1.5 倍際の高効率型 BPの運転結果（余剰リッチ時）は、ろ過速度 229kg-

UPによる機器サイズダウン、重力ろ過・ウエッジゾーンの省略により、

DS/mhで含水率 77%であり、余剰リッチでも脱水性は良好であった。

総合的には高効率型 BPに比べて設置面積を25% 削減した。

DSBPについては、ろ過速度 432kg-DS/mhで含水率 74.5%となってお③後注入二液による含水率の低減

り、高効率型 BPに比べて約 1.9 倍のろ過速度で含水率を2.5pt 低減

汚泥をTS8% 程度まで濃縮してからポリ硫酸第二鉄（PFS）を注させることができた。通常時についても同様、DSBPは高効率型 BPに入する「後注入二液」により、脱水汚泥の含水率を低減することが対して約 2 倍のろ過速度で含水率を1.4pt 低減することができた。

可能となった。消化汚泥の場合、PFS 添加率 20％で含水率を5pt低減することが可能である。

4. 調査結果

従来の高効率型 BPは、重力ろ過ゾーンでの水抜けを維持する
段で汚泥のろ過濃縮が完了しているため、脱水性の良い混合生汚

4.1 混合生汚泥
表 3に調査結果のまとめ、図 4および図 5にろ過速度と含水率の関係を示す。

表 4 調査結果まとめ
Table4 Comparison between conventional BP and DSBPに一定時間運転することが可能となった。また、ろ布の目詰まり状況

PFS 添加率 25％までは添加率を増加させると含水率は直線的に低下した。PFSを25％添加した場合、ポリマー一液に比べて含水率を6pt 低減することができた。

泥や後注入二液であれば、ろ布が多少目詰まっていても洗浄せずを画像解析し数値化することにより、ある一定値以上になったらろ

図 7 後注入二液の結果
Fig.7 Results of PFS post injection system

表 4に調査結果のまとめ、図 6にろ過速度と含水率の関係を示す。

④ろ布の常時洗浄が不要（後注入二液、混合生汚泥の場合）ために運転中は必ずろ布を洗浄する必要があった。DSBPは、前4.2 消化汚泥

表 3 調査結果まとめ
Table3 Comparison between conventional BP and DSBP

4.4 自動運転の取り組み
4.4.1 画像解析による薬注率の制御

布洗浄を行うシステム（間欠洗浄）
を開発中である。

（1）概要
脱水機の性能は凝集（薬注率）で決まるといっても過言ではない。それ

3. 実証試験ほど、凝集（薬注率の調整）は脱水機にとって重要なパラメーターであり、

3.1 実証フィールド

薬注率を最適にするための取り組みが各社行われている。その1つが凝集フロックの大きさを画像解析により測定して、薬注率が最適かどうか

混合生汚泥および消化汚泥の２種類の汚泥に対して実証試験を実を判断するものである１）。しかしながら、凝集フロック同士が重なり合って施した。表１に実証フィールドの概要を示す。

撮影されるため、フロック1 粒の大きさを正確に検出できないなどの理由により普及に至っていない。また、脱水機のろ液 SS 濃度から薬注率を

表 1 実証フィールドの概要
Table1 Summary of demonstration plant

制御する方式も検討されているが２）、SS 濃度は薬注率だけでなく機械側の運転条件にも影響を受けることから、ろ液のSS 濃度だけで薬注率を制御することは難しい。
図 6 ろ過速度と含水率の関係
Fig.6 Relation between sludge throughput and moisture content

そこで、ろ液に含まれるSS 濃度のほかに、SSの凝集度合いを画像解
析により数値化することにより、これら２つのパラメーターを使って薬注率を制御するシステムを開発中である。凝集工程で注入したポリマーの3.2 実証設備概要
ろ液浸漬型濃縮装置はろ過面積 1.0m2 機とし、ベルトプレス脱水

図 4 ろ過速度と含水率の関係（通常時）
Fig.4 Relation between sludge throughput and moisture content (normal sludge)

日本下水道事業団の性能表に記載されている高効率型 BPの標準量が多いほど、ろ液に残留するポリマーが多くなるためSS が再凝集し性能は、ろ過速度 60kg-DS/mhで含水率は83%となっている。実際て大きくなるが、ポリマーの注入量が少ないほど再凝集しないためSSはの高効率型 BPの運転結果は、ろ過速度 73kg-DS/mhで含水率は細かく懸濁する。これらの違いを画像解析により判断し、薬注率を最適

機はろ布幅 0.5mを使用して検証試験を行った。また、脱水機につい

82.7%であり、標準性能に近い性能となっていた。DSBPについては、に制御するシステムである。

ては、機器を組み替えることにより高効率型 BPとDSBPの両方の構成

ろ過速度 113kg-DS/mhで含水率 81.6%となっており、高効率型 BPに

（2）
検証方法

で検証が行える構造となっている。

比べて約 1.5 倍のろ過速度で含水率を1.1pt 低減することができた。
以上より、混合生汚泥および消化汚泥のいずれにおいても表２の目

表 2に目標性能を示す。消化汚泥および混合生汚泥とも、脱水機

標性能を達成できることを確認した。

の調整因子（濃縮汚泥濃度、ろ布張力、ろ布速度など）を調査した上ろ液浸漬型濃縮装置のろ液オーバーフロー部にKEYENCE 社製のカメラを設置し、ろ液の状態を撮影した。画像解析のツールとしては、
色面積およびエッジピクセルを利用した。図 8にカメラの設置場所を示す。

で、最適条件にて目標性能を達成できるか調査を実施した。

4.3 後注入二液の検証結果
汚泥をTS8％程度まで濃縮した後にポリ硫酸第二鉄（PFS）を注入
する後注入二液法式により含水率が低下するか検証を実施した。対象汚泥はB 処理場の消化汚泥とし、ろ過速度は90kg-DS/mh 一定で
図 5 ろ過速度と含水率の関係（余剰汚泥リッチ）
Fig.5 Relation between sludge throughput and moisture content(rich in excess sludge)

16 TSK 技報 2018 no.21

ポリ硫酸第二鉄（PFS）の添加率を変化させて検証を行った。図 7に検証試験の結果を示す。

TSK 技報 2018 no.21 17

特集

論文 2：ダウンサイジング型ベルトプレス脱水機の開発②最適薬注率の判断結果
表 5に実際に撮影したろ液の写真と画像解析の結果を示す。
薬注率 0.55%のろ液は清澄であるが、薬注率を下げるとSS が懸濁4.4.2 ろ布目詰りカメラ（間欠洗浄）（1）概要

た。運転時間 180 分経過後に再度ろ布洗浄を行った結果、色面積（ろDSBPは、ろ液浸漬型濃縮装置により脱水機の前段でろ過濃縮が布目詰まり）
は、最初の洗浄有りと同じレベルまで低下しており、再洗浄しているのが分かる。これを色面積ツールにより画像解析を行うと、い完了しているため、高効率型 BPに比べてろ布目詰まりの影響を受けにによりろ布を復帰できることが確認された。洗浄無しのろ布と洗浄有り

ずれもSSの色を検知し、色面積として捉えることができた。一方、エッ

くい。本システムでは、ろ布をカメラで撮影し、画像解析することにより、のろ布を比べると、明らかに洗浄無しのろ布の方が目詰まりを起こしてジピクセルツールにより画像解析を行うと、薬注率 0.55%ではSS が再ろ布の目詰まりを数値化可能か検証するとともに、ろ布洗浄を停止してもおり、画像解析によりろ布目詰まりを定量化できることが明らかとなった。

凝集して大きくなるためエッジとして検出することができたが、薬注率運転可能か検証を行った。

したがって、今回の調査においては、ろ布目詰まりの指標である色面

0.35%の場合には、SSが細かく懸濁しすぎており、エッジとして検出する（2）検証方法

ことができなかった。

ケーキ排出部後段にカメラを設置し、ろ布の目詰まり状況を撮影した。
図 11にカメラの設置場所を示す。画像解析のツールとしては、ろ液の

図 8 カメラ設置場所（ろ液画像解析）
Fig.8 Location of camera for image analysis of ﬁltrate

ろ布洗浄を停止すると、ろ布目詰まりの指標である色面積が上昇し

表 5 画像解析の結果
Table5 Results of image analysis of ﬁltrate

画像解析と同様、色面積を利用した。
まず、ろ布洗浄有りで脱水機を運転し、その後ろ布洗浄を停止し、積が 100 以下であれば、含水率に影響を与えずに運転出来ると判断される。
色面積（ろ布目詰まり）と含水率の関係を特定することにより、DSBP
は色面積がある値以上になったら洗浄を行う「間欠洗浄」が可能であることが示唆された。

180 分経過後にろ布洗浄を再開した。それぞれの色面積（ろ布目詰まり）と含水率を測定し評価を行った。

①色面積

5. まとめ

検知したい色を設定（今回はSS 成分の色を設定）
し、その設定し本研究により、以下の示されたた色が撮影した全面積に対して何 %占めているのか解析するツールとなっている。
予めSS 濃度が既知のろ液を複数撮影して解析を行い、①消化汚泥を対象にした実証試験の結果、DSBPは高効率型 BPに「SS 濃度」と「色面積」の相関を把握しておく。本解析結果に基づ比べてろ過速度約 2 倍で含水率を1.4pt 低減することができ目標性

いて、実際の運転で排出されるろ液を撮影して色面積を求めることで能を達成した。
②混合生汚泥を対象にした実証試験の結果、DSBPは高効率型 BP

SS 濃度を推定することが可能となる。

に比べてろ過速度約 1.5 倍で含水率を1.1pt 低減することができ目②エッジピクセル

標性能を達成した。

ろ液に懸濁している全てのSSの周長を総ピクセル数として算出する機能である。ろ液に残留しているポリマーが少なくSSが細かく懸濁図 11 カメラ設置場所（ろ布目詰まり検出）
Fig.11 Location of camera for image analysis of belt ﬁlter

している場合には、SSの輪郭をカメラで判別することが難しくなり、エッジとして検出されないため総ピクセル数は小さくなる。一方、ろ液の残これらの結果を図 10にまとめる。薬注率 0.35%の場合、ろ液に浮遊

留ポリマーが多く再凝集によりSS が大きくなるとエッジとして検出されするSSが小さすぎエッジとして検出されないため、色面積（SS 濃度）にるため総ピクセル数は大きくなる。色面積とエッジピクセル単独では、かかわらずエッジピクセルの数値は横ばいとなった。

薬注率が最適であるかを判断することは難しかったが、これらを組み合わせることにより判断可能となる。

③汚泥をTS8％程度まで濃縮してからPFSを注入する後注入二液の検証を行った結果、PFS 添加率 20％で含水率は76％となり、高効率型 BP（一液）に比べて含水率を6pt 低減することができた。

（3）
検証結果
図 12に検証結果、図 13に洗浄有無におけるろ布の写真を示す。

薬注率 0.55%の場合、ろ液に残留するポリマーの量が多くSS が再④ろ液浸漬型濃縮装置から排出されるろ液をカメラで撮影し、画像解析を行うことにより、ろ液のSS 濃度を推定できるほか薬注率の制御に利用できることが示唆された。

凝集するため、ほぼ全てのSSをエッジとして検出した。したがって、色⑤ ベルトプレス脱水機のろ布目詰まり状況をカメラで撮影し、画像解

（３）
検証結果

面積（SS 濃度）が高いほど、エッジピクセルも高くなった。薬注率 0.45%

析を行うことにより、ろ布の目詰まり度合いを数値化できることが確認①色面積によるSS 濃度の推定結果の場合は、一部のSSは再凝集してエッジとして検出されるが、一部はされた。また、この数値に基づいてろ布の間欠洗浄が可能であるこ

濃縮装置の運転条件を調整し、ろ液のSS 濃度を意図的に変化さSS が小さくエッジとして検出されないため、薬注率 0.35%と0.55%の中とが示された。

せて調査を実施した。図 9に色面積によるSS 濃度の関係を示す。色間的な傾向を示していた。薬注率により色面積とエッジピクセルの関

ベルトプレスは40 年以上前に導入された脱水機であるが、ダウン面積が増加するにしたがってSS 濃度も上昇していることが分かる。

係が異なるため、薬注率 0.55%の近似曲線に沿うように運転することにサイジング型 ベルトプレス（DSBP）は、従来機の課題を克服するとと色面積とSS 濃度には良好な相関があり、ろ液をカメラで撮影し画像より薬注率を最適に制御することが可能となる。

もに薬注率の自動制御が加わり、新たに生まれ変わることに成功した。
今後は、四季を通じた運転の長期安定性や他の汚泥種への適用につ解析することによって、ろ液のSS 濃度を推定できることを確認した。
図 12 間欠洗浄の運転結果
Fig.12 Results of intermittently washing of belt ﬁlter press

いて検証予定である。

参考・引用文献
1） 冠城敏之 , 玉本博之 , 曽根啓 , 廣繁直治 , 河﨑博一 , 菅谷謙三：汚泥フロックの画像解析による凝集制御技術の開発，学会誌「EICA」，第 15 巻，第２・３
合併号，
pp209-212（2010）
2） 株式会社西原環境テクノロジー：SD 遠心脱水装置カタログ

図 9 色面積とSS 濃度の関係
Fig.9 Relation between detection area and SS concentration

18 TSK 技報 2018 no.21

図 10 色面積とエッジピクセルの関係
Fig.10 Relation between detection area and the sum of edge pixel

図 13 洗浄有りと洗浄無しのろ布の写真
Fig.13 Comparison between a) ﬁlter washing and b) not washing

TSK 技報 2018 no.21 19

特集

技術・製品紹介 1（回転体）の軽量化設計を行った。

新型吊下分離機の開発

バスケットの軽量化は、バスケット径を小さくし、高さを高くすること（L/
Dを大きくすること）が有効な手段である。加速時の遠心力に起因するDevelopment of Fully Automatic Batch-type Centrifugeバスケットシェルに加わる応力が小さくなるため、シェル板厚を薄くできるためである。
ただし、バスケット高さを高くすると、図 1に示す様に、供給されるマ
セキット（砂糖結晶と濃縮糖液の混合物）はシェル板に設置されるスク

Abstract

リーンに均一に供給されにくくなり、運転中の振動が増加したり、分離しTsukishima Kikai began development of a fully automatic batch type centrifugal in 2016 toacquire the top position in the Southeast Asian sugar production market.
To increase throughput 33% over the existing model, all parts were renovated, including themain component units such as the basket and bearings.
To meet the hygiene demands of the food industry such as preventing risk of contamination,
the centrifugal uses the highly evaluated “upward-opening basket valve system”.
A prototype of the centrifugal, with a capacity of 1.85tons/batch, began load running tests on

阿部 研
ABE Ken
産業事業本部
単体機器技術部
設計第1グループ

August 2,2018.

た砂糖品質にばらつきが発生するリスクが生じる。

図 2 砂糖排出シミュレーション結果
Fig.2 The simulation result of the sugar discharging

本開発では、バスケットの最適なL/Dを決定するため、ヨーロッパ競合の最新型を含めてバスケットのL/Dを調査し、実際の運転状態も確認した。供給されるマセキットの性状が変化すると、L/Dが大きすぎる
場合、運転中の振動が大きく所定の供給量を供給できない事も確認し

3.3 市場ニーズの変化に対応する構造変更

た。この調査結果と応力計算結果を付き合わせ、最適なL/Dを決定し

3.3.1 コンタミレス

た。
この結果、月島機械の従来機と比較し、バスケットは100kg 軽くなり、
慣性モーメントは4.6% 小さくなった。

The test site is Dangchang factory of Mitr Phol Sugar Corp.,Ltd., the largest sugar production

砂糖へのコンタミ防止は、国内外問わず要求グレードが高まってきている。この市場ニーズに対応する為、軸受部の潤滑をオイル潤滑方式からグリス潤滑方式に変更し、オイル漏れのリスクを減少させた。

group in Thailand.

図 3に軸受断面図を示す。
3.3.2 電気制御系のコストダウン

月島機械の砂糖用吊下分離機の主要市場であるタイやインドネシア等の東南アジアにおいて、性能と価格

特に海外では、価格重視で分離機を購入したい顧客も存在する。

の総合評価でトップの地位を獲得する為、2016年から新型機の開発を開始した。

大きなコストウェイトを占める駆動モーター及び制御盤は、従来は年間

月島機械の従来機と比較し、33%処理量を増加させる為、バスケットや軸受部等の基幹部においても構造を一新した。又、従来機が有する競合他社との差別化機構は踏襲しつつ、更に要求レベルが高くなっているコンタ

50 台生産と制御盤一体化（インバータ・コンバータ等ドライブシステム

ミ防止等の顧客要望にも対応できる様にした。

とPLC 等の制御部品を1 つの盤に格納する）で価格を抑えてきたが、2018年 8月より、タイの砂糖グループ最大手である Mitr Phol Sugar Corp.,Ltdの Dangchang工場で、実機と同サイズの実証試験機の運転を開始した。

図 1 バスケットへのマセキット供給状態
Fig.1 Acceptable and unacceptable case of a massequite layer

キーワード：砂糖用分離機、処理量増加、コンタミ防止、省エネ
Keyword：Sugar centrifuge, Throughput increase, Non-contamination, Energy saving

製造メーカを限定してしまうデメリットがあった。
本開発では、PLC 等の制御部品を現場操作盤に搭載し、インバータ・
コンバータ等ドライブシステムを複数メーカに発注できる様にした。図4に新型機の現場操作盤を示す。電気品の日本製品の信頼性は、海3.2 砂糖掻き取り時間の短縮化
競合他社との差別化機構として、バスケットバルブを上方に持ち上げて砂糖を排出する機構がある。砂糖排出時以外は、バスケットバル

1. はじめに2. 開発コンセプト

外においても認知されており評価は高いが、価格重視のお客様には海外メーカの適用も考慮しなければならず、これを容易にすることも目的である。

ブがバスケット底面に乗り、砂糖排出開口部を塞ぐため、マセキットや洗浄水のシール性が保たれる。顧客評価も高く、この機構は新型機で吊下分離機は製糖用分離機として広く普及しており、月島機械における海外向の主力製品のひとつである。
また、月島機械の分離機製品の中でも自社設計品であり、過去から

目標性能は、ヨーロッパ競合の最新スペックや実際の運転状況を現地確認し、実液運転で24cycle/hrとした。
目標コストは市場価格を把握し、価格競争で対抗できるコストとした。

現在に至るまで改良を重ねてきた。近年、ヨーロッパの競合他社がタイ

これを実現させるため、従来機が有する競合他社との差別化構造はや中国での生産を開始し、市場価格が低下し価格競争が一層激しく踏襲しつつ、基幹部であるバスケットや軸受部も含め構造を一新するこなってきている。安価な中国の後進メーカーも、吊下分離機の性能をととした。なお、構造を変えるにあたり、従来機に対する顧客要望を把握

示す一時間あたりのサイクル数は月島機械の分離機と遜色ないレベ

し、これを実現できるものとした。

ルに向上してきている。

阻害し、このコーン部で砂糖が滞留してしまうため、スクレーパが下降
しづらくなり、掻き取り時間を短縮できないという事象がある。
これを解決する掻き取り装置を実現させる為、スクレーパやコーン形状を変えた場合の砂糖の排出状況を視覚的に把握できるシミュレーショ
この解析結果に基づき、掻き取り装置のスクレーパやコーン形状の3. 開発技術が、性能面及び価格面での優位性を向上させなければ受注台数の増加は期待できない。新型吊下分離機の開発は、月島機械の主要市場

一方、この機構の欠点として、分離後の砂糖排出時にスクレーパによる掻き取り動作を行うが、バスケットバルブのコーン部が砂糖流れを

ン解析を行った。図 2に砂糖排出シミュレーション結果を示す。

これに対応するため、2013 年より50 台 / 年のロット生産や海外製造を実施し、2016 年度及び 2017 年度は60 台前後の受注を獲得してきたも踏襲することにした。

最適化を行った。
なお、砂糖の掻き取り残しを削減するために、従来機からスクレー

3.1 バスケットの軽量化

パのカットイン方向を、バスケットの回転方向と同方向にカットインするである東南アジアにおいて、顧客より性能面、価格面での総合評価で駆動モーターの容量を増加させればサイクル数は増加するが、消費

正面掻き取り方式に変更した。スクリーンやスクレーパの損傷リスクがトップの地位を獲得することを目指し、2016 年度から実施してきた。本

電力が増加し、ランニングコストがアップする。一方、サイクル数を増加懸念されたが、これに対しスクレーパカットインを一定速とする等速機

稿では、この開発技術について紹介する。

するには回転体の慣性モーメントを小さくする事が有効であり、バスケット

構を搭載することでリスク対応を行っている。

20 TSK 技報 2018 no.21

図 3 軸受断面図
Fig.3 Structural drawing of the bearing unit

TSK 技報 2018 no.21 21

特集

特集

技術・製品紹介 1：新型吊下分離機の開発

5. おわりに

技術・製品紹介 2

ろ液浸漬型濃縮装置「ロノッシュ TM」

月島機械の吊下分離機の主要市場であるタイでは、12 工場の増産、6 工場の新設認可がタイ政府からおりている。各工場では、EIA（環境影響評価）の認可を待っている状況ではあるが、2018 年以降認可がおFiltrate Immersion-type Thickener

り、5 年程度は建設ラッシュが続くと予想される。性能と価格の総合評価
で、No.1の吊下分離機であるとの顧客評価が得られる様、新型吊下分

Abstract

離機の開発を成功させ、顧客の期待に応えていく所存である。

The filtrate immersion-type thickener is capable of stable, high-concentration thickening andarbitrary concentration settings of 6% or more. Sewage sludge charged into the screen is transferred

6. 謝辞

downward by the screw, and filtration separation proceeds on the screen surface. By adjusting thewithdrawal flow rate of the thickened sludge at the bottom, it is possible to discharge sludge at high実証試験フィールドをご提供頂いたMitr Phol Sugar Corp.,Ltd 様
図 4 新型機 現場操作盤
Fig.4 Operation panel of the new model

concentrations.

並びにDangchang factory 様に厚く御礼申し上げます。また、競合他

The filtrate occupies the structure between the casing and the screen, and filtration is conducted

社調査にご協力頂いたコンサルタントのMr.Gilles Schrével 氏に深くwith a slight differential pressure of about 2 kPa. The filtration cake layer is constantly scratched by

感謝の意を表させていただきます。

4. 実証試験
実機と同サイズ (1.85ton/hr)である実証テスト機を製作し、市川工場での無負荷運転確認を経て、2018 年 8月より現地サイトで実証試験

後藤 秀徳

the end face of the screw, almost completely preventing clogging. Furthermore, backwashing withGOTO Hidenori

compressed air and washing with water from the outer surface of the screen facilitates long-term

水環境事業本部
ソリューション技術部
下水グループstable operation.
ろ液浸漬型濃縮装置とは6% 以上の安定した高濃度濃縮かつ任意の濃度設定が可能な機械濃縮装置である。スクリーン内へ投入された汚泥はスクリューにより下方へ移送されつつスクリーン面にてろ過分離が進行する。

を開始した。現地サイトは、当社の吊下分離機の主要市場であるタイ最下部にて濃縮された汚泥の引抜き流量を調整することで高濃度に濃縮された汚泥を排出することが出来る。

の最大手であるMitr Phol Sugar Corp.,LtdのDangchang 工場でケーシング -スクリーン間はろ液で満たされる構造となっており、ろ過は2 kPa 程度のわずかな差圧にて行われる。

ある。トラブル時の製品へのリスクを考慮し、排出された砂糖を再溶

ろ過ケーキ層はスクリュー端面により常時掻き取られるため目詰まりの起きにくい特性を持つ。更にスクリーン外
面より圧縮空気によるパルス洗浄や洗浄水による逆洗が行える機能を備えており、長時間の安定した運転を可能

解する洗糖ラインに設置した。図 5に実証テスト機の外観を示す。

としている。

現時点では、50%の供給量で25.9cycle/hrの性能を確認している。

キーワード：下水汚泥、濃縮装置、浸漬、微圧ろ過
Keyword：Sewage sludge, Thickener, Immersion, Filtration with slight diﬀerential pressure

100% 供給量で24cycle/hrの性能が達成された場合、月島機械の従来機と比較して33%の処理量増加となる。また、実証テスト機に対して、Dangchang 工場からは、砂糖の掻き取り残しが少ないことに対して高評価を頂いている。さとうきび収穫時期である2018 年 11月〜
2019 年 4月迄、供給量を増加した場合の性能確認を行い、商用機の仕様を確定する。

1. はじめに微差圧でろ過濃縮が行われるため、ろ材の目詰まりが起こりにくい構造となっている。

下水道施設における汚泥処理方法の一つとして濃縮が用いられている。一般的に濃縮とは固形物濃度 1% 程度の汚泥を3 〜 4%まで高

図 1に基本構造を示す。本装置は主に以下 4 つの構成要素から成り立つ。

めることで汚泥を減容化し、脱水や消化といった後段プロセスの負荷を減らす方法を指す。
濃縮は重力を利用した重力濃縮と機械の力を利用した機械濃縮に大別される。機械濃縮には様々な機構の装置が存在するが、汚泥処
理量や処理方式に則し各下水道施設に適用されている。月島機械は6% 以上の安定した高濃度濃縮かつ任意の濃度設定が可能な機械濃縮装置として、ろ液浸漬型濃縮装置「ロノッシュ TM」を開発したので、本稿にて紹介をする。

2. ろ液浸漬型濃縮装置
ろ液浸漬型濃縮装置とは凝集汚泥を金属ろ材でろ過することにより
図 5 実証テスト機 外観
Fig.5 The prototype of the 1.85ton/batch centrifugal

22 TSK 技報 2018 no.21

水を分離させて濃縮させる装置である。ろ材の2 次側が大気開放ではなく水で満たされていることから、ろ材前後の差圧が 2kPa 程度と低い。

図 1 基本構造
Fig.1 Basic structure

TSK 技報 2018 no.21 23

特集

技術・製品紹介 2：ろ液浸漬型濃縮装置「ロノッシュ TM」（1）
ケーシング：円筒型スクリーンをろ液で水没させるためのものである。

供給汚泥濃度が 0.3 〜 1.3%と値が 4 倍以上変動しているのに対し、スクリーンとケーシングの間をろ液で満たすことによりスクリーン内外

濃縮汚泥濃度の変動幅は、設定値 10%の±2 割程度の範囲に収まっの差圧を低くし、ろ過速度を下げることで、ケーキ層の成長による目詰ていることがわかる。

いる。本装置にて代替することにより生汚泥濃度を容易に安定化させ、高いSS 回収率の達成、汚泥の腐敗抑制が可能と月島機械では様々な需要に対応できるように、ろ液浸漬型濃縮装置なる。図 6にイメージを示す。

を凝集混和槽や高速ミキサーと組み合わせたユニットについても商品まりを抑制するとともにスクリーンからの目漏れを減らすことが出来る。
（2）スクリュー：スクリーン内面のケーキ層を掻き取りながら凝集汚泥を

6. ろ液浸漬型濃縮ユニット

4. 洗浄機構化している。図 5にユニットイメージを示す。

下方向に搬送するためのもので、任意の回転数に設定することが本装置は圧縮空気と洗浄水による2 種類の洗浄機能を備えている。

可能である。
（3）円筒型スクリーン：汚泥をろ過するための金属ろ材である。パンチン

図 4に空気洗浄イメージおよび水洗浄イメージを示す。

グメタルを採用しており、適用汚泥に応じて最適な孔径が選定できる。
（4）濃縮汚泥引き抜きポンプ：スクリーン内で濃縮された汚泥を引き抜くポンプで、引き抜き量の調整が可能である。

3. 濃縮汚泥濃度制御
図 2に濃縮汚泥濃度制御のイメージを示す。
図 6 重力濃縮槽代替イメージ
Fig.6 Gravity thickener replacement image

8. おわりに
本装置は6% 以上の安定した高濃度濃縮が可能であり、かつ濃度

図 4 空気洗浄イメージおよび水洗浄イメージ
Fig.4 Air cleaning image and water cleaning image

図 5 ユニットイメージ
Fig.5 Unit image

調節が容易なため、様々な汚泥・各処理場・各脱水機に対して最適な濃縮条件を設定することが出来る。

図 2 濃縮汚泥濃度制御イメージ
Fig.2 Thickened sludge concentration control image

空気洗浄は、濃縮装置実施時に圧縮空気をスクリーン外面にパル

高速ミキサーに注入された高分子凝集剤は汚泥中で十分に分散さ

また本装置により、脱水汚泥含水率の低減・脱水機処理量増加や、スブローすることによって、スクリーンの洗浄を行う。水洗浄は、濃縮れた後、凝集混和槽で汚泥を凝集させる。凝集汚泥は濃縮装置にて直接脱水時において機械濃縮設備が不要となり、必要薬品量を減らす効果も期待できるため、環境負荷低減に貢献出来ることが期待される。

供給汚泥中の固形分がすべて濃縮汚泥に移行すると仮定した場合、操作停止時にケーシング内の液を抜いた後、スクリーンを回転させつ

ろ過濃縮され、濃縮汚泥引き抜きポンプにて濃縮汚泥を引き抜き排出

供給汚泥濃度×供給汚泥量=濃縮汚泥濃度×濃縮汚泥量=固形分量

つスクリーン外面に洗浄水を吹き付けることで、スクリーン付着物の完させる。

であることから全除去を行う。各洗浄操作は自動で実施されるため、長時間安定した

濃縮汚泥濃度 =供給汚泥量×供給汚泥濃度
濃縮汚泥量の関係が導かれる。

よって所定の濃縮汚泥濃度を得るには、供給汚泥濃度を測定しつ

無人連続濃縮操作を行うことが出来る。

5. 特徴まとめ

いても、濃縮汚泥は一定濃度で排出することが可能である。
図 3に濃縮汚泥濃度 10% 設定にて24 時間連続運転を行った際の供給汚泥濃度および濃縮汚泥濃度の分析値推移を示す。

本装置の適用例を以下に示す。本装置は脱水機に対する補機、濃縮機単体での運用等、様々な適用が図ることができる。

つ、供給汚泥量と濃縮汚泥量の比率流量制御を行えば良い。また同制御は自動で行われるため、供給汚泥濃度が大きく変動した場合にお7. 装置の適用例

以上をまとめると本装置は以下の特徴を持つ。
（1）微圧ろ過により安定した濃縮運転が可能。更に濃縮汚泥濃度を任適用（1）：混合生汚泥の脱水前濃縮

意に設定出来るため、最大 10%までの高濃度濃縮が可能である。

混合生汚泥を脱水機直前段で濃縮し、高濃度にて安定化（2）
スクリーン内外の差圧は2kPa 程度と低く、目漏れが少ない。よってさせることにより、脱水機処理能力の向上、含水率の低減

供給された固形物の回収率は非常に高く、過去の運転実績に基づ
く平均 SS 回収率は98% 程度である。
（3）空気洗浄と水洗浄の自動運転機構を有しており、長時間安定したが可能となる。
適用
（2）
：直接脱水
従来、機械濃縮していた余剰汚泥を未濃縮のままで重力濃

無人連続濃縮操作が可能。また水洗浄は濃縮操作停止時のみ行

縮汚泥と混合させた汚泥を、本装置にて濃縮後脱水すること

うため、必要水量が少なく消費電力も低い。

が可能となる。これにより余剰濃縮の設備が不要となる。

（4）コンパクトで大処理量であるため、濃縮装置単体として既設脱水機に後付けすることが可能である。
（5）縦型構造のため、必要設置面積が小さい。

適用（3）：重力濃縮槽の代替
一般的に生汚泥濃縮で用いられている重力濃縮は濃縮を重力沈降のみに依存しているため、汚泥性状や季節変動の影
響により十分な濃縮性能が得られないケースが多い。また、帯

図 3 供給汚泥濃度と濃縮汚泥濃度の分析値推移
Fig.3 Analysis value transition of supply sludge concentration and thickened
sludge concentration

24 TSK 技報 2018 no.21

留時間が長いため夏場は特に汚泥が腐敗し、臭気の発生、
消化ガス量の低減など様々な問題を引き起すことが知られて

TSK 技報 2018 no.21 25

特集

技術・製品紹介 3

2.2 分離プロセス

BOKELA DYNO Filter＜ダイナミックプレコートろ過＞

DYNO フィルタは、様々な分離プロセスに対して種類の異なるろ材

ダイナミックプレコートろ過は最新の開発技術である。製品粒子そのものがろ材上に薄いケーキ層として形成され、それがプレコート材となる種類の使用が可能である（表 1）。
1

高粘度、固有の粘性またはチキソトロピー * 特性などの特徴的な分離特性を持つスラリーろ過において、DYNO フィルタは高いろ過性ことによりすべての粒子を捕集し、完全に清澄なろ液を得ることが可能な技術である。

能を維持したまま連続運転処理することができる。

1. はじめに*1 ゲルのような塑性固体とゾルのような非ニュートン液体の中間的な物質が示す性質
で、粘度が時間経過とともに変化するもの。

行われており、微粒子への適用が可能なダイナミッククロスフローろ過＜膜ろ過＞

・粒子を100% 捕捉する完全ろ過が可能機への関心が高まってきている。
DYNOフィルタはダイナミッククロスフロー

DYNO フィルタは膜ろ過装置としてスラリーの濃縮、洗浄および /また・精密ろ過膜、限外ろ過膜、焼結樹脂、セラミック膜、特別に開発したろ過機の一種であり、その独特な機構により、従来のろ過機では不可能

は清澄化にも使用される。そのような精密ろ過操作に対しては、0.01〜

であった様々な用途への適用を可能としているろ過装置である。本稿で1.0μmの範囲の細孔径を有する膜が適用される。

FRANZ Meck

HOMMA Tomoki

BOKELA GmbH
Marketing Dep.

産業事業本部
事業統括室
欧州事務所

2. DYNO フィルタの原理と特長
2.1 装置設計と作動原理
DYNO フィルタは、密閉チャンバー内に一列に配置された円盤状のフィルターモジュールで構成される（図 1）。

Abstract
The dynamic crossflow filtration with the DYNO Filter dif-

各フィルターモジュールは、チャンバーリングと、ろ材が両面に取り付けられた2 つのフィルター固定プレートから構成される。
置されるスラリー回転羽根を固定するシャフトがその開口部を貫通してapparatus features. In the DYNO Filter the tangential suspension

いる。最大ろ過面積は12m2となる。原液スラリーは供給ポンプの圧力

flow over the filter medium - the main characteristic of crossflow

により最初のチャンバーに供給され、フィルター固定プレートとフィルター

filtration - is mechanically generated with the help of rotors andシャフトの隙間を縫ってチャンバーから次のチャンバーへと蛇行しなが

not by a pump. This principle together with the special apparatus

ら流れる。加えられた圧力によって液体はろ材を通過し、その液はフィdesign of the DYNO filter offers important process advantages

ルター固定板のろ液溝を通って連続的に排出される。それぞれのチャ

and allows the realization of special process designs for different

ンバーからろ液が排出されるので、濃縮液の固形物濃度はチャンバー

separation tasks such as dynamic membrane filtration, dynamic

を通過するごとに増加する。

sieve filtration and dynamic precoat filtration which is the latest

DYNOフィルタによるダイナミッククロスフローろ過機は使用用途が特殊であり、装置の特徴が従来のクロスフローろ過機とは異なる。DYNOフィルタでは、
クロスフローろ過の主な特徴であるろ過ろ材の接線方向の懸濁液流れは、
ポンプではなくローターの助けを借りて機械的に発生させている。

・低〜中速度の羽回転速度のため、摩耗による異物混入が発生しない
・密閉加圧状態の防爆構造ても、優れた分級性能と高い処理速度で連続的に篩い分けすることが・経済性を考慮したプロセス管理による自動操作可能となる。微細粒子および母液が篩ろ材を通過する間に、より大きな粒子は篩ろ材上に保持され、チャンバー内で濃縮されて高濃縮残留ス
ラリーとして排出される。篩ろ過では、20〜100μmの粒子分離サイズ
に対し特殊設計された多層メッシュが使用される。

表 1 DYNO フィルタによる分離プロセス
Table1 Separation processes with the DYNO Filter

また個々のチャンバーへは、洗浄液または他の必要な処理液を個別に供給することもできる。
回転羽根は、ろ材の接線方向にクロスフロー流を発生させ、可変速によって速度勾配の調整が可能である。
クロスフロー流により、ろ材表面には透過液の通過抵抗が非常に小
さい薄い固形層しかできないため、固体粒子によるろ材の閉塞が回避

Keyword：Dynamic Crossﬂow Filtration, Concentration, sieving, etc

DYNO フィルタを用いたダイナミック篩ろ過により、微粒子を含むスラリー
中から粗粒子を分離することができる。高粘性・高濃度の懸濁液であっ濃縮液は最終 チャンバーに設置された排出バルブを介して排出さ

DYNOフィルタの特殊装置設計によって生まれるクロスフローろ過操作はて特殊なプロセスデザインが可能となる。

・強力な液混合が可能（沈降分離・分級が発生しない）

れる。

プロセス面で利点を生み出し、また、様々な分離作業（ダイナミック膜ろ過、ダイナミック篩ろ過、および最新技術であるダイナミックプレコートろ過）によっ＜ダイナミック篩ろ過＞

各々のモジュール中心部には開口があり、各々のチャンバー内に配fers from conventional crossflow filtration by special process andprocess development with the DYNO Filter.

焼結篩ろ材、金属ろ材など数多くのろ材が適用可能
・初期濃度・粘度が高いスラリーでも高い処理速度得られる・洗浄水、プロセス液を自由に加えることが可能

は、DYNO フィルタの原理、特長やその適用事例の一例を紹介する。

本間 友基

DYNOフィルタの装置的およびプロセス的な特長は次のとおりである。
・連続運転が可能

近年の化学産業では、ナノ素材などと言った新素材の開発が盛んに

メック フランツ

2.3 DYNO フィルタの主な特長される。
回転羽根はスラリーを均一化させるだけでなく、洗浄液をスラリー中に均一混合するため、優れた希釈洗浄効果を発揮する。さらに、回転羽根は濃縮されたスラリーをチャンバーから次のチャンバーへ送り出すことを促進している。また、羽根の回転速度が可変であるので、回転速度を制御することで意図的にプレコート層となる固形物粒子層を形成することが可能である。
（ダイナミックプレコートろ過）

26 TSK 技報 2018 no.21

図 1 DYNO フィルタのモジュール構造
Fig.1 Modular structure of the DYNO Filter

TSK 技報 2018 no.21 27

特集

特集

技術・製品紹介 3：BOKELA DYNO Filter

ダイナミック篩ろ過としてDYNO フィルタを使用する場合、微粒子を3. ろ過機のサイズ

含むスラリーから5μm 以上の粗い粒子を分離することができる。
DYNO フィルタは、さまざまなモジュール径と0.13m²〜12m²のろ過技術・製品紹介 4

多段型水平ベルトフィルタ

代表的な取り扱い製品は以下のとおり。

面積の中から選択することができる。
0.013m²のDYNO-TEST 機によっ・メラミンて研究室内でのテストが可能である。また、0.4m²のパイロットテスト機

・ポリマー懸濁液

Multi Stage Horizontal Belt Filterでは実際に近い条件下での試験が可能であり、プロセススケールアッ・粗糖シロップ

プに対して信頼できる結果を得ることができる。

・カカオバター

4. DYNO フィルタの適用例

造プラントで触媒（Dp50 =3μm）を回収するために、24 台の10m2フィ

and offers advantages over the conventional belt filter in installation area and cake washing perfor-

ルターユニットが稼動している。

mance.

Abstract

ダイナミックプレコート濾過においては、BDO（ブタンジオール）製

This newly developed multi stage horizontal belt filter has multi stage horizontal filtration area

膜ろ過装置としてDYNO フィルタを使用する場合、精密濾過またはろ液量を一定に保持できること、触媒が反応液中に懸濁された状態

One disadvantage of the conventional horizontal belt filter is the large installation area required.

限外ろ過プロセスの0.01μm 以上の粒子を含むスラリーを比類のないで高濃度に濃縮されること、触媒が反応機の外に滞留している時間

This newly developed filter requires only about half the installation area of a conventional filter.

高濃度にまで濃縮することができる。

が短いことなどのプロセス上の優位性から、中国のBDO 生産者に採Additionally, each filtration stage can be operated as parallel and single series. Therefore, substi-

用された。

tuting cake washing and diluting cake washing can be combined by applying re-slurring tanks.

代表的な処理物質は以下のとおり。
・硫酸バリウム、炭酸カルシウム、カオリン、二酸化チタンなどの白色顔料（図 2 参照）

今後もDYNO フィルタの優れた特長を活かし、樹脂や食品等々様々分野での経験値をつみ、販売につなげて行きたい。

・酸化鉄系顔料・ナノアパタイトなどのナノスケール製品

5. まとめ・豆乳
・医薬品

DYNO フィルタの基本原理やその適用事例について紹介させてい・発酵残渣

ただいた。今後もDYNO フィルタの適用処理物、適用プロセスを更陳 貴吉
CHEN Kuei chi
産業事業本部
単体機器技術部
プロセスグループ

This cake washing system can reduce pore particle impurity content not possible with a conventional horizontal belt filter.
The multi stage horizontal belt filter can be applied as a replacement for other types of filtrationequipment in a limited installation area, and also for applications requiring very high cake washing performance.
多段型水平ベルトフィルタを新たに開発した。多段型水平ベルトフィルタは、従来の水平ベルトフィルタのろ
過面を多段構造にした新しい真空ろ過機である。従来の水平ベルトフィルタに比べ、設置面積の点とケーキ洗浄に広げていくべく、拡販へ注力してきたいと考えている。

性能の点で優れる。
従来の水平ベルトフィルタは、設置面積が大きいことが欠点であったが、多段型水平ベルトフィルタは多段構造のため、設置面積が半分以下になる。また、多段型水平ベルトフィルタは、1台で平行して、複数の異なる行程の処理が可能である。そのため、リスラリタンクと組み合わせることで、置換洗浄とリスラリ洗浄を組み合わせた
ケーキ洗浄ができる。このケーキ洗浄方法により、従来の水平ベルトフィルタで洗浄できなかった、粒子の細孔中の不純物も洗浄できるようになった。
今後、多段型水平ベルトフィルタは、設置面積に制限がある他機種からの更新工事への適用や、徹底的にケーキを洗浄することが要求される高品質品のろ過工程への適用が見込まれる。
キーワード：多段型水平ベルトフィルタ、省スペース、高いケーキ洗浄能力
Keyword：Multi stage horizontal belt ﬁlter, small installation area, high quality cake washing performance

1. はじめに
水平ベルトフィルタは、化学工業会社、鉄・非鉄工業会社、食品工業会社等の民間事業向けで販売しているろ過機である。主な適用物
質はABS 樹脂、BPA 樹脂、水酸化マグネシウム、
トナー、アトマイズ
鉄粉等である。民間事業向けろ過機の主力製品であり、特に連続処
理性とケーキ洗浄性に特長を持つ。40 年以上前に水平 ベルトフィルタ
初号機を納入してからこれまで、納入実績は約 300 台である。近年、
この水平 ベルトフィルタに改良を加え、多段型水平 ベルトフィルタを開図 2 酸化チタン濃縮洗浄用 8m2 DYNO Filter
Fig.2 DYNO Filter with 8 m² for concentrating and washing of titanium dioxide

発し、製品化した。多段型水平 ベルトフィルタは、水平 ベルトフィルタの欠点であった設置面積の大きさを改善し、優位点であったケーキ洗
浄性をさらに高めた機器である。本稿にて、この多段型水平ベルトフィ
ルタを紹介する。

28 TSK 技報 2018 no.21

図 1 多段型水平ベルトフィルタ イメージ図
Fig.1 Image of multi stage horizontal belt ﬁlter

TSK 技報 2018 no.21 29

特集

技術・製品紹介 4：多段型水平ベルトフィルタ

2. 多段型水平ベルトフィルタの機構・構造

キ洗浄装置により置換洗浄される。最後に、ケーキ洗浄装置で洗浄されたケーキは、脱液され、排出される。ろ過操作は半連続的に行われ多段型水平ベルトフィルタは、名前の通り、従来の水平ベルトフィル
タのろ過面を多段構造にしたろ過機である。そのため、主な機構、構造、構成部品は、従来の水平ベルトフィルタと同様である。

3. 多段型水平ベルトフィルタの優位点および他機種との性能比較

4. 多段型水平ベルトフィルタの適用ケース
多段型水平ベルトフィルタは、その優位点を活かし以下のようなケーるが、スラリの供給やケーキの排出は連続的に行われる。
多段型水平 ベルトフィルタでは、このろ過・洗浄・脱液操作が各段

多段型水平ベルトフィルタは、水平ベルトフィルタを改善した機種でで個別に行われる。各ろ過段のスラリ、洗浄液が混ざることはないため有り、水平 ベルトフィルタの優位点をそのまま引き継ぐ機器である。そのため、他のろ過・分離機を比較して以下の優位性を持つ。

スに適用できる。
①既存ろ過・分離設備の更新工事への適用

ろ過機の分類としては、ろ布走行式ろ過面水平型連続式真空ろ過

同じスラリを処理するだけでなく、不純物濃度の異なる、スラリを処理機に類する。形状はベルトコンベアに似ており、機械的な動きは下記

することも可能である。そのため、図 3のようにリスラリタンクを組み合①水平ろ過面での均一な置換洗浄操作と自由に設計可能な広い

洗浄性の改善を目的として水平 ベルトフィルタが候補にあがることが既設のドラムフィルタ、バッチ型遠心分離機等の更新時に、ケーキのとおりである。各種ロールにエンドレス状に巻かれたろ布が、ゴムラわせることで、従来のろ過機では行えなかった、置換洗浄とリスラリ洗

ケーキ洗浄エリアで行う徹底したケーキ洗浄操作により、高いケー多い。しかしながら、設置面積の関係で、他の機器の配置の変更をイニングされたドライブロール（ろ布駆動装置）により引っ張られ、連続浄を組み合わせたケーキ洗浄操作を行うことができる。この組み合わせ

キ洗浄性能を持つ。

必要とする場合が多く、採用が見送られることがある。このような場的に走行している。ろ布の水平走行分の下部には、ろ布上部のスラリ洗浄により、従来の水平 ベルトフィルタでは洗浄できない、粒子の細孔②連続処理機の特性を活かし、大量処理が可能である。

合でも、設置面積が他機種と同等程度である多段型水平ベルトフィ

を真空ろ過するための真空トレイがある。ろ過操作は半連続式に行わ中の不純物も洗浄できるようになり、高いケーキ洗浄性能を発揮するこ③無人運転が可能であり、かつ構造がシンプルなため、メンテナン

ルタは、他の機器を移動させることなく設置できる。

れ、通常 20 秒から60 秒間ろ過し、4 秒間ろ過を中断するサイクルを繰とができる。

スが容易である。

②高度なケーキ洗浄性が求められるろ過設備への適用り返す。真空トレイは、このろ過のOn-Oﬀに連動して前進、後退を繰り

この組み合わせ洗浄方式を実施した例を図 4に示す。本例では硫

上記に加え、多段型水平ベルトフィルタは以下の優位点を持つ。

返す。ろ過時は、真空トレイはろ布ともに前進し、中断時はトレイ駆動

酸を含む活性炭ケーキを洗浄している。活性炭はポーラス状の粒子で、①連続式水平ろ過機でありながら、多段構造のために設置面積がのろ過・分離機を用いてケーキ洗浄操作が行われる。このようなプ装置のシリンダにより素早く後退する。

置換洗浄方式での洗浄が難しい粒子である。この実施例が示すように少なく、連続処理を行える他機種と同等程度である（表 2）。

ロセスに、1 台で置換洗浄操作とリスラリ洗浄を行うことができる多置換洗浄とリスラリ洗浄の組み合わせ洗浄方式は、従来の置換洗浄②置換洗浄とリスラリ洗浄を組み合わせたケーキ洗浄操作による高段型水平 ベルトフィルタを適用することでプロセスを簡素化できるといケーキ洗浄性能を持つ。リスラリ洗浄操作を組み込むことで、ともに、高い品質のケーキを得ることができる。主な対象処理物は、置換洗浄では洗浄しづらい粒子の細孔中の不純物も洗浄可能でポーラス状で洗浄が困難な活性炭やゼオライト、高い品質が求めらある。

れる高機能性樹脂や電池材料等である。

次に、スラリの処理の流れは下記のようになる。まず、真空トレイ上にスラリが供給され、真空ろ過される。次に、ろ過されたケーキは、ケー方式と比較して、高い洗浄性能を発揮している。

高度なケーキ洗浄性能が求められる処理物のプロセスでは、複数多段型水平 ベルトフィルタは上記の特性を持つため、特にろ過性や脱水性の良い平均粒子径が 10µm 以上のスラリや、ケーキ洗浄性が5. まとめ

特に重視されるスラリの処理においては、他機種に比べて強い優位性
新製品である多段型水平 ベルトフィルタの機構や特徴を紹介した。

を発揮できる。

多段型水平 ベルトフィルタは、設置面積とケーキ洗浄性能の点で優れ
表 1 ろ過機性能比較表
Table1 Comparison of each ﬁlter performance

る水平型真空ろ過機である。
今後、設置面積に制限がある他機種からの更新工事への適用や、徹底的にケーキを洗浄することが要求される高品質設備への適用が見込まれる。

図 2 多段型水平ベルトフィルタ 機構イメージ図
Fig.2 Mechanism of multi stage horizontal belt ﬁlter

図 3 多段型水平ベルトフィルタによる置換洗浄とリスラリ洗浄の組み合わせ洗浄
Fig.3 Combination of substituting and diluting cake washing with multi stage
horizontal belt ﬁlter

表 2 水平ベルトフィルタと多段型水平ベルトフィルタの据付面積比較
Table2 Comparison of installation area between horizontal belt ﬁlter and multistage horizontal belt ﬁlter

図 4 各種洗浄操作のケーキ洗浄能力比較（硫酸を含む活性炭ケーキの洗浄）
Fig.4 Comparison of each cake washing method in case of activated carbon cake which include sulfuric acid

30 TSK 技報 2018 no.21

TSK 技報 2018 no.21 31

特集

技術・製品紹介 5

標準型ベルトプレスの性能向上のための改造手法の検証
Verification of Modification Method to Improve Performanceof Conventional Belt Press Dewatering Machine

2.2 改造手法

1. はじめに

図 2に実験装置の概要を示す。適用した改造手法は次の通りである。
全国の下水処理場の約 7 割は汚泥の最終処理形態が脱水であり、維持管理の効率化を図るためには、脱水機の性能向上が必要である。

濃縮装置を脱水機の前段に設け、供給汚泥を高濃度か、設備更新は困難であり、長寿命化や定期修繕により耐用年数を超化し、ベルトスピードの低速化を狙うものである。濃縮装

えて運用されている状況である。

置は、従来の機械濃縮機よりも高濃度化が可能な ろ液

そこで、従来の延命化を目的とした修繕から一歩進め、性能向上のA 浄化センターでおこなった実機スケールの検証実験の結果、高About 70% of sewage treatment plants throughout Japan include dewatering as a final process in treatment of sludge. To improve the efficiency

日諸 銀之輔HIMORO Ginnosuke
月島テクノメンテサービス株式会社
エンジニアリング本部
プラント技術部
プラント技術課

of Operations and Maintenance in such plants, upgrades are needed to
improve the performance of existing dewatering machines. However,with the recent trends of declining birthrate, aging population, and difficult financial circumstances for utilities, it is increasingly challenging
for utilities to upgrade their existing facilities. Consequently, facilities areforced to operate beyond their useful life through service life extension
upgrades and regular repairs. This paper thus analyzes the effect of performance upgrades to conventional belt press dewatering (BP) machinesthat improve their efficiency rather than simply repairing or extending themachines’ service life. An experiment with the upgraded machine components, conducted at wastewater purification center “A” in Japan, verified

小川 重治

improvement in dewatering efficiency meeting or exceeding that of other

OGAWA Shigeharu“high efficiency” BP machines, resulting in better facility operation.

月島テクノメンテサービス株式会社
エンジニアリング本部
水機械技術部
エンジニアリンググループ

全国の下水処理場の約 7 割は汚泥の最終処理形態が脱水であり、維持管理の

浸漬型濃縮装置１）ロノッシュTM を用いた。

付加価値を付けた改造手法として、標準型 BPを対象に検討した。
効率 BP 脱水機と同等以上の性能向上が確認され、設備運用面に対Abstract

改造手法①：汚泥の高濃度化

一方、近年の少子高齢化の進展や顧客の財政状況が厳しさを増すなする効果も認められた。以下に詳細を報告する。

改造手法②：圧搾ろ過ゾーンの改造
脱水機の圧搾ろ過ゾーンへロールを2 本追加すること
により、圧搾ゾーンの延長と圧搾回数の増加を図り、汚泥にかかる圧搾効果を高めることで、脱水汚泥水分の2. 標準型 BPの構造と改造手法について低減を狙う。

2.1 標準型 BPの構造
図 1に標準型 BPの概要を示す。標準型 BPは、図 1の通り2 枚の樹
脂性ろ布で汚泥を挟み、各ろ過ゾーンを通過させることで脱水する機械である。
A: 重力ろ過ゾーン
ろ布の上に濃縮汚泥を供給することにより、汚泥自体の液位によって重力脱水する。
B : 加圧ろ過ゾーン
くさび状に設置されたロール間で、上下のろ布を加圧し、ろ布の進行と共に加圧脱水する。
C: 圧搾ろ過ゾーン
複数本のロールの間をS 字状にろ布を通過させることにより、ロールの面圧により脱水する。

図 1 標準型ベルトプレス構造図
Fig.1 Structural Drawing of Belt Press Dewatering Equipment

効率化を図るためには、脱水機の性能向上が必要である。一方、近年の少子高齢化の進展や顧客の財政状況が厳しさを増すなか、設備更新は困難であり、長寿命化や定期修繕により耐用年数を超えて運用されている状況である。
そこで、従来の延命化を目的とした修繕から一歩進め、性能向上の付加価値を付けた改造手法として、標準型ベルトプレス（以下標準型 BP）
を対象に検討した。
A浄化センターでおこなった実機スケールの検証実験の結果、高効率型 BPと同等以上の性能向上が確認され、設備運用面に対する効果も認められた。
キーワード：ベルトプレス脱水機、下水処理、汚泥脱水、改造手法
Keyword：Belt press dewatering machine, Sewage treatment, Sludge dewatering,Modiﬁcation method

図 2 実験装置概要
Fig.2 Outline of Equipments Used in Modiﬁcation Method

32 TSK 技報 2018 no.21

TSK 技報 2018 no.21 33

特集

技術・製品紹介 5：標準型ベルトプレスの性能向上のための改造手法の検証

3. 改造による実験結果と考察

3.2.1 圧搾ロール追加の効果（改造手法②を単独で適用）

3.1 改造前の状況

分 81.5%の条件で比較すると、改造前のろ過速度 20kg-ds/m・hに4. 設備運用面に対し期待できる効果

図 3に示す 改造前 と ロール追加のみ のデータより、脱水汚泥水

1） 西田ら：ろ液浸漬型濃縮装置の初沈汚泥濃縮への適用実証事例、第 54 回下

4.1 維持管理の効率化

表 1にA 浄化センターの概要、表 2に汚泥性状の一例を示す。脱対し、圧搾ロールの追加により30kg-ds/m・hとなり、ろ過速度は1.5

A 浄化センターにおいて、日々の発生汚泥量に対し、改造前は脱水

水設備は、標準型と高効率型のBP 脱水機各 1 台で構成される。脱水

倍に向上した。さらに、水分 82.5%の条件で比較すると、改造前のろ機 2 台の日中10 時間運転で対応していたところが、改造後の実験結機は常時 2 台運転で、運転条件および脱水性能の比較は表 3に示す

過速度 25kg-ds/m・hに対し、圧搾ロールの追加により70kg-ds/m・

果により 1 台の日中8 時間運転で対応可能となった。

通りである。場外処分の条件である「脱水汚泥水分 84% 以下」に対し、

h となり、ろ過速度は2.8 倍に向上した。

標準型はこれを満足するために、高効率型の半分以下のろ過速度で3.2.2 供給汚泥の高濃度化＋圧搾ロール追加の効果

運転せざるを得ない状況であった。

表 1 A 浄化センターの概要
Table1 Outline of "A"Wastewater Puriﬁcation Plant（改造手法①と②を組み合わせて適用）

表 2 汚泥性状の一例
Table2 Properties of Sludge

改造手法を取り入れた場合のランニングコスト（脱水汚泥処分費、濃縮装置で供給汚泥を4 〜 5 倍に濃縮し、脱水機へ供給した。目

電気代、薬品費）を試算し現状と比較した。本コスト試算にあたり、汚泥の脱水性の年間変動を考慮すると、本実験結果の性能を年間を通同等以上の脱水性能の向上を確認した。また、図 3に示すとおり、 改して確保できるか不明なため、脱水汚泥水分のみを標準型でも高効

造前 と 濃縮装置＋ロール追加 のデータでは、脱水汚泥水分 81.5%率型と同等となると仮定して試算した。

の条件で比較すると、改造前のろ過速度 20kg-ds/m・hに対し、圧搾
更にろ過速度を100kg-ds/m・hまで上げても82% 台で運転が可能であった。

水道研究発表会講演集、2017

4.2 ランニングコストの低減標とした既設高効率 BPの性能（55kg-ds/m・h 水分 81%）に対し、ロールの追加により80kg-ds/m・hとなり、ろ過速度は4 倍に向上した。

参考・引用文献

図 4にその結果を示すが、脱水汚泥水分のみでも、年間ランニングコストを2.2％削減できることが分かった。
運転時間の削減等、その他効果を合わせれば、さらにコスト削減できると予想される。

3.3 考察3.3.1 圧搾ロールの追加（1）脱水汚泥水分の低下
圧搾ロールの追加により、ろ過速度 25 〜 40kg-ds/m・hの範囲
表 3 脱水機の性能比較（年平均）
Table3 Compariosn of Performance of Dewatering Equipments(Annual Avg.)

において、脱水汚泥水分は1 〜 3ポイント低減した。水分低下の要因は、圧搾ロール2 本を追加することで圧搾ろ過ゾーンの長さが改造前の2 倍になったためと考察する。
（2）
ろ過速度の向上
ろ過速度を上げる運転を行う場合、サイドリーク（ベルトの両サ
イドに汚泥が漏れること）を防ぐためベルトスピードを高める必要がある。ベルトスピードを高めると脱水時間が短くなるため、一般的に脱水汚泥水分は上昇傾向を示す。

3.2 実験結果
図 2に示す改造手法①と②を適用した結果は次の通りであった。図3に実験結果を示す。

図 4 ランニングコストの比較
Fig.4 Comparison of Running Cost

改造前よりも高いろ過速度の範囲では、ベルトスピードを上げた運転となったが、圧搾ロール2 本の追加で圧搾ろ過ゾーンが延長されたため、改造前よりも脱水汚泥水分の上昇が抑えられたものと考

5. まとめ察する。
3.3.2 供給汚泥の高濃度化＋圧搾ロール追加（1）脱水汚泥水分の低下
供給汚泥を高濃度化することによりサイドリークが抑制され、改既存の標準型 BPの性能向上のための改造手法について検証を行った。A 浄化センターで行った検証実験の結果、既設高効率型
BPと同等以上の性能向上を確認した。

造前よりもベルトスピードを低速化できたことで脱水時間が延長され、脱水汚泥水分が低下したものと考察する。
（2）
ろ過速度の向上
供給汚泥の高濃度化によるサイドリーク抑制によりベルトスピード

・圧搾ろ過ゾーンの改造（圧搾ロール 2 本の追加）でろ過速度が改造前の4 倍に向上した。
・「供給汚泥の高濃度化（濃縮装置の付加）＋圧搾ロール追加」により、を低速化できたこと、更に圧搾ロール2 本の追加で圧搾ろ過ゾーン目標とした既設高効率型 BPと同等以上の性能発揮を確認した。

を延長したこととの相乗効果で、圧搾ロール追加単独よりも更に脱・改造による性能向上で、脱水機の運転台数が改造前の2 台から1

水時間を長くでき、ろ過速度の向上につながったものと考える。

台に減少でき、効率的な維持管理が可能となった。
・わずかではあるが、ランニングコストの低減が見込まれる。

図 3 改造適用による脱水性能の比較
Fig.3 Comparison of Dewatering Performance After Modiﬁcation

34 TSK 技報 2018 no.21

・従来の延命化を目的とした修繕から一歩進め、性能向上の付加価値をつけた修繕として展開可能と考える。

TSK 技報 2018 no.21 35

研究所紹介 Part-3

3. 採取後のスパイラル管

スパイラル管凝縮法を用いた燃焼排ガス中のアンモニウム塩分析技術紹介
開発本部 研究所 分析グループ

武田 龍二

日良 聡

1. はじめに

K 処理場焼却炉において、熱交換器出比がほぼ一致している事からこれらの結晶

口の燃焼排ガスから採取した塩類付着後の存在が示唆された。本付着物の XRD 測のスパイラル管の写真を図 2〜4 に示す。

定結果では NH4HSO4 ピークパターンは

入口燃焼排ガスは約 370℃あり、スパイ

確認されなかったが、NH4HSO4 は燃焼状ラル管内で温度が低下し上段でほとんど態によっては存在し、その融点（146.9℃）の塩類が析出付着し、下段の付着量は少はアンモニウム塩中では特に低く、不安定

ない事が分かる。

物質でもある。今回は多量に採取したのスパイラル管に付着した析出物の X 線回でXRD 測定は実施できた。しかし、通常

折（XRD）測定結果を図 5 に示す。上段のの 採 取 量では XRD 測 定 は 困 難であり、下水汚泥焼却炉から発生する燃焼排ガ

ム（NH4Cl）、臭化アンモニウム（NH4Br）
を

パイラル管内部に捕捉される。その後、水ピークパターンが付着物測定結果、下の 3

NH4HSO4 存在は水溶解時の pHと後に述ス中には、ダスト以外のガス状微量物質と形成する。熱交換器から排煙処理塔を経抽出して陽・陰イオンをイオンクロマトグ

種類のパターン線が検索結果から判明した

べる表 2 の NH4 量とCl、SO4、Br 量のバラ

して、窒素酸化物、硫黄酸化物、アンモニて煙突から排出される過程において、これラフで定量して燃焼排ガス中の各アンモニ

標準物質である。付着物のピークパターン

ンスから判断している。pHがア、塩化水素等が存在する。燃焼排ガス測ら塩類の一部は除去されずにダストの一

ウム塩類を算出する。

に対して、標準物質パターンの
（NH4）
2SO4

低い場合は NH4HSO4 として定はガス成分やガス量を測定し、焼却設部となって存在し、規制値を上回る要因物とNH4Cl 及び NH4Br のピーク位置と強度存在している可能性が高い。

備が設計通りの性能を有し最終的に系外質となる。

排出基準が守られているかを調査すること

JIS による硫酸ミスト分析規格は採取管

of exhaust gas

吸着、ろ紙の材質の影響、SO2 の酸化、ろ本稿では焼却設備プロセスにおいて塩紙バインダーとの反応などの懸念がありが目的である。
ダストの定義は、乾燥によっ類として存在し、ダスト量へ影響を与え

現在も定められていない。しかし、環境分て付着水分を除いた、ばいじん・粉じんな

る NH4HSO4、（NH4）
2SO 4 や NH 4Cl 及び析会社の一部は SO3 分析をスパイラル管

どの固体粒子である。ただし、ミスト中にの分析技術を述べる。採取方法は（NH4Br）

凝縮法にて行っているのが現状であり、月含まれる可溶性物質などもダストとみなさ

硫酸ミスト分析に使用されているスパイラ

島機械も下水汚泥焼却炉を主として多数れる。

ル管凝縮法を用いる。本法は硫酸ミスト採の実績を積んでいる。

焼却炉内（850℃）
ではガス状で存在す

取（*1）が目的であるが、下水汚泥（乾燥物）

る 物 質 の 一 部 は、燃 焼 排 ガ ス 温 度 が中には有機物が 80％以上（窒素分として300℃付近まで低下すると凝縮しダスト成は約 7％）含有し、焼却されると窒素分の、硫分となる。例えば、アンモニア（NH3）

一部がアンモニアとなる。アンモニアは温、塩 化 水 素
酸 ミ ス ト（SO3 や H2SO4）

度低下により燃焼排ガス中の硫酸ミストと（HCl）、臭化水素（HBr）などの一部は 硫

塩化水素及び臭化水素と反応してアンモ、硫酸ア
酸水素アンモニウム（NH4HSO4）

ニウム塩となるため硫酸ミスト単独では存、塩化アンモニウ
ンモニウム
（
（NH4）
2SO4）

在しにくい。これらアンモニウム塩類はス(*1)1980 年以前 JIS K0103 硫黄酸化物分析方法の解説

図 3 採取後のスパイラル管内部 -1（上段）

図 4 採取後のスパイラル管内部 -2( 下段 )図 5 スパイラル管付着物の X 線回折パターン

Fig3 Inside of spiral pipe-1 (Upper line)

Fig4 Inside of spiral pipe-2 (Lower line)

Fig5 X-ray diffraction patterns of spiral tube deposits

は燃焼ガス中に SO2 の 1 〜 5％程
・三酸化硫黄（SO3）度含まれているといわれている。
・370℃以上では蒸気状
・205 〜 370℃では一部水分と反応してH2SO4 蒸気・205℃付近では H2SO4 蒸気

4. 管内部付着物組成分析

5. おわりに・205℃以下では凝縮して一部液状H2SO（硫酸ミスト）
4・100℃ではほとんど硫酸ミストでH2SO4 蒸気存在は
0.1 ppm 程度

2. スパイラル管凝縮法による採取方法
スパイラル管凝縮法による排ガス採取方法の一例を図 1 に示す。除塵用ウールにて除塵した燃焼排ガスを、80℃以上の温水

スパイラル管付着物を水に溶解し、イオ考慮して推測した。その結果、NH4 の分析

焼却排ガスは炉から熱交換器・排煙処

ンクロマトグラフィーにて分析した結果を表値と理論値を比較し、pH 値が NH4HSO4

理塔等を経て煙突から排出される。ガス温1 に示す。表 1 の結果からpH は R 処理場の方が低いことから推察すると、K 処理場

度 が 低 下 して い くと析 出 温 度 の 低 いが低く、全イオン量はR処理場が多い。
また、

は
（NH4）
2SO4、R 処理場では NH4HSO4 の

NH4HSO4 、（NH4）2SO4 は焼却炉燃焼排

より塩素
（Cl）
の方が
R 処理場は硫酸（SO4）形態で存在していると思われる。

ガスラインの下流へダストとして移行しや多いがK 処理場は逆の傾向を示した。硫酸

また、アンモニウム塩の存在については、

すいが、析出温度が高い NH4Cl は排煙処

、塩素（Cl）、臭素（Br）
がそれぞれア（SO4）

先に述べた X 線回折結果でも裏付ける結理塔前段での形成が想定される。さらに、

ンモニアと反応したと仮定し、アンモニウム

果となった。

析出温度が高い NH4Br はもっと上流側で塩濃度を計算した結果を表 2に浸したスパイラル管（外径 8mm、内径に示す。付着物の pH 値が酸6mm）
へ 15 〜 20 L/minで通過させる。
高温燃焼排ガスを温水中で急冷することによって、スパイラル管内壁に対して慣性衝

表 1 付着物のイオン組成（分析値）
Table1 Result of ion compositionp
analysisy of spiralptube depositsp形成がみられ、ここで述べた焼却炉と同様のアンモニウム塩類であり排出ガス中の

塩素
（Cl）
、臭素
（Br）
の各分析値

を析出させ、後段のシリカウールで微細な結晶も捕集させて採取する。
図 1 スパイラル管による排ガス採取方法
Fig1 Collecting method of exhaust gas using spiral tube

置においてもアフターバーナー後段に塩

硫 酸（SO4）は NH4HSO4 ま た、物質と思われる。硫酸（SO4）（NH4）
2SO4、NH4Cl 及び NH4Br の大部分の形成が考えられる。下水汚泥燃料化装性（pH 3〜4）であることから

ダスト量基準値超過の懸念がある。今後

は（NH4）2SO4、もしくは混合

突 を 繰 り 返 し て 生 成 す る NH4HSO4、

表 2 アンモニウム塩類濃度の計算値
Table2 Calculation result of ammonium salts concentration

は下水汚泥焼却設備、燃料化設備においてシンタリングや燃焼排ガス経路内付着物から理論 NH4 量を算出し、理問題を含めて、この分析技術がトラブル解

論値と分析値からNH4HSO4決に役立つように活用し、排ガス測定全体と（NH4）2SO4 の区別をpH もの分析技術を高めていきたい。

※参考36 TSK 技報 2018 no.21

図 2 排ガス採取後のスパイラル管の全体写真
Fig2 Whole view of spiral tube after collection

各イオンの融点

NH4HSO4/146.9℃以上で分解、（NH4）2SO4/280℃以上で分解、NH4Cl/340℃で昇華、NH4Br/452℃で昇華

TSK 技報 2018 no.21 37

解析G紹介Part2
Introduction of CAE Group・使用ツール：「DYNSIM®」・モデルの特徴 ：実施設備を忠実に再現（タンク容量、液レベル、機器のエレベーション、配管径、配管長、配管

プロセスシミュレーション
1. はじめに開発本部 研究開発部 解析グループ

深田 充

Fig1 Overview of PDCB plant・ケーススタディ：①ス タ ート アップ→定 常（運 転 負 荷 50% 〜

い手法である。そして、月島機械は 1992 年の「PRO/ⅡTM」
導入以100％）／ベント系システムの流量負荷変動に来、多くの経験やノウハウを蓄積しており、適切なモデル構築なら伴う圧力制御性の確認。

びに条件設定ができる。

図 5 に示す。また、最近の具体的な２つの検討事例を以下に紹介
・成果

する。

②定常（運転負荷 50%〜100％）→反応緊急停

今後は、プロセスシミュレーション技術の伝承と向上を推し進め

止→窒素パージ／経時変化に伴う出口ガス濃ていきながら、化学プラントだけでなく社会インフラ設備などへも度の確認。

幅広く活用していく所存である。

：ブロワシステム制御の安定性を確認（実機でも制御性に問題ないことを確認済み）。パージ窒化運転方法の探索など、様々

図 1 PDCB 製造設備外観 1）を推定できるため、各種プラントの計画において欠くことのできな

各汎用性プロセスシミュレータのモデルや計算結果例を図 3 〜

ラントの計画において、新しいプロセスの開発、省エネ対策や最適な検討課題がある。これら検討

2.2.1 アンモニア回収設備（定常状態シミュレーション）

課題において、対象となる流体

・対象設備（放散と分解の２工程）：アンモニア回収設備

件に問題ないことを確認済み）。なお、パイロッの物性推算や各単位操作の計

・目的：コスト優位性のあるプロセスフローの検討。

トプラントで検証した場合、危険ガス（塩素）の算に基づくプロセスの物質収・使用ツール「PRO/ⅡTM」＋「OLI Engine」（溶 液 中 の 分 子：

取扱いリスク、実設備へのスケールアップリスク

支・熱収支などを詳細に把握

およびイオンの平衡計算）する必要がある。そのための強・モデルの特徴 ：放散工程／「PRO/ⅡTM」固有の熱力学物性推力な手段として、コンピュータ

算式の活量係数式では廃水中のアンモニアのを使ってプロセスの様々な挙動

電離を考慮できないため、「OLI Engine」の電をシミュレートする「プロセスシ

解質熱力学物性推算式（MSE*4）を適用。

ミュレーション」がある。

分解工程／アンモニアを含んだガスの分解によ

プロセスシミュレーションは短期間かつ低コストでプロセス状態

部材（Uシール機構など））。

2.2 事例

石油化学や石油精製を始め、化学製品や廃水処理などの各種プ

3. おわりに素の必要量と時間を確認（実設備でもパージ条および多数のケーススタディの検討に要する多くの時間と費用が想定される。

【参考文献】
1）月島機械ホームページ
2）OLIトレーニング資料（シミュレーション・テクノロジー社主催 2017 年 11 月 OLI
Public Training Course No.3）【商標】
・「PRO/ⅡTM」はシュナイダーエレクトリックソフトウェア株式会社の登録商標です。
・「DYNSIM®」はシュナイダーエレクトリックソフトウェア株式会社の登録商標です。
・「OLI Stream AnalyzerTM」は OLI Streams, Inc. の登録商標です。

PRO/ⅡTMる熱エネルギーを正しく計算するため、放散工
程とは分けて熱力学物性推算式として状態方程式を適用。

2. 解析グループの・ケーススタディ：循環ガス流量の最少化およびアンモニア放散塔

プロセスシミュレーション技術の最適理論段数の検討。
・成果：各工程に適した熱力学物性推算式を選定したことで、廃水中のアンモニア濃度を低減して解析グループでは、PDCB*1 や BPA*2 などの化学製品製造設備

コスト競争力のあるプロセスに辿り着いた。

を始め、廃水処理設備や排煙脱硫設備などのプロセスシミュレー
ションを実施している。

2.2.2 PDCB 製造設備
（ダイナミックシミュレーション）

2.1 所有ツール

・対象設備：PDCB 製造設備

・目的：①排ガスブロワシステムの圧力制御性を確認。

3

図 2 に示す汎用性プロセスシミュレータ* を有している。
「OLI
Engine」
を除くいずれのシミュレータにおいても各ストリームの②反応緊急停止時の窒素によるパージ処理条

結果としてpH、温度、圧力、密度、流量、組成および粘度などの件の妥当性を確認。
図 3 定常状態プロセスシミュレーション例 11）

物性推算値が得られる。

Fig3 Example of steady state process simulation*1 パラジクロロベンゼン：防虫剤の原料やエンジニアリングプラスチックであるPPS（＝DYNSIM®

ポリフェニレンサルファイド）樹脂の原料*2 ビスフェノール A：エンジニアリングプラス
チックであるPC（＝ポリカーボネート）樹
脂の主原料*3 汎用性プロセスシミュレータ：純物質のデータ、混合物の物性値を計算する熱力
学物性推算式や多数の単位操作ユニットなどがあらかじめ組み込まれたプロセス
シミュレーションソフトウェア*4 OLI Engine：電解質データバンクと混合 溶 媒 系 電 解 質 熱 力 学モデ ル（MSE ：mixed solvent electrolyte）または 水
図 2 プロセスシミュレーション分類
Fig2 Category of process simulation

38 TSK 技報 2018 no.21

溶液系電解質熱力学モデル（Aqueous）
による電解質の平衡計算ソルバー

OLI Stream AnalyzerTM
図 4（NH4）2SO4 結晶状態計算例 2）

図 5 ダイナミックシミュレーション例

Fig4 Example of（NH4）2SO4 solid state survey

Fig5 Example of dynamic state process simulation

TSK 技報 2018 no.21 39

ティーブレイク

二次電池のはなし

1

歴史

3

月島機械との関係

月島機械には、「晶析」「固液分離」「乾燥」「混合」「粉体ハンドリング」
技術があります。実は、「正極活物
質」
は、これらの工程で生産されています。特に、正極活物質製造工程のうち、前駆体製造工程については、月島機械で全工程の計画、設計、機器供給が可能です。

二次電池と聞くと何をイメージされますか？
実は、使い切りの電池を一次電池、充電することで繰り返し使える電池を二次電池と言います。二次
電池の歴史は古く「ニッカド電池」
が発明されたのは、100 年以上前の 1899 年にスウェーデンのユン
グナーが発明されたのが最初と言われています。
日本では、1963 年から64 年にかけて、三洋電機、松下電器産業が量産化しました。その次に量産化されたのは、ニッケル水素電池。ご存じ、トヨタ自動車のプリウスに使われている電池です。
最近みなさんがよく耳にするリチウムイオン電池は、1991 年にソニーが世界で初めて量産化しました。この電池は、ニッケル水素電池よりもエネルギー密度が高いためコンパクトな電池になります。
若い方々は、信じられないかもしれませんが、ダンシングヒーロー（荻野目洋子）の曲に合わせて踊っている女芸人：平野ノラが、肩から大きな箱をぶら下げています。あれは、約 30 年前の携帯電話です。
箱の部分が電池で、ニッカド電池を採用していました。今のスマホの大きさと比べてみて下さい。あん
なに大きいのに、通話時間はわずか 40 分でした。当時は、携帯本体や通信料が高かったため、携帯電話は、それなりのお給料を貰っていた人しか持てませんでした。高級レストランに行くと、これ見よがしに、テーブルに携帯電話を置いて食事をしていた人を見たことがあります。

2

リチウムイオン
電池とはリチウムイオン電池の形は、角形（お弁当箱？）、パウチ型（レトルトカレー？）、円筒型（乾電池？）等
図2 リチウムイオン電池がありますが、内部の構造は、下図にあるように主要 4 部材で構成されています。
「正極活物質」
「負極
活物質」
「電解液」
「セパレーター」になります。電池は、これらの材料を加工し、組み立てることで作られます。
ニュースで聞かれたことがあるかと思いますが、PC からの出火！の原因は、材料の製造や加工組立時の異物の混入と言われています。生産に際し、細心の注意が必要です。

4

リチウムイオン
電池の需要

正極活物質前駆体製造フロー

リチウムイオン電池は上市当初は携帯電話やモバイルＰＣなど小型電気製品に使われていました
が、容量の大きい商業用補助電源や運輸分野へと活躍の場を広げつつあります（テレビで出川さんが電動バイクで旅をしていますが、あのバイクもリチウムイオン電池を積んでいます）。
今後、大きな需要拡大が見込まれるのが自動車向けです。ヨーロッパを中心に世界各国で地球温暖化対策の一環として化石燃料車からの脱却を推進する政策が掲げられています。今後、自家用車、商用車とも、ガソリン車やディーゼル車からプラグインハイブリッド車や電気自動車へ移行していくことが確実視されています。
これらの、いわゆる電動化自動車の需要拡大に応えるため、ヨーロッパ、米国、日中韓の東アジアを中心に、新たなリチウムイオン電池の製造プロジェクトが立ち上がりつつあります。

図1 リチウムイオン電池構造（主要4部材）

40 TSK 技報 2018 no.21

5

まとめ

二次電池は、電力をためることにより電力の余っている場所・時間から足りない場所・時間に電力を輸送する事を可能とするデバイスであり、電力の無駄をなくすことでエネルギー削減や地球温暖化抑制に貢献します。月島機械の技術によって製造された電池が広く自動車に搭載され、社員一人ひとりが環境問題への貢献を誇れるような日が来ることを目指して、技術を磨いていきたいと思います。

TSK 技報 2018 no.21 41

会社概要
名称

月島機械株式会社

資本金６６億４６8０万円（TSUKISHIMA KIKAI CO.,LTD.）

従業員数

630名（グループ2,523名）（平成30年3月末現在）

売上高

単体：391億円 連結：850億円（平成30年3月期）

代表取締役社長 山田 和彦
創業

ヨーロッパ

明治３８年８月

本社〒104-0053 東京都中央区晴海3-5-1
TEL.03-5560-6511 FAX.03-5560-6591

東京支社〒104-0053 東京都中央区晴海3-5-1
TEL.03-5560-6541〒541-0045 大阪市中央区瓦町3-6-5（銀泉備後町ビル）
TEL.06-6229-1331 FAX.06-6229-1415

札幌支店〒060-0807 札幌市北区北七条西4-1-2（KDX札幌ビル）
TEL.011-726-0510 FAX.011-726-0520

仙台支店〒980-0014 仙台市青葉区本町1-11-2（SK仙台ビル）TEL.022-227-9267 FAX.022-223-0316

横浜支店〒231-0015 横浜市中区尾上町4-47（リスト関内ビル）
TEL.045-651-7331 FAX.045-664-5086

名古屋支店〒045-0003 名古屋市中村区名駅南1-17-29（広小路ESビル）
TEL.052-581-2378 FAX.052-581-1624

広島支店〒730-0015 広島市中区橋本町10-10（広島インテス）
TEL.082-227-3093 FAX.082-223-8771

福岡支店〒810-0062 福岡市中央区荒戸2-1-5（大濠公園ビル）TEL.092-741-5736 FAX.092-761-4806

沖縄営業所〒901-2131 沖縄県浦添市牧港2-54-2（沖縄土木設計ビル）
TEL.098-874-5793 FAX.098-874-6262

関西グループ〒541-0048 大阪市中央区瓦町3-6-5（銀泉備後町ビル）
TEL.
（06）
6206-1210 FAX.
（06）
6220-2900

ハノイ

市川事業所 （市川工場） 〒272-0127 千葉県市川市塩浜1-12
TEL.047-397-6111 FAX.047-397-3354（研究所）

FAX.03-5560-6593

大阪支社（産業事業本部 営業部）

札幌

中国

事業所

台湾

ムンバイ
タイランド

〒272-0127 千葉県市川市塩浜1-12
TEL.047-359-1651 FAX.047-359-1661

マレーシア
シンガポール〈海外〉
TSKハノイ駐在員事務所
Tsukishima Kikai Co.,Ltd.Hanoi Representative Oﬃce
Unit 13-03A, Prime Centre, 53 Quang Trung Street,
Hai Ba Trung District, Hanoi, Viet Nam
TEL. +84-(0)24-3766-9965/9967/9968 FAX. +84-(0)24-3766-9969

ジャカルタ

仙台

TSKジャカルタ駐在員事務所
Tsukishima Kikai Co.,Ltd.Jakarta Representative Oﬃce
Setiabudi Atrium 2nd Floor, Unit 207 Jl. HR. Rasuna Said Kav. 62, Kuningan,
Jakarta 12920, Indonesia
TEL. +62-21-521-0491/0492 FAX. ＋62-21-521-0490
TSKヨーロッパ駐在員事務所
Tullastraβe 64 76131, Karlsruhe, Germany
TEL. +49-721-9-64-56-783 FAX. +49-721-9-64-56-10
TSKムンバイ駐在員事務所
Tsukishima Kikai Co.,Ltd.Mumbai Liaison Oﬃce
602 B, Excel Ark, Mercy Nagar, Ramdev Park Road, Mira Road (E),Thane - 401 107, Maharashtra, India
TEL. +91-9967645572

東京
名古屋
沖縄
広島

市川

横浜

大阪

福岡

関連会社
月島テクノメンテサービス（株）〒135-0031 東京都江東区佐賀1-3-7
月島機械永代ビル
TEL.03-5245-7150 FAX.03-5245-7155

サンエコサーマル（株）〒322-0017 栃木県鹿沼市下石川737-55
TEL.0289-72-0371 FAX.0289-72-0381

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月島マシンセールス（株）〒135-0031 東京都江東区佐賀1-3-7
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月島ビジネスサポート（株）〒104-0053 東京都中央区晴海3-5-1
（月島機械
（株）
内）
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三進工業株式会社〒210-0861 神奈川県川崎市川崎区小島町4番4号
TEL.
（044）
266-0272 FAX.
（044）
266-0271

寒川ウォーターサービス（株）〒253-0106 神奈川県高座郡寒川町宮山4058番6他（寒川浄水場内）
お問い合わせ先：
月島機械株式会社 水環境事業本部 PPP事業推進室
TEL.
（03）
5560-6540 FAX.
（03）
5560-6584

尾張ウォーター＆エナジー（株）42 TSK 技報 2018 no.21〒450-0003 愛知県名古屋市中村区名駅南1-17-29（月島機械株式会社名古屋支店内）
お問い合わせ先：
月島機械株式会社 水環境事業本部 PPP事業推進室
TEL.
（03）
5560-6540 FAX.
（03）
5560-6584〈海外関連会社〉
TSKエンジニアリングタイランド（株）
TSK ENGINEERING (THAILAND) CO., LTD. ≪TET≫
14th Floor, Room1404, United Center Building,323 Silom Road, Bangrak, Bangkok 10500, Thailand
TEL. +66-2-231-1726〜30 FAX. +66-2-231-1731
月島環保機械
（北京）有限公司
TSK ENGINEERING CHINA CO., LTD
Unit2205, Block A, ZhuBang 2000 Business Center No.100 Balizhuang Xili,
Chaoyang District, Beijing 100025, P.R.China
TEL. +86-10-8590-6595 FAX. +86-10-8590-6593
BOKELA Ingenieurgesellschaft für Mechanische Verfahrenstechnik mbH
Tullastraβe 64 76131, Karlsruhe, Germany
TEL. +49-721-9-64-56-0 FAX. +49-721-9-64-56-10
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TSUKISHIMA ENGINEERING MALAYSIA SDN. BHD. ≪TEM≫
月島エンジニアリングシンガポール（株）
TSUKISHIMA ENGINEERING SINGAPORE PTE. LTD. ≪TES≫SUITE16. 04-05, 16th Floor, Wisma MCA,
163 Jalan Ampang, 50450 Kuala Lumpur, Malaysia
TEL. +60-3-2162-8679 FAX. +60-3-2162-8377
TSKエンジニアリング台湾（株）
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6th Floor, No.24, Min Sheng, W.Road, Taipei, Taiwan R.O.C.
TEL. +886-2-2523-6975〜6 FAX. +886-2-2521-1429

編集後記

Editor's Note
TSK技報 NO.21 2018
発行日：2018年11月1日
問い合わせ先：giho@tsk-g.co.jp

横幕 宏幸
今回から編集委員長を拝命しました。
今回号は単位操作機械特集として、TSKの保有する技術を紹介させて頂きました。世の中のプロセスが進化しつづけるなかで、そのコアとなる単位操作技術の進化も止めるわけにはいきません。沢顧問より頂きました言葉を改めて紹介させていただきます。

発行：月島機械株式会社 技報編集委員会
総 責 任 者：福沢 義之
編 集 委 員 長：横幕 宏幸
副編集委員長：田中 一穂

村澤 崇

編 集 委 員：大塚 正弘

左淳

栗田 新平

谷口 智彦

上田 厚志

津崎 裕也

〜月島機械に望むこと〜

島田 純

高部 洋一

鈴木 健治

卓越した専門能力／研ぎすまされた感性／燃える情熱／飽くなき執念

荒井 健

越智 崇

高尾 ひろ子18111600A

TSK 技報 2018 no.21 43