脱水乾燥システムによる下水汚泥燃料化設備の導入について

栃木県 小山市 上下水道施設課
令和6年8月2日（金）

1

目次

１

小山市の概要２

小山市の下水道事業について

３

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設整備及び運営事業について

４

B-DASHの事例紹介について

小山市の概要
小山市は栃木県南部に位置し、東京からは北に約６０キロメートル、宇都宮市からは南に約３０キロメートルの距離にあります。首都圏からは東北新幹線で約４０分というアクセスの良さに加え、鉄道は南北にJR宇都宮線、東からのJR水戸線と西からのJR両毛線が小山駅で結節しています。
また、道路は国道４号線と国道５０号線が市内を南北、東西に貫いており、圏央道五霞ⅠCにも至近で接続できるなど、交通の要衝地となっています。また、市街地の周辺には農地や平地林の田園環境が広がっており、都市環境とバランスがとれた「田園環境都市」として発展しています。
□【人口】

166,876人（県内第２位）
男【面積】

84,761人

171.75

女 82,115人k㎡□【世帯数】 71,361

世帯（令和6年３月３１日 現在）□【新幹線】□【東北自動車道】□【JR宇都宮線】□【圏央道】

JR東京駅からJR小山駅まで約４３分
JR上野駅からJR小山駅まで約６７分（快速）

栃木I.Cより車で約３５分

五霞I.Cより車で約4５分

小山市の下水道事業
汚水事業の整備概要
・行政人口①汚水未普及対策

166,876人 (A)・供用開始区域内人口 107,987人 (B)・水洗化人口98,202人 (C)・普及率

64.7% (B/A)

・水洗化率

90.9%扶桑水処理センター(C/B)

・事業計画区域面積

2918.7㎡（D)・供用開始区域面積

2486.0㎡（E）

・整備率

扶桑処理区

処

汚水管整備（小山処理区）②老朽化対策中継ポンプ場整備(城南汚水中継ポンプ場施工状況【左】完成【右】③耐震強化対策

85.2％（E/D)

小山処理区

処理施設の更新

小山水処理センター

施設の耐震化(小山水処理センター管理棟【左：補強前、右：補強後】)

処④PFI事業

思川処理区

汚泥消化設備の整備
思川浄化センターへ(流域下水道)消化ガス発電施設の整備

汚泥の固形燃料化

小山市の下水道事業
雨水事業の整備状況②大行寺排水区浸水状況
平成27年関東・東北豪雨時の浸水被害状況【左】救助状況【中央】浸水状況【右】浸水状況（広域）・昭和５３年度 雨水幹線工事着手
雨水管総延長 ５８．９㎞

事業計画区域

H27関東東北豪
雨で被災①雨水幹線整備推進工事（推進機【左】推進管【右】）

大行寺地区

雨水ポンプ場と雨水調整池（整備中）

雨水ポンプ場 １．５ｍ3/s
雨水調整池 30,000㎥
概算事業費 約38億円
対象降雨 ８７mm/ｈ（既往最大）

未整備区域③樋門操作設備整備
遠隔操作設備の整備（開閉器の電動化【左】水位計の設置【中央】）排水樋門【右】

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設
整備事業及び運営事業
事業方式：ＰＦＩ－ＢＴＯ方式
事業類型：サービス購入型
契約金額：7,720,417,502円（消費税及び地方消費税を含む）
上記に金利変動及び物価変動等に伴う増減額を加算した額
受注者：小山エナジーサイクル（株）（代表企業）月島ＪＦＥアクアソリューション（株）（構成企業）（株）東光高岳、（株）ウォーターエージェンシー（構成員）東洋建設（株）（株）板橋組、（株）斉藤組、 月島ｼﾞｪｲﾃｸﾉﾒﾝﾃｻｰﾋﾞｽ（株）

契約期間：設計・建設期間

令和3(2021)年11月～令和6(2024)年3月

維持管理・運営期間

令和6(2024)年4月～令和26(2044)年3月

事業概要：小山水処理センターにおいて、下水汚泥の有効利用を目的とした施設を整備し、その後２０年間に渡って発生したバイオガスによる発電事業や汚泥を燃料化し石炭代替燃料として売却する事業を行う

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設整備事業及び運営事業
事業実施の背景

H29（2017）汚泥処理基本計画策定時発生した消化ガスの一部は、消化タンクの加温に利用するが、余る分は有効利用できていない
汚泥処理設備全体の老朽化が著しく、改築のためには多大な費用を要する

脱水汚泥は産業廃棄物として処分（セメント原料に利用）

消化タンクの容量不足により、汚泥処分費が年々増加

方針
・汚泥全量に対応可能な汚泥消化設備を整備し、汚泥処分費削減とガス発生量の最大化を目指す
・消化ガスで発電を行い、発電した電力は固定価格買取制度

財政支出の平準化並びに民間のノウハウ・創意工夫を最大限に活用し、更なる事業効果の引上げを期待し、既存の施設の維持管理を含む汚泥（ＦＩＴ）により売電し収入を得る処理施設全体を事業範囲としたＰＦＩ方式での・汚泥の有効利用により温室効果ガス排出量を削減する検討を始める

7

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設整備事業及び運営事業
事業方式について本事業は、下水処理の過程で発生する汚泥を濃縮・消化・脱水・乾燥を経て有効利用と安定処理の両立が目的であることから、運用主体が市側に残り、行政ニーズの変化へ柔軟な対応が可能である点やＶＦＭの最大化が期待できる点に適正があるＢＴＯ方式を選択した。
また、事業範囲が汚泥処理施設全体であり、独立採算型の事業形態は馴染まないことから、サービス購入型とした。
【サービス購入型】【Ｂ⇒Ｔ⇒Ｏ方式】
Build
（建てて）

Transfer（移転して）

Operate（管理・運営する）

地方公共団体サービス対価民間事業者

サービス提供利用者

民間事業者が施設等を建設し、施設等完成直後に地方公共団体に民間事業者が公共施設等を整備・運営し、地方公共団体は所有権を移転し、民間事業者が維持・管理及び運営を行う方式

そのサービスに対して民間事業者に対価を支払う形態

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設整備事業及び運営事業
事業実施スケジュール
Ｈ３０（2018）

Ｒ１（2019）

Ｒ２（2020）

Ｒ３（2021）

Ｒ４（2022）

Ｒ５（2023）

Ｒ６～２５(2024～2043)

ＰＦＩ導入詳細調査
ＰＦＩ基本設計
事業者選定手続き
設計・建設維持管理・運営
VFMの算定⇒PFIの優位性有り

事業範囲に固形燃料化
設備を追加
R2.3_実施方針の公表

R2.7_特定事業の選定
R2.8_入札・公告
R2.10_競争的対話
R3.1～_手続き中断

R3.4～_手続き再開
R3.7_落札者決定
R3.8_基本協定締結
R3.11_事業契約締結
設計業務着手R4. 4_建設工事着手
R4. 5_金融機関との直接協定締結

社会資本整備総合交付金による財政支援

R6.3_施設完成・引渡

R6.4_施設共用開始
R26.3_契約期間終了

FIIT売電収入等を充当

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設
整備事業及び運営事業
事業範囲と実施効果
事業範囲

ＦＩＴ売電
（売電の利益を市へ還元）

発電設備で発生する廃熱を消化タンクの加温に利用

・温室効果ガス排出量を年間６８７ｔ-ＣＯ２削減

・バイオマスリサイクル率を27％⇒83.5％へ向上

FIT売電還元額 1,286,073千円
固形燃料売却収入

2,037千円（汚泥処分費 3,129,610千円減）

事業者へ売却(市の収入＋汚泥処分費の削減）

小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設整備事業及び運営事業
事業範囲全景小山水処理センター汚泥処理・有効利用施設
整備事業及び運営事業
新たに導入された設備

機械濃縮機

鋼板製消化タンク

消化ガス発電設備

低動力型遠心脱水機

円環式気流乾燥機

燃料化物ホッパB-DASHの事例紹介
下水汚泥燃料化設備の導入

主要機器点数の低減

省スペース化

スマートオペレーション化

B-DASHの事例紹介
導入効果

脱水乾燥一体型のメリット
脱水機・一体型とすることで搬送・貯留系統の簡略化が図れ、同時に省スペース化により既設建屋内に配置が可能

幅広い汚泥有効利用への対応
乾燥汚泥の含水率は熱風温度の調整により、10～50％程度に調整でき、燃料や肥料など幅広い用途へ対応できます。

駆動部等の無い乾燥機
乾燥機には駆動部品等の損耗部品が無いことから、維持管理費の低減が図れます。

おわりに小山には・・・

自然

伝統工芸・グルメ

歴史イベント

是非一度お越し下さいご清聴ありがとうございました。