＜巻頭言＞

こころ豊かな社会と環境価値の創造

東北大学大学院環境科学研究科
廃棄物資源循環学会 会長

吉

教授

岡

敏

明

Toshiaki Yoshioka

地球規模での温暖化・エネルギ問題，自然環境の劣化や資源の供給リスクといった課題が我々の生活の脅威となっています。持続可能な社会の実現に向けては，低酸素社会，自然共生社会や循環型社会の実現が不可欠であることは，もはや多くの人の共通認識となっていることは言うまでもありません。国内的にも国際的にもこれまで多くの取組みが進められてきましたが，問題解決には未だに大きな壁があると言えましょう。環境に対する価値観や何を社会課題と捉えるかという認識が，人や国，生活環境によって異なっているため，持続可能な地球環境と従来の価値観に基づく“豊かな”人間社
会の理想像が分断されていることも大きな要因となっています。例えば地球温暖化問題は，問題の大きさに比べて，対策の在り方や解決の思考が近視眼的になり，経済的・社会的な利害関係の側面からの対策に終始する小ぶりな思考に陥っているのではないでしょうか。持続可能な地球環境と心豊かな
人間社会という理想を統一的に結像させるには，暮らし方や社会の在り方に関する価値観の大変革が必要となります。また，地域で醸成されてきた固有な文化をも強力かつ有効な指標として捉え直し，
地球環境と共生できる心豊かな人間生活の基盤となる「新しい環境価値観」創造を中心的な目標として持続可能な社会への確かな道筋が必要となります。そのためには，新たな価値観の創造が必要です。
蓄積された高度な研究や技術成果を社会に役立てるため，提供者や享受者の「知る価値」としてのインターフェース機能を社会に成熟させねばなりません。現状では社会・経済活動の外側にある自然資本が，資源の再生可能性資本として価値評価に組込む仕組みを構築し，かつ人々の認識を変革する必要もあるでしょう。エネルギにおいても，量的価値，質的価値や時間応答性というこれまでの価値基準に社会受容性という人々の受入れ方に関わる基地基準を加えたエネルギ価値を創生することも必要になってきます。
我々は，研究や技術の成果を社会実装する過程で浮かび上がって来る諸問題を現実的側面と科学に求められる社会的使命の両面から捉え直し，新たな環境価値を求め，それを社会実践として少しでも早く具現化する時期に来てしまったといえましょう。
Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報

1

新たに提供できる環境関連技術の紹介
Newly added Environmental Technologies and Products

成澤道則＊
Michinori Narisawa

現在廃棄物焼却炉は，焼却工程で排出される焼却灰中に熱灼減量として残存する未燃分を除いて，廃棄物の持つ化学的なエネルギを約99 ％の燃焼効率で熱エネルギへ変換できる高効率な燃焼装置となっている。国内では様々な廃棄物が排出されているが，一般廃棄物の場合，１年間で焼却処理される量は，熱量換算で天然ガス生産量の約2.6倍に相当する。天然ガスは国内消費量の97.6％が輸入され，廃棄物は100 ％国内で確保されている自給エネルギ資源であるが，“廃棄物燃料”という言葉は使われない。廃棄物は化石燃料と比較すると燃焼ガス中に腐食性ガスが混合しているなど同様に扱うことはできない厄介な燃料であり，燃料利用対象として軽視されるのはやむを得ない。しかし，地球温暖化対策としての CO2 削減や低水準で推移するエネルギ自給率向上のためには，この扱いにくい燃料である廃棄物の高効率利用はますます重要になってくる。当社は流動層技術を基盤として，ガス化溶融技術とガス化燃焼技術を確立し，廃棄物のみならず木質バイオマスを燃料とした発電所へその技術を適用し，高効率発電普及への貢献も社会的使命と位置付けている。
当社は2019年１月１日より，株式会社 IHI のグループ会社で廃棄物処理関連の事業領域を担当してきた株式会社 IHI 環境エンジニアリング（IKE）と事業統合した。IKE の保有技術を引継ぎ，技術を融合させることで，両社が得意とする技術分野をさらに充実させ，両社が補完し合うことで競争力を強化する体制を構築した。本稿では新たに当社の製品メニューとなった IKE の技術について紹介する。
Presently, excluding combustible matter in ash that remains after the incineration process, the chemicalenergy of waste can be converted into thermal energy with combustion efﬁciency of 99 ％ in highly efﬁcientwaste incinerators. There are many types of waste produced in Japan but, for general waste, the amount ofheat generated in one year by incineration is approximately equivalent to 2.6 times the amount of natural gas
produced in Japan. 97.6 ％ of natural gas consumed in Japan is imported. Although domestic waste is a selfsupplied energy resource, the word“waste fuel”is not used. When comparing waste with fossil fuels, gas
produced through waste incineration contains corrosive elements so it cannot be used the same way, which
has caused the opinion of waste produced gas as energy to be low. As a countermeasure for global warming,in order to achieve reduction in CO2 concentration within the atmosphere and the improvement of thecurrently low rate of self-sufﬁciency energy, waste will become a further important energy source. We areapplying the gasiﬁed ash melting furnace and the gasiﬁed combustion furnace with ﬂuidized bed combustion
to waste and the biomass-ﬁred power boilers to contribute to the dissemination of highly efﬁcient energy as,
one of our important missions. As of January 1st, 2019, IHI Environment Co., Ltd.（IKE）, which had
supplied products related to waste disposal in IHI, has merged with us. By inheriting the technologies of IKE
and merging them with ours, we can improve our technological specialties and complement each other toimprove competitiveness. This paper describes our new environmental products and technologies of IKE.
神鋼環境ソリューション技報

2＊

環境プラント技術本部

装置技術部

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Key Words：
回転ストーカ式焼却炉

Rotary stoker type incinerator

ドラム缶破砕混合輸送装置

Drum Shredding-Mixing-Pumping system

小規模分散型熱利用装置

Water heater for distributed small scale

粉体燃料供給装置

Pulverized fuel injection system

配

Plant derived scale solvent

管

洗

浄

剤

まえがき

費量の2.4 ％に相当する。天然ガスの低位発熱量を機械の省エネや高効率化が世の中に浸透し，低炭

38.3 MJ/m3８）とすると107 PJ/年となり，一般廃棄物

素燃料への代替など根本から CO2 削減を狙った低は天然ガス生産量の約2.6倍の熱量を有しているこ

炭素化も進められているが，国連環境開発会議（地とになる。発電利用を考えた場合，廃棄物燃焼は燃

球サミット）が開催されてから四半世紀が経過した

焼ガス中に腐食性ガスを含むため発電効率が低いと

2015年には世界の大気の平均 CO2 濃度はいよいよ言う欠点はあるが，国内に存在するエネルギ資源と

１）400 ppm を超え ，増加のスピードは減速するどこ

しての十分なポテンシャルはある。

ろか若干速まっているように見える。一方，太陽かSDGs について機械学会としてもっとも取組むべ

ら受ける地球のエネルギ収支として，地表や大気にきテーマについてアンケートを行っている９）。集計

残るエネルギは，入射エネルギの内わずか0.17 ％とによればもっとも関心が高かったのは「NO.9産業

２）の結果 もあり CO2 濃度増加と温暖化への影響につと技術革新の基盤を作ろう」で33 ％，続いて「NO.7

いては，議論の余地がある。しかしこのような大気

エネルギをみんなにそしてクリーンに」で17 ％と中 CO2 濃度の変化は，温暖化など大気環境への影なっている。廃棄物処理場は，自国で発生する廃棄

響に止まらず，海洋酸性化や長い年月を掛けた地球

物を適正に処理することによって生活環境を清潔に

規模の循環により海洋環境への影響も懸念されてい維持するだけでなく，産業活動の最終工程を担い産３）る 。CO2 対策は，排出量削減だけではなく，積極業の基盤を支える役割を果たしている。また焼却処

的に回収，利用するなど濃度削減を進めるべき岐路

理工程で発生する熱エネルギを適正に活用することに立っている。

で電気や熱を周囲へ面的に供給する役割も担っていこうした社会的な背景から，SDGs への取組みやる。正に関心が高い SDGs への具体的な取組みと言ESG 投資への動向が注目され，国内では石炭火力える。このような廃棄物処理場に対する処理拠点との新設計画停止や化石燃料からバイオマス燃料へのエネルギ供給拠点の役割に加え，最近では多発する

転換も CO2 削減策として選択されるケースも見ら

豪雨などの災害対策の観点から，防災拠点としてのれる４）。大規模なバイオマス燃料利用の発電所では，役割も期待されている。今後は直面しているエネル

燃料を国内で全て確保できず海外から輸入しているギ問題や環境問題への対応として，廃棄物処理施設

場合もあり，国内に存在するバイオマス燃料を十分に対する期待や役割は高まるものと考えられる。廃５）

活用して，低水準のエネルギ自給率 を向上させる

棄物から利用可能なエネルギへの変換効率の向上やLCC の低減に関わる技術開発，さらに少子高齢化

ことも依然として課題となっている。
廃棄物は価値が無いものとして生活環境保全の目への対応からさらなる省力化の技術開発も進めて行的で焼却などの方法で処理されるが，燃やせば熱をかねばならない。こうした中2019年１月１日より当発生し決して良質な燃料ではないものの，使い方に社は株式会社 IHI 環境エンジニアリング（IKE）と

よっては国内で確保できる貴重なエネルギ資源であ事業統合し，IKE の保有する技術は当社で受継がれる。平成28年度実績で，一年間に国内で排出されるることになった。これまで当社が得意として来た流

一般廃棄物の量は4 100万 t である。その内80 ％に動層炉関連の技術と IKE が保有するストーカ技術，

相当する3 294万 t が直接焼却処理されている６）。廃

また両社が培ってきた施設の維持管理などサービス

棄物の低位発熱量を8.5 MJ/kg に見積もると，焼却事業を有機的に融合することで，高度化する廃棄物工程で発生する熱量は約280 PJ/年となる。参考とし処理技術と施設の長期的な安定操業維持へ対応すて国内で生産される天然ガス量は28億 m
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3７）

で，消

る。本稿では IKE の保有する廃棄物関連の技術と，神鋼環境ソリューション技報3

オープンイノベーションにより専門技術を有する他

円筒炉壁の下部には，中心軸方向と円周方向にそ社と協力して開発を進め実用化ステージにある周辺

れぞれ複数に分割された風箱が配置されている。風

技術についても紹介する。

箱に供給された燃焼空気は，炉壁を構成する板に開

1.

1. 1

新たな製品メニュー

けられた無数の空気孔から炉内へ導入され，回転す回転ストーカ式焼却炉

る炉壁が火格子の役割をすることから回転ストーカ

IKE は当社と同様に流動層炉専業メーカと言われ式と呼ばれている。図２は国内最大級（φ3.6 m）て久しいが10），1977年の初号機以降，独自の回転スの回転ストーカ式焼却炉が現地へ搬入された状況でトーカ式焼却炉も手掛けている。その堅牢な構造をある。

特長として，一般廃棄物だけでなく産業廃棄物の焼図３に回転ストーカ式焼却炉を一次燃焼装置に採却処理分野や海外でもその技術は活かされている。

用した場合の排熱ボイラ付き焼却炉を示す。廃棄物

回転ストーカ式焼却炉は，円筒を横置きにした構造

はプッシャ式の給じん装置によって炉内へ供給さで，鋼製の水管とフィン状の板を交互に溶接によりれ，上流から下流に向かってなだらかな斜面となる

接合して円筒炉壁を構成する。主燃焼領域の炉壁に廃棄物層を形成する。炉内へ供給された廃棄物は，耐火物を使用しないことが特長である。炉壁を構成

１時間に１回転程のゆっくりとした炉壁の回転によする水管には，図１に示すように高温（約250 ℃）って下流へ送られ，給じん装置側となる上流側からのボイラ水を循環させる。回転ストーカ式焼却炉は乾燥，熱分解，一次燃焼が順次進行するマス燃焼が単独で強制循環ボイラとして機能し，燃焼熱量の10～20 ％を収熱し蒸気を発生することができる。ボ
イラ水循環構造により炉壁は一定の温度に保たれ，低温腐食（約150 ℃以下）と高温腐食環境（約350℃以上）から保護される。これが廃棄物焼却工程の厳しい腐食環境下でメンテフリーの鋼製炉壁を実現する原理である。炉壁をボイラ水管で構成する利点
は，腐食対応だけではなく幅広い廃棄物の性状に適応することにも役立っている。廃プラの混合割合が多いなど発熱量が高い廃棄物を焼却する場合は，火炎からの輻射伝熱が高い一次燃焼領域において炉壁が収熱することで，水噴霧冷却などの手段を用いることなく燃焼温度の平準化が行われる。逆にピット底のように発熱量が低い廃棄物を処理する場合に

図２

は，火格子である炉壁の過加熱を心配することなく

回転ストーカ式焼却炉搬入状況

高温の予熱空気を導入して，積極的に乾燥を行うことができる。
蒸気ドラム

蒸気ドラム

回転
ストー
カ式

給じん装置

二次空気
ボイラ

焼却
炉

水ドラム

ロータリージョイント

エコノマイザ回転ストーカ式焼却炉
一次空気

炉壁火格子の構造

水管 フィン（空気ノズル）

図１

4

後燃焼ストーカ

湿り蒸気ロータリージョイント

ボイラ水循環ポンプ

回転ストーカ式焼却炉のボイラ循環水系統（２胴式の例）

神鋼環境ソリューション技報

ボイラ飽和水図３

回転ストーカ式焼却炉
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50

50

25

25
前壁

前壁

0
［ppm］

0
［ppm］

（a）通常運転

図４（b）二次空気へ排ガス導入

排ガス再循環による NO 濃度への影響
図５行われる。高温の一次燃焼領域を円筒炉の最下流側

遠隔監視室の様子に形成することで，上流の乾燥，熱分解領域から排出される水分，熱分解ガス，さらに余剰の空気は一次燃焼領域を通過する過程で速やかに混合燃焼するため，余剰空気の少ない低空気比燃焼が行われる。

インターロッキング
チャンバー

廃棄物燃焼の場合，もっとも排気ガス滞留時間の長い燃焼領域となる二次燃焼室の雰囲気温度は900 ℃

窒素発生装置程度である。そのため NOx 排出量におよぼすサー

破砕機

マル NOx の寄与は小さく，ほとんど廃棄物中窒素
起源のフューエル NOx である。一次燃焼領域での低空気比燃焼は，排ガス量の低減によるボイラ効率

ドラム缶用リフト

コンテナリフトの向上以外にも，燃料中窒素分の酸化を抑制し，低NOx 化へ効果的に作用する。図４は通常運転（空ミキサー

気比1.5）と二次空気供給位置へ排ガスを導入した
場合（空気比1.3）の NO 濃度の燃焼解析結果であポンプる。いずれの条件でも回転ストーカ炉内での NO 生
成は低く，低 NOx 燃焼が行われている。二次空気

図６

焼却炉へ

ドラム缶破砕システム

供給位置で生成される NO についても排ガス循環に
より低 NOx 化が図られ，二次燃焼室内の NO 濃度能を有し，様々な運転データから通常時と異なる状は低減していることがわかる。

況を見出し故障予防することは，計画的な操業の支回転ストーカ式焼却炉の燃焼機構は，回転による援に有効である。今後はさらにデータを蓄積し予測廃棄物の送りと，廃棄物層への適切な燃焼空気の導機能を充実させていく。

入で制御される。きわめて単純な燃焼機構を採用し1. 2ていることから，運転が容易なことも特長であるが，
11）ドラム缶破砕システム

産業廃棄物処理場においては，排出形態として比早くから高度化された燃焼制御を取入れており ，

較的ドラム缶が多く，ドラム缶廃棄物の処理工程に安定した廃棄物発電の実現や省力化が図られている。

おける安全性の確保と省力化が課題であった。ドラ

近年急速に普及が進む IoT 技術を活用したプラン

ム缶廃棄物は性状が多岐に渡るだけでなく，時にはトの遠隔監視・運転支援システムの運用も開始して上面が蓋になっているオープンドラム缶で天地を反12）いる 。本システムは，各施設で運用されている中転しても内容物が排出されず手間がかかるなど，可央制御システムをモニタ監視できる機能を，図５に燃性で取扱いに注意が必要な場合がある。このよう示すように遠隔地である監視拠点（例えば，本社）

なドラム缶廃棄物を焼却炉へ供給する前に，安全にに設ける。現場と監視拠点間で，運転データ，画像

破砕混合し焼却炉へ供給する前処理装置が，ドラムを共有することで，遠隔地でも運転状態を速やかに缶破砕システムである。

把握でき強力に運転支援することが可能となった。

本装置は図６に示すように，破砕機，ミキサーお本システムの特長としてプラント診断・故障予測機

よびピストンポンプの主要機器から構成されていVol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報5

る。本装置では器内に窒素を供給することにより，も課題となり，現状では少量利用が現実的である。

酸素濃度の低い可燃限界以下の雰囲気で，内容物入

温浴施設やハウス加温など身近な熱需要側から見るりのドラム缶を処理することを特長としている。低と，熱出力の小さい化石燃料を利用した小型燃焼装

酸素雰囲気の器内と大気は，破砕機入口に設けられ置が多く利用されている。このような農業廃棄物系

た二重ゲート式のインターロッキングチャンバーでバイオマス資源の排出側と熱需要側を満足させる装仕切られている。破砕機にはこのほか，一斗缶やペ置として，バイオマス資源を粉体燃料化しバーナ燃ール缶，建設廃棄物などのバラ物も供給できるよう焼可能な小規模分散型の熱利用装置（KoCona-Series）に別系統でインターロッキングチャンバーが装備さをラサ工業株式会社と開発した。図８は，農業ハウれている。大気環境で待機中のドラム缶は，ローラスへ設置した小型熱利用装置の実証試験時の様子でコンベヤによりインターロッキングチャンバー内へある。

送られ，チャンバー内へ窒素を供給することで，破もみ殻などのバイオマス燃料は，小型の粉砕機で砕機内と同様の低酸素雰囲気が形成されると，破砕

粉砕し粉体燃料とする。粉体化することで比重は３機へ移動する。破砕機へ導入されたドラム缶は，低倍となり輸送・貯蔵性が改善し，燃焼性も飛躍的に酸素雰囲気で内容物入りのまま細かく破砕処理され向上する。もみ殻は揮発分が多く，粉体化されるこる。様々な性状からなる破砕物は後段のミキサーでとで炉床が不要なバーナ燃焼を実現し，従来の小型混合され，ピストンポンプによって配管を通過して燃焼装置において液体燃料からバイオマス燃料への炉内へ供給される。ミキサー内での性状を均一に保つことが，後段のピストンポンプによる輸送工程の安定性に影響する。試運転当初は，破砕されたドラ
ム缶片と内容物が分離する輸送不適現象を招くこともあったが，現在は安定輸送が可能となっている。
ミキサー内の混合物の輸送性の指標として，ミキサー攪拌機の動力とミキサー重量から算出されるミキサー係数を独自に導入し，長距離輸送と安定操業を実現させている。長距離輸送が可能になったことで，既設の焼却設備において，利用可能な空間へ併設することができる。このような装置の特長が評価され，現在は国内の３施設で稼働を続けている。この内２施設は既設の焼却設備へ後付けで併設されている。図７は本システムの全景であり，写真手前はドラム缶が待機しているローラコンベヤである。
1. 3

小規模分散型熱利用装置

平成22年12月にバイオマス活用の推進を図るため
政府によって策定された「バイオマス活用推進基本

図７計画」は，５年後の平成28年９月に見直しされていドラム缶破砕システム全景る13）。廃棄物系バイオマスの中で農作物非食用部であるもみ殻や稲わらは，年間の発生量は林地残材よりも多いが，５年間の内ですき込みを除いた利用率
が30 ％から32 ％とほとんど進んでいないことが明らかになっている。これらの農業廃棄物系バイオマ
スは，身近に存在する物であり，燃料として有効活用できれば化石燃料使用量の削減と地産地消によるエネルギ自給に繋がる。しかしもみ殻を例にしてバイオマス排出側の状況を見ると，これらは広大な土地から広く分散して発生している。もみ殻は比重も軽いため大量使用に当たっては輸送システムの整備
6

図８

小規模分散型熱利用装置（KoCona-HOT）

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制御装置

粉体補給
重量値

演算装置
和算箱

R1=Rt×α1
R 2=Rt×α 2

計量ホッパ

R 3=Rt×α3
R4=Rt×α 4
温度：T1〜T４

FD-1

FD-2 M FD-3

FD-4

M

M

M

M

M

NO.4 系統

ルーツブロワ

図９NO.1 系統
NO.2 系統
NO.3 系統

粉体燃料供給装置転換が可能となった。小型の燃焼装置へ利用されて

図1₀

1. 4

粉体廃プラ燃料（プラコール）

粉体燃料供給システム

いる液体や気体の化石燃料とバイオマス燃料との大多量の熱を消費する各種製造装置では，燃料費削きな違いは，燃焼後に灰が排出されることである。

減のため固体燃料である石炭やコークスを微粉化しもみ殻はバイオマス資源の中でも灰分割合が高く，て利用される場合がある。大型の燃焼装置では，複20 ％にもなる。もみ殻燃焼灰の主成分は，SiO2 で数の系統から燃料が供給される。時々刻々と変化すある。もみ殻灰中 SiO2 は，燃焼環境下で長時間高る炉内状況に応じて，燃焼炉として必要な総熱量を温に保たれると呼吸器への障害が懸念されているク保ちながら系統毎に燃料供給量を制御する必要があ

リストバライトへ結晶化されることが明らかになっる。固体燃料の場合は，制御弁などの摩耗により，ている。もみ殻を燃焼利用する場合には，燃焼灰の液体や気体燃料のように系統毎に個別の流量制御を

非結晶化対策も課題となるが，本装置では，粉体化することは難しい。本システムでは一つのホッパに燃料を燃焼させることでこの課題を解決している。

複数台の定量供給機を取付け，ホッパ重量の変化量

本装置では煙管式温水発生装置の入口でバーナ燃焼から供給量を算出し，燃焼炉として必要な燃料供給を行い，バーナから噴出する燃焼ガスは燃焼灰を含の総量は供給機の回転数（Rt）を操作することで制んだ状態で煙管内にて急速冷却される。バーナによ御する。各供給機の操作入力値には，炉内温度など

る急速燃焼とボイラでの急速冷却により，高温保持の運転指標を基に炉況に応じた重み付け係数（αi）

時間を短くすることで SiO2 の結晶化が回避される。

を Rt に乗じることで，系統毎に供給量を変化させ

非結晶質の燃焼灰は，融雪剤として利用できるだけることが可能となる。本制御機構を組込んだ粉体燃

でなく，多孔質性を活かして土壌への混合など農業料供給システムのフローを図９に示す。本システム

資材としても利用可能である。この熱利用装置は，は，大型の焼成炉で粉体オイルコークスの供給装置

農業ハウスでの実証試験を経て現在販売を開始し，として利用されている。

東北地方の温浴施設への導入を予定している。

粉体燃料関連では，固体燃料（RPF）を製造する

新たな農業廃棄物系バイオマス資源への適用拡大

株式会社関商店とともに，廃プラ原料から高品位のとして，アグリル株式会社も加わり，採卵鶏糞の燃

粉体廃プラ燃料（プラコール®）の製造と熱利用技料化も進めている。採卵鶏糞は粉体化しても，もみ術開発に取組んでいる。図1₀に示すプラコールは殻と燃料性状が異なり固定炭素が多く，同様なバー

粒径1.5 mm 以下，低位発熱量38 MJ/kg の粉体燃料

ナでは燃焼することはできない。現在流動層付きのである。焼却炉の二次燃焼室において空間燃焼が可

新型バーナの開発を行い，採卵鶏糞の燃料化も可能

能で，廃液を燃焼させる際の A 重油等の代替となとなっている。今後は本技術による小規模発電や空ることが確認されている。国内で生産される高品位

調利用など熱の多目的利用への要望に応えたいと考の廃棄物燃料として，燃料多消費産業での燃料コスえている。

ト削減に貢献してまいりたい。

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神鋼環境ソリューション技報

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理能力別でそれぞれ５％と４％である。IKE との統合後は件数別で８％，処理能力別で７％となり，文献記載23社の内７番目の位置から新たにスタートすることになるが，さらに社会から必要とされる企業へと成長することで統合効果を証明してまいりたい。本稿での技術紹介が読者の皆様の興味を掻き立（a）洗浄前図11（b）洗浄後て当社への期待となり，ともにイノベーションを創出し新たに社会貢献できる技術や製品を提供し続け

配管洗浄剤の効果

るパートナーとして相応しいと評価頂けるように果敢にチャレンジしていく所存である。これまで同

1. 5

配管洗浄液

様，新生，株式会社神鋼環境ソリューションへご愛

各種工場や製造プラントの機器冷却水は，薬剤によって水質管理されているが，経年的にスケールや錆が冷却水配管内に付着成長することがある。配管
付着物は，希釈塩酸水などの薬剤で除去されるが，古い設備では除去作業中に薬剤が漏洩する恐れもあり，周辺の立入制限や機械を停止させるなど対策が必要となる。
当社で扱っている配管洗浄・溶解剤（Batten）はpH1.6程度の強い酸性を示すが，植物由来の成分で構成された安全な液である。塩酸のような強い反応
で短時間にスケールを根こそぎ除去する訳ではな
く，穏やかにスケールを溶解除去するため塩酸除去よりも作業時間は掛るが，スケール除去作業中に万が一漏洩しても周囲が汚染されることがなく，安全に作業を進めることができる。当社では，熱負荷の高い冷却装置などの冷却水流路洗浄に活用している。図11の配管洗浄例から，スケールが除去されていることが確認できる。

む すび

現在，廃棄物の焼却処理は，安定操業を実現し我々の生活や産業活動を底辺から支えており，その意味で成熟した技術と言える。成熟技術の中でも，近く到来する少子高齢化による労働力不足への対応
として省力化の技術開発はもちろんのこと，廃棄物を処理しながら全て資源として有効活用する究極の廃棄物処理技術も夢から現実へ近づけたいと考えている。1990年～2005年に稼働開始した焼却炉の調査によれば14），当社の占める国内シェアは件数別と処8

顧を賜れば幸いである。
［参考文献］
１）気象庁 : 地球全体の二酸化炭素の経年変化，https://ds.data.jma.go.jp/ghg/kanshi/ghgp/co2_trend.html
２）NASA：The New 2016 Revision 7 Earth’S Energy
Budget Lithograph.
３）木元克典：海洋酸性化と生物影響，日本機械学会誌，
Vol.121, No.1199, 2018, p.18.
４）THE SANKEI NEWS: 石炭火力の撤退加速 強まる「訴訟リスク」https://www.sankei.com/west/news/181013/
wst1810130006-n2.html.
５）資源エネルギー庁 : 国内エネルギー動向，エネルギ
ー白書2018，p.136．
６）環境省：一般廃棄物の排出及び処理状況等（平成28年度）について．
７）資源エネルギー庁 : 国内エネルギー動向，エネルギ
ー白書2018，p.152．
８）環境省：平成12年９月環境庁温室効果ガス排出量算
定方法検討会資料・燃料報告書．
９）日 本 機 械 学 会：JSME Graphics, 日 本 機 械 学 会 誌，
Vol.121, No.1199, 2018, p.9.
10）環境施設：大手ストーカ炉メーカ流動床炉に進出，
NO.57, 1994, p.20．
11）石森敬三，木通秀樹，斎藤俊明，成澤道則：石川島
播磨技報，回転ストーカ炉のインテリジェント制御，NO.40-6, 2000, p.315.
12）富浜宗三，坪谷徹史，小寺宏和，奥野輝幸，小林淳，
中森慎太郎：プラント運転監視・運転支援システムの運用と活用事例，第38回全国都市清掃研究・事例発表
会講演論文集，p.67．
13）農林水産省：バイオマス活用推進基本計画，平成28
年９月．
14）環境施設：焼却炉，７万トンの老朽化対策を追え
更新・新設，基幹改良工事・延命化工事で４万トン超，
NO.153, 2018.9, p.34.

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甲府・峡東クリーンセンター
流動床式ガス化溶融炉の安定稼働実績
Stable operation record for Gasification and Melting furnace in Kofu-Kyoto
Waste to Energy Plant

山下康貴＊
Koki Yamashita

島 孝一＊＊
Koichi Shima

平井恭兵＊＊＊
Kyohei Hirai

梅村禄朗＊＊＊＊
Rokuro Umemura

甲府・峡東クリーンセンターは平成29年３月に竣工し，運営開始以降安定した稼働を継続している。発電効率は国内最高水準である22.8 ％を達成し，2018年５月から11月の期間において163日の長期連続運転を達成した。
Kofu-Kyoto Waste to Energy Plant was completed in March 2017 and it has continued stable operation. The
power energy conversion efﬁciency has achieved the highest standard in Japan at 22.8 ％. From May to November of 2018, the facility achieved 163 days of stable continuous operation.

Key Words：
みMunicipal solid waste（MSW）

ガ ス 化 溶 融 炉

Gasiﬁcation and melting furnace

高High efﬁciency power generation

都

ご

市
効

率

発

電

ごみ処理発電施設

Waste to Energy（WtE）plant

安 定 連 続 運 転Stable continuous operation【セールスポイント】
・都市ごみを処理するガス化溶融施設において，溶融炉のボイラ構造などの最新設備を導入する
ことで，国内最高水準である発電効率22.8 ％を達成した。
また，163日の安定した長期連続運転を達成した。

まえがき

高効率ごみ発電施設整備マニュアル（平成21年３

甲府・峡東クリーンセンターは，甲府・峡東地域

月）に記載された発電高効率化の種々の施策を取入

ごみ処理施設事務組合の構成４市（甲府市，笛吹れ，国内最高水準の発電効率を達成した。平成29年

市，山梨市，甲州市）から発生するごみの処理を担

４月の運営開始後速やかに全系列とも90日以上連続う施設として平成29年３月に竣工した。本施設は，運転を達成し，順調に稼働している １）。加えて，エネルギー棟（流動床式ガス化溶融炉，123 t/d ×

2018年５月末から11月初旬まで163日の長期連続運３炉）およびリサイクル棟（破砕36 t/d，選別31 t/d，転を実施した２）。本報ではその安定稼働状況につい保管22 t/d）で構成されている。エネルギー棟は，て報告する。

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）＊

神鋼環境ソリューション技報

環境プラント技術本部 海外プロジェクト部 ＊＊環境プラント技術本部 装置技術部 第二技術室
環境プラント技術本部 プラントサービスセンター O&M 統括部 神戸サービスセンター ＊＊＊＊神鋼環境メンテナンス（株）運転管理センター 甲府・峽東

＊＊＊9

1. 甲府・峡東クリーンセンターの施設概要
1. 1

エネルギー棟

施設概要を表１に，エネルギー棟の処理フローを
図１に示す。本施設は，流動床式ガス化溶融炉を採率的な利用に加え，「高温高圧ボイラ」，「二段式抽気復水タービン」によるシステム効率の向上を組合わせた国内最高水準の高効率発電施設（発電効率：
22.8 ％，３炉基準ごみ時において）である。

用しており，ガス化炉で発生した熱分解ガスを溶融

さらに，流動床式ガス化溶融炉の持つ助燃料を使炉で高温燃焼させるとともに，飛灰を溶融してスラ用せず多種多様なごみを処理可能という特長を生かグとして回収している。

して，し尿汚泥や隣接するリサイクル棟から発生す

また，「ボイラ構造の溶融炉」，「低温エコノマイ

るリサイクル残渣の処置も行っているとともに，将ザ」を採用することによる熱回収量の最大化，「高来的には，掘起こしごみも処理する計画である。

効率乾式排ガス処理」，「低温触媒」による蒸気の効

1. 2

リサイクル棟

リサイクル棟の処理フローを図２に示す。リサイ
表１

クル棟は，破砕（36 t/d），選別（31 t/d），保管（22

施設概要

施 設 名 称

甲府・峡東クリーンセンター

処 理 能 力369 t/d（123 t/d ×３炉）

処 理 方 式

流動床式ガス化溶融炉

受入供給設備ピット & クレーン方式t/d）の三設備で構成され，破砕設備：２ライン，
２品目（不燃ごみ，不燃粗大ごみ），選別設備：５
ライン，８品目（缶，びん，ペットボトル，ミック
スペーパー，プラスチック製容器包装，白色トレ
イ，紙製容器包装，有害再生物），保管設備：７品

廃熱ボイラ方式
燃 焼 ガ ス
（蒸気条件：４MPa，400 ℃，最大蒸発量：
冷 却 設 備16.7 t/h）
排ガス処理
設
備

ろ過式集じん器＋触媒脱硝方式

余熱利用設備抽気復水タービン

定格：7 700 kW

図１
10目（新聞，雑誌，布類等）と，多様な対象物の処理，保管を行っている。選別設備のうち，ペットボ
トルと白色トレイ，紙製容器包装とミックスペーパ
ーは処理ラインを兼用しており，運転時間を変えて処理を行っている。

施設処理フロー（エネルギー棟）

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

施設処理フロー（リサイクル棟）
図２
Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報

11

2.

2. 1

稼働実績

溶融炉の長期安定運転のための一つの指標として

ごみ質

溶融炉内の差圧の安定性があり，その実績データを運営開始後の2017年４月～2018年10月までのごみ

図４に示す。溶融炉の燃焼・温度制御および塩基度

発熱量の推移を図３に示す。実績で約9 500～11 500

調整剤により溶融炉差圧はほぼ一定で，長期連続運

kJ/kg（平均10 400 kJ/kg）（DCS 熱精算値）であり，転において安定的に運転されていることがわかる。

夏季，冬季で変動はあるものの，年間を通じて高質

共通休炉以降で，１回の停止を挟み，165日程度

ごみ（10 300 kJ/kg）付近で推移している。
2. 2の運転をベースに操業することで年間330日程度の連続稼働実績

運転日数とすることができ，年間の立上げ回数を３

2017年４月の運営開始以降でのエネルギー棟稼働

回から２回に低減することが可能となり，立上げ時

実績を表２に示す。2018年度は，操炉計画に基づの助燃量の削減が見込める。また，炉の立下げ回数

き，５月の共通休炉以降，２号系において163日のを低減することで，立下げに伴う温度変化による耐連続運転を達成した。

火物へのヒートショックによる耐火物損耗リスクを低減し，長寿命化に伴って大幅な LCC 低減が実現される。

ごみ発熱量（kj/kg）

12 000
11 000

ごみ処理実績

2. 3

10 000

運営開始以降のごみ処理実績を図５に示す。共通

高質ごみ 10 300 kJ/kg

9 000

系定期点検による全炉停止期間のあった５月を除

8 000

き，平均約9 000 t/月と安定的に処理を行うことが基準ごみ 7 900 kJ/kg

7 000

できている。

6 000
5 000

低質ごみ 5 400 kJ/kg

4 000
2017年４月

2017年８月

図３

2017年12月

2018年４月

2018年９月

発熱量推移（DCS 熱計算値）

12 000

0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
-0.20
-0.40
5/27

ごみ焼却量（t）

溶融炉差圧［kPa］

10 000
8 000
6 000
4 000
2 000
6/16

7/6

図４

7/26

8/15

9/4

9/24

0
2017年４月

10/14

2017年７月

2017年10月

図５

溶融炉差圧実績データ

表２

2018年１月

2018年４月

2018年７月

2018年10月

ごみ処理実績

エネルギ棟の稼働実績

2017年

2018年

４月 ５月 ６月 ７月 ８月 ９月 10月 11月 12月 １月 ２月 ３月 ４月 ５月 ６月 ７月 ８月 ９月 10月 11月 12月

３炉運転
２炉運転
１炉運転
共通休炉
１ 号 系

２ 号 系

３ 号 系

20
10
0
－

11
7
2
12

28
2
0
－

15
16
0
－

24
6
1
－

14
16
0
－

17
14
0
－

8
22
0
－

23
8
0
－

13
18
0
－

12
16
0
－

15
16
0
－

23
7
0
－

94日間連続運転

30
0
0
－

31
0
0
－

22
9
0
－

13
18
0
－

13
18
0
－

11
19
0
－

31
0
0
－

127日間連続運転

92日間連続運転

92日間連続運転

14
0
2
15

121日間連続運転

103日間連続運転

163日間連続運転

123日間連続運転（1/16 まで運転）

12

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

7 000

700

6 500

600

6 000

500

5 500

売電電力

400

5 000

300
200
100

２炉運転
消費電力

0
5/27

３炉運転

6/21

３炉運転

３炉運転 4 000
3 500

7/16

8/10

9/4

9/29

10/24

3 000

発電電力および消費電力

21.0

14.0

7.0

HCl 濃度

0.0

20

図６

4 500

２炉運転

HCl 濃度（ppm（O212 ％換算））

7 500

800

28.0

17
/9
/1
20
0:
17
00
/9
/1
12
20
:0
17
0
/9
/2
20
0
17
:0
0
/9
/2
12
20
:0
17
0
/9
/3
20
0:
17
00
/9
/3
12
20
:0
17
0
/9
/4
20
0:
17
00
/9
/4
1
20
2:
17
00
/9
/
5
20
0:
17
00
/9
/5
12
20
:0
17
0
/9
/6
0:
00

発電量

900

電力（kWh/ ごみ t）

8 000

発電量（kW）

1 000

2. 4

図７

電力収支

煙突出口 HCl 濃度（１号系）

本施設における，発電電力および消費電力の実績を図６に示す。発電量は，３炉運転時7 700 kW（最し，アルカリ反応剤使用量の削減を図っている。従大値），２炉運転時5 800～6 100 kW（発電効率：平来，HCl 濃度規制値が厳しい場合は湿式洗浄塔が採均21 ％）であり，売電電力は夏季において350～

用されていたが，排ガス再加熱用蒸気の使用量が増

480 kWh/ごみ t であった。一方，エネルギー棟のプ大するなど発電量向上とトレードオフの関係にあっラント消費電力（建築動力除く）は，３炉運転時平た。本施設では，高効率乾式排ガス処理システムを

均約120 kWh/ごみ t，２炉運転時平均約150 kWh/ご用いることで環境負荷の低減と発電量の向上を両立

み t であり，溶融スラグ化をしながらも省エネルギ

している。

が図れている。これにより，前述の高効率発電とあわせて，安定した送電ができている。なお，ごみ質

む

す

び

甲府・峡東クリーンセンターは，2017年４月の運が高質ごみ付近で推移しているため，３炉運転時は営開始以降，安定稼働を継続している。今回の長期余剰蒸気が発生している。プラントのエネルギ効率

連続運転にて得られた知見をもとに，長期ベースで向上による CO2 排出量の削減と SPC の収益改善をの操業における安定・安全運転を継続し，維持管理

見据え，タービン発電機定格出力増強によるさらな費低減に取組みながら，さらなる CO2 排出量，最る送電量アップを検討中である。

終処分量の低減に寄与し，循環型社会構築を担える

2. 5

環境負荷の低減施設として貢献していく所存である。

本施設のもう一つの特長として，アルカリ反応剤

最後に，本発表にあたり，ご協力をいただきましに重曹を用いた高効率乾式排ガス処理システムの採た甲府・峡東地域ごみ処理施設事務組合をはじめ，用があげられる。煙突出口における HCl 濃度のト

関係者各位に深く感謝の意を表します。

レンドを図７に示す。制御目標値７ppm に対して，±0.5 ppm の変動で安定した排ガス処理ができている。なお，アルカリ反応剤吹込み量の制御にはレーザ式 HCl 濃度計を採用しており，従来のイオン電極測定方式と比べて応答性に優れている特長を生かVol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

［参考文献］
１）田中ら，第39回全国都市清掃研究・事例発表会講演
論文集 P197-199（2017）２）島ら，第40回全国都市清掃研究・事例発表会議講演
論文集 P170-172（2018）

神鋼環境ソリューション技報13

安芸クリーンセンター基幹的設備改良工事による機能改善
Functional improvement of Revamping Work at Aki Clean Center品川和明＊
Kazuaki Shinagawa

田中信祐＊＊
Shinsuke Tanaka

岡田公利＊＊＊
Hirotoshi Okada

松尾真幸＊＊＊＊
岩本益幸＊＊＊＊＊
Masaki Matsuo
Masuyuki Iwamoto

松本祐磨＊＊＊＊＊＊
Yuma Matsumoto

安芸クリーンセンターは稼働後13年以上経過しており，施設の延命化と CO2 排出量削減を目的
として，基幹的設備改良工事を行った。本施設では，押込送風機のインバータ化やバグフィルタをシングル化することで消費電力の削減を図り，CO2 排出量を最大14.4 ％削減することができた。また性能改善を目的に，溶融炉水冷化による耐火物の長寿命化，ガス冷却室大型化による灰付着量低減を図り，安定した操業を継続している。
Aki Clean Center has been in operation for more than 13 years. In order to extend the life of the facility andreduce CO2 emissions, major renovations were completed. In this facility, CO2 emission was reduced by 14.4
％ as a measure to reduce power consumption by changing the Fluidizing Air Blower to an inverter type andby reducing the number of Bag Filters. Stable operations continue and, with the goal of improving
functionality, the Melting Furnace had its durability increased through the addition of water cooling and theGas Cooling Chamber was made larger to reduce the amount of ash adhesion.

Key Words：
流動床式ガス化溶融技術

Fluidized-Bed Gasiﬁcation and Melting Technology

基幹的改良工事

Revamping WorkCO2 排 出 量 削 減

CO2 Emission Reduction【セールスポイント】
・基幹的改良工事によって，施設の延命化，CO2 削減に加え，さらなる安定運転が可能となる。

まえがき

安芸地区衛生施設管理組合が運営する安芸クリーンセンターは，広島県安芸郡の府中町，海田町，熊野町，坂町の４町から発生するごみの処理を担う施設として2002年11月に竣工した（写真１参照）。
竣工後13年経過し，各設備の経年劣化が進んでいる状態であることから，15年間の施設延命化を目的とし，2015年６月から2018年３月までの約２年９カ月をかけて基幹改良工事を行い，設備を改修した。
操業しながら工事を行うという厳しい制約ながら
予定通り完了したので，その機能改善の効果について報告する。
14＊

写真１

神鋼環境ソリューション技報

施設全体写真Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）＊＊
環境プラント技術本部 第一プロセス技術部 プロセス技術室
環境プラント技術本部 プラントサービスセンター O&M 技術部
＊＊＊＊
＊＊＊＊＊
環境プラント技術本部 プロジェクト部 工事監理室
土建・計電装技術センター 計電装技術部 第二技術室
環境プラント技術本部 プロジェクト部 監理室＊＊＊＊＊＊
環境プラント技術本部 プラントサービスセンター O&M 統括部 神戸サービスセンター
＊＊＊

1.

施設概要

（1）安定運転の実現

安芸クリーンセンターの施設概要を表１に示す。

・溶融炉構造を断熱構造から水冷構造に改良（耐火物の延命化）

炉は流動床式ガス化溶融炉で，処理量65 t/d･ 炉×２系列，ボイラ仕様は３MPa ×300 ℃，蒸気発生量

・ガス冷却室の大型化（灰付着量の低減）

8.1 t/h･ 炉で発電量は1 360 kW である。排ガスを上（2）消費電力量の低減

向流のガス冷却室で冷却した後，バグフィルタ，触・バグフィルタのシングル化によるヒータ，誘引送風機の消費電力低減

媒反応塔にて排ガス処理を行う。

2.

改良工事内容の概要

・押込送風機のインバータ化

循環型社会形成推進交付金を活用した基幹改良工・更新機器の高効率モータ化

事の主要な改造内容を図１に示す。交付要件である（3）発電量の増強

CO2 削減率３％以上を達成するため，主に以下の改・タービン発電機定格発電量の増強
その他，交付金対象外工事として，コンベヤ他老造工事を行った。

朽機器の更新工事を実施した。

3.

表１

改良工事内容の詳細（1）安定運転の実現
施設概要（ア）溶融炉の水冷化

施設名称

安芸クリーンセンター

・耐火物の長寿命化を図るため，溶融炉絞り部の処理能力130 t/d（65 t/d ×２炉）

下流側から二次燃焼部までを，断熱構造から水

処理対象物

一般ごみ，可燃性粗大ごみ

受入供給設備

ピットアンドクレーン方式

熱分解・溶融炉設
備

流動床式ガス化炉＋旋回流溶融炉方式

燃焼ガス冷却設備

廃熱ボイラ＋水噴霧方式

排ガス処理設備

バグフィルタ＋触媒反応塔

余熱利用設備蒸気タービン1 300 kW⇒1 360 kW

通風設備
・押込送風機インバータ化
・送風機類高効率モータ化

熱分解溶融設備・溶融炉水冷化

冷構造に改造した（図２参照）。
・水冷構造はより均等な冷却効果が得られるように，冷却水の均一な流れに配慮した構造を採用した。
・水冷範囲が増加するため，新たに冷却水ポン
プ，冷却塔，配管を追加した。
・大型機器の更新となるため，搬入可能なように，分割構造にて製作，搬入した。

燃焼ガス冷却設備
・ガス冷却室大型化

排ガス処理設備
・バグフィルタシングル化

余熱利用設備・発電量 UP
1 300⇒1 360 kW

搬出設備
・搬送機器高効率モータ化交付金対象工事図１Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

処理フローおよび基幹改良工事概要

神鋼環境ソリューション技報

15

・蒸気タービンの加減弁を改造し，タービンの最大入口蒸気量を8.9 t/h から9.3 t/h に増やすこと

4.

溶融炉

で，発電量を60 kW 増強した。

基幹改良工事特有の工事制約とその対策事例
本工事では操業を通常通り継続し，ごみを外部処理しない方針で基幹改良工事を計画した。そのため，時間的・空間的制約が生じたが，以下に示す対策により工事を完遂した。
（1）時間的制約対策
【制約】
更新範囲

１系列でごみを処理しながらもう１系列を停止
し，その間に工事を実施するものである。理想的には１系列を数カ月間停止して工事するのが望ましい
が，ごみ搬入量と処理量から必要な運転日数を確保

図２

すると，停止期間は最大30日間であった。

溶融炉更新範囲

さらに，全炉停止期間は７日間，その他中小規模の工事についても，炉停止の合間の短期間で工事を行った。

（イ）ガス冷却室の大型化【対策】

・上向流式ガス冷却室の灰付着量軽減のため，場◇系列機を改造する場合においても，共通系の機内の空間的制約の範囲でガス冷却室を大型化し器・配管・DCS の改造をともなう場合があり，全面更新した。

事前の全炉停止期間に共通系設備の工事を漏れな・大型機器の更新となるため，搬入可能なように，分割構造にて製作，搬入した。

く完了するよう計画した。
例えば，溶融炉を水冷構造へ改造するにあたり，溶融炉冷却設備の増設が必要であったため，初年（2）消費電力量の低減

度の全炉停止期間に工事を行った。

（ウ）バグフィルタのシングル化
・元々循環灰返送システムを採用しバグフィルタ◇とくに大きな工事である溶融炉更新，ガス冷却室を２段設置としていたが，消費電力低減による更新においては，停止期間30日間の制約の中，多CO2 削減を優先し，バグフィルタをシングル化

数の工事が輻輳するため，綿密な詳細工事工程をした。（後段のバグフィルタはダクトにてバイ
パス）

立案し，各社と調整のもと実施した。
◇刻一刻と変化する現場の状況に対し，関係者と円・バグフィルタが一台となることで本体ヒータが１台分になるとともに，複数ルートあった灰搬

滑なコミュニケーションを図って情報を共有し綿密な調整を行った。
◇限られた工期であるため，現場作業が最小となる

出設備を１本化した。
・バグフィルタ１台分の圧損を削減することで，誘引送風機の消費電力を低減した。

ように極力事前準備を行った。とくに溶融炉やガス冷却室等の大型機器は，細かく分割した缶体を（エ）押込送風機のインバータ化

現場で組立てる複雑な工事である。そのため，据・熱分解炉へ吹込む押込空気の制御方法をダンパ付工事業者を工場仮組検査に立会わせ，現地組立

制御から回転数制御に変更し，負荷に応じて回のイメージを掴ませるとともに，必要な吊り冶具

転数を変化させることで消費電力を低減した。

等を工場で追加することで，現場でのスムーズな（オ）高効率モータ化

組立てを実現した。

・更新機器のモータを高効率モータに変更することで，消費電力を削減した。

事があったが，リスクを見込んだ念入りな準備に（3）発電量の増強

より，熱中症もなく無事故無災害で工事を完遂し（カ）タービン発電機定格発電量の増強
16◇大規模工事では24時間工事や夏場の暑い時期の工た。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

（2）空間的制約対策

操業，整備に必要なスペースを確保しながら，限ら【制約】れた敷地のなかで，工事エリアと機器の搬出入経路

工事中もごみの搬入は通常通り行われ，敷地内はを確保する必要があった。

パッカー車のごみ搬入に加え，薬品等の搬入，スラ【対策】

グ等の搬出，その他宅配等の動線に支障がないよう◇場内動線の制約があるため，搬出入経路を通過でに計画する必要があった（図３参照）。

きるように，撤去品，新規品は細かく分割して搬出入を行った（写真２，３参照）。

工場棟内においては１系列を運転しているため，

写真２

写真３

溶融炉現地組立の様子

ガス冷却室分割搬入の様子

搬入車両動線

ガス冷却室

溶融炉

安芸クリーンセンター

搬入車両動線

用役，搬出，その他車両

ランプウェイ下

資材・撤去品置き場

大型機器
仮置き場

図３
Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

全体敷地動線図

神鋼環境ソリューション技報17◇さらに，工事の作業エリア，搬出入経路を確保す◇作業エリアや搬出入動線での作業中に，機器や配ないよう，また運転員の作業動線に支障がないよ
うに確実な養生を行い，事故を防止した。
（3）老朽化設備のリスク対策【制約】
設備の老朽化により突発的な設備停止のリスクが

基幹改良前

基幹改良後

-200

CO2 排出量（t-CO2/年）

管に接触して破損させたり操業を停止させたりし

年間 CO2 排出量変化

0

るため，停止機器を工事前に撤去した。

-400
-600
-800
-1 000

高まっている中，停止期間が計画からずれ更新機器-1 200や工事業者が準備できないことによる工事の中止や-1 400

停止期間の延長を防止し，計画通りの運転を実現す-531

CO2 削減率割合 安定運転実現
４％

図４

発電量増強
22 ％

消費電力低減
24 ％

燃料削減
50 ％

-1 282CO2 排出量の変化および削減率の内訳

る必要があった。
【対策】◇老朽化した給じんコンベヤ等，故障に伴い系列が即停止する可能性の高い重要機器については，工％を達成し，交付金要件を満たした。
なお14.4 ％の内訳は50 ％が運転調整による燃料事時期を前倒しした。

削減，24 ％が消費電力の低減（押込送風機インバ

その他の機器についても，早期に交換部品の工場

ータ化，誘引送風機負荷低減，機器構成シンプル製作を完了し，故障した場合に部品が即納入でき化，高効率モータ採用等），22 ％が蒸気タービン改るように備えた。

良による発電量増強によるものである（図４参照）。

◇操業計画通りの運転が実現できるよう，工事期間中も設計者が現地常駐し，日頃から運転状況を監視して運転を支援した。

また CO2 削減率については，通常運転時においても８％を安定的に超えている。
さらに売電量については，基幹改良前が5 000～

◇各系停止期間中に少しずつ機器を更新するため，

6 000 kWh/d のところ，改良後は8 000 kWh/d 程度に

改良毎に運転方案を変更し，段階的に DCS ソフ

増加している。

トを改造し，その都度，運転班への教育として座（2）安定運転の実現

学，実機操作を含めて丁寧に説明した。

溶融炉の水冷化に伴い，負荷の高い部位でも耐火◇本工事では，無負荷試運転後に即操業開始とな

物寿命はおおむね５年以上に改善された。またガス

り，実運転による負荷調整となる。このため，ご冷却室の大型化により灰付着量が低減され，さらなみ処理を優先し運転を継続する必要があった。改る安定連続運転が容易となった。

5.

造後の運転調整およびトラブルに対しても設計者

また，溶融炉更新，ガス冷却室更新，バグフィルと運転員の協力体制のもと適宜対応して運転を継

タシングル化による燃焼設備から排ガス処理設備ま

続し，次の停止時に設備改善に取組んだ。

での大規模な改造において，表２に示すとおり，排基幹改良工事の効果

ガス基準値を十分満足していることを確認した。

基幹改良工事を完了し，以下３つの効果が得られ

その他，システムの簡素化，不要機器の撤去によた。

り，安定運転が容易となった。

（1）CO2 削減率の保証性能達成（3）避難所としての機能強化

2018年２月に２日間の引渡性能試験を実施し，保

基幹改良工事の一環で，停電時に備え，テレビを証性能達成を確認した。年間 CO2 排出量は , 稼働に非常用発電機の負荷とする改造を行った（写真４参

必要な電力消費量と灯油などの補助燃料使用量から

照）。

１）

求められる 。本設備は発電設備を備えており，発

当施設では2018年７月６日に西日本を中心に発生

電なしの場合に対し，改良前の段階で－531t-CO2/

した「平成30年７月豪雨」により近隣で土砂災害が年の CO2 を削減できていた。これに対し改良後は，発生し，最大約130名の近隣住民の方々が避難され燃料の削減，消費電力の低減，発電量の増強によた。７月８日には豪雨の影響で坂変電所配電地絡にり，－1 282t-CO2 /年まで大幅に改善された。これにより施設の停電が発生したが，非常用発電機を起動

より CO2 削減率は保証値３％を大幅に上回る14.4

し設備は安全に停止した。また，復電まで約10時間

18

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

表２
分析・試験項目
ばいじん濃度
硫黄酸化物濃度
塩化水素濃度
窒素酸化物濃度
CO 濃度（４時間平均）
ダイオキシン類濃度

引渡性能試験時の排ガス測定結果
単

位
3

g/m N
ppm
ppm
ppm
ppm
ng-TEQ/m3N

１系

２系

基準値

0.003
0.8
10
20
3
0.00072

0.004
0.7
6
9
1
0.00085

≦0.01
≦20
≦50
≦50
≦30
≦0.1

む

す

び

安芸クリーンセンターでは基幹改良工事として，溶融炉更新，蒸気タービン改良等を行い，CO2 排出量を低減した。設備の延命化に寄与し今後15年安心して操業いただけるよう，引続き支援していく。
類似の施設においてもニーズに応じた改良，改修
メニューを取りそろえ，老朽化したごみ処理施設のライフサイクルコストの低減や CO2 排出量の削減に貢献していく所存である。
最後に，基幹改良工事にあたり多大なご協力をいただきました。安芸地区衛生施設管理組合の方々，
写真４

非常用電源に接続改造した研修室のテレビ

関係各位に深く感謝申し上げます。また，豪雨災害に対し心よりお見舞い申し上げるとともに，一日も早い再興をお祈りしています。

を要したが，その間，非常用電源に接続改造したテ
レビによって災害情報を受信でき，避難者の方への情報提供に貢献できた。

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

［参考文献］
１）廃棄物処理施設の基幹的設備改良マニュアル，ごみ焼却施設，し尿処理施設 平成22年３月 p.1-14

神鋼環境ソリューション技報19本山浄水場での MF 膜モジュールの新規薬品洗浄法の検討と膜の長寿命化実証
Study of Combined Chemical Cleaning and Verification of Life Time Extension
for Micro-Filtration Membrane Module of Motoyama Drinking Water Treatment
Plant

田中裕大＊
Yasuhiro Tanaka

隅 晃彦＊Akihiko Sumi

技術士（上下水道部門）

三浦雅彦＊
Masahiko Miura
農学博士

長谷川進＊＊
Susumu Hasegawa

工学博士・技術士（上下水道部門）

松山秀人＊＊
Hideto Matsuyama
工学博士

膜ろ過による浄水システムにおいて，新規薬品洗浄法による膜の長寿命化に関する検討を行った。従来クエン酸のみで洗浄していたところを，次亜塩素酸ナトリウムとクエン酸の組合わせによる新規薬品洗浄をした結果，従来法のクエン酸のみの場合と比して膜ろ過抵抗の低減効果が高まった。さらに，洗浄廃液を分析した結果，有機物と無機物の両方が膜に付着していることが分かり，
その両方が新規薬品洗浄法では除去できていたことが分かった。これらのことから，新規薬品洗浄法が膜の長寿命化に有効であることが示された。
In this study, we have investigated the combined chemical cleaning method for the micro-filtration
membrane. The conventional cleaning method only used citric acid to remove inorganic matter but thiscombined cleaning method added sodium hypochlorite to remove organic matter. As a result, inorganic andorganic foulants that covered the membrane were removed from the membrane by the cleaning. Hence, it canbe shown that the combined chemical cleaning was more effective for life time extension of the membranethan the previous one.

Key Words：
浄水Water puriﬁcation

生 物 接 触 ろ 過

Biological contact ﬁlter

精Microﬁltration

密

ろ

過

膜ファウリング

Membrane fouling【セールスポイント】
・薬品洗浄として次亜塩素酸ナトリウムを併用することで MF 膜における膜ファウリングが軽減されることが明らかとなり，MF 膜が長寿命化した。

まえがき

ろ過（Microﬁltration：以下，MF）膜をはじめとす

浄水方式としての膜ろ過法は，従来の急速ろ過法

る多孔膜を用いるのが一般的である。

に比べ，設置面積が小さい，処理水質が良好である

膜ろ過設備の運転における最大の課題は，運転にといった特長を有し，近年浄水場への採用件数が増伴い発生する膜ファウリング（目詰まり）であり２），加しており１），今後のさらになる普及にも期待が寄

これへの対応としては，逆圧洗浄（以下，逆洗）やせられている。浄水分野における膜ろ過では，精密

エアバブリングに代表される物理洗浄を定期的に実

神鋼環境ソリューション技報

20＊

技術開発センター 水・汚泥技術開発部＊＊

神戸大学大学院，先端膜工学センター

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

施するのが一般的である。物理洗浄で解消すること

薬品洗浄について，クエン酸は無機物の除去，次ができない膜ファウリングについては薬品洗浄で対亜塩素酸ナトリウムは有機物の除去を目的として用応しており，膜ファウリングを抑制し膜の交換頻度

い，各薬液を13時間浸漬させて静置した後，薬液をを低下させることで膜交換費を下げるような技術開

排出している。

発が求められている。本検討の対象とした本山浄水

本設備では，膜の逆圧洗浄時に配管の殺菌を目的

場では，薬品洗浄として無機物の除去を目的としてとして逆洗水に次亜塩素酸ナトリウムを注入していクエン酸による酸洗浄が行われてきた。膜ファウリ

るが，結果的に膜も次亜塩素酸ナトリウムによってングを引起こす要因について，近年，バイオポリマ

洗浄されることになるため，定期的な薬品洗浄としー *（以下，BP）と呼ばれる画分の溶解性高分子有て無機ファウラントの除去を目的としたクエン酸洗３，４）機物が注目を集めている。クエン酸のみで洗浄浄を実施していた。しかしクエン酸洗浄のみでは膜した実施設の使用済み膜モジュールに対して膜ファウリングに関する検討をした結果，有機物と無機物の両方が堆積しており，その両方が膜ファウリング
５）に影響を及ぼすことが分かっている 。
えて，有機物を除去するために次亜塩素酸ナトリウ
ムによる薬品洗浄を併用した新規薬品洗浄法を実施することとし，その膜ろ過抵抗の低減効果と，長寿命化について試算した結果を報告する。
1. 1

本山浄水場 MF 膜諸元と洗浄方法

目

仕

項

そこで，本検討ではクエン酸による薬品洗浄に加

1.

表１

様

材
質
形
状
孔
径
ろ過形式

ポリフッ化ビニリデン（PVDF）
中空糸
0.1 μm
外圧式

物理洗浄

30分ごとに１回
逆洗（次亜３ mg/L）＋エアバブリング

検証方法

頻度

対象設備と運転方法

２週間に１回①クエン酸0.3 ％×13時間浸漬

本検討で対象とした神戸市本山浄水場（処理量：

薬品種

2 000 m3/d，水源：住吉川表流水）の処理フローを

簡易薬品
洗
浄

図１に示す。取水された原水は調整池を経由し，生物接触ろ過（BCF®; Bio Contact Filter），MF 膜ろ過が行われる。その諸元と洗浄方法を表１に示す。
BCF® は臭気やアンモニア性窒素の除去を目的とし②次亜塩素酸ナトリウム500 mg/L ×13時間浸漬

従来法

①のみ
サイクル（①，①，①，①，①，①…）

新規法①と②を併用サイクル（①，①，②，①，①，②，…）て前処理として設置されている。

流

流

微生物 水の流れ

処理水

上向流式

空気

分解

圧力渠

分解

処理水

生物活性炭

分解

渠

出

流

下向流式

空気

濁質

分解

流動境界面
充填材

ろ材

分解

渠

出

渠

流

出

渠

生物浄化機能●2-MIB 分解菌●硝化菌●その他有効菌

分解

原水

出

原水

⎧臭気物質（溶解性）
原水⎨藻
類（懸濁性）⎩アンモニア性窒素 など

次亜
逆洗水

逆洗水
取水
（住吉川）

原水調整池

生物接触ろ過放流（逆洗排水）

膜ろ過原水槽

膜ろ過装置

浄水地

次亜
送水

薬品洗浄設備

放流
（中和後）

図１
Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

BCF® 概略図（上部）および本山浄水場の処理フロー（下部）神鋼環境ソリューション技報

21

5

膜ろ過抵抗［1012 m-1］

4

3

2

1

0
2013年12月

2014年12月

2015年12月

2016年12月

2017年12月

2018年12月

2019年12月

図２ （2）膜の膜ろ過抵抗の推移と次亜洗浄追加の効果

表２
系列
１系
２系

1. 3

本山浄水場使用膜の洗浄履歴
2013 2014

2015

2016

2017

膜ろ過抵抗のシミュレーション方法

クエン酸のみまたは次亜塩素酸ナトリウム併用洗2018（1-a）膜浄方法に対して薬品洗浄後の膜ろ過抵抗と膜ろ過抵

（1-b）
膜

抗の上昇速度を各運転年に応じて整理した上で，関（2）膜係式をそれぞれ線形近似，指数近似にて整理した。
各運転年毎の膜ろ過抵抗の計算値は下記のようにし：夏季、冬季にともにクエン酸洗浄のみ：夏季はクエン酸のみ、冬季はクエン酸 + 次亜洗浄て求めた。

（（2）膜は2018年度より夏季もクエン酸 + 次亜洗浄）

R=Rbase ＋ dr（2）

ここで，d : 薬品洗浄までの運転日数［day］であり
d = 13である。さらに，季節変動による膜ろ過抵抗
ろ過抵抗が徐々に上昇する傾向が認められたため，の変化を表現するために，各月ごとの関係式の係数

膜表面に付着するファウラントを分析したところ５），は，もっとも膜ろ過抵抗が大きくなる季節である２

有機ファウラントの蓄積が明らかとなり，逆洗の次月と小さくなる８月における係数を算出の上，線形

亜塩素酸ナトリウムでは有機物の除去が不十分と推で補完した値を用いた。

察された。そこで，薬品洗浄に次亜塩素酸ナトリウ

2.

ムによる洗浄を追加した。詳細な各系列の洗浄履歴

新規薬品洗浄による洗浄効果の検証

図 ２ に2014年 ８ 月 か ら2018年12月 ま で の（2）膜を表２に示す。
1. 2

2. 1

実験結果および考察

膜ファウリング進行の評価方法（４年間運転）の各期間の膜ろ過抵抗を示す。薬品

水温による粘度の変動によって膜間差圧が受ける

洗浄について着色部の期間はクエン酸と次亜塩素酸

影響を排除するために，膜間差圧ではなく膜ろ過抵
抗 R を指標として検討した。膜ろ過抵抗値は以下

ナトリウムを併用した場合，その他はクエン酸のみを使用した場合を示している。
クエン酸のみで洗浄している場合，３年目の2016の式により算出した。

年12月に急激な膜ろ過抵抗の上昇が見られた。そこ

∆P
R=
μ･J

（1）

で，クエン酸のみでは BP などの有機物の除去が不十分であると考え，薬品洗浄３回につき１回を次亜

ここで，R：膜ろ過抵抗［m ］，∆P：膜間差圧［Pa］，
J：ろ過流束［m/s］，μ：粘度［Pa･s］である。

塩素酸ナトリウムにて洗浄する新規薬品洗浄を実施

膜ファウリング物質の堆積度合いと膜ファウリンに４年目運転となる2017年度冬季においても同様に

グの進行度合いは，それぞれ薬品洗浄後の膜ろ過抵
抗 Rbase［m-1］と日当たりの膜ろ過抵抗の上昇速度

新規薬品洗浄を継続したことで従来の本山浄水場の-1

r［m-1/day］によって評価した。
22

したところ膜ろ過抵抗の低減効果が見られた。さら

実績の３年を超えて４年運転を達成し，現在５年目の運転を継続中である。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

さらに，図３でもっとも膜ろ過抵抗が高くなる２と次亜塩素酸ナトリウムを併用する新規法の膜ろ過

月について，表２に記載の膜の運転年数と膜ろ過抵
抗 Rbase，上昇速度 r の関係を整理した。薬品洗浄後抵抗の予測を行った。その結果を図４に示す。
（1）式の薬品洗浄後膜ろ過抵抗 Rbase と上昇速度 r につの膜ろ過抵抗と膜ろ過抵抗の上昇速度は，次亜塩素

いてはそれぞれ図３の関係を用いた。従来法の薬品

酸ナトリウムを併用した場合，クエン酸のみの場合

洗浄では，と比較して低く抑えられた。この理由としては，ク① （1-a）膜はクエン酸のみで３年間の運転実績

エン酸によって無機物は十分に洗浄されていたが，② （2）膜は３年目の冬期（2017年２月）に，膜ろ逆洗水に含まれる次亜塩素酸ナトリウムだけでは有過抵抗が膜交換の目安に達した（図４）

機物の除去が不十分であったため，次亜塩素酸ナト

といったことから膜寿命は３年と推定された。

リウムによる簡易薬品洗浄を併用することで十分に有機物が除去できたためであると考えられる。

浄法では，膜ろ過抵抗のシミュレーションによる膜寿命2. 2

一方で，次亜塩素酸ナトリウムを併用する新規洗の予測③

実設備での４年間運転を達成した（図２）④

５年目の冬期2019年２月に，膜ろ過抵抗の計算

新規洗浄法による膜寿命（膜交換頻度）の延長効

値が膜交換の目安に達する（図４）

果について検討するために，クエン酸のみの従来法といったことから膜寿命は５年と推定された。

0.25

4

(b)
0.2

3

２月の膜ろ過抵抗上昇速度［1012 m-1/d］

２月の薬品洗浄後膜ろ過抵抗［1012 m-1］

(a)

2

1
従来法

0.15

0.1

0.05

従来法

新規洗浄法
0

0

3
運転年数

4

新規洗浄法
5

0

6

0

1

2

3
運転年数

4

1

2

図３

２月度における運転年数ごとの薬品洗浄後の膜ろ過抵抗と膜ろ過抵抗の上昇速度

56

膜ろ過抵抗［1012 m-1］543（2）膜 実機膜ろ過抵抗
計算値（新規洗浄法）
計算値（従来法）
膜交換目安の膜ろ過抵抗値

210
2013年12月

2014年12月

2015年12月

2016年12月

2017年12月

2018年12月

2019年12月

運転日

図４Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

実機の膜ろ過抵抗と各薬品洗浄ごとの膜ろ過抵抗の計算値との比較

神鋼環境ソリューション技報23これらのことから，次亜塩素酸ナトリウムによる塩素酸ナトリウムだけでは有機物が除去しきれて洗浄を併用することで膜寿命を３年から５年に延ばいないことが明らかとなった。このことから，次す目処を得て，膜交換費用の低減が可能という結果

亜塩素酸ナトリウムの薬品洗浄を併用することでとなった。

有機物の除去効果が高まることが示唆された。

さらに，冬季のみの次亜塩素酸ナトリウム併用洗３）膜寿命について推定したところ，クエン酸のみ

浄法から推定した計算値よりも，2018年度冬季におの従来法では３年であるのに対し，冬季のみ次亜

いて（2）膜実機膜ろ過抵抗が小さくなっているこ

塩素酸ナトリウムを併用する新規洗浄法では５年とが読み取れる（図４）。これは，2018年度は夏季と約1.7倍に増加する試算結果となり，膜交換頻にも次亜塩素酸ナトリウムを併用して洗浄したこと度低減に効果があることが分かった。

で，膜の洗浄効果が高まったためと考えられる。本

今後は，ファウラントの詳細，薬品洗浄の頻度な報より，冬季のみの次亜塩素酸洗浄の併用で膜寿命どを追究することで膜寿命のさらなる延長を目指は５年と推定されるが，夏季にも次亜塩素酸ナトリ

し，BCF® と膜処理を組合わせた浄水システムの安ウムを併用して洗浄することで，さらなる膜の延命定運転に資する知見を蓄積してゆく所存である。

が期待できる。

むす

最後に，本検討は，神戸市水道局よりご提供いたび

だいたサンプルと運転データを用いて実施いたしま

次亜塩素酸ナトリウムを併用する新規薬品洗浄法

が膜寿命に与える影響を評価することを目的とし，実設備による洗浄効果の検証，膜寿命推定のための膜ろ過抵抗のシミュレーションを実施し，以下の結果が得られた。
１）３年目の膜ろ過抵抗の急上昇に対しても膜ろ過抵抗の低減効果が見られ，洗浄の継続により従来の実績を上回る４年間運転を達成した。
２）膜モジュールには有機物と無機物の両方が付着していると考えられるが，逆洗水に含まれる次亜24した。関係各位に深く感謝いたします。
［参考文献］
１）水道技術研究センター，
http://www.jwrc-net.or.jp/jigyou/gijyutsu-shien.html
２）中尾真一，日本海水学会，62（2008）p.234-237.
３）Huber ほか，Water Res., 45（2）（2011）p.879-885.
４）木村克輝ほか，Water Res., 49（2014）p.434-443.
５）小野田草介ほか，神鋼環境ソリューション技報，14（1）（2017）2-7.
＊）LC-OCD 分析で検出される分子量約10 kDa 以上の溶解性高分子有機物の総称。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

トリハロメタン低減を目的とした U-BCF® の運用事例
An Operation Case of U-BCF® to Reduce Trihalomethane

林 祥一＊
Shoichi Hayashi

森藤昭博＊
Akihiro Morito

佐藤良太＊
Ryota Sato

技術士（上下水道部門） 技術士（上下水道部門）

藤本瑞生＊
Mizuki Fujimoto

石丸 豊＊
Yutaka Ishimaru

技術士（総合技術監理部門，上下水道部門）

明石市鳥羽浄水場では，上向流式生物活性炭接触ろ過設備（以下 U-BCF）納入翌年以降，本装置によるトリハロメタン生成能除去率が減少した。そこで，本装置の各池活性炭の一部を交換しトリハロメタン生成能除去率改善を試みた。結果，トリハロメタン生成能除去率改善に加え，浄水場
内各地点でのトリハロメタン生成能・トリハロメタン濃度の推移等，給水栓末端トリハロメタン濃度を抑制していくための新しい知見が得られた。
The removable rate of Trihalomethane by U-BCF at Toba water treatment plant in Akashi city has decreased
since one year after U-BCF installed. Therefore, a part of activated carbon in each volume was exchanged to
improve the removal rate. As a result, the removal rate was improved and some new knowledge, the shift ofTrihalomethane and Trihalomethane forming potential on each point in water treatment plant etc., wasdiscovered.

Key Words：
U-BCF
生

物

Up-Flow Bio-Contact Filter
活性

炭Biological-Activated carbon

トリハロメタンTrihalomethane

消 毒 副 生 成 物

Disinfection by-product【セールスポイント】
・マンガン，カビ臭物質等の溶解性物質を原水段階で U-BCF により処理することで，これら物
質を効率的に抑制。
・粒状活性炭の一部（20 ％）のみを交換することで，新炭相当のトリハロメタン前駆物質除去率を確保。
・粉末活性炭の使用量の低減および，物理吸着と生物処理の併用による相乗効果が期待できる。

まえがき

い，処理性改善を検討した。原水の特徴として有機

明石市鳥羽浄水場は，表流水（貯水池）および地物や臭化物イオンが含まれる。有機物の処理には活下水（深井戸）を主な水源とし，昭和46年10月から性炭吸着やオゾン・活性炭が適しているが，オゾン共用開始したが，近年の水源水質悪化，地下水塩水処理による臭素酸生成の懸念があった。そこで，近化等により水質管理に苦慮している。とくに給水末年総トリハロメタン低減の有効性が確認され，採用

端での総トリハロメタン低減に注力しており，オゾする事業体も出てきた生物活性炭接触ろ過処理をこン・活性炭，活性炭吸着処理との比較実証実験を行れらと比較検討した結果，優位性が確認されたた

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）＊

水環境技術本部 水処理技術部

神鋼環境ソリューション技報

25

め，これまでアンモニアやカビ臭対策として原水処

にて浄水処理後，浄水池へ送られる。給水末端の総理に適用されていた U-BCF を導入，平成22年10月

トリハロメタン濃度は0.07 ㎎ /L を上限として管理より運用を開始した。トリハロメタン生成能の除去されているが，夏場に上昇する傾向があり，粉末活率が２年目以降低下傾向を示したことから，夏場上性炭を注入して総トリハロメタン除去率の維持を図昇する総トリハロメタンおよびトリハロメタン生成っている。回収率を上げるため，U-BCF の洗浄排能の抑制，粉末活性炭注入量低減のため，平成28年

水は上澄水を U-BCF 流入側へ，沈殿池汚泥の濃縮に U-BCF のろ層（粒状活性炭）の一部を新炭へ交後の上澄水および急速ろ過池洗浄排水は U-BCF 後

換し，効果の検証を行った。その結果，運用開始時の混和池へ返送している。

程度まで除去率が改善し，他の知見も得られたため

2.

以下に報告する。

1.

施設の特徴

（1）水源水質

施設概要

U-BCF 処理を行う河川原水は，河川から導水さ

明石市鳥羽浄水場フローを図１，同浄水場施設諸れた後，一旦貯水池に貯留される。濁度や鉄，マン

元を表１に示す。原水は河川（明石川）から導水さガン，有機物などは低く安定した挙動を示すが，れ，一旦貯水池（野々池）に貯留される。その後導pH は８～９と若干高い。塩化物イオン，臭化物イ

水ポンプで浄水場へ送られ，U-BCF に流入する。

オン（トリハロメタン構成成分）は実証実験時と比生物処理に必要な溶存酸素が夏場に低下するため流べ 大 き な 変 化 は な い も の の 年 々 微 増 し て い る。

入側で曝気を行っている。U-BCF 処理後に別水源

U-BCF の後に流入する地下水は原水量の約40 ％をの地下水が着水井で混合され，凝集沈殿・急速ろ過占め（平成28年度実績），鉄およびその化合物濃度表１
設 備 全 体生物活性炭接
触ろ過設備

凝集沈澱池
急速ろ過池

計画浄水量

51 000 m /d

水源

表流水，地下水

仕

様

上向流式

池

数

４池

通水速度

358 m/d（26 050 m3/d）

ろ材構成

石炭系粒状活性炭（破砕炭）

洗浄方法

水，空気による洗浄

仕様

脈動式高速凝集沈殿（傾斜管付）

池

数

３池

仕

様

自己逆流洗浄式

池数

24池

排 水 処 理
設備構成
設
備

排水槽（１池），排泥池（１池），濃縮槽（１次，２次），
脱水機（１台）薬 品 注 入注入薬品
設備

PAC，次亜塩，粉末活性炭

貯水池

浄水場

PAC（次亜塩） 粉末活性炭
混和池

生物活性炭
（U-BCF）

河川水

着水井

野々池

凝集沈澱

次亜塩（PAC）

急速ろ過

浄水池

深井戸

PAC，
次亜塩

市内

図１
26

施設諸元

3

浄水場フロー

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

表２
項

原水水質

生物活性炭（U-BCF）
入口（H28～ H29）目

濁度
鉄およびその化合物
マンガンおよびその化合物
塩化物イオン
臭化物イオン
電気伝導率
全有機炭素（TOC）
トリハロメタン生成能

度
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
μS/cm
mg/L
mg/L

地 下 水
（H28～ H29）

平均

最大

最小

平均

最大

最小

4.1
0.2
0.05
29
0.37
283
2.50
0.092

6.2
0.5
0.12
39
0.46
309
2.90
0.108

2.6
0.1
0.02
25
0.31
261
2.00
0.076

6.4
8.6
0.70
146
0.53
600
0.25
0.008

9.1
9.8
0.93
190
0.78
766
0.30
0.008

3.1
7.7
0.56
110
0.39
510
0.20
0.007

水質基準
2
0.3
0.05
200
―
―
3
―

注）地下水トリハロメタン生成能は実証実験時の値

原水に採用された U-BCF を経過観察したところ，運用

処理水

渠

渠

出

入

流

流

水抜弁

原水流入弁

切替弁

S
流動層界面

S

圧力渠

S

抜水槽

図２

去率が，２年目以降低下傾向を示したため，とくに夏場のトリハロメタン生成能を抑制する目的で活性炭の一部交換を行い，この交換の効果検証を行った。

3.

S

生物 活性炭開始１年程維持されていたトリハロメタン生成能除空気
排水弁

活性炭一部交換の効果検証（1）検証の条件

U-BCF 内活性炭の交換量は，費用対効果を考慮
し15 ％とした。ただ，設置基準高さ以上を確保し

U-BCF の構造た結果，既設の目減りもあり最終的に約20 ％となった。活性炭は既設と同仕様とし，交換時期はトリが高い。塩化物イオン，電気伝導率は塩水化の影響

ハロメタン生成能濃度および総トリハロメタン濃度

で増加傾向にあるが，トリハロメタン生成能は表流が夏場に上昇傾向を示すことを踏まえ，５月に交換

水より低い（表２）。

を実施した。交換後は通常運転を行い，１回／週の（2）U-BCF（上向流式生物活性炭接触ろ過設備）

採水データを元に効果の検証を行った。

鳥羽浄水場に採用された当社の U-BCF は，一般（2）活性炭一部交換の効果に浄水施設の活性炭吸着設備で使用される粒状活性交換前後における U-BCF 入出口トリハロメタン

炭をろ層（微生物担体）として用い，原水に含まれ生成能濃度を図３に示す。運用開始の平成22年度はるカビ臭，アンモニア態窒素，溶解性金属（鉄，マ20 ％程度の除去率だったが，約１年後から低下，ンガン）等を，微生物による自然浄化作用を用いて以降10～20 ％で推移した。平成28年５月に一部活上向流で処理するものである。原水を処理するた

性炭交換後，平均除去率は運用開始時の20 ％程度

め，微生物の生息に必要な栄養成分は常に補給さまで改善，交換直後の６～８月は23 ％程度となりれ，ろ層内は自然界の川床のような状態が維持され（新炭吸着効果と想定），一部交換した効果が見られる。また上向流のため，ろ層は常に展開し，濁質負

た。また，入口濃度が上昇すると除去率も上昇する

荷による閉塞を避けることができる。さらに U-BCF

傾向が見られた。

では，水・空気およびその併用により，ろ層および支持層の洗浄効果を高めている。

一般にトリハロメタン生成能の指標とされる紫外線吸光度について図４に示す。トリハロメタン生成

ろ層に用いる粒状活性炭は多孔質であり，表面積能と同様に活性炭一部入れ替えにより平成28年度以が大きいため，粒状活性炭の物理吸着能は通水に従降は低減率が向上，また入口濃度が上昇すると，低い低下するが，微生物は繁殖・維持されやすく，効減率も向上する傾向があった。

率的な処理が行える。図２に U-BCF の構造を示す。

（3）トリハロメタン生成能各成分の傾向

また粒状活性炭は微生物担体の位置付けとしてお入口の成分比率は年度通じて大きな変化はなく，り，基本的に交換不要と考えていたが，鳥羽浄水場

クロロホルム・ブロモジクロロメタン生成能（塩素Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報

27

去率はもっとも低く，一部微増している（表３）。
また年度により変動はあるが，塩素系は夏場に濃度ている。塩素系トリハロメタン生成能の除去率が比が高く，冬場に低い。臭素系は夏場に低く，冬場に較的高く，臭素系は低い。ブロモホルム生成能の除高い傾向があった。

平成22年度平均除去率20 ％程度

90
80

除去率10 ％〜
20 ％で推移70
60

平成29年度
平成28年度（平均除去率（平均除去率20 ％） 18 ％）

0.12
0.10

40

0.08

30

0.06

20

0.04

10

0.02

0

0.001未満
2
0.1
9.1
H2
.15
9.4
H2
7
0.1
8.1
H2
.20
8.4
H2
3
0.2
7.1
H2
.26
7.4
H2
8
0.2
6.1
H2
.1
6.5
H2
.2
.11

5
H2

6

.5.

.7

.13

11

.5.

5
H2

1
4.1
H2

4
H2

.11

.18

17

.5.

3
H2

3
H2

1
2.1
H2

図３

U-BCF 入出口のトリハロメタン生成能濃度100

紫外線吸光度低減率（％）

0.14※４〜11月50

トリハロメタン生成能濃度（mg/L）

0.20
除去率
入口濃度 0.18
出口濃度
0.16

100

0.9

除去率

90

0.8

高度処理入口80

高度処理出口

平成27年度平均低減率2.12 ％

70

0.7
0.6

60

平成28年度平均低減率12.5 ％

0.5

50

0.4

40

0.3

30
20

0.2

10

0.1

0

0.0

H
15

0

17
0.

4.

.
29

.1

28

H

23

0.

6

.2
.4

28

H

.1

27

H

28

0.

.2
.4

27

H

.1

.1

.6

2
1.

.5

26

H

26

H

.1

25

H

7

1

1.

.5

25

H

.1

.1

13

7

18

表３
平成22年度

24

H

.5

24

1.

.1

.1
.5

1.

.1

23

23

H

H

H

22

H

図４

紫外線吸光度（ABS）

トリハロメタン生成能除去率（％）

系とする）：ブロモホルム・ジブロモクロロメタン
生成能（臭素系とする）＝５：５～７：３で推移し

U-BCF 入出口の紫外線吸光度

年度別 THMFP の各成分（平均値）

平成23年度

平成24年度

平成25年度

平成26年度

平成27年度

平成28年度

濃度
濃度
濃度
濃度
濃度
濃度
濃度
（mg/L）除去率（mg/L）除去率（mg/L）除去率（mg/L）除去率（mg/L）除去率（mg/L）除去率（mg/L）除去率
生物活性炭入口

ブロモホルム生成能

生物活性炭出口

0.009

―

0.008

―

0.008

―

0.004

―

0.007

―

0.006

―

0.006

―

ジブロモクロロメタン生成能 0.033

―

0.033

―

0.035

―

0.026

―

0.031

―

0.030

―

0.031

―

ブロモジクロロメタン生成能 0.028

―

0.035

―

0.038

―

0.037

―

0.033

―

0.033

―

0.035

―

クロロホルム生成能

0.017

―

0.025

―

0.025

―

0.036

―

0.027

―

0.020

―

0.023

―

計

0.087

―

0.101

―

0.106

―

0.103

―

0.098

―

0.089

―

0.095

―

ブロモホルム生成能

0.008

８％

0.008 －16 ％ 0.008 －１％ 0.005 －33 ％ 0.008 －６％ 0.006 －19 ％ 0.007 －10 ％ジブロモクロロメタン生成能 0.027

19 ％

0.030

７％

0.031

11 ％

0.025

１％

0.031 －47 ％ 0.028

４％

0.028

７％

ブロモジクロロメタン生成能 0.021

25 ％

0.027

23 ％

0.031

15 ％

0.031

17 ％

0.027

18 ％

0.028

19 ％

0.027

23 ％

クロロホルム生成能

0.013

24 ％

0.017

29 ％

0.021

11 ％

0.026

26 ％

0.013

32 ％

0.016

29 ％

0.014

36 ％

計

0.069

22 ％

0.082

19 ％

0.091

12 ％

0.087

15 ％

0.079

18 ％

0.078

15 ％

0.076

20 ％

※除去率は，上表の平均値を用いたものではなく，各年度の各データそれぞれの“除去率の年平均値”を示す。

28

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

生物活性炭出口トリハロメタン生成能
沈澱池出口トリハロメタン生成能
生物活性炭出口ブロモジクロロメタン生成能
沈澱池出口ブロモジクロロメタン生成能
粉末活性炭注入率

トリハロメタン生成能（mg/L）

0.09

8.0

0.07

7.0
■活性炭 3 〜 3.7 mg/Lに増加しても除去率（○）に大きな変化無

0.06

5.0

0.04

4.0

0.03

3.0

0.02

2.0

図６

H28.6.8

H28.7.28

H28.9.16

トリハロメタン生成能（mg/L）
総トリハロメタン濃度（mg/L）

0.115 トリハロメタン生成能
生物活性炭で約20 ％の低減

トリハロメタン生成能0.076 粉末活性炭＋凝集沈殿
処理で約40 ％の低減

H28.12.25

H29.2.13

0.0

ることによって反応が進み，２倍程に増加していた。各トリハロメタン成分別に見てみると，塩素系に比べ臭素系の増加率が高い。とくにブロモホルム
は浄水場入口（U-BCF 入口）から給水末端まで増加し続けている。これらの結果，U-BCF 入口から

ブロモホルム
増加継続

0.02

給水栓末端までを俯瞰すると，塩素系トリハロメタ
ン濃度と臭素系トリハロメタン濃度の大小関係が逆

生物活性炭入口

生物活性炭出口転するという現象が生じた。

沈澱池出口

0.12

総トリハロメタン
クロロホルムブロモジクロロメタン
ジブロモクロロメタン
ブロモホルム

0.1
0.08
0.06
0.027

0.02
0

トリハロメタン生成能
クロロホルム生成能
ブロモジクロロメタン生成能
ジブロモクロロメタン生成能
ブロモホルム生成能

0.044

0.04

0.04

H28.11.5

沈澱池出口トリハロメタン生成能と粉末活性炭注入率の関係

0.06

0

1.0

ブロモジクロロメタン生成能0.02 mg/L 程度低減（◇→□）

〈平成28年（６月〜８月）探水地点別 トリハロメタン生成能〉

0.08

6.0

0.05

0
H28.4.19

0.1

9.0

0.08

0.01

0.12

10.0

トリハロメタン生成能0.03 mg/L 程度低減（△→○）

粉末活性炭注入率（mg/L）

0.1

総トリハロメタン
２倍程度に増加

臭素系が全体の８割

0.047（5）粉末活性炭注入との関係（沈殿池出口）
U-BCF 処理後の平成28年度のデータでは，U-BCF
後段に粉末活性炭を注入することで，沈殿池出口のトリハロメタン生成能は0.03 mg/L 程度除去，とくにブロモジクロロメタン生成能が0.02 mg/L 程度除0.025

去されており，トリハロメタン生成能低減に寄与し急速ろ過池出口

浄水場出口

給水栓末端
（林幼稚園）

図５ 各地点の総トリハロメタンおよび生成能の処理状況（平成28年度）ている。また夏場に粉末活性炭を増量してもトリハロメタン生成能除去率に大きな変化はなかった（図６）。その他，浄水場出口において，粉末活性炭注入率を増加（１→３mg/L 程度）すると総トリハロ（4）各地点の総トリハロメタンおよびトリハロメタ

メタンのピークが下がったが，その後夏場３mg/L

ン生成能濃度→3.7 mg/L に増やしても大きな変化はなかった。冬活性炭一部交換後の総トリハロメタンおよびトリ場に向け注入率を下げてもブロモジクロロメタンのハロメタン生成能の処理状況を図５に示す（平成28低減率はほぼ変化がないため，粉末活性炭よりも凝

年６～８月）。U-BCF 入口から浄水場出口まで，総集沈殿による除去効果が高い可能性がある。

トリハロメタンおよびトリハロメタン生成能は減少（6）粉末活性炭との関係（浄水場出口）する。これは U-BCF 出口で残留（0.069～0.091 mg/

トリハロメタン生成能濃度および総トリハロメタ

L）するトリハロメタン生成能濃度が，凝集沈殿，ン濃度は，浄水場出口および給水栓末端で夏場に高急速ろ過でも除去されていることを示す。しかし浄い傾向を示す。粉末活性炭は着水井へ注入されてい水場出口から給水末端に至る間に，配管内で滞留するが，平成23年，24年の注入率１mg/L から平成27Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報29年に５mg/L へ増加した結果，大幅な低減はないが活性炭は２年周期で20 ％交換するとした。また毎ピークは抑えられた。また，総トリハロメタンはブ

年６月より水温が上昇し，給水末端の総トリハロメ

ロモホルムの増減に連動する傾向があった。

タン濃度も上昇するため，５月末までに交換作業を

粉末活性炭の増減に関わらずクロロホルムはほぼ完了し，新炭による吸着能によって夏場のトリハロ

０mg/L となり，浄水場においておおむね除去されメタン生成能濃度低減を図ることとした。

ていることが分かった（図７）。これは U-BCF 出口

5.

で残留（0.013～0.026 mg/L）するクロロホルムが後

検証の継続

さらなるデータ収集・水質改善・コスト削減に向段の粉末活性炭だけでなく，凝集沈殿，急速ろ過でけた取組みとして，平成30年５月に４池中２池のみも除去されていることを示す。

を20 ％交換し，その効果を検証中である。図９に（7）給水末端の管理手法

平成28，30年の夏季６～８（９）月におけるトリハ

給水末端の総トリハロメタン濃度には水温との相

ロメタン生成能，総トリハロメタンの処理状況を示関が見られ，水温20度以上で0.05 mg/L を超えるこす。平成28，30年度ともトリハロメタン生成能，総とがあった。また，原水における表流水の割合が大

トリハロメタンの各地点での除去状況は同等，またきくなると，総トリハロメタン濃度がやや高くなる

平成30年度については，４池中２池のみ活性炭を交傾向があった。また，浄水場出口におけるジブロモ

換したが，４池交換した平成28，29年度と同等の除クロロメタン濃度と水温を掛けた値が0.18（℃・去率を示している。平成30年度の夏場の U-BCF 運mg/L）を超えると総トリハロメタン濃度が0.05 mg/

用は，給水末端の総トリハロメタン抑制のため野々L を超える傾向があった（図８）。給水末端の総ト池処理を減らし４池中２池を通水，かつ活性炭交換

リハロメタンの管理値としての適用が検討できる。

の有無各１池ずつとしたため，活性炭交換率は10

また，本グラフを見たところ，給水栓末端のトリハ％と仮定した。図1₀に活性炭交換有無の差による

ロメタン濃度が一定値に向かって収束しているよう

U-BCF でのトリハロメタン生成能の除去率の差異に見える。これは，実際の原水のトリハロメタン生を示す。活性炭を20 ％交換した池の方がおおむね成能濃度にはある程度の幅があるため，給水栓末端

トリハロメタン生成能の除去率が高く，活性炭一部のトリハロメタン濃度の上限収束が発生したものと交換が寄与していると考えられる。

考えられる。本グラフを用いた予測方法は，水温とただし，平成28年と平成30年の６月１日から９月

給水栓末端のトリハロメタン濃度との単純な比例関

15日の生物接触ろ過池前後での水質データを比較す

係による予測に比べ，より精度の高い原水水質の変る場合，運転池数，活性炭交換の有無により，処理動に追随可能な予測方法となりうる。

水質への活性炭入替の影響が変わることに留意する

4.

保全計画

必要がある。運転条件が平成28年度と異なるため，

平 成28年 ５ 月 に 活 性 炭 の 一 部 交 換 後， １ 年 後

給水栓末端トリハロメタン濃度抑制をしながら更な（H29年度）においてもトリハロメタン生成能濃度

る活性炭交換頻度の抑制を図るには，平成30年度の除去率は18 ％程度（４～11月），夏場（６～８月）

検証に加えて今後とも検証を続けていく必要があは23 ％程度を維持している（図３）。この結果から，

る。

0.05

クロロホルム
活性炭注入量ブロモホルムの増減に伴い総トリハロメタンは増減

0.04

クロロホルム≒０mg/L まで減少

0.03

10.0
9.0
8.0
7.0

ピークは低減

6.0
5.0
4.0

0.02

3.0
2.0

0.01

0.07
0.06
0.05
0.04
0.03

図７

H24.4.20

H25.9.2

H27.1.15

H28.5.29

浄水場出口総トリハロメタン濃度と粉末活性炭注入率0.18（℃・mg/L）以上で 0.05 mg/L
を超えることがある。
目安にできると考える。

0.02
0.01

1.0

0
H22.12.730

総トリハロメタン
ブロモホルム総トリハロメタン濃度（mg/L）

各トリハロメタン濃度（mg/L）

期間中の最大値

粉末活性炭注入率（mg/L）

0.06

0
0.00

0.0

0.10

0.18
0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

水温（℃）× 鳥羽浄水場出口ジブロモクロロメタン濃度（mg/L）

図８

浄水場出口の水温・ジブロモクロロメタン濃度と給水栓末端総トリハロメタン濃度

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）クロロホルム生成能

ブロモジクロロメタン生成能

ジブロモクロロメタン生成能

ブロモホルム生成能

クロロホルムジブロモクロロメタン
総トリハロメタン

総トリハロメタン生成能（mg/L）
0.125
0.1（mg/L）
0.125

総トリハロメタン
生成能［値］mg/L

総トリハロメタン
生成能［値］mg/L

0.0050
0.030

0.075

0.1
総トリハロメタン
生成能［値］mg/L

0.006
0.027

0.05

0.037

0.075
0.05

0.007
0.028

0.019

0.015

0.013
0.005

高度浄水処理出口

河川水凝集沈殿水出口

0.025
0.026

0

高度浄水処理入口

0.025
0

総トリハロメタン［値］mg/L
総トリハロメタン［値］mg/L
0.004

0.011
0.012

河川水浄水出口

H28 年度地点別トリハロメタン生成能濃度（夏場：６月〜９月末）

クロロホルム生成能

ブロモジクロロメタン生成能

ジブロモクロロメタン生成能

ブロモホルム生成能0.1

臭素系トリハロメタン
総トリハロメタン
生成能0.095 mg/L

0.032
除去率
約21 ％

0.05

0.008

総トリハロメタン
生成能［値］mg/L

0.029

0.035

0.007

0.025

0.026

0.016

0.012

0.011
0.004

高度浄水処理出口

河川水凝集沈殿水出口

0.021

0
高度浄水処理入口

0.009

鳥羽浄水場出口

0.003

0.016
0.007

給水栓末端（林幼稚園）

ブロモジクロロメタン
ブロモホルム（mg/L）
臭素系トリハロメタン0.125＞ 塩素系トリハロメタン

0.075

総トリハロメタン
0.049 mg/L

0.05
0.025

総トリハロメタン［値］mg/L
0.003

0

0.011
0.010

河川水浄水出口総トリハロメタン［値］mg/L
0.002

0.020
0.018

0.010
0.009

0.007
0.004

鳥羽浄水場出口

給水栓末端（船上浄化センター）

H30 年度地点別総トリハロメタン濃度（夏場：６月〜８月末）

採水地点別のトリハロメタン生成能，総トリハロメタンの推移（平成28，30年）

6.

除去率（％）

0.010

クロロホルムジブロモクロロメタン
総トリハロメタン

H30 年度地点別トリハロメタン生成能濃度（夏場：６月〜８月末）

図９

0.003

0.021

0.1

総トリハロメタン
生成能0.075 mg/L

0.007

0.075

＜ 塩素系トリハロメタン

総トリハロメタン［値］mg/L

H28 年度地点別総トリハロメタン濃度（夏場：６月〜９月末）

総トリハロメタン生成能（mg/L）
0.125

ブロモジクロロメタン
ブロモホルム

保全計画の見直し

平成30年度夏場のデータを踏まえ，平成28年度に35 ％提案した保全計画について以下のとおり見直しを検30 ％討している。

25 ％・活性炭交換量：20％（平成28年度と同じ）

20 ％・活性炭交換頻度：

15 ％４池を対象に１回／２年

10 ％または２池を対象に１回／年

5％0％
H.30.6.5

トリハロメタン生成能除去率（交換有）トリハロメタン生成能除去率（交換無）H.30.6.25

H.30.7.15

H.30.8.4

H.30.8.24

サンプリング日

図1₀５月末までに実施（平成28年度と同じ）
なお，冬場を含む通年データが取れ次第，改めて

活性炭交換有無の差による THMFP 除去率の比較

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）・交換時期：

見直す予定である。

神鋼環境ソリューション技報

31

今後の課題7.

む（1）ハロ酢酸濃度

すび

U-BCF でのトリハロメタン生成能除去について

本検証ではトリハロメタンに焦点を絞り，活性は，まだ不明確な点も多い。しかし，本検証におい

炭一部交換により U-BCF によるトリハロメタン生ては定期的交換を前提とする粒状活性炭による吸着

成能除去率の改善という成果を上げることができ処理や，ランニングコストが嵩み臭素酸など副生成た。しかしながら，トリハロメタンと同様に消毒物の懸念があるオゾン処理の代わりに，生物活性炭

副生成物となるハロ酢酸に関しては，本検証におによる効率的なトリハロメタン生成能の除去と給水

いてはデータを収集していない。ハロ酢酸もトリ末端の総トリハロメタンの抑制を行える見通しが得

ハロメタンと同様に発がん性物質として注視すべられたと考えている。

き項目であり，水道法に基づく水質基準にも定めら

明石市においては，今後も本検証業務を継続するれている。今後，ハロ酢酸についても検討していきとしている（次回で３年度目）。当社が引続き協力たい。

することで，今回得られた知見を元に検証を深化（2）浄水場における迅速な給水栓末端トリハロメタ

し，原水を生物活性炭接触ろ過設備（U-BCF）を用

ン濃度把握手法の模索

いて処理することによるトリハロメタン生成能の抑浄水場出口におけるジブロモクロロメタン濃度を制，給水末端の総トリハロメタン抑制手法を見極め迅速に把握することができれば，本検証にて導出していきたい。

た給水栓末端トリハロメタン濃度予測方法をより簡謝辞便に用いることが可能となる。本予測方法が実際に本検証を行うにあたり，データ提供や運転管理に使用可能となれば，より柔軟な給水栓末端トリハロ

配慮頂いた明石市水道局関係者の皆様に謝意を表し

メタン濃度制御に繋がる可能性がある。そのためにます。

も，浄水場出口におけるジブロモクロロメタン濃度［参考文献］
１）「平成28年度鳥羽浄水場水質保全支援業務委託」平成
29年３月31日 明石市水道部／神鋼環境ソリューショ
ン 編を迅速に把握する手法の模索についても今後検討していきたい。

32

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

撹拌式凍結乾燥機の開発
Development of Mixer-type Freeze Dryers

小川智宏＊
Tomohiro Ogawa

前背戸智晴＊Tomoharu Maeseto
博士（工学）

凍結乾燥は長期保存が可能な製品を得る方法として知られており，熱劣化防止や有効成分保持にも有効である。棚式凍結乾燥機は食品や医薬品の製造に利用されている。しかしながら，乾燥時間が長い，設備コストや運転コストが高い，また製品回収性等に問題があり，その利用用途は限定されている。
当社では乾燥効率と粉体のハンドリング性が良好な撹拌式真空乾燥機を製作しており，これを応用した凍結乾燥プロセスの生産性向上を検討している。現在，容器回転型真空乾燥機 N-CDB を元にした撹拌式凍結乾燥機のパイロット装置を製作し検証を行っており，果物の凍結粉砕原料について粉末状の乾燥製品が得られ，回収性も非常に良好であることが確認された。またその乾燥時間については，真空乾燥機と同じ方法でスケールアップ可能であることを確認した。
Freeze drying is well known as a process for creating dried products that can be stored for long periods oftime and it also can prevent thermal deterioration and preserve active ingredients. Shelf-type freeze-drying
devices are used in the production of foods and pharmaceuticals. However, the market for the freeze-drying
process seems to be limited because of the costly equipment and high running cost, long drying time and its
low collection ratio for products. We are investigating the applicability of our vacuum dryers, which offer
good drying efﬁciency and powder handling as a way to improve the productivity of the freeze-drying process. At present, we have manufactured pilot-scale equipment of a mixer-type freeze dryer based on our vessel rotary mixing dryer N-CDB, and have been investigating its performance. Regarding cryogenicallyground fruit materials, we conﬁrmed that the collection ratio for powder products from the mixer-type freeze
dryer was very high. Regarding the drying time, we also conﬁrmed that the mixer-type freeze dryer is able tobe scaled up in the same way as our vacuum dryers.

Key Words：
凍

結

乾

燥

Freeze drying

真

空

乾

燥

Vacuum drying

式

Mixer-type

熱Heat transfer

撹伝Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）＊プロセス機器事業部 技術部 開発グループ

拌

神鋼環境ソリューション技報

33

まえがき

面にヒータ等の熱源を設置し輻射熱にて加熱する輻

凍結乾燥は，製品の保存性，熱劣化防止，有効成射式に大別される。

分保持が可能な乾燥方法であり，食品分野や医薬品

棚式凍結乾燥機における昇華状態の概念図を図２

分野で利用されている技術である。凍結乾燥には，に示す。乾燥に必要な熱は加熱棚もしくは上下面に棚式（静置式）凍結乾燥機が一般的に用いられてい設置されたヒータ等から凍結原料に供給される。乾るが，乾燥時間の長期化，機器や運転コストの高燥によって生じた昇華蒸気は乾燥に伴って内部からさ，製品回収性や洗浄作業性に問題があり，その利

外部へ拡散するため，乾燥層が蒸気の拡散抵抗とな

１～４）る（図２-b）。昇華速度≫拡散速度の状態で乾燥が既報 では生産性の向上を目指した当社真空乾燥

進むと，昇華蒸気が製品内部で局所的に滞留し，圧機を用いた撹拌式凍結乾燥の可能性について紹介し力が三重点を超えて製品が再融解する可能性が高ま用用途は限定されている。

１）た。当社では現在，真空乾燥機コニカルドライヤる。これはコラプス（Collapse）と呼ばれる現象で，

N-CDB を元にした撹拌式凍結乾燥機のパイロット

１）
凍結乾燥の速度が制限される要因となる（図２-c）。

装置を製作し検証を行っている。本稿ではこの撹拌

棚式（静置式）凍結乾燥は古くから用いられてい式凍結乾燥機のパイロット装置，および検証内容のる技術ではあるが，乾燥条件等のノウハウ化，プロ一例を紹介する。

グラム化された運転管理が必要な「難しい」乾燥方

凍結乾燥法であり，乾燥時間が長い，製品回収作業性が悪い

1.

1. 1

凍結乾燥の原理とその用途

凍結乾燥は，固体（氷）から気体（水蒸気）への106

状態変化（昇華）を利用した乾燥方法である。水の状態図を図１に示す。水の沸点は １気圧（約105

液相
（水）

105

Pa）で100 ℃であるが，減圧することで低下する。
凍結乾燥は三重点以下の高真空領域・低温下にて，固体（水）から液体（水）を経ずに，気体（水蒸製品が多孔質で復水性に優れることなどから保存食
品の乾燥に，また熱劣化や組織破壊が少なく成分保圧力（Pa）気）に昇華させる乾燥方法である。凍結乾燥は乾燥

104持が可能なことから注射製剤やバイオ医薬品，生菌・酵素・タンパク質といった弱熱性製品の乾燥に用いられている技術である１，５～７）。
1. 2

固相
（氷）

真空乾燥

103
三重点
（約610 Pa，0.01 ℃）

10

2

凍結乾燥

気相
（水蒸気）

10

棚式凍結乾燥機

凍結乾燥には現在，一般的に棚式凍結乾燥機が用いられている。棚式凍結乾燥機は，熱媒循環等によ

1

0

-50

り加熱可能な棚板上に原料トレイを乗せて熱伝導により加熱する棚板式，原料トレイの上面または上下（a）乾燥初期

50

図１（b）乾燥中期

水の状態図（c）昇華量過剰時

水蒸気

再融解（コラプス）

昇華面
乾燥層
（抵抗）

処理品
（凍結層）

100

温度（℃）

昇華面

熱流束

原料トレイ
加熱棚段

図２
34

棚式凍結乾燥機における昇華状態の概念図（棚板式の例）

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

乾燥層

剥離
転動

凍結層

昇華面更新

混合撹拌
（粉の転動）

写真１

処理品
（凍結粉）
外套
熱流束（外套より）

図３

撹拌式凍結乾燥機パイロット機ユニット

粉末状の製品が得られるため，粉砕工程が不要とい回転方向った利点がある。その他，真空乾燥機が有する優れ撹拌式凍結乾燥機における昇華状態の概念図

た洗浄性により，バッチ間の洗浄作業時間を短縮することが可能である１）。

ことやトレイの洗浄作業性に改善要素を抱える他，

2. 2

１，８，９）

機器や運転コストの高さが指摘されている

2.

2. 1

。

撹拌式凍結乾燥機

撹拌式凍結乾燥パイロット装置

当社ではこの度，撹拌式凍結乾燥機のパイロット装置を製作し，実証テストを行っている。その外

撹拌式凍結乾燥方式

観，プロセスフロー，仕様を写真１，図４，表１に

当社では，医薬品粉体乾燥用に開発した容器回転示す。乾燥機内に温度センサおよび圧力センサを設

型真空乾燥機 N-CDB の構造をベースに撹拌式凍結置し，外套温度や真空配管部圧力等と合わせて常時乾燥機の開発を行っている。

モニタリングすることで，乾燥機内の製品状態を常撹拌式凍結乾燥機における昇華状態の概念図を図３に示す。凍結粉体を混合・撹拌しながら乾燥するに把握することができる。

3.

3. 1

ことで，
１）粒子表面からの乾燥

撹拌式凍結乾燥機の検証

撹拌式凍結乾燥機による乾燥例

この度，大阪ガスリキッド株式会社より凍結原料

２）伝熱面更新による伝熱促進を提供頂き，撹拌式凍結乾燥機パイロット装置にて３）昇華蒸気の拡散抵抗低減

乾燥試験を実施した。その試料と試験条件を表２に４）製品の均質化示す。試験では事前に冷却した乾燥機内に試料を投１）入した後，真空ポンプで排気を開始し，凍結乾燥をを図るものである 。
棚式凍結乾燥機では，乾燥が進むにつれて乾燥層開始した。撹拌条件は試料の混合状況を観察して調が抵抗となり昇華面の圧力が上昇する。それに対整し，加熱条件はモニタリングしている各温度，各し，撹拌式凍結乾燥機では，混合・撹拌により乾燥圧力の指示値を見ながら調整した。

層が剥離することで昇華面が常に粒子表面に晒され試験結果を表３に示す。ブルーベリーはレモンよるため，直接昇華面に熱を加えることができ，さらりも糖質が多く含まれるためコラプス温度が低く，に伝熱面が常に更新されることで伝熱が促進され，試験では初期外套温度も低く設定し，投入量も少な

乾燥時間の短縮化，また撹拌による製品の均質化をくして乾燥を実施したが，いずれの試料も目標含水図ることができる。

率まで乾燥粉末化することができることが確認でき

撹拌式凍結乾燥機はコールドトラップ側への原料た。また乾燥後の機器壁面には殆ど付着もなく，乾流入を防止するためフィルタを備えており，フィル

燥後の試料を容易に回収することが可能であった。

タ圧損を考慮する必要があるが，乾燥層が昇華蒸気

試験中の経過時間に伴う各温度，圧力の計測結果

拡散の妨げになることがなく，缶体内圧力（＝昇華の一例を図５に示す。いずれの試験においても缶内面圧力）や缶内試料温度（＝粒子表面温度＝昇華面

試料温度が外套温度に，缶内圧力が真空配管圧力に温度）を常時モニタリングできるので，製品状態の漸近していく様子から，乾燥終点を精度良く見極め

把握やコラプス防止の制御もし易く，また乾燥後はることができることが確認されている。今回試験にVol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報

35

表１

撹拌式凍結乾燥パイロット機ユニットの仕様

項

目

機

機

160 Lt燥

温調設備

仕缶内製品温度様

N-CDB タイプ

冷温ブライン循環装置（－20 ℃～40 ℃）

コールド
フィンチューブ式（－45 ℃，捕水量30 L）
トラップ

温度［℃］

乾

器

プロセスフロー

2.2 kW 油回転式真空ポンプ（排気量1 300 Lt/min.）

真空排気系

外套温度

缶内圧力

30

600

20

500

10

400

0

300

-10

200

-20

100

-30

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

圧力［Pa（abs.）
］

図４

0

乾燥時間［hr］

図５
表２

各測定データ（レモン30 kg 乾燥時）

パイロット機ユニット試験条件

試料種類

レ モ ン

ブルーベリー

原料水分率（wt％）
処 理 量（kg）
加 熱 温 度（℃）
試 験 時 間（hr）

86.9
30
－５～20
50

87.6
10
－10～2071

用いた試料はいずれも二次凝集しやすい性質があり，乾燥初期からφ50～100 mm 程度の塊の存在が確認された。その塊は乾燥が進むにつれて徐々に小さく解砕され，最終的には粉末化されたが，塊の内側には熱が伝わり難いため乾燥時間が長くなる要因

表３
試

パイロット機ユニットによる凍結乾燥試験結果
料

レ モ ン

ブルーベリーとなっており，今後の課題である。今後，二次凝集の防止による塊の低減，また撹拌条件や加熱条件の最適化により，さらなる乾燥時間の短縮化の検討を進めていく。

機器内部の写真3. 2

乾燥前

撹拌式凍結乾燥機スケールアップによる乾燥時間推定

当社の撹拌式凍結乾燥機は外套から内部原料粉体を加熱する間接加熱方式で，当社真空乾燥機と全く同じ方式であり，同様のスケールアップ式が適用できると考えられ，その適用性について検討した。

乾燥後

間接加熱方式は外套の熱媒体から内部粉体への伝熱係数の影響を受ける。その値は総括伝熱係数

乾燥後水分率
（wt％）
36

13.7

13.2

と呼ばれ，原料粉体，乾燥条件（撹拌方法）によって異なるもっとも重要なファクターである。単位時

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）間当たりの内部粉体原料に与えられる熱量
び総括伝熱係数

およ

３Lt テスト機における蒸発量を算出したところ真空はそれぞれ下記式（1），式（2）で配管内において配管径が細いため昇華蒸気速度が音表される。

速を超える計算結果となった。実際には音速の臨界（1）（2）

状態（チョーク流れ）となり配管における蒸気流量が律速となる。これが原因で式（4）による推定乾燥時間よりも長くなったと考えられる。凍結乾燥では三重点以下の高真空操作において昇華蒸気の容量が非常に大きくなるため，チョーク流れが発生しない

ここで，
：伝熱面積

ように蒸気配管径の設計にも注意が必要といえる。

む：平均温度差：撹拌熱

すび

本稿では撹拌式凍結乾燥機のパイロット装置，お：缶内側境膜伝熱係数

よび検証内容等について紹介した。検証試験によ：壁面伝熱抵抗り，撹拌式凍結乾燥が撹拌式真空乾燥と同様の考え：外套側境膜伝熱係数である。この単位時間当たりの内部粉体原料に与え方でスケールアップが可能であることを確認した。

られる熱量

業性や洗浄作業性の向上，後粉砕工程不要等，生産は原料粉体に含まれる氷の昇華と温撹拌式凍結乾燥機により乾燥時間の短縮化，回収作コスト低減が可能になるものと考えられる。また当度上昇に費やされ，下記式（3）で表される。

社真空乾燥機 PV ミキサーを，自己凍結による凍結（3）

原料作製から凍結乾燥までを１台で実施可能な凍結乾燥機として適用することを検討しており，今後，
小型テスト機やパイロット装置を用いた検証を継続

ここで，
：乾燥時間

し，撹拌式凍結乾燥機のメリットを生かしたプロセ：氷の昇華潜熱

スや新たな分野への適用に挑戦していきたい。
最後に検証用の試料として凍結原料を提供頂いた：昇華される氷の重量

大阪ガスリキッド株式会社にはこの紙面を借りて深

：原料粉体重量：原料粉体の平均比熱

くお礼申し上げます。

：初期粉体原料温度［参考文献］
１）椿野直樹ほか：凍結乾燥への撹拌式真空乾燥機の適用， 神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョ ン 技 報，Vol.14（2017），
p.32-37２）相良泰行：フリーズドライ技術の発展 フリーズド
ライ食品の開発と最適加熱温度条件の探索法，月刊フードケミカル，Vol.31（2015），p.18-29
３）中川究也：凍結乾燥の基礎と実務への応用 プロセスの最適化に向けた数学モデルの解法と使い方，情報機構（2016）４）大竹聡敏ほか：凍結乾燥 創薬への応用（前編），
Pharm Tech Japan, Vol.30（2014），p235-246
５）Julia Christina Kasper et.al：Recent advances and further
challenges in lyophilization, Eur J Pharm Biopharm, Vol.85（2013），p162-169
６）Robert H. Walters et.al: Ne xt Generation Drying
Technologies for Pharmaceutical Applications, J Pharm Sci,
Vol.103（2014），p2673-2695
７）阿部秀飛：フリーズドライ技術の発展 フリーズド
ライ乳酸菌の特性とその製造方法，月刊フードケミカ
ル，Vol.31（2015），p42-45
８）中村孝士：真空凍結乾燥について，日本醸造協会誌，Vol.99（2004），p93-99９）林弘通：食品の乾燥（3）真空凍結乾燥と噴霧乾燥の特長と問題点，調理科学，Vol.25（1992），p172-181
10）小川智宏：医薬向けの新しいろ過乾燥技術，化学装
置，Vol.47（2005），p52-57：乾燥後粉体原料温度である。以上の式（1），式（3）より，乾燥時間は

下記式（4）で表される。
（4）
総括伝熱係数は粉体性状や撹拌方法，加熱方法によって異なる値となることから，真空乾燥機においては，小型テスト機などで総括伝熱係数を求め，実機乾燥時間の設計を行う10）のが一般的である。
今回，撹拌式凍結乾燥機についてもパイロット装置にて仕込量を変化させて乾燥を実施したところ，
上記式（4）による推定乾燥時間と良く一致する結果が得られており，真空乾燥機と同様の方法で乾燥時間の推定が可能であることが確認されている。
また既報にて検証に使用した３Lt テスト機により，パイロット機と同じ原料について乾燥を実施し乾燥時間を確認したところ，上記式（4）による推定
乾燥時間よりも長くなる結果となった。式（3）からVol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

神鋼環境ソリューション技報37⁆ ⁡ ⁂ ⁛ ⁕ ⁥オンサイト型水電解式水素発生装置「HHOG シリーズ」「スキッドマウントタイプ」をリニューアル
当社は，固体高分子電解質膜を利用した水電解式水素発生装置「HHOG」シリーズの内，水素ガス供給量
が毎時20～60 Nm3 の「スキッドマウントタイプ」のブラッシュアップを図り，「新型スキッドマウントタイ
プ」として2018年10月から販売を開始した。
この「新型スキッドマウントタイプ」は，従来機のフローおよびスキッド内の機器配置の見直しを行うとともに，消費電力を低減した当社新開発の電解モジュールを採用した。その結果，水素ガス供給量が毎時
60 Nm3 の装置の場合，従来機と比較して約30 ％のイニシャルコスト低減，約20 ％の設置面積削減，約10 ％の消費電力低減を達成した。
なお，水素発生量，水素圧力，水素純度などといった基本仕様および，安全に対する各種インタロック機
構，水素デマンドに対するクイックな応答，操作しやすいマン・マシンインターフェイスなど従来機が具備する機能はそのまま引継いでいる。
当社では引続き，時代やお客様のニーズに合った技術開発を行い，水素社会の実現に貢献できる装置を提案できるよう取組んでいく。

従

来

機

全長で２m 短縮
今回リニューアル装置

写真38

新旧比較イメージ（SH-60D の場合）

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

表１ 従来機との比較（SH-60 D（水素ガス供給量60 Nm3/h，高圧型）の場合）
項

目

従 来 機

新 型 機

水素ガス供給量

60 Nm /h

水素供給圧力0.82 MPaG

水素純度99.999 ％

水素露点

－70 ℃

考

大気圧換算

装置概略寸法全長×幅×高さ（m）

10×2.2×2.5

8×2.2×2.7

設置面積（m2）

2217.6

設置容積（m ）55

47.5

装置乾燥重量約17 t

約17 t（予定）

消費電力（従来機に対する割合）

1

約0.9

3

備

3

表２

定格運転時

HHOG の特長

操 作 性・装置の起動 / 停止がスイッチ 1 つの操作で可能
・装置の起動と同時にガスを発生（ウォームアップ不要）
・使用量に応じガス発生量を０～ 100 ％で自動制御

安 全 性・電子式，機械式インターロック機構を各種装備
・装置内でのガス保有量が少なく水素と酸素の混合を防止
・危険物，有害物資を一切使用しない，また排出しない性・純水を直接電気分解するため不純物量が少なく高純度（5N）・純水を直接電気分解するため不純物元素が少ない
・CO など燃料電池触媒を被毒する不純物を含まない

能

そ の 他

Vol. 15 No. 2（2019 ／ 3）

・点検は年 1 回，消耗品交換はお客様での実施も可能
・高圧ガス保安法に抵触しない１MPa 未満の水素発生圧力
・中東，アジア周辺諸国への納入実績も有り

神鋼環境ソリューション技報

39http://www.kobelco-eco.co.jp

施設・技術紹介

英国初の廃棄物発電プラントを受注～ Hooton Bio Power Project ～当社は，三井 E&S ホールディングスの100 ％子会社であるデンマークの Burmeister & Wain Scandinavian
Contractor A/S（BWSC）より都市ごみ等廃棄物発電プラントの基本設計，主要機器（ガス化炉・溶融炉・ボイラ等）供給，および，据付・試運転指導員の派遣業務を受注しました。本件は，当社にとってタイ国
SCG 案件に続く海外４件目，英国では初めての受注となります。
本案件は，英国 Hooton Bio Power Ltd が BWSC と EPC，および，O&M 契約を結ぶとともに，処理システ
ムとして当社のガス化溶融プロセスが採用されております。今回採用された「流動床式ガス化溶融炉」は，当社が独自に開発した技術であり，国内トップの実績に裏付けられた高い安全・安定性を誇ります。また，ごみの保有エネルギを最大限に回収し，高効率な発電を実現，経済性にも優れています。
当社は，流動床式ガス化溶融技術を核とした海外展開に取組んでおり，英国においても，廃棄物発電案件の発掘・対応に注力してまいりました。英国では，埋立て処理の軽減を目指し，また，CfD 制度（英国版
FIT；固定価格買取制度）の継続により，廃棄物発電施設の建設需要が続いております。当社は，本件を契機に英国でのビジネス拡大を図るとともに環境保全，循環型社会の実現に貢献してまいります。
［案件の概要］○案

件

名：Hooton Bio Power Project○契

約

先：Burmeister & Wain Scandinavian Contractor A/S（BWSC）○業 務 内 容：基本設計，主要機器供給，据付・試運転指導員の派遣○処 理 能 力：流動床式ガス化溶融炉

600（t/d）（300 t/24 h/炉×２炉）○建設予定地：South of the Wirral, North West England

完成予想図（BWSC 社提供）

建設予定地

現地工事の進捗状況（出典：https://www.cogenuk.com/projects）
40

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http://www.kobelco-eco.co.jp

施設・技術紹介

タイ国で廃棄物処理関連事業の基本設計業務を受託～ SCG Map Ta Phut New 8MW IWPP Project ～当社は，Cementhai Energy Conservation Co., Ltd.（2019年２月１日付

流動床式ガス化炉

旋回溶融炉

で SCG CEMENT CO., LTD. に吸収合併）より廃棄物発電プラントの基本設計業務等を受託しました。本件は，当社にとりまして海外の廃棄物処理プラント分野において韓国における案件（Pangyo, Paju）に続く３件目，タイ国では初めての受注となります。本件における当社の所掌は，基本設計，据付・試運転指導員の派遣になります。
当社は，流動床式ガス化溶融技術を核とした海外展開に取組んでおりますが，タイ国をはじめ，東南アジア地域は，経済発展に伴い廃棄物発生量が増加しており，廃棄物発電施設の建設需要が高まると想定されます。当社は，本件を契機にタイ国ならびに東南アジア
でのビジネス拡大を図るとともに環境保全，循環型社会の実現に貢溶融スラグ献してまいります。
流動床式ガス化溶融炉［案件の概要］○案

件

名：SCG Map Ta Phut New 8MW IWPP Project○契

約

先：SCG CEMENT CO., LTD.

○業 務 内 容：基本設計および据付・試運転指導員の派遣○処 理 能 力：流動床式ガス化溶融炉
65 000 t/年，発電規模８ MW〇建設予定地：ラヨーン県マプタプット工業団地

起工式の様子完成予想図（SCG 社提供）
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http://www.kobelco-eco.co.jp

施設・技術紹介

国内最高水準のごみ発電と最終処分場負荷“ゼロ”を実現
八王子市向け（仮称）新館清掃施設整備および運営事業
八王子市（東京都）から，2018年12月に受注した本事業は，同市から排出されるごみを処理するもので，施設の設計・施工を当社と大豊建設株式会社（東京都）の共同企業体が実施し，引続き当社出資による特別目的会社が，20年６カ月におよぶ運営・維持管理業務を行うものです。
今回採用した「流動床式ガス化燃焼炉」は，従来の流動床式焼却炉をベースとして，「流動床式ガス化溶融炉」で培ったガス化・気体燃焼技術を織込むことで，低空気比での安定焼却と高効率発電を可能とした次世代型焼却炉です。本施設では，さらに高温高圧ボイラ（６MPa ×450 ℃）を採用し，国内最高水準の発電
効率（25.2 ％）を発揮します。また，流動床式ガス化燃焼炉では未酸化で資源価値の高い鉄・アルミを回収でき，これに加えて焼却残渣・焼却飛灰をエコセメント化することにより，最終処分場負荷“ゼロ”を実現
します。
事業の概要
〇事

業

名：【設 計 建 設】神鋼・大豊建設特定建設工事共同企業体【運営維持管理】株式会社八王子環境サービス（当社出資による特別目的会社）〇事 業 方 式：DBO 方式（Design：設計

Build：建設

Operate：運営）〇事 業 期 間：【設 計 建 設 期 間】2018年12月から2022年９月までの３年９カ月間【運営維持管理期間】2022年10月から2043年３月までの20年６カ月間
施設の概要〇焼 却 施 設

ごみ処理能力：160 t/d（80 t/24 h ×２系列）

施設完成イメージ図
42

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