15
1︵通巻

号︶

29

15

この用紙は, パルプを漂白するときに塩素ガスを使わない「無塩素漂白（ECF)」という方法で作られています。

1 (通巻29号）

29
2018年度

1

15

1

持続可能社会の実現に向けた「予測」の重要性

2

水素社会到来に向けた HHOG®開発の取組み

Approach to Technical Development of High-purity
Hydrogen and Oxygen Generator（HHOG®）towards Arrivalof Hydrogen-based Society

10

スラリー対応型薄膜蒸発機の検討

Development of Wiped Film Evaporator for Slurry

14

サウジアラビア工業団地向け排水再生システム（NEDO 実証事業）

Demonstration Project at MODON Dammam 1st Industrial
City of The Kingdom of Saudi Arabia Wastewater
Reclamation Plant

20

省エネ機器とアンモニア制御による低動力反応
タンクシステムの性能実証

Performance Demonstration of Low-Energy Reaction Tank
System with Energy-saving Equipment and NH4-Based
Aeration Control

29

TOPICS本

32

社 ／〒651-0072 神戸市中央区脇浜町1丁目4-78☎（078）232-8018 FAX（078）232-8051〒651-0086 神戸市中央区磯上通2丁目2番21号（三宮グランドビル） ☎（078）232-8018 FAX（078）232-8051

登録特許一覧

技 術 研 究 所 ／ 〒651-2241 神戸市西区室谷1丁目1-4☎（078）992-6500 FAX（078）997-0550

東 京 支 社 ／ 〒141-8688 東京都品川区北品川5丁目9-12（ONビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821〒141-0001 東京都品川区北品川5丁目9-11（大崎MTビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821

大 阪 支 社 ／ 〒541-8536 大阪市中央区備後町4丁目1-3（御堂筋三井ビル）☎（06）6206-6751 FAX（06）6206-6760

九 州 支 社 ／ 〒812-0012 福岡市博多区博多駅中央街1-1（新幹線博多ビル） ☎（092）474-6565 FAX（092）441-4440
北 海 道 支 店 ／ 〒060-0004 札幌市中央区北四条西5丁目1-3（日本生命北門館ビル） ☎（011）241-4647 FAX（011）241-5759
東 北 支 店 ／ 〒980-0811 仙台市青葉区一番町1丁目2-25（仙台NSビル）☎（022）716-6651 FAX（022）263-2049

名 古 屋 支 店 ／ 〒451-0045 名古屋市西区名駅2丁目27-8（名古屋プライムセントラルタワー） ☎（052）581-9876 FAX（052）563-2313
播 磨 製 作 所 ／ 〒675-0155 兵庫県加古郡播磨町新島19☎（079）436-2500 FAX（079）436-2506

室蘭SD製造所／ 〒050-0055 室蘭市崎守町387-25
デュッセルドルフ事務所／ Berliner Allee 55, 40212 Düsseldorf Germany☎（0143）50-3036 FAX（0143）50-3066☎+49-211-7792-0430 FAX+49-211-7792-0450

プノンペン事務所／ Soma Tower, 1st Floor, #2C, street120, Sangkat Phsar ThmeyⅡ, Khan Daun Penh, Phnom Penh, Kingdom of Cambodia☎+855-23-210-301 FAX+855-23-210-309
神鋼環境ソリューション技報

2018年度Vol.15 No.1

《本社》株式会社神鋼環境ソリューション 〒651ー0072《編集発行》〒651ー2241≪バックナンバー≫ 弊社ホームページに掲載しています。

http://www.kobelco-eco.co.jp/development/tec-info/index.html

通巻29号
神戸市中央区脇浜町１丁目４ー78

神戸市西区室谷１丁目１ー４ 株式会社神鋼環境ソリューション 技術開発センター（神鋼環境ソリューション技報編集委員会事務局）☎（078）992−6527 FAX（078）992−6504 http://www.kobelco-eco.co.jp《編集委員》編集委員長/田頭成能 委員/高橋円・細田博之・小川正浩・酒井耐治・丸山智裕・荻野行洋・青木勇・菊池雅彦・須田龍生・松本勝生《発行》2018年9月15日印刷

2018年9月20日発行

年2回発行《禁無断転載》《発行人》隅晃彦《印刷所》中村印刷株式会社

＜巻頭言＞

持続可能社会の実現に向けた「予測」の重要性

東北大学大学院 工学研究科
電気エネルギーシステム専攻
教授

津

田

理

Makoto Tsuda

東北地方太平洋沖地震での津波，西日本豪雨と，人間は，自然の力の前では無力である。このため，自然の猛威を軽んじてはいけないことは，誰しもがわかっていることであるが，今回の西日本豪雨では，避難指示が出ているにもかかわらず，正常性バイアスが働き，対応が遅れた人が少なくなかった。日常生活では，色々な場面で予期せぬことが起きるものであるが，そのような時でも迷うことなく即座に行動に移せるようになるには，日頃から「予測」をしておく必要がある。なお，ここで言う「予測」とは，単に「事前に予想すること」ではなく，「事前に予想して，即座に行動に移せるように備えること」を意味している。団地内で車を運転しているときに子供が飛び出してくることがあるが，これを「予測」できていないと，対応が遅れて事故になりやすい。でも，「次の瞬間，子供が飛び出してくるかもしれない」と「予測」できていれば，自ずとスピードが落ち，事故を回避することができる。
しかし，この「予測」は，目先のことよりも先々のことに対して行うことに意味がある。1990年
代，米国では，大型マーケットの建設による地元商店街の崩壊が問題となっていた。大型マーケットが建設されれば便利にはなるが，地元商店街は閉店に追込まれ，その後の景気変動等により大型マー
ケットが閉店すると，近所で買い物ができなくなるためである。このように，多くの人々に影響を及
ぼす問題ほど，目先の損得にとらわれず，より長期的な視点に基づいて「予測」することが重要になる。
日本のエネルギー自給率は，2015年時点で７％程度である。この数字の深刻さを，どれくらいの人々が認識できているであろうか？ 将来，化石燃料が枯渇したとき，どこからエネルギーを得ることになるのか，どのような生活になるのか，を今から「予測」しておく必要がある。日本は島国であるため，海外からのエネルギー調達には，電気や水素のような二次エネルギーの活用が不可欠であるが，今後は，太陽エネルギーが，電力や水素の主なエネルギー源になり，太陽エネルギーを用いた水素生成では，「水電解技術」が鍵を握ると考えられる。水素が二次エネルギーの主力となるまでには，
まだまだ時間を要するが，基盤技術の確立には多くの時間を要するため，目先の損得にとらわれず，次世代の持続可能社会実現のために，今から「予測」をしておくことが重要である。この「予測」を行うための「勇気」と「決断力」と「行動力」が，今，まさに，求められている。
Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報1

水素社会到来に向けた HHOGⓇ開発の取組み
Approach to Technical Development of High-purity Hydrogen and Oxygen
Generator（HHOGⓇ）towards Arrival of Hydrogen-based Society

石井 豊＊
Yutaka Ishii

中尾末貴＊
Sueki Nakao

当社は，水素社会の到来を見据え，高純度水素（酸素）発生装置「HHOG」の技術開発に取組んでいる。水素を利活用する際，水素製造コスト低減が求められるため，水素発生装置のイニシャル
コスト低減や装置ダウンサイジングによる設置スペースの低減，水素製造効率の向上などの技術開発が重要である。当社はこれらを重点項目として位置づけ，国の研究開発プロジェクトへ参画するなどして技術開発を進めている。その成果の１つとして，システム構成や機器の仕様見直しなどにより，従来の商用機に比べ約30 ％のイニシャルコスト低減，また設置スペースに関しては設置面積比で従来の約20 ％の低減の可能性を見出した（いずれも水素発生量60 Nm3/h 装置ベース）。また，消費電力を従来に比べ約10 ％低く抑えた電気分解モジュールの採用により，水素製造効率を向上できる目途を得た。
We have advanced the technical development of“HHOG”（High-purity Hydrogen and Oxygen Generator）
while staying focused on the arrival of a hydrogen-based society. As the reduction of hydrogen production
cost is required in its utilization, it is important to develop technologies to reduce its initial cost andinstallation area through downsizing as well as technologies to increase its production efﬁciency. We havepositioned these development items as priority issues, and we are promoting them by participating in national
projects. As one of the achievements, through reviewing system conﬁgurations and equipment speciﬁcations,
we have found the potential to reduce initial cost by about 30 ％ and installation area by about 20 ％compared with conventional HHOG（all with base output capacity: 60 Nm3/h）. Also, we have recognized thepotential to increase hydrogen production efﬁciency by adopting an improved electrolysis module that has
about 10 ％ lower power consumption than conventional ones.

Key Words：
水 素 発 生 装 置

Hydrogen generator

水

Water electrolysis

解

固体高分子電解質膜（PEM）

Polymer electrolyte membrane

水Hydrogen-based society

素

社

会

再生可能エネルギ

Renewable energy

水素ステーション

Hydrogen refueling station

低Low-carbon

2＊

電

新規事業推進部 水素事業推進室

炭

素

化

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

【セールスポイント】
・99.999 ％以上の高純度水素ガスを簡単な操作で供給可能。
・原料は純水であり，危険な化学物質，薬品などを使用しないこと，装置内の水素保有量が少ないことから安全性が高い。
・国内外における HHOG の納入実績は約170台（2018年３月末時点）であり，固体高分子電解質
膜による水電解式水素発生装置として国内トップシェアを有する。
・従来の工業用に加え，水素エネルギ，再生可能エネルギなどの利用分野にも適用されている。

まえがき

はインフラとして水素ステーションの整備が必要で当社の高純度水素発生装置（以下，HHOG）は，あり，同ロードマップの中では2020年度までに160カ

簡易な操作で高純度の水素を供給できる。HHOG

所程度，2025年度までに320カ所程度という目標が掲

は安全性が高いことなどが評価され，国内外に約げられている。現在，国内で流通している水素の大170台の納入実績があり（2018年３月現在），当社は部分は化石燃料由来のものであり，その一部が水素固体高分子電解質膜（以下，PEM）を用いた水電

ステーションにおいても利用されている。化石燃料

解式水素発生装置メーカとして国内でトップシェア

由来の水素は製造時に CO2 の排出を伴うが，同ローを有している。HHOG は，工業用途の水素発生装

ドマップでは2040年頃にトータルでの CO2 フリー水

置として一定の評価をいただいているが，水素社会

素供給システムを確立することが目標として掲げら実現に向け拡大しつつあるエネルギ利活用分野におれるなど，CO2 の排出量を抑制した水素の製造に段

いては，さらなるイニシャルコストの低減，ダウン

階的に変えていくことが求められている。

サイジングなどが求められている。また，これらは水素ステーションにおける低炭素化を促進する一

工業用途の水素発生装置にも共通して求められる事

つの方法として，化石燃料由来の水素に再エネ由来項でもあることから，これらのニーズに応えるための水素を一部混合することが考えられる。このため，の HHOG の技術開発に取組むこととした。本稿で再エネを利用し水電解により製造する水素（以下，はその取組みの成果を紹介する。

再エネ水素）を活用する水素ステーション用のシス

1.

HHOG の概要

１）

テムの製作，運用等に関する課題を抽出し，解決す

当社の HHOG は PEM を用いた純水による水電解るために，当社は（株）神戸製鋼所，（株）神鋼エン方式を採用している。このため，発生水素の純度はジニアリング＆メンテナンスと共同で，環境省実証

99.999 ％以上であり，高純度の水素ガスを製造，供事業の制度を活用した再エネ由来の水素を利用する

給可能である。

水素ステーション関連技術の開発・実証に取組んだ

また，高圧ガス保安法などの法規に該当しないこ（事業名称：CO2 排出削減対策強化誘導型技術開発・と，ボンベのように空容器の交換作業の手間が不要

実証事業「中規模（1.5 kg/h 程度）の高圧水素を製で，その際の不純物混入のリスクがないことなどの造する再エネ由来水素ステーション関連技術の開発・特長も有する。HHOG はオンサイトで水素製造が実証」）。当社は HHOG 部分を担当し，イニシャルコ

可能であることから，工業用途で利用されるほか，

スト低減，ダウンサイジングの実現をふまえた実証

再生可能エネルギ（以下，再エネ）などのような変用 HHOG の設計，製作および実証運転における技術

動電源を用いた水素製造などの実証試験にも採用さ的な検証を行った。

れている。以下にその実証の一例について概説しつ

2. 2

つ，その成果を紹介する。

2.

実証用 HHOG の仕様を表１に，外観を写真１に

環境省実証事業２）

2. 1

実証用 HHOG の設計，製作示す。イニシャルコスト低減とダウンサイジングを目的図るために，装置フローの簡略化を検討し，設計に

水素社会構築のための政策的な指標である「水素・３）反映した。また，水素ステーションの建設では建屋

燃料電池戦略ロードマップ」 では，第一段階の目標

面積の最小化による費用抑制が求められることかとして水素利用を飛躍的に拡大することを掲げておら，設備は可能な限り屋外に設置することが望ましり，燃料電池自動車（以下，FCV）がその役割の一いため，屋外設置が可能な筐体構造とした。

翼を担うことが期待されている。FCV 普及のためにVol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

可燃性ガスである水素を装置内に保有するという

神鋼環境ソリューション技報

3

表１
項

実証用 HHOG の仕様

目

仕

系統電源

様

交流電力

水素発生量

約20 Nm3/h

水素ガス純度

99.999 ％以上

水素供給圧力約0.82 MPa

水素ガス露点－70 ℃以下（大気圧露点）

筐 体 寸 法（概 寸）

長さ：約4 600 mm
幅 ：約2 000 mm
高さ：約2 200 mm

そ

の

他

AC/DC
パワー
コンディショナ

屋外使用（風雨，塩害対策など）

太陽光発電（模擬電源）

直流電力
HHOG 用
DC/DC コンバータ

直流電力
直流電力

太陽光発電用
DC/DC コンバータ

直流電力

HHOG
電気分解
モジュール

図１

実証用 HHOG への電力供給回路の実証用水素ステーション設備に連結設置された後に，同設備と連携した実証運転を開始した。
実証内容および結果

2. 3
2. 3. 1

HHOG の適用性の検証

再エネ水素ステーション（以下，再エネ ST）実証設備全体の概略フローを図２に示す。
写真１

実証用 HHOG の外観

再エネ ST 実証設備は，既設の水素ステーション
部分と，今回新たに設置した再エネ水素設備部分とリスクに対しては，その保有量の最小化，水素の漏で構成され，後者は HHOG と，その発生水素を水

洩対策を反映した装置設計や出荷前の製品検査によ素ステーション部分に供給する役割を担う中間ユニ

る漏洩リスクの低減，および漏洩時のインターロッ

ットにより構成される。既設の水素ステーションのク対策を講じている。また，筐体構造の場合は内部FCV への水素充填能力は最大で300 Nm3/h であり，で万一水素が漏洩した場合，水素が滞留し高濃度雰

ここに HHOG より得られる20 Nm3/h の再エネ水素

囲気が形成されるリスクが高まる。そのため，筐体を混合した場合，再エネ水素の比率は 6 ％程度とな内を換気しながら筐体内部の水素濃度を常時監視する。ただし，FCV 黎明期における FCV への水素充ることで，設備の安全性を確保できる仕様としてい填頻度は少なく，３時間に１台程度と仮定した場合る。

は全量を再エネ水素で賄えるため，実用性が高いシ

太陽光発電や風力発電などの再エネ由来の電力をステム構成であると考えられる。

水電解用の電源として利用する場合は，電力の変動

HHOG から供給された水素は一時的に水素バッに対応するための装置構成が必要となる。今回の実

ファータンクに貯留された後に中間水素圧縮機で昇証設備では太陽光発電を模擬した電力と系統電力の圧され，中間蓄圧器に充填貯蔵される。蓄圧器内のいずれか一方，あるいはそれらを混合した電力を利圧力が規定範囲内となるように間欠的に中間水素圧

用して，再エネ由来の変動電力を再現した運転条件

縮機が稼働する。

での水素製造の実証を行うために，図１に示す電源供給回路を採用した。

HHOG と中間水素圧縮機および周辺機器（以下，
中間ユニット）との連携性の良否に関しては，中間

それらの要素を反映した実証用 HHOG を（株）

水 素 圧 縮 機 の 起 動・ 停 止 な ど の 影 響 を 受 け ず に

神戸製鋼所高砂製作所に納入した。同製作所に既設HHOG の運転状態が安定し，定格性能を発揮でき

4

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

水電解水素製造装置（HHOG）

太陽光，風力などの
再エネ電力

減圧弁

減圧弁

深夜電力

中間蓄圧器
中間水素圧縮機

水素バッファータンク

再エネ水素設備

水素カードル

ディスペンサ
高圧蓄圧器
水素圧縮機

水素カードル

燃料電池自動車

既設水素ステーション

冷凍機

水素発生圧力1.5

圧力（MPa）

30

再エネ電力（模擬）モジュール電流

80
60

1 000
800
600

40

400

20

200

0

0

1.0

10

0

100

0.5

0

10

20

30

40

50

60

0.0

30

水素発生圧力
水素発生量

1.0

20

0.5
0.0

経過時間（min）

図３

1.5

10

0

2

4

6

8

10

流量（Nm3/h）20

圧力（MPa）

流量（Nm3/h）

2.0

水素発生量

電流（A）

40

実証設備全体の概略フロー

電力（kW）

図２0

経過時間（h）

系統電源を用いた場合の HHOG の運転状態

図４

太陽光模擬電源を用いた場合の HHOG の運転状態（夏季・曇天時を想定した運転）ることを判断基準と定め，実証においてその確認を行った。
中間ユニットとの連携運転時における HHOG の2. 3. 2設備の耐久性の検証

水素発生量と水素発生圧力の経時変化を，それぞれ

再 エ ネ ST に お け る HHOG の 耐 久 性 に 関 し て，

図３，４に示す。図３は系統電源の利用時の運転デ本実証では HHOG の電気分解モジュールの状態変3ータであり，水素供給量は定格値である20 Nm /h化に着目して評価を行った。電解電圧の上昇についを常時上回り，圧力の安定性も確認できた。また，ては1 000時間あたりの変化率が初期値の 1 ％以下

再エネ利用を想定した運転では，夏季，中間季，おであることを許容値と規定し，検証を行った。本実

よび冬季のそれぞれについて，晴天，曇天，雨天時

証期間中に積算で約780時間の HHOG の運転を行っの各条件により実証設備の運転を行った。各条件のており，その間に約400回の設備の起動・停止が含中で電力の変動が比較的大きい夏季曇天時におけるまれている。この運転における電解電圧の上昇は許運転データを図４に示す。水素発生量が電力の変動

容値以下であった。また，発生ガスの純度の点でもに追従して変化する一方で圧力は安定していること

特に異常は認められなかった。HHOG の各構成機などから，HHOG と中間ユニットとの連携性，再器に関しても本実証において異常な消耗等は発生しエネとの連携性はそれぞれ良好と判断できる結果がておらず，従来型 HHOG と同等の耐久性を見通せ得られた。

る結果が得られた。

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報5

2. 3. 3

イニシャルコスト低減およびダウンサイジ

ングの検討

ストダウンについても検討を進めた。従来は，電気分解モジュール保護のために水素圧力と酸素圧力の本実証における検証により，イニシャルコスト低差圧を基準の範囲内に保つ必要があり，これを維持減に適用可能なコストダウン項目をいくつか抽出しするために酸素の圧力制御機器を備えていたため，た。電気分解モジュールに関しては，電流密度を当装置フローが複雑となりコストアップの要因になっ社従来比の1.4倍程度に高めることが可能であるこていた。今回の実証では差圧の維持が不要な構造をとを当社内での試験で確認しており，その電流密度有する電気分解モジュールを採用し，差圧制御なし

向上の効果により電気分解モジュールを構成する部

で装置が運転可能であることの検証を行った。実証品の数量を約30 ％低減することが可能となる。さの結果，水素側の圧力を0.85 MPa，酸素側の圧力をらに，構成部材の仕様見直しにより部材コストを低大気圧として差圧0.85 MPa の状態で運転が可能で減可能であることも確認しており，部品数量低減とあることを確認した。差圧制御が不要となることか

部品の仕様最適化の両面でコスト低減が可能とな

ら，従来備えていた酸素分離タンク，補給水ポンプ

る。

およびその他の付属機器を削減し，装置フローを簡

また，並行して装置フローの簡素化による装置コ整流器（直流電源）

PIC

素化することが可能となった（図５，６）。また，

水素ガス

除湿装置
水素分離
タンク

H 2+H 2O
純水タンクへ戻る
電気分解
ファイナル モジュール

O2+H 2O

PIC

フィルタ

酸素ガス

酸素分離タンク

純水タンク

非再生
ポリシャ

純水

P
熱交換器

P

補給水ポンプ

循環水ポンプ

図５

HHOG の概略フロー（従来機）

整流器（直流電源）

PIC

除湿装置

水素ガス

水素分離
タンク
H 2+H 2O
純水タンクへ戻る
電気分解
ファイナル モジュール

O2+H 2O

酸素ガス

フィルタ

純水タンク

非再生
ポリシャ
熱交換器

純水

P
循環水ポンプ

図６
6

HHOG の概略フロー（簡素化後）

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

非再生ポリシャ，水素分離タンク，純水タンクなどの電力と水素を組合せた「電力・水素複合エネルギ

容器類の減容化も図り，いずれもイニシャルコスト

ー貯蔵システム」（以下，本システム）の有効性を低減に寄与することを確認した。

検証することとなった４）。

これらのコストダウン項目を，水素発生量が603Nm /h 級の装置に適用した場合，装置コストについ

3. 2

目的

今回の実証試験では，太陽光由来の変動電源をて当社従来機比で30 ％程度の低減が可能という試

HHOG の電気分解モジュールに供給して水素製造

算結果が得られた。

を行った。工業用途の装置の運転に利用する安定なまた，ダウンサイジングに関しては，上記の各項

商用電源とは異なり，天候に応じて入力電力が変動目の適用に加え，配管サイズの見直しと機器配置のし，それに呼応して水素発生量も変動する。今回は

3最適化を図ることにより，水素発生量60 Nm /h 級

変動する入力電力に対する HHOG の動作性，制御の装置の場合で，従来機に比べ設置面積比で約20 ％性，耐久性を確認し，本システムへの HHOG の適低減できる目途が本実証を通じて得られた。

用性について検証することを目的とした。また，不一方，消費電力の低減を図った当社開発の電気分

安定な再エネ由来の電源を用いた水素製造を行うた解モジュールを今回の実証用 HHOG へ搭載し，電め，従来の工業用途（安定電源）の場合と異なる運

解性能の確認を行った。その結果，従来機に比べ約転方法を検証する。たとえば，HHOG 内の除湿装10 ％消費電力が低減することを確認し，水素製造

置の運用方法の工夫による所要ユーティリティ量の効率の向上へ寄与できることが判った。

削減，消費電力量を従来に比べ低く抑えた電気分解

2. 4

今後の展開

モジュールの採用など，水素製造システムの高効率本事業を通じ，水素ステーション用途の HHOG を設計・製作し，実証試験を行うことで，既設水素ス化に寄与する運転方法の確立を目指した。
3. 3

実証内容

テーションと HHOG の連携などを確認し，その適用

本システム構成機器の仕様は，茂庭浄水場の消費性を見出し，技術的な知見を蓄積できた。今後はこ電力と太陽光発電データを用いた東北大学によるシの成果を活かした水素ステーション向けシステムのミュレーションに基づき決定されており，実用シス提案などを行っていきたい。

テムの１／50の規模としている。本システムは，太また，イニシャルコスト低減とダウンサイジング

陽光発電設備，電力制御装置，模擬負荷装置，水素などに関して得られた成果は，HHOG 標準機の設

ガスタンク関連設備，電気二重層キャパシタ（以計に順次反映していく。

下，EDLC），水電解装置（HHOG），燃料電池（以NEDO 実証事業下，FC），水素吸蔵合金で構成されている。本シス

3.

3. 1

背景

テムの概略フローを図７に，本システムの全景写真

当社は2014年度より，新エネルギー・産業技術総を写真２に示す。太陽光発電設備は直流母線を介し合開発機構（以下，NEDO）の「水素社会構築技術て EDLC，HHOG，FC，模擬負荷装置に接続されて開発事業／水素エネルギーシステム技術開発／非常いる。HHOG で製造した水素ガスは，水素ガスタ

用電源機能を有する再生可能エネルギー出力変動補ンクと水素吸蔵合金を併用して貯蔵する。

償用電力・水素複合エネルギー貯蔵システムの研究

今回は電力と水素を複合エネルギとして利用し，開発」に参画している。当社は，NEDO からの委再エネ由来の変動出力を補償する（変動出力を安定託先である東北大学より再委託を受け，水素製造技化させる）実証を行った。
水素発生量が５ Nm3/h の HHOG を導入し，太陽術に関する研究開発を担当している。
2011年３月に発生した東北地方太平洋沖地震に伴光発電設備からの変動電力を HHOG 用 DC/DC コン

う停電発生の際，仙台市茂庭浄水場では24時間の停バータを介して電気分解モジュールへ供給し，装置電に対応可能な非常用発電機に切り替わったが，停単体での性能確認試験を実施した。その結果，変動

電時間が想定の24時間を大きく上回り，物流遮断な電力に対する追従性や制御性などに関し，設計どおどの影響で発電機の燃料確保が困難となり，浄水場

りの性能が得られることが確認された。また，運転の機能維持に大変苦慮した状況となった。このよう方法を再エネ由来の入力電力に対応させた除湿装置

な状況を受け，東北大学は災害発生などの非常時での動作，性能が設計どおりであることや，水素製造

も浄水場の機能を維持可能なシステムを提案し，仙効率の高効率化を目的とした電気分解モジュールの

台市水道局の協力のもと茂庭浄水場にて再エネ由来

採用による消費電力の低減効果を確認した。

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

7

模擬負荷
（20 kW）

電力制御
装置

電力・水素複合エネルギ
貯蔵システム
カードル
カードル
水素
ガス
タンク
（30 m3）

10 kW
太陽光パネル
10 kW

水電解装置（24 kW）
燃料電池（15 kW）

電力ライン
水素ライン
通信ライン

電気二重層
キャパシタ
（15 kW･200 kJ）

DC 380 V

水素吸蔵合金（240 Nm3）

水素ステーション
FCV，FCトラック

将来的な活用の方向性

図７

本システムの概略フロー

水素ガス
タンク

模擬負荷装置
電力制御装置既設太陽光パネル（10 kW×2）

機器ユニット・水電解装置（HHOG）
水素吸蔵合金・燃料電池（FC）
・電気二重層キャパシタ（EDLC） （設置前）
・電力変換装置，計測装置
撮影日2017年8月23日

写真２ 本システムの全景写真（仙台市茂庭浄水場内）

図８

本システムの連携試運転データの一例

お，実証試験期間は2018年度末までの予定である。
発電量が変動する再エネを利用する場合，HHOG

本システムを構成する各機器の連携試運転データの構成機器である電気分解モジュールや補機類などの一例を図８に示す。EDLC の充放電や水電解装置の消費動力の低減，所要ユーティリティ使用量の削（HHOG）の消費電力が，太陽光発電出力の変動に減などによるシステム効率の向上が求められる。今応じて追従していること，FC 出力や直流母線電圧，回の実証で，除湿装置の運転方法の工夫や，水素製

負荷消費電力を安定して維持できることを確認し造効率の高効率化を目指した電気分解モジュールのた。

採用など，システム効率向上のための内容を反映し

3. 4

今後の展開

た HHOG の安定作動を確認できた。今後も実証試

現在，システム構成機器の連携運転により，様々な天候パターンのもとで実証を継続している。な8

験を通じ，HHOG のさらなる高効率化の可能性について検証していく。

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

む

す

び

2017年12月には世界に先駆けて水素社会を実現するための「水素基本戦略」５）が決定され，具体的な数値目標が示されている。このため，今後さらなる水素製造に関する技術開発の重要性が増してくると考えられ，当社は社会や顧客のニーズに応えながら，水素製造技術の開発，ブラッシュアップに引続き取組んで行く所存である。
最後に，環境省の実証事業において多大なご協力をいただいた（株）神戸製鋼所，（株）神鋼エンジ
ニアリング＆メンテナンスの関係各位に深謝する。
また，NEDO の実証事業においては，仙台市水道局より実証場所を提供いただいており，また東北大学，（株）前川製作所，日本ケミコン（株）の関係各位には実証試験の実施にあたり多大なご協力をいただいている。ここに深く感謝の意を表す。

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

［参考文献］
１）中尾末貴，亀澤啓太：神鋼環境ソリューション技報（高純度水素発生装置「HHOG」の足跡と今後の展望），
Vol.13 No.1（2016），pp.35-42
２）株式会社神戸製鋼所，株式会社神鋼環境ソリューシ
ョンほか「平成29年度環境省委託・補助事業 CO2 排出削減対策強化誘導型技術開発・実証事業 中規模（1.5kg/h 程度）の高圧水素を製造する再エネ由来水素ステーション関連技術の開発・実証 成果報告書」（平成30年３月）３）「水素・燃料電池戦略ロードマップ」，水素・燃料電池戦略協議会，平成28年３月22日改訂
４）津田理，宮城大輔：電気設備学会誌（非常用電源機能を有する再生可能エネルギー出力変動補償用電力・
水 素 複 合 エ ネ ル ギ ー 貯 蔵 シ ス テ ム ），vol.37 No.11（2017），pp.781-784
５）「水素基本戦略」，再生可能エネルギー・水素等関係
閣僚会議，平成29年12月26日

神鋼環境ソリューション技報

9スラリー対応型薄膜蒸発機の検討
Development of Wiped Film Evaporator for Slurry

細見 優＊
Masaru Hosomi

山本哲也＊＊
Tetsuya Yamamoto

坂東将司＊
Masashi Bando

当社の薄膜蒸発機ワイプレン®とエクセバ®は優れた特長を有し，多数の納入実績がある。しかし，スラリー処理に対しては，ワイパの摩耗や蒸発面等への付着の問題があり，適用が難しい場合が多かった。今回，より広い顧客ニーズに応えるため、スラリーへの対応性能を高めた新しい薄膜蒸発機の開発に取組んだ。その結果，摩耗を防止し，内部の付着を抑制するブレード構造を見出し，食塩
水のように濃縮過程で高粘性になりにくいスラリーへ適用できる目途が得られた。ただし，蒸発機内部での挙動は処理液によりさまざまなため，引続きテストを通じて知見の蓄積と改良を進めていく。
Wiped ﬁlm evaporators WIPRENE® and EXEVA® have some excellent characteristics and have been used bya large number of customers. However, there were some difﬁcult cases in regard to slurry because of wear of
the wipers, adhesion on the evaporating surfaces etc. To respond to customer needs, we tried to develop a new
evaporator with greater function in regard to slurry. As a result, we have found a blade shape that can prevent
adhesion and wear from occurring. Also, we have developed a new evaporator that can be used with slurry
which, like saline solution, does not become highly viscous in the condensation process. Because slurryshows various different behaviors in the evaporator with the solution, we will continue to store the knowledge
gained from tests for slurry application and improve the evaporator.

Key Words：
薄

膜

ス

ラ

蒸

発

機

Wiped Film Evaporator

リーSlurry付

着Adhesion

摩

耗

Wear

【セールスポイント】
・付着防止板付きの非接触ブレードにより，ワイパの摩耗を防止し，ヒンジ部への付着を抑制したスラリー対応型薄膜蒸発機。
・当社薄膜蒸発機（ワイプレン，エクセバ）技術の融合による柔軟な対応。

まえがき操作対応，高粘度液対応，連続処理等の特長を有置であり，伝熱係数が大きく受熱時間が短いため，ぞれ特長を持つ。

薄膜蒸発機は，処理液を薄膜にして蒸発させる装し，薄膜形成機構により数種類の装置があり，それ熱影響を受けやすい物質の蒸留，濃縮，脱揮等のプ

当社のワイプレンは接触式ワイパで薄膜を形成す

ロセスに使用されている。熱影響抑制に加え，真空る構造で，高真空操作や高粘度液に対する高い伝熱

神鋼環境ソリューション技報

10＊

プロセス機器事業部 技術部 装置設計グループ＊＊

プロセス機器事業部 技術部 GL設計グループ

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

性能，付着性物質の付着抑制等の特長を有し，約2 000台の納入実績がある

本体胴

１， ２）

。また，10 000 Pa･sの超高粘度液を処理可能なエクセバは，非接触多段ブレード

傾斜翼とユニークな排出構造を有する当社独自の商品である３）。当社はこれらの特長ある薄膜蒸発機の適用方法と機能の改善に顧客とともに取組んできた。

ヒンジ

しかし，スラリー処理に関して，ワイプレン，エ

後方付着防止板：
翼先端での液の翼裏側へ

クセバともに以下に述べるように適用困難な用途がの回込みを防ぎ，翼裏側

前方付着防止板：ある。

前方からの飛散物からワイプレンは，回転による遠心力でワイパを壁面と軸への付着を防止

ヒンジ部を保護に押し当てて薄膜を形成するが，スラリーに対しては板バネ付きの B 型ワイパを用い，面圧を下げて

図１

本体胴やワイパの摩耗を抑制して使用可能なケース

付着防止ブレード模式図がある２）。しかし，固形分濃度が高い処理液では，摩耗と付着を抑制できず適用困難なケースがある。

材
質：SUS304
本 体 内 径：155 mm
外套加熱媒体：スチーム
回 転
数：〜 900 rpm

エクセバは，非接触のため摩耗の問題は少なくス
ラリー処理可能４） なケースもあるが，固形分濃度が高い場合，撹拌動力上昇や振動，排出スクリューでの閉塞等の問題が発生し適用困難なケースがある。
今回，顧客の要望に応えるべく，スラリーへの適用性能を高めた新しい薄膜蒸発機の開発に取組んだ。検討にあたっては，模擬液として溶解度の温度依存性が小さい食塩水を使用し，薄膜蒸発により食塩粉末を得る操作を行った。

1.

薄膜形成ブレードの構造

ワイパ摩耗の問題をなくすため，エクセバと同様に本体胴内面とブレード間にクリアランスを有する
非接触構造を採用した。エクセバのような固定ブレ

図２0.2 m2テスト装置本体

ードでは，蒸発過程において本体胴蒸発面に形成される圧密された固体により生じる不連続な抵抗力により，過負荷や振動が起こるケースがある。そのよる。この付着を防止するため，ブレードの回転方向

うな固体による不連続の大きな抵抗力の発生を防止

前方にも付着防止板を設けた。このように，図１のするのに適した可動ブレードを採用した。

模式図に示す付着防止板を有するブレードを考案

可動ブレードでは，ヒンジ部の付着物が成長すると動きが阻害されるため，ヒンジ部への付着を防止する必要がある。ヒンジ部への付着には主に２つのし，ヒンジ部への付着を抑制した。

2.

スラリー対応型薄膜蒸発機の性能評価

図２に示す伝熱面積0.2 m2のテスト装置を使用

ケースがある。１つは，処理液と接触し薄膜を形成し，性能を評価した。操作条件は，外套加熱温度：するブレードの先端で生じるケースであり，ブレー

160 ℃，圧力：大気圧，回転数：450 rpm，原料のドの裏面に飛散した処理液が回込み，付着物が成長

食塩濃度：25 wt％とした。

する。ブレード裏面の付着物は，前面と異なり更新

2. 1

本体胴伝熱面への付着物の影響されることがなく，また，通液での洗浄が困難なこ

図３は，蒸発処理後の食塩粉末の含有水分率の時とから，徐々にヒンジ部へ向かい付着物が成長す間変化を各流量毎に示したものである。流量18，21

る。このブレード裏面への付着を抑制するために，

kg/h では含有水分率は４ ％以内で安定している。

ブレードの回転方向後方の先端に付着防止板を設けしかし，流量を23，29 kg/h に増加させると約90分た。もう一つは，回転方向前方のブレードにより飛後に含水率が８ ％から約30 ％に大幅に上昇した。

散した液が後方のブレードに付着するケースであ

この原因は，本体胴伝熱面で付着物が成長し伝熱性Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

11能を低下させたためと考えられる。

35.0

このことを確認するため，本体胴伝熱面への付着状況を調査した。図４は，運転後の本体胴伝熱面へ25.0の付着範囲と厚さを示している。流量が大きいほ

20.0
15.0

下部まで成長することがわかった。

流量21 kg/h

次に着色原料を用い，付着物の成長過程を調査し流量23 kg/h

10.0

た。その結果，付着物は図５のイメージ図のように

流量29 kg/h

5.00.0

ど，付着物は厚くなり，付着範囲も広くなり伝熱面

流量18 kg/h

起点から下方へ層状に成長することがわかった。流量23 kg/h 以上の場合の急激な含有水分率の上昇は，

0

50

100

150

200

250

300

350

400

図３

下方へ成長した付着物が伝熱面積の下方全面を覆うと同時に伝熱性能が急激に低下したためと考えられ経過時間［min］

蒸発処理後食塩粉末の含有水分率

る。
6

0

0（上部フランジ面）-100−180（原料供給口）

5

付着範囲［mm］

-200
4

-300

3

-400
-500

2

付着厚さ［mm］

含有水分率［％］

30.0

-600

−680（下部フランジ面）

1

-700
-800
15

付着範囲

付着厚さ

20

25

30

35

40

0

流量［kg/h］

図４

本体胴伝熱面への付着物の最大厚さと範囲

本体壁面
上
上

付着物

中

中
①

②

③

④

下
下

付着物（上〜中）図５
12

本体胴伝熱面への付着物の成長過程
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

また，着色した付着層が，数時間運転後に消失し認した。この更新は，連続的なものではなく，ある
タイミングで層が剥がれ，新しい層が形成されていく不連続なものと考えられる。
以上より，安定した処理性能を得るためには，付着物の最大範囲よりも伝熱面を大きくとる必要があ
ることがわかった。このように，スラリー処理の場
合，伝熱性能だけでなく，本体胴伝熱面への付着範囲も考慮し，伝熱面積を決定する必要がある。
2. 2

内面境膜伝熱係数 hi［W/m2℃］ていたことから，付着層が更新されていくことを確

3 000

36 kg/h

34 kg/h

2 000

21 kg/h

0400

回転数の影響を確認するため，回転数450 rpm，27 kg/h

27 kg/h
35 kg/h

1 000

回転数が蒸発性能に及ぼす影響

34 kg/h
32 kg/h

0.5
（回転数）

500

600

700

800

回転数［rpm］

600 rpm，750 rpm で性能を比較した。図６に示すよ

図６

うに，回転数が高いほど，伝熱係数が大きくなっ

回転数と伝熱係数との関係た。非接触薄膜蒸発機の場合，内面境膜係数は回転数の0.5乗に比例して増大５）するはずであるが，図６に示す内面境膜係数は，壁面付着状況の影響を受

ラリーの粉末化が可能な非接触可動ブレード式薄けて変化していると考えられる。実際，運転後の本膜蒸発機のプロトタイプを開発した。

体胴伝熱面の付着物は，回転数が大きいほど範囲，
厚さともに減少していた。

・ブレードヒンジ部への付着を抑制できる付着防止板付きの薄膜形成ブレードを考案した。

また，ブレード裏面の付着量も，回転数が高い方が少なくなることがわかった。

・スラリー処理の場合，伝熱性能だけでなく，本体
胴伝熱面への付着範囲も考慮し，伝熱面積を決定

ただし，回転数750 rpm にすると，伝熱面以外のする必要がある。

本体内面への付着量が増えた。分散盤や下部軸受部

・伝熱面およびブレードへの付着を低減する対策とでの飛散量が増えたと考えられる。以上の結果かして，回転数アップが有効であることがわかっ

ら，壁面およびブレードヒンジ部への付着を低減すた。

る対策として，回転数アップが有効であるが，内部・蒸発機内部での挙動は，物質によりさまざまなた

全体の付着や飛散状況を考慮し適切な回転数を見極め，引続き知見の蓄積と改良が必要である。

む

める必要がある。
2. 3

連続運転

す

び

当社の低粘度から高粘度液に対応した薄膜蒸発技得られた知見を基に，付着物が伝熱面をすべて覆術をベースに，スラリー対応型薄膜蒸発機のプロトわない下記操作条件で，36時間連続運転を実施しタイプを開発した。今後，本プロトタイプの完成度た。

を高めながら，顧客サンプルテスト等を通じて，実・供給流量：14 kg/h

・圧力：大気圧際の処理液への対応で改良を重ね，より優れたスラ・外套温度：160 ℃

・回転数：450 rpm

リー対応型薄膜蒸発機を開発して行きたい。

・原料の食塩濃度：25 wt％
その結果，蒸発処理後の食塩粉末の含有水分率は約４ ％以下で安定した性能が得られた。これより，
本体胴伝熱面への付着範囲を考慮した操作条件で運転すれば，ある程度の連続運転が可能であることを
確認した。

3.

ま

と

め

・食塩水のように濃縮過程で高粘性になりにくいス

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

［参考文献］
１）池 田 幸 雄： 神 鋼 フ ア ウ ド ラ ー 技 報，Vol.30，No.1（1986），高真空蒸留における WFE 薄膜蒸留装置
２）三木洋二：神鋼パンテツク技報，Vol.34，No.2（1990），
WFE 薄膜蒸留装置の新適用分野の紹介
３）山崎忠成，吉村武司：神鋼パンテツク技報，Vol.38，
No.2（1994），高粘度液用薄膜蒸発機「エクセバ」
４）永田純洋：神鋼パンテツク技報，Vol.42，No.1（1998），
高粘度液用薄膜蒸発機「エクセバ」の実績紹介
５）尾花英朗：熱交換器設計ハンドブック（1974），P812

神鋼環境ソリューション技報

13

サウジアラビア工業団地向け排水再生システム（NEDO 実証事業）
Demonstration Project at MODON Dammam 1st Industrial City of the Kingdomof Saudi Arabia Wastewater Reclamation Plant

塩田憲明＊
Noriaki Shiota

宮岡 昇＊＊
Noboru Miyaoka

当社は，サウジアラビア王国ダンマン第１工業団地向けに排水再生システム実証設備を納入した。本設備は，工場廃水を生物処理したのち，処理水を RO 膜で脱塩して工業用水レベルの水を回収するものである。納入後８カ月にわたる運転で，工場排水は，脱塩率98 ％以上，TDS 100 mg/L
以下にまで処理されている。本システムのエネルギ消費量は，海水淡水化法で造水して工場で工業用水として使用したのち排水処理する場合のトータルエネルギ消費量に比べて32 ％低く，海水淡水化法に代わる工業用水の供給源として経済的に成立つものである。
This paper describes the system conﬁguration and operating results of a newly installed demonstration plant
for wastewater treatment and reclamation in MODON Dammam 1st Industrial City, Saudi Arabia. Industrial
wastewater was treated by using membrane bio-reactor（MBR）and reverse osmosis（RO）in order toproduce desalinated water for industrial reuse. The plant has been operated for more than 8 months sinceAugust of 2017. The reclaimed water quality always meets with the target values of each parameter, whichshows 100 mg/L or less of TDS. Average salt rejection in the system was over 98 ％, indicating that most of
the dissolved salts and inorganic molecules were removed. Total energy consumption of the system seems
to be 32 ％ lower than that of the conventional system of sea water RO desalination combined with
wastewater treatment. The resuts indicate that the proposed system is economically useful for production ofindustrial water in the cities.

Key Words：
排

水

回

収

Wastewater Reclamation

工

業

団

地

Industrial City

膜分離活性汚泥法

Membrane Bio-reactor

逆Reverse Osmosis

浸透【セールスポイント】
・当社の持つ排水回収再利用技術の設計および操業ノウハウをベースに，中東諸国工業団地での排水再生システムの普及を目指します。

神鋼環境ソリューション技報

14＊

水環境技術本部 産業水処理技術部＊＊

水環境技術本部 プロポーザル部

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

まえがき＜従来システム＞

中東地域で人口の増加や都市化・工業化の進展に伴って水需要がひっ迫しており，地下水以外の新たな水資源の開発が必要となっている。実用化されて

工業団地

工業用水
飲料水
海水

排水

海淡プラント

排水処理プラント

いる新たな水資源としては，海水淡水化に加えて下水・産業廃水のリサイクルが挙げられる。海水淡水化は造水のために多大なエネルギを消費するため，造水の省エネルギ化が重要な課題となっている。こ処理水（海域放流）
ブライン（海域放流）＜排水再生システム＞
飲料水（海淡プラントより）

工業団地
排水

のことから，近年，下水・産業廃水を再利用するニ排水再生システムーズが高まっている。下水処理水の再利用率は日本
よりも高いにもかかわらず，多くは灌漑用水や修景

ブライン（海域放流）

工業用水（再生水）

用水として利用されているのみであり，生活用水や工業用水として利用されるには至っていない１）。一図１

方，飲用用途でない工業用水としての水再利用は比工業団地における水供給システム（従来システムと提案システム）

較的ハードルが低く，工業団地内での水リサイクル
ネットワークの構築が期待されている。

設を抑えて，低コスト・省エネルギの排水再生シス

千代田化工建設（株）と当社は，これまでにサウテムとの共存による水資源のベストミックスが提案

ジアラビア工業団地における水再利用を検討しておで き る。 そ こ で， 今 回 対 象 と な る 廃 水 の TDSり，膜分離法を用いた省エネ型排水再生システムを

3 000 mg/L と予想して，排水再生システムによる動新たな造水技術として提案している

２，３）

。排水再

力原単位を試算し，従来システムからのエネルギ削

生システムに適用するコア技術として，膜分離活性減率40 ％を目標とし，これを実証設備で検証する

汚 泥 法（MBR; Membrane Bio-Reactor） と 逆 浸 透ことを目的とした。

（RO; Reverse Osmosis）膜からなる膜分離法を採用

MODON より複数の導入技術実証候補サイトのしている。また，油分の流入が多いことを想定して提示を受け，現地調査の結果，その中からダンマン

前 処 理 に は 加 圧 浮 上 分 離 法（DAF; Dissolved Air

第１工業団地（以下，DIC-1）が選定された。この

Flotation）をこれに組合わせている。

工業団地は，200万 m2 の敷地に120事業所が入居し当社は，2013年に千代田化工建設（株）からサウており，新たに入居できる余地はほとんどないため

ジアラビア工業団地公団（以下，MODON）向け排工場への用水供給量および工場排水量もほぼ確定し

水再生システム実証設備の設計・機器調達・現地ている。この工業団地は軽工業が中心で，地下水SV 業務を受注した。本稿では，この排水再生設備（井戸水）が用水源となっている。地下水とはいえ，の概要と，2017年８月より実施した設備の試運転，

TDS は海水の10分の１程度の数千 mg/L であるため，ならびに実証運転の状況について報告する。

飲料水レベルの水を造るには脱塩処理が必要となっ1.

実証技術についてている。近年，地下水の枯渇への懸念から，地下水図１に従来技術と排水再生システムをおのおの組の使用制限が進むと見られており，排水再生システ

込んだ工業団地の水利用フローを示す。従来型シス

ムが経済的に成立ちやすいサイトと思われる。まテムの工業団地では，全量海水から作られた淡水をた，同サイトでは，これまで工場廃水は未処理のま工業用水として使用したのち，工場廃水は一括してまオフサイトの国営下水処理場に放流されており，排水処理されて海域に放流される。大量の海水由来

この下水処理場からは流入廃水の削減が求められての淡水が必要で，造水と排水処理の両方にエネルギいることから，排水処理・再利用に伴う流入廃水量が消費される。

と汚濁負荷量の削減も期待できることも選定理由と一方，排水再生システムを組込んだ工業団地では，工場廃水から造水した再生水がメインの供給源となるため，海水由来の淡水使用量が減り，トータ
ルエネルギ使用量が30 ％程度（廃水 TDS 8 000 mg/L
３）

なった。

2.

2. 1

実証設備の概要

プロセス検討の経緯

実証設備の設計条件は以下のとおりである。

ベース）削減されると試算した 。すなわち，建設

設計流入廃水量：5 000 m3/d

費が高くエネルギ消費型の海水淡水化プラントの建設計造水量（再生水量）：3 500 m3/dVol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

15水回収率：70 ％テムは DAF＋MBR＋RO の水処理プロセスに汚泥

設計水質：表１参照

脱水機を加えたシステム構成とした。図２に設備の事前の DIC-1実廃水分析値では TSS 濃度，有機物

処理フローを示す。

（BOD，COD）濃度とも設計値を大幅に下回ってい
たが，MODON との協議において各工場の廃水排出

2. 2

実証設備の仕様と特徴

表 ２ に 各 設 備 の 主 仕 様 を 示 す。 前 処 理 設 備 の基準を実証設備の原水設計値とすることを決めた。

DAF ユニットは，原水 TSS 濃度に合わせた循環率

除 去 対 象 物 質 は， 油 分，TSS， 有 機 物（BOD，を設定し，ポリ塩化アルミニウム（PAC）とポリマ

COD，TOC），溶解塩類（TDS）であり，再生水のーの注入装置を備えた。

要求水質としてとくに TDS を考慮した処理プロセ

MBR 設備は２系列から成り，高有機物負荷対応

スとした。油分と SS を除去するために DAF を，のための前処理槽（Pretreatment A/S tank）に加えて，有機物除去には MBR を採用した。MBR は，従来窒素除去を目的とした無酸素槽（Anoxic basin）との活性汚泥法に比べて省スペースで，固液分離が確

好気槽（Aeration basin）からなる循環脱窒法を採用

実に行われるために処理水が非常に清浄であり，処し，活性汚泥の固液分離のための MBR 槽（MBR

理水の再利用用途には最適である。また，TDS を

basin）を配置した。MBR ユニットには耐薬品性に除去するために RO を採用した。RO ではほとんど優れたポリフッ化ビニリデン（PVDF）製中空糸膜の溶存物質を除去することができる。排水再生シスを採用し，膜モジュールを次亜塩素酸ソーダでイン
ラ イ ン 洗 浄 で き る 構 造 と し た。 ま た， 必 要 時 に

表１

MBR ユニットを槽から吊上げて槽外で浸漬洗浄で原水と再生水の水質

項目

単位

原水
（設計値）

再生水
（目標値）

pH
TDS
TSS
CODCr
BOD
TOC
Oil & grease
T-N
NH4-N
T-P
Ca
Mg
SO4
SiO2
T-S
水温

－
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
℃

6.0－9.0＜8 000＜1 500＜2 500＜1 000
－
＜100
＜70
＜50
＜10
＜400
＜150
＜900
＜30
＜10
20－35

6.0－9.0
＜200
＜10
＜30
＜10
＜20
－
－
－
－
－
－
－
－
－
－

Raw
wastewater

Intake facility

きるように薬品洗浄槽を設けた。発生する余剰汚泥
は，加圧浮上スカムと混合して汚泥脱水機で脱水して場外処分される。
一方，RO 設備も２系列から成り，７本の膜エレ
メントをベッセルと呼ばれる圧力容器に収めたものを多数本ツリー状に並べて配管接続するとともに，自動弁を組込んだユニット構造となっている。ツリー上に配置されたベッセルは２段構成となっており，1st ステージと2nd ステージの間にはブースタ
ーポンプを配置している。RO ユニットには海水淡
水化用高圧スパイラル膜を採用し，ファウリング対策として酸または重亜硫酸ソーダ（SBS）ショックと各種薬品を使った半自動インライン洗浄ができる構造とした。RO の水回収率は70 ％を設計ベースとした。

DAF facility

Pre-treatment
tank A
Pre-treatment
tank B

Anoxicbasin A

Aerationbasin A

MBR
basin ARO facility（RO-A）

Reclaimedwater basin

Reclaimedwater

Anoxicbasin B

Aerationbasin B

MBR
basin BRO facility（RO-B）

Brine basin

Brine

図２
16

実証設備の処理フロー

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

表２
設備名
前処理

機

器

名

称

主

仕

様

Raw Water Screen

自動ドラムスクリーンDAF Unit

円形浮上分離槽，循環ポンプ，薬品注入ユニット
薬注率

MBR

設備の主仕様と設計諸元

PAC 60 mg/L，ポリマー３ mg/L

Pretreatment A/S Tank

2 076 m3/基×２基，散気装置

Anoxic Basin

378 m3/基×２基

Aeration Basin

306 m3/基×２基，ディスク型メンブレンディフューザ

MBR Basin（MBR Module）

190 m3/基×２基
膜形状・材質中空糸，PVDF

膜面積

1 500 m2/モジュール

モジュール数

４モジュール /基

ろ過方式

吸引ろ過

運転 MLSS

10 000 mg/L

運転制御

定流量制御

洗浄方法・頻度

次亜塩素酸ソーダによるメンテナンス洗浄・週１回
次亜塩素酸ソーダによるリカバリ洗浄・３カ月間隔

槽外洗浄・頻度RO

汚泥処理

次亜塩素酸ソーダおよび硫酸による浸漬洗浄・年２回

RO Pump３台（うち１台倉庫予備）

RO Booster Pump

３台（うち１台倉庫予備）

RO Unit（RO Element）

２基
膜材質

芳香族系ポリアミド

膜形状

８インチ・高圧スパイラル

膜本数

17ベッセル/基，７エレメント/ベッセル

ろ過方式

クロスフロー

運転制御

定流量制御

薬品注入・頻度

微生物抑制剤，およびスケール防止剤・常時薬品洗浄・頻度

苛性ソーダ，塩酸による洗浄・３～４週間隔

回収率

70 ％
２台，遠心式

Dehydrator
薬注率

ポリマー1.2 ％対 DS

写真１に実証設備の全景と主要機器の外観を示

設備全景②

設備全景①

す。

3.

3. 1

実証結果

3. 1. 1

設備の運転状況

本設備は，2017年８月より MBR 設備における活RO ユニット

MBR ユニット

実廃水の性状と廃水量

性汚泥の馴養と試運転を開始した。当初より，取水した原水の有機物負荷が設計値に比べて大幅に低かったため，前処理槽をバイパスしつつ無酸素槽と好気槽の片系列のみ運転し MBR 槽は２系列運転するという変則的な運転を採用した。RO 設備について

写真１

設備全景と主要機器外観

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）は，９月に片系列を，また11月にもう片系列の RO

神鋼環境ソリューション技報17

ユニットを立ち上げたのち，2018年１月に最大能力

その結果，膜間差圧は運転開始当初の－20 kPa にによる性能確認を行った。同年１月以降は，連続しまで回復させることができ，これを元に安定運転のた安定運転を目的とした実証運転を継続している。

ための各洗浄頻度目安を決定した。MBR 処理水の図３に，試運転から実証運転の期間を通じて流入

濁度は0.5 NTU 未満，Silt Density Index（SDI）は2.0

した原水量と再生水造水量の推移を示す。原水量が未満の水質が得られている。

5 000 m /d に満たない日が多かったため，回収率を図５に RO の透過フラックスと供給圧力，および一定に保つと生産水量も定格の3 500 m3/d 未満で運ステージ差圧の推移を示す。２基の RO ユニットの転されることがほとんどであった。それでも，膜洗

うち A 系の運転データを示すが，他方についても浄や大きなメンテナンス時を除いて８カ月以上の連同様の傾向を示している。RO ユニットは発停頻度

続運転を継続している。

を抑えるために，流入する原水量に応じて透過フラ33. 1. 2

MBR および RO の運転状況

ックスを定格より下げて運転した。供給圧力2.5

図４に MBR のフラックスの膜間差圧の推移を示

MPa 前後で推移し，かつステージ差圧もほとんどす。８台のモジュールのうち A1/A2モジュールのみ

上昇することなく安定運転できた。微生物抑制剤との運転データを示すが，他のモジュールについてもスケール防止剤は所定量を常時注入しているが，シ同様の傾向を示している。膜間差圧は試運転開始直ョック処理については酸ショックのみ週２回実施し後から徐々に上昇し，冬季は水温の影響もあってている。RO エレメントの薬品洗浄については，ア－40 kPa 前後で推移した。週１回の次亜塩素酸ソー

ルカリ洗浄を月１回，酸洗浄を２カ月に１回実施すダによるメンテナンス洗浄と１～２カ月毎の次亜塩る必要があった。排水リサイクル分野でしばしば問

素酸ソーダまたはクエン酸によるリカバリ洗浄でも題となる微生物や有機物による膜ファウリングは本

差圧の回復率は低かったため，運転開始から半年後

実証期間中にはほとんど見られなかった。一方，供に MBR モジュールの槽外浸漬洗浄を実施した。

給圧力のみが運転開始時から高いレベルで推移し，圧力の洗浄回復性も乏しいことから，原水に含まれる界面活性剤様物質によるケミカルファウリングの可能性が示唆された。今後，ファウリングの進行度合いを監視してゆく必要がある。

再生水
原水

5 000

表３に，設備に流入した原水，MBR 処理水，および RO 透過水（再生水）の水質を示す。RO 透過

4 000

水は，いずれの項目も目標値を十分下回る数値であ

3 000

り，工業用水と比べてはるかに良好な水質の再生水2 000が得られた。TDS ベースの脱塩率も98 ％以上と安定した性能を発揮している。

1 000

図３

11/13

12/13

1/12
2/11
2018年

3/13

4/12

5/12

流入水量と再生水造水量の推移

60
40
20
00

ろ過水量
膜間差圧（水温補正無し）

−20
−40
浸漬洗浄

−60
−80
9/14
10/14
2017年

図４
18

11/13

12/13

70
50
30
9/14
10/14
2017年
4.0

供給圧力（MPa）

膜間差圧（kPa），運転ろ過水量

80

90

1/12
2018年

2/11

3/13

4/12

MBR フラックスと膜間差圧の推移

5/12

3.0

11/13

12/13

1/12
2/11
2018年

3/13

4/12

2.0
1.0

図５

11/13

400
350
300
250
200
150
100
50
0
5/12

※いずれも水温補正無し

供給圧力 ※
差圧※

0.0
9/14
10/14
2017年

5/12

12/13

1/12
2/11
2018年

3/13

4/12

差圧（kPa）

0
9/14
10/14
2017年

透過水流量（m3/h）

流入水量，造水量（m3/d）

6 000

RO 透過フラックスと供給圧力，差圧の推移

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

表３
項

目

単

位

実
原

水

績

値（平均値）

MBR 処理水

再生水目標値

RO 透過水＜５（検出下限）
20＜２（検出下限） ＜２（検出下限）－＜５（検出下限）
40
－
0.5
－
0.7
6.4
－
73
－

380
120
230
3 950
－
－
7.4
7 440

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
NTU
－
－
μS/cm

CODCr
BOD
TSS
TDS
濁度
SDI
pH
導電率

原水および処理水の水質実績

＜30
＜10
＜10
＜200
－
－
6.0－9.0－

対象期間：2017年11月から2018年３月

表４
項

目

単

位

3

動力原単位

kWh/m

電力削減率

％

省エネルギ効果

従来システム（海淡＋排水処理）
5.7

再生水システム
目 標 値
3.4
40

-

実績値（一部，計算値）
水 処 理（実績）

3.8

汚泥処理（計算）

0.1

合計

3.9
32

＊性能確認運転時は汚泥脱水機が停止していたため，計算値を加算した。

3. 2

省エネルギ性能の評価

鮮明に打出されている。国内での水料金値上げによ

表４に従来システムとの動力原単位の比較とエネる再生水利用の経済的価値の高まりも相まって，本ルギ削減効果を示す。従来システムの動力原単位合システムの普及可能性は大いにあると思われる。

3

計の5.7 kWh/m に対して，40 ％の省エネルギ効果
3

最後に，本稿の内容は，新エネルギー・産業技術（3.7 kWh/m 相当）を目標としたが，実際には性能総合開発機構（NEDO）より千代田化工建設（株）

確認時に行った3 500 m3/d 相当の運転において，3.8

が委託を受けて実施した「国際エネルギー消費効率

kWh/m3 の数値が得られた。この時，運転していな化等技術普及協力事業技術実証事業 FS４）」の中でかった汚泥脱水機の動力原単位（計算値）を加算す行われたものである。関係各位に深く感謝の意を表3

ると3.9 kWh/m となることから，排水再生システム
は従来に比べて32 ％の消費電力削減効果があると結論付けられた。

む

すび

MODON DIC-1での実証設備概要とその運転状況を報告した。本システムは，海水淡水化法による従来型造水・排水処理システムに比べて大きな省エネ
ルギ効果が見込まれ，経済的にもメリットが大きい
ことがわかった。
2016年に，サウジアラビア政府は「サウジ・ビジ
ョン2030」，「National Transformation Program 2020
（NTP2020）」という発展計画と改革案を発表し，その中でも水資源の保存と再生利用に注力する方針がVol. 15 No. 1（2018 ／ 9）する。
［参考文献］
１）「サウジアラビア王国における下水道関連基礎情報」
下 水 道 グ ロ ー バ ル セ ン タ ー（GCUS） ウ ェ ブ サ イ ト（http://gcus.jp/global/data/Saudi-info.html），2018年８月閲
覧２）板坂直樹：配管技術，no.11（2010），p11-17３）平成23年度 NEDO 事業成果報告書「国際エネルギー
消費効率化等技術普及協力事業技術実証事業 FS 膜技術を用いた省エネ型排水再生システム技術実証事業（サウジアラビア）」
４）平成24年度～平成27年度 NEDO 事業成果報告書「国際エネルギー消費効率化等技術普及協力事業技術実証
事業 膜技術を用いた省エネ型排水再生システム技術実証事業（サウジアラビア）」

神鋼環境ソリューション技報

19省エネ機器とアンモニア制御による低動力反応タンクシステムの性能実証
Performance Demonstration of Low-Energy Reaction Tank System with
Energy-saving Equipment and NH4-Based Aeration Control

島田光重＊
Mitsushige Shimada

熊田浩英＊
Hirohide Kumada

石山 明＊
Akira Ishiyama

下水処理施設において，反応タンクの電力消費量は施設全体の30～60 ％程度を占め，反応タン
クの低動力化は下水処理施設の電力消費量削減に大きく貢献する。当社の低動力反応タンクシステ
ムは，省エネ機器として低圧損型メンブレン式散気装置 PABIO TUBE と双曲面形撹拌機 PABIO
Mix を採用し，さらにアンモニアセンサーを用いた曝気風量制御を加えた反応タンクシステムで，好気タンクの曝気動力と嫌気タンクや無酸素タンクの撹拌動力の削減を図ったものである。
本稿では，各構成技術，および，システム全体の低動力性について，試験水槽での性能確認実験と実処理場での実証実験の結果を報告する。低圧損型メンブレン式散気装置の高い酸素移動効率，
双曲面形撹拌機の高い撹拌性能，および，アンモニア制御による過剰曝気削減効果により，システ
ム全体として30 ％以上の動力削減が可能であるとの試算結果が得られた。
In the sewage treatment facility, the power consumption of the reaction tank accounts for about 30 to 60 ％ of
the whole facility and saving power used by the reaction tank will greatly contribute to the reduction inelectricity consumption of the facility. The Low-Energy Reaction Tank System consists of membranediffusers with low pressure loss called PABIO TUBE, hyperboloid shaped mixers called PABIO Mix and an
aeration control system that uses an ammonia sensor. This system is for the reduction of the aeration energy
consumption of the aerobic tanks and the mixing energy consumption of the anaerobic or anoxic tanks. In thispaper, we report the results of the performance conﬁrmation experiment of the test tank and demonstrative
results in the actual treatment plant for each component technology and the low power of the system overall.
The energy consumption of the reaction tank was reduced due to the high oxygen transfer efﬁciency of the
diffuser, the high mixing performance of the hyperboloid shaped mixer and the reduction of excess aerationby the NH4-based aeration control system, and it was calculated that we could reduce energy consumption bymore than 30 ％.

Key Words：
低

動
水

処

理

Sewage treatment

散

気

装

置

Diffuser

機

Mixer

御

Aeration Control

曝＊水環境技術本部 開発室

Low-Energy

下
撹

20

力

拌
気

制

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

【セールスポイント】
・低圧損型メンブレン式散気装置 PABIO TUBE の高い酸素移動効率により曝気風量を低減でき，送風機動力を削減できる。さらに，アンモニア制御では，負荷変動により生じる過剰曝気を抑制し，効率的な送風量制御が可能である。
・双曲面形撹拌機 PABIO Mix は混合に適した翼形状で効率的な撹拌が可能であり，小さい撹拌
動力で，高度処理における嫌気タンク・無酸素タンクの撹拌が可能である。

まえがき

御を加えたシステムで，好気タンクの曝気動力と嫌

下水処理施設における総消費電力は，日本全体の気タンクや無酸素タンクの撹拌動力の削減を図った

約0.7 ％と言われており，その中で反応タンクにおものである。各構成技術の性能とシステム全体の低ける消費電力は施設全体の消費電力の30～60 ％程

動力性の評価を目的とし，試験水槽を用いた性能確

１）

ため，反応タンクの低動力化は

認実験，実処理場での実証実験を実施した結果を報

下水処理施設の電力消費量削減に大きく貢献する。

告する。なお，A 処理場における各種実験とその評

反応タンクでは，曝気用送風機による電力消費量

価，および，低動力性の試算に関しては，日本下水度を占めているが多く，効率の高い散気装置の採用が効果的な電力

道事業団との共同研究にて実施した。

削減に直結する。近年，酸素移動効率が高いメンブ

1.

レンパネル式散気装置や高酸素移動効率と低圧損を両立する低圧損型メンブレン式散気装置が採用されつつある。また，アンモニアセンサーを用いた曝気

低動力反応タンクシステムの要素技術

低動力反応タンクシステムの構成例を図１に示す。
低動力反応タンクシステムは，省エネ機器である

風量制御に関しては，国土交通省の B-DASH プロ

低圧損型メンブレン式散気装置 PABIO TUBE（以下

ジェクトなどで省エネ効果が報告されている。一

PABIO TUBE）と双曲面形撹拌機 PABIO Mix（以下方，嫌気タンクや無酸素タンクの撹拌動力は，好気

PABIO Mix），およびアンモニアセンサーを用いたタンクの曝気動力と比較すると小さいが，撹拌動力

曝気風量制御（以下 NH4 制御）の３つの要素技術

低減は反応タンクの省エネに有効である。日本下水から成る。処理方式や処理場ニーズに応じた，必要

道新技術機構の建設技術審査証明で公的に評価されな要素技術の採用が可能である。

ている省エネ型反応タンク撹拌機の撹拌動力密度を

1. 1

水中撹拌機のメーカー値と比較すると42～92 ％の
削減効果

２）

PABIO TUBEPABIO TUBE の構造を図２に示す。
図２に示すように，PABIO TUBE は，筒型の低圧があると報告されている。

本稿で紹介する低動力反応タンクシステムは，省損型メンブレン式散気装置で，多数のスリットを有

エネ機器 として低圧損型メンブレン式散気装 置するシリコン製メンブレンをポリプロピレン製のサ

PABIO TUBE と双曲面形撹拌機 PABIO Mix を採用

ポートパイプにバンドで固定した構造である。空気

し，さらにアンモニアセンサーを用いた曝気風量制

供給管とは専用の接続継手を介して接続する。空気「PABIO Mix」

「PABIO TUBE」「NH4 制御システム」
NH4 計
DO 計

風量制御
風量計

B
曝気ブロワ

（流入）

最初
沈殿池

最終
沈殿池
反応タンク

返送汚泥

図１
Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

（放流）

余剰汚泥

低動力反応タンクシステムの構成例

神鋼環境ソリューション技報

21

表１

接続継手

PABIO Mix の構造と翼形状

一体型翼

分割型翼

駆動部
（減速機）

駆動部
（減速機）

シャフト
（SUS304）

シャフト（SUS304/FRP）

空気供給管
構
造

サポートパイプ

攪拌翼
（FRP）

振れ止め
（深槽のみ）

メンブレン
バンド

攪拌翼
（DCPD※）※DCPD：
ジシクロペンタジエン

PABIO TUBE の構造

供給管からの空気供給によりメンブレンが膨張して

撹 拌 翼 外 観

図２

振れ止め
（深槽のみ）

スリットが開き，超微細気泡を発泡する。空気供給を停止するとメンブレンが元に収縮し，スリットが閉じる。
PABIO TUBE は，超微細気泡を発泡するため，気泡総表面積が大きく，より少ない通気量で効率よく酸素を溶解させることができる。また，通気抵抗が小さく目詰まりしにくい特長を有するため，定常的な圧損回復操作なく，低圧損で運転することが可能

NH4 制御システム
NH4-N 濃度･変化量に応じてDO 設定値を制御

NH4 計

NH4-N 計測値

NH4-N 設定値

DO 計測値

DO 目標値

送風量 計測値

送風量 目標値

PID 制御※NH4 計１台追加

DO 一定制御システム

DO 計

DO が目標値になるよう
送風量を制御PID 制御である。また，空気供給停止時にスリットが閉じる

風量計

ことにより汚泥侵入が抑制されるため，間欠運転もB可能である。
1. 2

送風機

PABIO Mix ３）

PABIO Mix は，嫌気・無酸素状態を確保した状

反応タンク

態で活性汚泥を撹拌・混合する低動力撹拌機で，高図３NH4 制御の概要

度処理および低動力ニーズに合致した撹拌機として採用されており，2018年４月時点で411台の国内納

1. 3

NH4 制御入実績を有する。従来の翼は一体構造であるが，躯

曝気風量の制御には，風量一定制御や DO 一定制

体の開口制約に対応するため，分割型翼を新たに採御が一般的に用いられている。風量一定制御は，設用した。PABIO Mix 一体型・分割型の構造と翼形

定送風量になるように送風量を制御する方法で，常状を表１に示す。

に一定の空気を送込むため送風量の無駄が多い。

表１に示すように，PABIO Mix は，一体型，分DO 一定制御は，反応タンク内 DO が目標 DO 値に割型ともに，駆動部，シャフト，撹拌翼から構成さなるように送風量を制御する方法である。反応タンれる。深槽に設置する場合は水槽底部に振れ止めをクへの流入水量や水質に応じて送風量が変化するた設置する。双曲面形の撹拌翼を水槽中央の底部付近

め比較的送風量の無駄は少ないが，本来処理に必要で低速回転させることにより，水槽底部を効率よくな DO 濃度が流入負荷により異なるため，余裕を持撹拌し，小さな動力で十分な底部流速が得られる。

った DO 値を設定する必要がある。

また，駆動部は槽外にあるため，メンテナンス性にNH4 制御は，反応タンク内アンモニア濃度計測値

優れる。分割型翼は，翼が８分割構造となっておを基に送風量を制御する方法で，硝化促進を維持しり，覆蓋のある躯体で撹拌翼を槽内に搬入する開口ながら曝気風量の削減を図る方法である。NH4 制御部が小さい場合に，分割搬入，槽内組立ができる。

の概要を図３に示す。

22

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

図３に示すように，NH4 制御は，アンモニアセン

図４に示すように，４系列×４池で構成される反サー（NH4 計）によるアンモニア態窒素（NH4-N）

応タンク設備の１池（４系３号池）を実験池とし，連続計測値を基に，従来の DO 一定制御の目標 DO

第２槽，第４槽，第７槽，第８槽の好気タンクには値 を 設 定 す る 方 式 を 採 用 し た。 目 標 DO 値 は，

PABIO TUBE を，第１槽，第３槽，第６槽の無酸素

NH4-N 濃度とその変化量より PID 制御を用いて連続タンクには PABIO Mix を設置した。PABIO Mix は的に変化させた。反応タンク内の硝化状況に応じて分割型翼を採用した。第５槽は槽内に障害物があり

DO 濃度が調節されるため，硝化が安定している場

PABIO Mix を設置できなかったため，既設散気板

合には過剰曝気を低減でき，逆に，高負荷時には曝（間欠曝気）をそのまま使用した。実験池と同系列

気風量を増加させて水質安定化を図ることができる。

の他池には，全槽にセラミック散気板（気孔径260μm）が設置されており，無酸素タンクでは２時間

2.

実験設備

低動力反応タンクシステムの各構成技術の性能と毎に５分間の間欠曝気により撹拌した。

システム全体の低動力性を評価するため，試験水槽

全体風量は，１系と２系の平均 DO が一定になるを用いた性能確認実験と２カ所の実処理場での実証

ように制御され，各池には手動による弁開度調整に実験を実施した。

て分配した。実験池の送風量は，配分された空気量

試験水槽の範囲内で，DO 一定制御と NH4 制御を切り替えて

2. 1

試験水槽の外観を写真１に示す。試験水槽の平面運転できるようにした。

積は２ mW×２ mL の４ m2で，散気水深は５ m まで

表２に示すように，設計処理水量は7 500 m3/d，設定できる。PABIO TUBE の全面エアレーション式

処理方式は凝集剤併用ステップ流入式多段硝化脱窒と旋回流式の酸素移動効率の測定に用いた。

法，散気方式は深槽旋回流式である。

2. 2

Ａ処理場反応タンク設備

2. 3

B 浄化センター反応タンク設備

A 処理場の反応タンク設備では，PABIO TUBE のB 浄化センターの反応タンク設備では，PABIO

深槽旋回流式の酸素移動効率の測定，PABIO Mix

TUBE の風量削減効果と圧損推移，および，NH4 制の撹拌性能の評価，NH4 制御の風量削減効果の評価，御の風量削減効果を評価した。B 浄化センターの処

および，低動力反応タンクシステムの処理水質を確認した。A 処理場の処理系統を図４に，実験池の反応タンク設備仕様を表２に示す。

1系
初沈

４池

2系
４池

3系
４池

4系
４池

A

A

O

O

O

O

O

O

終沈

A：粗大気泡間欠撹拌，O：セラミック散気板

A

A

O

O

O

O

O

O

終沈

A：粗大気泡間欠撹拌，O：セラミック散気板

A

A

A

O

O

O

O

O

終沈

A：散気板間欠撹拌，O：セラミック散気板

1，2，4 池 （比較池）
A

O

A

O

A

A

O

O

終沈

A：散気板間欠撹拌，O：セラミック散気板

3 池 （実験池）
A

O

A

O

DO一定/NH4 制御

A

A

O

O

終沈

A：PABIO Mix（５槽は散気板間欠撹拌），O：PABIO TUBE
※風量制御方法：1，2 系平均 DO が一定となるように送風量を制御，各池への分配は手動調整※返送汚泥は 4 池共通

図４表２

A 処理場の処理系統図

A 処理場実験池の反応タンク設備仕様

処理方式 凝集剤併用ステップ流入式多段硝化脱窒法
処理水量 7 500 m3/d/池（日最大）
池 形 状 7.5 mW×31.8 mL×7.8 mWH（機能満足潮位時）
散気方式 深槽旋回流式
写真１

試験水槽外観Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）散気水深 4.948 m（機能満足潮位，日最大汚水量時）

神鋼環境ソリューション技報

23

実験系

４池

初沈

処理水

DO 一定制御１号池

セラミック散気筒

２号池

セラミック散気筒

（比較池）

3. 1

４号池

セラミック散気筒

（実験池）

他系列

反応タンク

酸素移動効率

全面エアレーション式と旋回流式の酸素移動効率

DO 一定制御

計15池

PABIO TUBE の性能評価（1）実験方法

DO一定/NH4 制御

PABIO TUBEった。散気方式は旋回流式である。

3.

DO 一定制御

３号池

入を停止し３段硝化脱窒法の硝化抑制運転をおこな

は試験水槽で非定常法を，深槽旋回流式の酸素移動
終沈

効率は実処理場でオフガス法を用いて測定した。
非定常法による測定には，試験水槽を用いた。呼

図５

B 浄化センター処理系統図

び長さ１ m の PABIO TUBE ４本を水槽底部に全面配置あるいは旋回流配置し，散気水深は５ m，発泡面積比15.4 ％の条件で測定した。

表３

実験系の反応タンク設備仕様（B 浄化センター）

オフガス法による測定は，A 処理場の反応タンク
設備でおこなった。測定場所と条件を表４に示す。

処理方式

３段ステップ流入式※冬季は硝化抑制運転
実験池：嫌気好気法
他 池：３段硝化脱窒法

処理水量7 200 m3/d/池（日最大）

あった。

散気方式

旋回流式

散気水深

5.04 m

低通気量時は当該水槽外から侵入する空気の影響が

第１，８槽：6.9 mW×9.0 mL×6.04 mWH，
ハンチあり

した。なお，捕集位置によりオフガス成分濃度に差

槽 形 状

表４に示すように，第３ステップ好気槽の第７槽，第８槽で酸素移動効率を測定した。発泡面積比
は両槽ともに27 ％，測定時の散気水深は4.96 m でオフガスは，水槽上部空間から吸引捕集したが，第２～７槽：6.9 mW×6.2 mL×6.04 mWH，
ハンチあり
第

１

槽：呼び長さ0.75 m 品×40本／槽

PABIO TUBE
第２～７槽：呼び長さ１ m 品×68本／槽
数量
第 ８ 槽：呼び長さ0.75 m 品×96本／槽
発泡面積比

第１槽：7.4 ％，第２～７槽：24 ％，第８槽：18 ％

大きかったため，水面に捕集ボートを浮かべて捕集異があったため，散気装置設置側，中央付近，散気装置を設置していない側の３カ所で捕集したオフガ
スからそれぞれ酸素移動効率を求め，それらの平均値を算出した。
（2）実験結果
全面エアレーション式，旋回流式，深槽旋回流式の酸素移動効率測定結果を図６に示す。なお，図中の酸素移動効率は，清水，20 ℃，散気水深5.0 m の条件に換算した値である。また20 ℃条件に換算した風量を Sm3と表す。

理系統を図５に，実験系の反応タンク設備仕様を表３に示す。
図５に示すように，４池から成る系列（実験系）の３号池を実験池として PABIO TUBE を設置し，セラミック製散気筒が設置されている１号池を比較

表４

酸素移動効率測定場所と条件（A 処理場）

測定対象槽 ３段ステップ好気槽（第７槽，第８槽）池とした。比較池のセラミック製散気筒は反応タン
ク幅の約25 ％の領域に設置されているが，PABIO
TUBE は70 ％以内に幅広く設置した。PABIO TUBE

測定槽形状は2015年12月に運用開始した。比較池の送風量はDO 一定制御されており，実験池の送風量は DO 一定制御と NH4 制御を切替できるようにした。
表３に示すように，設計処理水量は7 200 m3/d，処理方式は３段ステップ流入式硝化脱窒法であるが，冬期は実験池で嫌気好気法，他池はステップ流24

第７槽：7.50 mW×6.93 mL×7.8 mWH，
ハンチあり
第８槽：7.50 mW×6.86 mL×7.8 mWH，
ハンチあり

PABIO TUBE 第７槽：呼び長さ0.75 m 品×120本
数量
第８槽：呼び長さ0.75 m 品×120本
散気水深4.96 m

発泡面積比 第７槽：27 ％，第８槽：27 ％神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）43 ％

風量削減率［％］酸素移動効率［％］

50
40
30
20

0

酸素移動効率［％］

50

2

4

6

8

10

12

2016年７月

2017年１月

2017年７月

2018年１月

実験池の比較池に対する風量削減率（B 浄化センター）

14

では，DO 一定制御と NH4 制御の切り替え運転をおこなったが，送風量の比較は，比較池と同じ DO 一定制御運転の期間でおこなった。

43 ％（2）実験結果40

2016年１月から2018年６月までの２年６カ月間の実験池の比較池に対する風量削減率を図７に示す。

30

なお，2016年２月，５月，７月，2017年９月は DO

20

一定制御運転を実施せず，2017年３月は槽内点検の

24 ％ため運転を休止した。

10

通気量範囲
0

2

4

6

8

図７に示すように，実験池の比較池に対する風量
10

12

14

削減率は Ave.47 ％に達し，季節変動はあったが長期的な漸減性は見られず，PABIO TUBE が高い酸素

通気量［Sm （h･m）/］3

移動効率を安定して保持していたと考えられる。風（b）旋回流式

量削減率については，セラミック製散気筒よりも50

酸素移動効率［％］20

図７（a）全面エアレーション式

PABIO TUBE を幅広く設置した効果も含まれていると考えられる。A 処理場では，PABIO TUBE を設置

36 ％

40

した実験池とセラミック製散気板を設置している既30

設比較池の日平均 DO が同等である日の送風量を比較しており，現時点で風量削減率33.5 ％と評価して20いる。A 処理場は，深槽旋回流式で，実験池と比較

22 ％
10
0

Ave.47 ％ 

40

通気量範囲

通気量［Sm3（h･m）
/
］

0

60

0
2016年１月

27 ％

10
0

80

池の散気装置設置幅は同じである。

通気量範囲
0

2

4

6

8

10

12

14

通気量［Sm3（h･m）
/
］

3. 3

圧損推移

（1）実験方法
B 浄化センターに設置した PABIO TUBE への送（c）深槽旋回流式
図６ 酸素移動効率測定結果（清水，20 ℃，散気水深5.0 m 換算値）

風圧力と送風量を測定し，PABIO TUBE の圧損と通気量の推移を調査した。圧損は，末端の第８槽下流
側ライザー管（各槽上流側と下流側の２本のライザ
ー管を経由して送風）に設置した圧力計計測値（送図６に示すように，通気量１～12 Sm （h･m）の/風圧力）から散気水深分の水圧を減じて求めた。通範囲で，全面エアレーション式では27～43 ％，旋気量は，当該ライザー管に設置した風量計計測値を

回流式では24～43 ％，深槽旋回流式では22～36 ％PABIO TUBE 総長（呼び長さ）で除して算出した。

の酸素移動効率を有することを確認した。

なお，測定対象の第８槽下流側ライザー管では，強

3

3. 2

風量削減効果制的な圧損回復操作はおこなわなかった。

（1）実験方法（2）実験結果

B 浄化センターにて，PABIO TUBE を設置した実2015年12月から2018年６月までの２年７カ月間の験池とセラミック製散気筒が設置されている比較池

圧損と通気量の推移を図８に示す。各値は約半月の送風量を比較し，風量削減率を算出した。実験池

毎，正午の測定結果である。

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報25

図８に示すように，PABIO TUBE の圧損は，運転初期上昇後，漸増性なく６ kPa 以下を推移した。

PABIO Mix の撹拌性能評価

4.

流速計を，MLSS 濃度は光透過式 MLSS 計を用いて測定し，撹拌動力はクランプ式電力計を用いてモーター入力電力を測定した。

（1）実験方法（2）実験結果

PABIO Mix を設置した A 処理場実験池の第１槽と第３槽の底部流速と MLSS 濃度分布，および，

底部流速測定結果を表５に，MLSS 濃度測定結果
を図10に示す。
表５に示すように，全測定地点で0.1 m/s 以上の

PABIO Mix の撹拌動力を測定した。
底部流速と MLSS 濃度分布の測定位置を図９に底部流速が得られており，また，図10に示すように示す。底部流速は第１槽で１カ所，第３槽では槽壁

均一な MLSS 濃度分布であることが確認された。

近傍を含む３カ所で，槽底から10 cm 高さの位置で

PABIO Mix の撹拌動力測定結果，ならびに，従測定した。MLSS 濃度分布は各槽２カ所で垂直方向

来型水中撹拌機に対する電力削減効果の試算結果をに概ね２ m 間隔で測定した。底部流速は３軸電磁表６に示す。従来型水中撹拌機の撹拌動力は，深槽

第８槽下流側 風量

第８槽下流側 圧損

16.0

6.0

12.0

4.0

8.0

2.0

4.0

0.0

0.0

図８

16/12/17

17/12/17

PABIO TUBE の圧損と通気量の推移（B 浄化センター）

3-C
6 815

3-A

6 500

1-B

1-A

1-A

1-B

拌機と比較して約1/10の撹拌動力で十分な撹拌が可能であると評価した。
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0

3-A

1-A
1-B

0

1 000 2 000 3 000 4 000

図10

表６

3-C

8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0

3-A
3-B

0

MLSS［mg/L］

3-B

7 500

7 500

表６に示すように，PABIO Mix は従来型水中撹

槽底からの距離［m］

15/12/18算出した。

槽底からの距離［m］

圧損［kPa］

8.0

通気量［Sm3（h･m）/］の撹拌動力密度を８ W/m3とし，各槽容量を乗じて1 000 2 000 3 000 4 000

MLSS［mg/L］

MLSS 濃度測定結果（A 処理場実験池）

PABIO Mix の撹拌動力測定結果（A 処理場実験池）と電力削減効果試算結果

7 800

第

7 800

PABIO Mix ※１

１

5 100

7 500

7 500

（a）第１槽（b）第３槽底部流速と MLSS 濃度分布の測定位置（A 処理場実験池第３槽）

第

図９

槽

5 100

３

測

定

底部流速測定結果（A 処理場実験池）
点

底部流速［m/s］
26

第１槽

第３槽

1-A

3-A

3-B

3-C

0.18

0.20

0.18

0.11

槽

表５

従来型水中
攪拌機※２

槽容量

［m3］

撹拌動力

［kW］

0.26

3.0

3

撹拌動力密度［W/m ］

0.70

8.0

年間電力量※３［kWh/年］

2 280

26 300

電力削減効果［％］

91

－

槽容量

［m3］

撹拌動力

［kW］

374

355
0.3

2.8

0.85

8.0

年間電力量 ［kWh/年］

2 630

24 900

電力削減効果［％］89－

撹拌動力密度［W/m3］※３※１ 測定結果に基づく※２ 試算値；撹拌動力密度を8 W/m3として算出※３ 24時間×365日／年運転

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

18
16
14
12

50

10
8
6
4
2

0

0

17年６月

図11

17年９月

17年12月

18年３月

18年６月

実験池の比較池に対する風量削減率と NH4 制御のDO 一定制御に対する風量削減率（B 浄化センター）

終沈流出水 NH4-N 濃度［mg/L］

20

NH4制御による対比較池風量削減率
PABIO TUBEによる対比較池風量削減率
NH4制御の風量削減率（対DO一定制御）

アンモニア制御の風量削減率［％］（対 DO 一定制御）

比較池に対する風量削減率［％］

100

2.0
比較池

実験池

1.0

0.0
17年６月

図12

17年９月

17年12月

18年３月

18年６月

終沈流出水 NH4-N 濃度（月平均値）（B 浄化センター）

1 000



ｙ＝7.77ｘ＋11.13

15.0

10.0

5.0

0.0
-0.2

0.0

0.2

0.4

600

400

200

0.6

NH4-N 濃度差（実験池−比較池）［mg/L］

図13

5.

34 ％削減800

反応タンク消費電力［kW］

NH4 制御の風量削減率［％］

20.0

0

実験池と比較池の終沈流出水 NH4-N 濃度差と風量削減率の関係（B 浄化センター）

システム
散気装置
無酸素槽撹拌
曝気風量制御NH4 制御の風量削減効果（1）実験方法

図14

B 浄化センター実験池にて，NH4 制御運転と DO

比較反応タンク 低動力反応タンク
散気板
間欠空気撹拌
DO 一定制御

PABIO TUBEPABIO Mix
NH4 制御低動力反応タンクシステムの動力削減効果
試算結果（A 処理場想定）

一定制御運転を交互に切替え，その送風量差からNH4 制御の風量削減率を算出した。
（2）実験結果に示すように，比較池の終沈流出水 NH4-N 濃度が2017年６月から2018年６月までの実験池の比較池高かった。これは，台風（９，10月），汚泥処理設に対する風量削減率と NH4 制御の DO 一定制御に備改築工事に伴う MLSS 低減・余剰汚泥引抜き停

対する風量削減率を図11に示す。また，実験池 NH4

止処置（９，10月），既設制御システムの更新切替

制御運転期間中の終沈流出水 NH4-N 濃度（月平均

え（11月）の影響と考えられた。一方，NH4 制御運値）を図12に示す。

転の実験池では，NH4-N 濃度計測値に応じて送風

図11に示すように，実験池では，比較池に対して48～60 ％の風量削減効果が得られた。PABIO TUBE

たと考えられる。
図13に，2017年６月～８月と2018年１月～６月のと NH4 制御の相乗効果と考えられる。
NH4 制御の DO 一定制御に対する風量削減率は，
2017年６月～８月と2018年１月～６月は9.9～17.2％，2017年９月～12月は１～３ ％であった。
風量削減率が低かった2017年９月～12月は，図12
Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

量が増加し，終沈流出水 NH4-N 濃度上昇を抑制し実験池と比較池の終沈流出水 NH4-N 濃度差と風量削減率の関係を示す。
図13に示すように，終沈流出水 NH4-N 濃度差と風量削減率には相関性が見られ，同等水質（濃度差

神鋼環境ソリューション技報27

＝０ mg/L）では，約11 ％の風量削減効果が得られ技術は，電力消費量削減ニーズに応えることができると考察した。A 処理場では，DO＝2.0 mg/L の DOると考える。低動力反応タンクシステムの消費エネ一定制御と比較し９ ％の風量削減効果が得られてルギ削減効果について，本稿では処理場の試算結果いる。

を示したが，今後，処理方式や処理水量など各種条6.

低動力反応タンクシステムの低動力性
試算結果

件でケーススタディをおこなう予定である。
低圧損型メンブレン式散気装置 PABIO TUBE に

A 処理場において，低動力反応タンクシステムのついては，高い酸素移動効率と風量削減効果を確認

既設反応タンク設備に対する動力削減効果を試算しし，双曲面形撹拌機 PABIO Mix については，低動た。試算結果を図14に示す。

力で十分な撹拌性能が得られることを確認した。こPABIO TUBE の既設セラミック製散気板に対するれら省エネ機器の採用により，送風機動力や撹拌動

風量削減率と NH4 制御の DO 一定制御に対する風力の低減に寄与できると考える。NH4 制御について

量削減率は，それぞれ，A 処理場実証実験の暫定評

も，実処理場で風量削減効果を確認したが，処理場

価 値 で あ る33.5 ％， ９ ％ と し た。 ま た，PABIO

特性による風量削減効果の差異や採算性などの検討

Mix の撹拌動力は，A 処理場実験池での測定結果をを継続し，実用化を目指したい。

3

基に算出し，既設間欠曝気撹拌動力は，0.5 m /min

最後に，実証実験を実施するにあたり多大なご協

×５分／２時間の条件で A 処理場の送風機の風量力をいただきました自治体・下水処理場の関係各と消費電力の関係から算出した。

位，また，共同研究者としてご協力をいただきまし

図14に示すように，低動力反応タンクシステム

た地方共同法人日本下水道事業団の関係各位に深くは，セラミック製散気板，無酸素槽間欠空気撹拌，

感謝申し上げます。

DO 一定制御で構成される反応タンクシステムと比［参考文献］
１）財団法人下水道新技術推進機構：メンブレンパネル式散気装置 技術マニュアル（2005），P.1
２）田村ほか，省エネ型反応タンク撹拌機の導入による省エネ効果，第53回下水道研究発表会講演集（2016），
P887～889
３）上田ほか，双曲面形撹拌機（パビオミックス），神鋼
環境ソリューション技報 Vol. 5 No. 2（2009）較し，34 ％の動力を削減できる試算結果が得られ
た。

む

す

び

下水道事業において，省エネは重要な課題であり，低動力反応タンクシステム，ならびにその構成

28

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）⁆ ⁡ ⁂ ⁛ ⁕ ⁥オンサイト型小型水電解式水素発生装置「H2BOX-Ⅱ」（読み方：すいそぼっくすつー）現在販売中の「H2BOX」は2013年の発売以降，様々な分野でご採用頂いている。一方，お客様から設置
スペース，とくにメンテナンススペースの削減へのご要望も頂いており，さらにご愛顧頂ける装置となるよう改良に取組み，この度，新型水素ボックスの製品化に至った。
新型水素ボックス「H2BOX-Ⅱ」は，従来の「H2BOX」に対して設置面積比を約33 ％削減し，容積比についても約15 ％の削減を実現した。また，従来機では，装置の周囲４方向にメンテナンススペースの確保が必要であったが，新型機では，背面ならびに側面の３方向のメンテナンススペースの確保が不要であるため，メンテ
ナンススペースを約85 ％削減した。これにより，設置スペースの縮小化ならびに有効利用に貢献できるだけでなく，本装置を利用する設備（筐体・局舎）への組込みやすさも格段に向上すると見込まれる。
また，内部機器を設計変更したことで，稼動安定性の向上を図り，より安全性に配慮した装置となっている。
来る水素社会に向け，ユーティリティの削減ならびに電解効率向上による，イニシャルコストおよびランニン
グコストの低減，さらには利便性の向上を図り，水素を利用する様々な分野にてご採用頂ける競争力のある装置を目指し，今後も開発に取組んでいく。

図１ 水素ボックスの外観比較図
左：H2BOX-Ⅱ（試作機），右：H2BOX

表１ 「H2BOX- Ⅱ」と「H2BOX」の比較
項

目

H2BOX-Ⅱ

水 素 発 生 量
水素供給圧力水 素 純 度水 素 露 点装 置 概 寸 法
装置乾燥重量

機

能

他

3

H2BOX

1 Nm /h0.82 MPaG 以上
99.999 ％以上－70 ℃以下
W1 000 mm × D400 mm × H1 600 mm
約370 kg

同左
同左
同左
同左
W600 mm × D1 000 mm × H1 260 mm
約300 kg

タッチパネル操作
筐体内強制換気
運転データ記録可
寒冷地対応可（オプション）

スイッチ操作
筐体内自然換気

H2BOX-Ⅱ
メンテナンス
スペース比較
（平 面 図）

H2BOX
約１ m

メンテナンススペース
従来比85 ％減
Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

約１ m
約１ m

メンテナンススペース

29⁆ ⁡ ⁂ ⁛ ⁕ ⁥展示会だより■ ACHEMA 2018６月11日（月）から15日（金）までの５日間，ドイツのメッセ・フランクフルトにて世界最大の化学機器見本市である ACHEMA 2018が開催され，世界55か国より3 800社以上の企業が参加しました。
当社はグラスライニング製高機能反応機，多管式熱交換器，機能性グラス，撹拌技術，粉体混合乾燥技術などのオンリーワンの技術を展示し，技術力をアピールしました。当社ブースにはユーザのみならずメーカ
も含め約40か国より220社が来訪され，大きな関心を持っていただき，当社の存在感を示すことができました。
ドイツでの展示会ではありましたが，予想以上にアジアからのユーザも多く来訪され，とくにインドの化学，医薬市場の急速な発展性には大きな期待を感じました。
今後は，ここで得られた成果を当社の海外ビジネスのさらなる拡大に活かしていくとともに，この機会に面識を得た欧州のメーカやベンチャー企業との技術交流を深め，さらなる技術力向上を図ります。また，今回入手した多くの企業の技術・製品情報を，既存技術のブラッシュアップおよび新製品開発へ有効に活用していきます。

当社ブースの様子

展示会場

30

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）⁆ ⁡ ⁂ ⁛ ⁕ ⁥展示会だより
■下水道展

18北九州

今年度の下水道展は2018年７月24日（火）～27日（金），北九州市の西日本総合展示場にて開催され，当社は神鋼環境メンテナンス（株）と共同出展しました。出展数277団体，来場者数約31 000人を数え，当社
ブースには約1 000名のお客様が来訪されました。
今回のブースは，当社の注力事業である省エネ・創エネ・長寿命化技術の紹介，運転維持管理の取組み，海外展開を３つの柱として展示を行いました。
省エネ・創エネ・長寿命化技術については鋼板製消化槽，樹脂製汚泥掻寄機，反応槽用槽上撹拌機（パビオミックス，パビオエアレータ）に加え，以下設備メニュー・実証研究について新たにパネル展示しました。
・低圧損型メンブレン式超微細気泡散気装置「PABIO TUBE」（散気装置実機も展示）
・省エネ機器とアンモニア制御による低動力反応タンクシステム
・環境配慮型創エネ焼却システムに関する共同研究
・高濃度消化・省エネ型バイオガス精製による効率的エネルギー利活用技術実証研究
とくに，PABIO TUBE についてはノベルティとしてクリアファイルを配布し，ご来訪のお客様に新規製品
PR を行いました。併催の下水道研究発表会で，PABIO TUBE および低動力反応タンクシステムについて研究発表を行ったことも後押しとなり，多くのお客様からご質問をいただき，新規製品に関心を得ることができました。
運転維持管理の取組みについては，当社の下水道施設における包括的な運転維持管理の実績を展示しました。また，海外展開の取組みについて，ベトナムで受注した下水処理場案件を紹介しました。

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）神鋼環境ソリューション技報

31

㈱神鋼環境ソリューション登録特許一覧（2017年 4 月 1 日～2018年 3 月31日まで）
No.

出 願 日

登録番号

登 録 日

1

2014/6/27

6212441

2017/9/22

有機性廃棄物の湿式メタン発酵処理設備の運転方法

株式会社神鋼環境ソリューション，
神戸市

2

2014/4/7

62053012017/9/8

水処理方法及び水処理設備

株式会社神鋼環境ソリューション，
株式会社片山化学工業研究所，ナル
コジャパン合同会社

3

2013/7/29

6140564

2017/5/12

移動式浄水装置株式会社神鋼環境ソリューション

4

2013/10/10

6140049

2017/5/12

還流器および反応機ユニット

株式会社神鋼環境ソリューション

5

2014/8/19

6126559

2017/4/14

ガス化溶融炉の運転方法

株式会社神鋼環境ソリューション

6

2014/5/15

63131172018/3/30

流動床炉の運転方法及び流動床炉

株式会社神鋼環境ソリューション

7

2014/6/24

6243805

2017/11/17

汚泥の燃焼方法および汚泥用の燃焼炉

株式会社神鋼環境ソリューション

8

2014/3/31

6190306

2017/8/10

冷却塔

株式会社神鋼環境ソリューション

9

2015/1/7

6149048

2017/5/26

廃棄物処理システム及びその運転方法

株式会社神鋼環境ソリューション

10

2015/3/11

6261534

2017/12/22

鋼板製消化槽の補修方法

株式会社神鋼環境ソリューション

11

2015/2/5

6178352

2017/7/21

流動床炉の運転方法及び流動床炉

株式会社神鋼環境ソリューション

12

2015/3/4

61993292017/9/1

廃棄物焼却排ガスの処理方法及び装置

株式会社神鋼環境ソリューション

13

2015/6/19

6165197

2017/6/30

PCB 処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション

14

2015/10/30

62635142017/12/22

水処理方法，及び，水処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション

15

2015/11/20

6216362

2017/9/29

撹拌翼

株式会社神鋼環境ソリューション

16

2016/2/1

6163573

2017/6/23

廃棄物埋立処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション，
イー・アール・シー高城

17

2016/2/1

6131348

2017/4/21

廃棄物埋立処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション，
イー・アール・シー高城

18

2016/5/20

6130956

2017/4/21

流動床式焼却炉の排ガス処理方法，および流動床式
焼却炉の排ガス処理設備

株式会社神鋼環境ソリューション

19

2016/8/96209656

2017/9/15

リグノフェノールの製造方法

株式会社神鋼環境ソリューション

20

2016/8/9

62805962018/1/26

廃棄物処理システム及びその起動方法

株式会社神鋼環境ソリューション

21

2016/12/20

62444442017/11/17

水処理設備

株式会社神鋼環境ソリューション

22

2016/7/13

6279664

2018/1/26

飛灰の洗浄方法，処理方法，洗浄装置及び処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション，
福岡大学

23

2017/2/22

6180673

2017/7/28

廃油処理装置，及び，廃油処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション

24

2016/12/28

6145558

2017/5/19

水処理方法，水処理装置，廃油処理方法，及び，廃油処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション

25

2016/11/18

6261706

2017/12/22

飛灰の洗浄方法

株式会社神鋼環境ソリューション

26

2016/11/11

62806212018/1/26

放射性物質除去方法

株式会社神鋼環境ソリューション，
国立研究開発法人 国立環境研究所

27

2017/3/8

6240800

2017/11/10

廃棄物処理装置および廃棄物処理方法

株式会社神鋼環境ソリューション，
竹中工務店，三機工業株式会社28

2017/5/12

62325142017/10/27

廃油処理方法，及び，廃油処理装置

株式会社神鋼環境ソリューション

29

2017/8/30

6291620

2018/2/16

炭化物製造方法及び炭化物製造設備

株式会社神鋼環境ソリューション

30

2017/9/15

6280668

2018/1/26

廃棄物処理設備株式会社神鋼環境ソリューション

32

発

明（考

案） の

名

称

神鋼環境ソリューション技報

共同出願人

Vol. 15 No. 1（2018 ／ 9）

292018年度

1

15

1

持続可能社会の実現に向けた「予測」の重要性

2

水素社会到来に向けた HHOG®開発の取組み

Approach to Technical Development of High-purity
Hydrogen and Oxygen Generator（HHOG®）towards Arrivalof Hydrogen-based Society

10

スラリー対応型薄膜蒸発機の検討

Development of Wiped Film Evaporator for Slurry

14

サウジアラビア工業団地向け排水再生システム（NEDO 実証事業）

Demonstration Project at MODON Dammam 1st Industrial
City of The Kingdom of Saudi Arabia Wastewater
Reclamation Plant

20

省エネ機器とアンモニア制御による低動力反応
タンクシステムの性能実証

Performance Demonstration of Low-Energy Reaction Tank
System with Energy-saving Equipment and NH4-Based
Aeration Control

29

TOPICS本

32

社 ／〒651-0072 神戸市中央区脇浜町1丁目4-78☎（078）232-8018 FAX（078）232-8051〒651-0086 神戸市中央区磯上通2丁目2番21号（三宮グランドビル） ☎（078）232-8018 FAX（078）232-8051

登録特許一覧

技 術 研 究 所 ／ 〒651-2241 神戸市西区室谷1丁目1-4☎（078）992-6500 FAX（078）997-0550

東 京 支 社 ／ 〒141-8688 東京都品川区北品川5丁目9-12（ONビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821〒141-0001 東京都品川区北品川5丁目9-11（大崎MTビル）☎（03）5739-5800 FAX（03）5739-5821

大 阪 支 社 ／ 〒541-8536 大阪市中央区備後町4丁目1-3（御堂筋三井ビル）☎（06）6206-6751 FAX（06）6206-6760

九 州 支 社 ／ 〒812-0012 福岡市博多区博多駅中央街1-1（新幹線博多ビル） ☎（092）474-6565 FAX（092）441-4440
北 海 道 支 店 ／ 〒060-0004 札幌市中央区北四条西5丁目1-3（日本生命北門館ビル） ☎（011）241-4647 FAX（011）241-5759
東 北 支 店 ／ 〒980-0811 仙台市青葉区一番町1丁目2-25（仙台NSビル）☎（022）716-6651 FAX（022）263-2049

名 古 屋 支 店 ／ 〒451-0045 名古屋市西区名駅2丁目27-8（名古屋プライムセントラルタワー） ☎（052）581-9876 FAX（052）563-2313
播 磨 製 作 所 ／ 〒675-0155 兵庫県加古郡播磨町新島19☎（079）436-2500 FAX（079）436-2506

室蘭SD製造所／ 〒050-0055 室蘭市崎守町387-25
デュッセルドルフ事務所／ Berliner Allee 55, 40212 Düsseldorf Germany☎（0143）50-3036 FAX（0143）50-3066☎+49-211-7792-0430 FAX+49-211-7792-0450

プノンペン事務所／ Soma Tower, 1st Floor, #2C, street120, Sangkat Phsar ThmeyⅡ, Khan Daun Penh, Phnom Penh, Kingdom of Cambodia☎+855-23-210-301 FAX+855-23-210-309
神鋼環境ソリューション技報

2018年度Vol.15 No.1

《本社》株式会社神鋼環境ソリューション 〒651ー0072《編集発行》〒651ー2241≪バックナンバー≫ 弊社ホームページに掲載しています。

http://www.kobelco-eco.co.jp/development/tec-info/index.html

通巻29号
神戸市中央区脇浜町１丁目４ー78

神戸市西区室谷１丁目１ー４ 株式会社神鋼環境ソリューション 技術開発センター（神鋼環境ソリューション技報編集委員会事務局）☎（078）992−6527 FAX（078）992−6504 http://www.kobelco-eco.co.jp《編集委員》編集委員長/田頭成能 委員/高橋円・細田博之・小川正浩・酒井耐治・丸山智裕・荻野行洋・青木勇・菊池雅彦・須田龍生・松本勝生《発行》2018年9月15日印刷

2018年9月20日発行

年2回発行《禁無断転載》《発行人》隅晃彦《印刷所》中村印刷株式会社

15
1︵通巻

号︶

29

15

この用紙は, パルプを漂白するときに塩素ガスを使わない「無塩素漂白（ECF)」という方法で作られています。

1 (通巻29号）