令和４年度 B-DASHガイドライン説明会（令和４年８月４日）

固定床型アナモックスプロセスによる高効率窒素除去技術［B-DASH］

H２４～２５：実証研究
H２６～３１：自主研究［ガイドライン］ H２６：ガイドライン策定、公表
R３ ：ガイドライン改訂、公表

熊本市・日本下水道事業団・㈱タクマ共同研究体
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ガイドライン改訂の目的

 平成２６年８月に、B-DASH実証研究（平成２４～２５年）の成果を基に、「固定床型アナモックスプロセスによる高効率窒素除去技術導入ガイドライン（案）」を策定、公表
 B-DASH終了後、平成２６～３１年に本プロセスのコスト削減や運転安定性向上、効率化を目的とした実証研究を自主研究として継続し有用なデータが得られた
 令和２年８月、B-DASH評価委員会によるフォローアップにて、ガイドラインの見直しについて審査 令和４年３月に、自主研究成果を反映した「固定床型アナモックスプロセスによる高効率窒素除去技術導入ガイドライン（案）」を改訂、公表
コスト面、環境面からも、より技術導入のメリットが示される内容となっており下水道事業者が技術導入を検討する際の一助となれば幸いです2

目次
１．革新的技術の概要と目的
２．革新的技術の概要
３．革新的技術の導入効果
４．革新的技術の計画・設計

５．革新的技術の維持管理
６．実証期間（自主研究）中に行った技術上の工夫・改善点

７．問い合わせ先

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１．革新的技術の概要と目的
１-１ 下水道事業が抱える課題
 下水汚泥の資源・エネルギー利用促進のため、嫌気性消化の導入推進
 国内下水道処理場約2,200ヶ所の内、嫌気性消化の導入は約300ヶ所（約15%）
近年横ばい傾向 嫌気性消化導入のメリット、デメリット
メリット

・汚泥の減量化 ・エネルギー（消化ガス）の回収、利用デメリット

・返流水（高濃度窒素、りんを含む）による水処理施設への影響 ・建設コストの増加

１-２ 下水道ビジョンとの関連
 「新下水道ビジョン」（平成２６年７月）
長期ビジョンの柱の1つとして、“水・資源・エネルギーの集約・自立・供給拠点化”
 「新下水道ビジョン加速戦略」（平成２９年８月）
重点項目Ⅱ 広域的・効率的汚泥利用（地域のバイオマスステーション化）への重点的支援
 「下水道法改正」（平成２７年５月）
発生汚泥のエネルギー化・肥料化の努力義務
 「地球温暖化対策計画」（令和３年１０月）
脱炭素化、『2050年カーボンニュートラル宣言』、2030年度温室効果ガス排出量46%削減目標

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１．革新的技術の概要と目的
１-３ 革新的技術の特徴と課題解決のアプローチ

アナモックスプロセス（anaerobic ammonium oxidation）
アナモックス反応を利用して排水からの窒素除去を行うプロセス
NH4＋＋1.32NO2－＋0.066HCO3－＋0.13H＋→1.02N2＋0.26NO3－＋0.066CH2O0.5N0.15＋2.03H2O （Strous, 1998）

特長（従来技術との比較）

アナモックスプロセス

 曝気動力の削減
送風量の削減 メタノール添加が不要
有機物なしで窒素除去が可能

 設置スペースの縮小
ｱﾅﾓｯｸｽ細菌の処理速度が速い（5～10倍程度）

従来技術（生物学的硝化脱窒法）

 汚泥発生量の削減
ｱﾅﾓｯｸｽ細菌の余剰汚泥発生量が少ない（1/10程度）

アナモックス細菌5

１．革新的技術の概要と目的
１-３ 革新的技術の特徴と課題解決のアプローチ アナモックスプロセスを返流水（嫌気性消化汚泥脱水ろ液）の個別処理に導入し、窒素負荷量の低減、放流水窒素濃度の低減を図る
 嫌気性消化導入の課題解決（普及促進）に寄与できる技術

従来技術に比べて低コストで省エネルギーに処理可能

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１．革新的技術の概要と目的
１-４ 革新的技術の普及対象範囲
規模分野
効果

大規模処理場（50,000 m3/日以上）
水処理
（標準法）

省コスト

水処理
（OD法）

省CO2

中規模処理場（10,000～50,000 m3/日）
水処理

汚泥処理

汚泥処理

（高度処理） （脱水・濃縮） （乾燥・焼却）

省エネ

創エネ

小規模処理場（10,000 m3/日以下）
汚泥処理
（消化）

資源利用

維持管理
（処理場）

水質向上

その他
（管路、ポンプ場など）

維持管理
（管路）

維持管理性向上

浸水対策

その他

被害軽減

その他

【本技術の導入シナリオ例】①嫌気性消化が導入されているが、返流水個別処理施設を有しない場合②汚泥処理に嫌気性消化を導入する場合

水処理施設
流入水

③外部からバイオマスなどを受入れる場合

沈砂池

最初沈殿池

反応タンク

生汚泥
重力濃縮

放流水

余剰汚泥
機械濃縮

返流水（汚泥濃縮脱離液）④既存の返流水個別処理施設を再構築する場合

最終沈殿池

嫌気性消化

返流水（嫌気性消化汚泥脱水ろ液）

汚泥処理施設

汚泥脱水

消化ガス
脱水汚泥

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１．革新的技術の概要と目的
１-５ 革新的技術の導入により期待される効果【試算条件】
・流入下水量：約100,000 m3/日
・水処理方式：標準活性汚泥法、汚泥処理方式：濃縮-消化-脱水
・アナモックス個別処理の窒素除去率は80%として試算-10%-3.8mg/L①個別処理なし②個別処理あり（返流水量 約500 m3/日）①②

個別処理導入により最大10%負荷量低減①②最大3.8mg/L濃度低減

-63%

①②

個別処理導入により最大63%負荷量低減

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２．革新的技術の概要
２-１ 技術の概要◇技術名称

固定床型アナモックスプロセスによる高効率窒素除去技術◇実施期間

委託研究：平成２４年６月～平成２６年３月 以降、委託研究に係る箇所は青字
自主研究：平成２６年４月～令和２年３月 以降、自主研究に係る箇所は赤字
ガイドライン策定・公表：平成２６年８月（改訂：令和４年３月）◇実施者

熊本市・日本下水道事業団・㈱タクマ共同研究体◇実証フィールド

熊本市東部浄化センター
下水処理量：138,300 m3/日（現有能力）（処理人口 約270,000人）
脱水ろ液量：約400 m3/日

◇実証施設規模

脱水ろ液処理量：50 m3/日（設計処理水量） ※最大72 m3/日

・本プロセスを嫌気性消化汚泥脱水ろ液の個別処理に導入・窒素除去性能、導入効果を評価

◇実証技術

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２．革新的技術の概要
２-１ 技術の概要

実証施設全景①

実証施設全景②

亜硝酸化槽内の硝化細菌が付着した担体

アナモックス槽内のアナモックス細菌が付着した担体

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２．革新的技術の概要
B-DASH委託研究
自主研究

２-２ 実証研究・自主研究結果
年次計画

研究項目

H24H25H26H27H28H29H30

H31（R1）

実証施設の設計・建設
研究計画の立案、運転方案策定
実証試験①窒素除去性能の評価-1 短期運転による評価-2 長期運転による評価②運転方法の確立-1 運転条件の確立-2 自動制御運転の確立-3 不具合対応方法の確立③運転条件の最適化-1 水温低下試験-2 短中期停止試験-3 長期停止試験-4 高負荷試験-5 計装機器点数削減試験
技術導入ガイドライン策定● ガイドライン案公表→ R4年3月ガイドライン案改訂

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２．革新的技術の概要
B-DASH委託研究
自主研究

２-２ 実証研究・自主研究結果
項目成果①窒素除去機能の評価①-1 各季節の詳細調査期間において、T-N除去率平均80%以上を達成 （H24～25）①-2 窒素濃度が変動した場合でも同等の窒素除去性能を維持 （H26～31）②運転方法の確立②-1 亜硝酸化槽、アナモックス槽の運転条件を確立 （H24～25）②-2 窒素濃度比率調整のためのバイパス水量自動制御方法を確立 （H25～26）②-2 亜硝酸化槽の送風量自動制御方法を確立 （H26）②-3 亜硝酸化槽の処理不安定時の対応方法として、担体洗浄及び曝気量抑制運転の効果を確認 （H25～26）②-3 アナモックス細菌の活性低下時の回復方法を確立 （H30）③運転条件の最適化③-1 水温30℃運転を実施し、安定した運転を確認 （H26～27）③-2 短期（週末）停止、中期停止時の操作条件を確立 （H26～27）③-3 長期停止時の操作条件を確立 （H28）③-4 処理水量増量による高負荷データを取得 （H28～31）③-5 計装機器を削減した運転を実施し、安定した運転を確認 （H28～31）

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２．革新的技術の概要
２-３ 技術の適用条件・推奨条件
 アナモックスプロセスは窒素（アンモニア）濃度が高く、BOD/N比が小さい
排水の処理に有効
具体例

項目

・嫌気性消化汚泥脱水ろ液 ・メタン発酵脱離液 ・化学工場排水 ・埋立浸出水 など

条件

備考
脱水方式により濃度が異なる

対象排水

嫌気性消化汚泥脱水ろ液

適用条件

アンモニア性窒素濃度
300 ㎎-N/L 以上 （～1,000 mg-N/L程度）

スクリュープレス脱水機：濃度高い、ろ液量少ない※洗浄水量が少ない
ベルトプレス脱水機：濃度低い、ろ液量多い※洗浄水量が多い

NH4-N濃度が低い排水では、亜硝酸化反応が安定しない可能性がある

一般的に、低濃度の排水では亜硝酸化反応（硝酸化抑制）が安定しない傾向

実証施設ではアンモニア性窒素濃度300 ㎎-N/L（※実証の最小濃度）以上の運転において安定した亜硝酸化反応を実証
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３．革新的技術の導入効果
３-１ 導入効果を評価するための方法【試算条件】【評価方法】
嫌気性消化を行う下水処理場に新たに個別処理を導入した場合のコスト等を比較・評価

流入下水量50,000 m3/日

処理対象（原水）

嫌気性消化汚泥脱水ろ液【比較技術】

原水処理量

235 m3/日

担体添加ステップ流入式２段硝化脱窒法

原水窒素除去率80%【試算方法】

想定水質T-N

1,060 mg-N/L

NH4-N

1,000 mg-N/L

C-BOD

231 mg/L

SS

940 mg/L

積み上げ計算による試算

返流水
個別処理

※自主研究終了後、得られた成果を基に同様の試算を実施 → ガイドラインに反映（改訂）14３．革新的技術の導入効果
３-１ 導入効果を評価するための方法【自主研究成果によるコスト試算への影響】① 亜硝酸化槽およびアナモックス槽における高負荷試験データの取得→水槽容量決定のための設計諸元の変更、それに伴う水槽容量および充填担体量の削減
亜硝酸化槽の設計諸元：2.0 kg-N/m3-担体/d （改訂前 1.0）
アナモックス槽の設計諸元：5.0 kg-N/m3-担体/d （改訂前 2.5）

② 短中期停止試験による早期復旧方法（運転維持方法）の確認→流量調整槽の設置条件の変更
原水流入停止中の運転継続のための大規模調整槽が不要③ 計装機器点数削減試験による安定運転データの取得→計装機器点数の削減、それに伴う計装機器コストの削減
運転制御のためのNH4-N、NO2-N連続分析計の削減が可能など

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３．革新的技術の導入効果
３-２ 普及対象範囲で示すターゲット規模での検証結果【建設費（年価）】

削減率：41% （改訂後）【維持管理費】

削減率：44% （改訂後）

従来技術 67.8 百万円/年 革新的技術 40.0 百万円/年

従来技術 84.0 百万円/年 革新的技術 47.2 百万円/年

100

100

土木・建築

電気

機械

点検補修

60
4020

電力

60
40
2000
従来技術

【LCC】

薬品

80

相対比（-）

相対比（-）

80

革新的技術（改訂前）

従来技術

革新的技術（改訂後）
革新的技術（改訂後）

削減率：42% （改訂後）【GHG排出量】

革新的技術（改訂前）

革新的技術（改訂後）
革新的技術（改訂後）

削減率：65% （改訂後）

従来技術 163.7 百万円/年 革新的技術 94.5 百万円/年

従来技術 1060.6 t-CO2/年 革新的技術 370.1 t-CO2/年

100

100撤去

維持管理

建設

電力由来

80
相対比（-）

相対比（-）

80

薬品由来

60
406040

20

2000
従来技術

革新的技術（改訂前）

革新的技術（改訂後）
革新的技術（改訂後）

従来技術

革新的技術（改訂前）

革新的技術（改訂後）
革新的技術（改訂後）

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３．革新的技術の導入効果
３-２ 普及対象範囲で示すターゲット規模での検証結果
ガイドラインに記載の費用関数を基に作成した「技術導入効果計算シート」を使用すると簡単に導入効果を計算できます
国総研HP http://www.nilim.go.jp/lab/ecg/bdash/h24_takuma.htm

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４．革新的技術の計画・設計
４-１ 計画・設計で考慮すべき事項 対象排水の嫌気性消化汚泥脱水ろ液は液中に含まれるりんにより高ｐＨ域でMAP（りん酸マグネシウムアンモニウム）の結晶が析出し、配管閉塞などの処理阻害が懸念される。MAP対策を考慮した設計とすること。
合成樹脂管等のMAPの付着しにくい材質の採用、清掃が行いやすい構造

配管にMAPが付着した状況

水中ポンプにMAPが付着した状況

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５．革新的技術の維持管理
５-１ 維持管理で考慮すべき事項
 アナモックスプロセスの立上げには、増殖速度が遅いアナモックス細菌を用いるアナモックス工程の立上げが律速となる。本プロセスではアナモックス工程の立上げを主眼とした立上げ手順とする。
【種汚泥の確保】立上げ期間を考慮して、必要な量の種汚泥（アナモックス細菌）を確保する必要がある。初期の投入種汚泥量が多ければ多いほど速やかな立上げが可能となるが、初期に確保できる種汚泥量はその準備期間や運送方法などによって制限される。

【立上げ手順】
プロセスの規模が大きく複数の系列を立上げる場合は、移設を繰り返し段階的に立上げを行う。

複数系列のアナモックスプロセス
立上げ手順のイメージ

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６．実証期間（自主研究）中に行った技術上の工夫・改善点① 亜硝酸化槽およびアナモックス槽における高負荷試験データの取得【概要】水槽容量の縮小化を目的に、各水槽の高負荷運転を検討【結果】流入窒素負荷を上昇させても安定した窒素除去性能を確認【ＧＬ反映】水槽容量決定のための設計諸元（各槽担体窒素負荷）の変更
亜硝酸化槽の設計諸元：2.0 kg-N/m3-担体/d （改訂前 1.0）
アナモックス槽の設計諸元：5.0 kg-N/m3-担体/d （改訂前 2.5）
高負荷運転試験
実施期間

亜硝酸化槽
アナモックス槽H29.6～H30.7

処理水量68～72 m3/日

運転条件
運転方法
流入窒素負荷反応速度

水温：28～37 ℃
pH：7.8
DO：1.1～2.4 mg/L

水温：25～35 ℃
pH：7.5～7.6
DO：0.1 mg/L未満

曝気量自動制御、担体自動洗浄水量比率自動制御

定格負荷運転試験（B-DASH）
亜硝酸化槽

アナモックス槽
H26.1

50 m3/日
水温：28～31℃
pH：7.8
DO：0.5～2.0mg/L

水温：26～30℃
pH：7.6～7.7
DO：0.1mg/L未満

曝気量自動制御、担体自動洗浄水量比率自動制御

1.89～2.63

4.46～6.02

1.0

2.5

kg-N/m3-担体/dkg-N/m3-担体/dkg-N/m3-担体/dkg-N/m3-担体/d1.67～2.24

4.13～5.71

0.8

2.1kg-N/m3-担体/dkg-N/m3-担体/dkg-N/m3-担体/dkg-N/m3-担体/d20

６．実証期間（自主研究）中に行った技術上の工夫・改善点② 短中期停止試験による早期復旧方法（運転維持方法）の確認【概要】脱水ろ液が短中期で流入しない場合の停止・立上げ方法を検討※短期停止は週末の2～3日程度、中期停止は1～2週間程度の停止を想定【結果】最大17日の運転停止後、速やかに復帰（立上げ）を確認【ＧＬ反映】流量調整槽の設置条件の変更
原水流入停止中の運転継続のための大規模調整槽が不要

亜硝酸化槽

アナモックス槽

停止期間（17日間）

停止期間（17日間）

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６．実証期間（自主研究）中に行った技術上の工夫・改善点③ 計装機器点数削減試験による安定運転データの取得【概要】効率化を目的に、計装機器を削減した制御方法を検討※水量自動制御のためのNO2-N/NH4-N比の制御値変更と処理挙動確認【結果】変更前と同様の処理挙動、窒素除去性能を確認【ＧＬ反映】計装機器点数の削減
運転制御のための脱気槽のNH4-N計、NO2-N計の削減が可能

計装機器点数削減運転

B-DASH時の運転

バイパス水供給ポンプ

NH4-N

バイパス水供給ポンプ

NH4-N

ＰＰ

分配槽

Ｐ

NO3-N
NH4-N

亜硝酸化槽

Ｐ

亜硝酸化沈殿槽

混合槽
脱気槽
調整槽

分配槽

NO2-N
NH4-N

NO3-N
NH4-N

亜硝酸化槽

亜硝酸化沈殿槽

混合槽
脱気槽
調整槽

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参考
本技術のガイドライン関連の情報は国土交通省下水道部HPより閲覧可能ですhttps://www.mlit.go.jp/mizukokudo/sewerage/mizukokudo_sewerage_tk_000450.html

窒素除去

固定床型アナモックスプロセスによる高効率窒素除去技術

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７．問い合わせ先

国土交通省
国土技術政策総合研究所

下水道研究部 下水処理研究室〒305-0804 茨城県つくば市旭1番地
TEL 029-864-3933 FAX 029-864-2817
URL http://www.nilim.go.jp

熊本市

上下水道局 計画調整課〒862-8620 熊本県熊本市中央区水前寺6丁目2番45号
TEL 096-381-3022 FAX 096-382-8760
URL https://www.kumamoto-waterworks.jp

日本下水道事業団

技術開発室〒113-0034 東京都文京区湯島2丁目31番27号
TEL 03-6361-7849 FAX 03-5805-1828
URL https://www.jswa.go.jp

株式会社タクマ

水処理技術部〒660-0806 兵庫県尼崎市金楽寺町2丁目2番33号
TEL 06-6483-2701 FAX 06-6483-2766
URL https://www.takuma.co.jp

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