神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョン 技 報
Vol.17No.2 （通巻号）

34

V l.17
Vo
No.2（通巻34号）

ENGINEERING REPORTS

神鋼環境ソリューション技報

34

2020年度・Vol.17・No.2

KOBELCO ECO-SOLUTIONSENGINEERING REPORTS

目

次

CONTENTS

1< 巻頭言 >
変化する環境問題への商品開発

2

流動床式ガス化溶融炉による多様なごみの安定処理と処分場再生の実績

Achievements in Stable Treatment of Various Forms ofWaste and Regeneration of Final Disposal Site Using a
Fluidized Bed Gasification and Melting Furnace (G&M)

7「環境配慮型創エネ焼却システム」に関する実証

Environmentally-friendly Energy Creation Incineration System
Demonstration

12

AI 活用による監視映像を対象とした異常検知

Anomaly Detection When Monitoring Video Using AI

17

施設 ・ 技術紹介

本社 ／ 〒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

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 ／〒141-0033 東京都品川区西品川1丁目1番1号（住友不動産大崎ガーデンタワー） ☎（03）5931-3700

FAX（03）5131-5700

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）

FAX（06）6206-6760☎（06）6206-6751

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

北 陸 支 店 ／〒910-0859 福井県福井市日之出2丁目17-13☎（0776）27-7645

FAX（0776）27-0460

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

ロンドン事務所 ／ Building 3, Chiswick Park, 566 Chiswick High Road, London, W4 5YA, United Kingdom

神鋼環境ソリューション技報

2020年度Vol.17 No.2

《本社》 株式会社神鋼環境ソリューション 〒651-0072《編集発行》〒651-2241≪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☎+44-208-849-5558

通巻34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/佐久間英明 委員/細田博之・高橋円・小川正浩・中田哲雄・吉田忠広・荻野行洋・青木勇・南俊充・須田龍生・松本勝生《発行》 2021年3月17日印刷

2021年3月23日発行

年2回発行《禁無断転載》《発行人》隅晃彦《印刷所》福田印刷工業株式会社

＜巻頭言＞

変化する環境問題への商品開発

取締役社長

大

濵

Takao Ohama

敬織

著名な経営学者ドラッカーが「事業の目的は顧客の創造である」と言っている。「顧客の創造」とは，良い商品・サービスを提供し続けることで，喜んでいただけるお客様を増やして行くことと解釈できる。さらにドラッカーは「社会は生き物のため，先行きの分からない社会においては顧客満足の追求
だけでは社会変化から遅れ生き残れない。企業自ら市場を創造し，未来を作り出していかねばならない」とも言っている。ここで「社会は生き物」とあるが，最近の地球環境問題への対応が年々変わってきていることを考えると生き物のようであると理解できる。
良い商品・サービスを生み出すためには研究開発が必須であり，研究開発は企業において最重要活動の一つである。一方，研究開発の結果として最終的に商品となってお客様へ届かなければお客様を喜ばせることも社会貢献もできず，ひいては事業継続もできない。従って，喜ばれる商品を開発する
ことは，企業にとって生命線となる。喜ばれる商品であるかどうかは，お客様が判断するものである
が，開発商品に対しお客様から直接ご要望やアイデアを言われることは少ない。お客様のご意見を聞いた上で，その背景や潜在的ニーズ，市場の変化を予測し，生産者側で商品を考えねばならない。
商品化にあたっては，技術の到達の可能性，お客様視点に立って選ばれる商品であるかの想像力，そして商品化への熱意の３点が特に重要と思っている。この中でも，お客様視点での想像は難しい。
お客様も多くの立場や好みがある上，お客様自身も選ぶ基準が変化するからである。特に環境に関しては，従来の低コストで利便性が良い商品など一方向で追求してきたものとは異なり，選ぶ基準次第
では，コストが高く利便性も悪くなるケースも少なくない。しかし，これには限度があり，コストや利便性がいくら悪くても採用していただける訳ではなく，多くのお客様に採用いただくにはこれらを許容範囲に入れねばならない。この許容範囲は規制や枠組み，時代でも変化するため，誰も正解は分からない。結局，開発する者が，多くの情報を元に「自分がお客様なら買うか」との想像の下で許容範囲を決めて商品コンセプトを作ることになる。
上述のドラッカーの言う，自ら市場や未来を作り出すことは，一研究者や一部署では難しいように思うが，事業対象を限定すれば十分可能であると考える。例えば，水素発生装置は市場に出ているものはまだ少なく，当社が新しく作った装置が市場を引っ張り，未来を作る可能性もある。また，既存分野の水処理や廃棄物処理においても，お客様の直接のニーズや隠れたニーズを取り入れた新技術・新商品は存在し，下水汚泥処理プラントにおける消費電力の大幅な削減などはその一例である。
当社は，環境対応を事業としており，お客様の環境問題へ対応することが，地球環境保全・改善へ直結し社会貢献となる。当社の特長は，水処理，廃棄物処理，プロセス機器，水素，バイオなど幅広い技術を有し，神戸製鋼グループ全体では，鉄鋼アルミ素材，機械，エンジニアリング，電力などの事業を持っていることでさらに多様な技術を保有していることである。これらの技術を駆使し，変化する環境課題に対応した優れた商品・サービスを創出・提供し，さらには新しい市場や未来を作る意
気込みで研究開発に取り組んで行きたい。
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 1

流動床式ガス化溶融炉による多様なごみの安定処理と処分場
再生の実績
Achievements in Stable Treatment of Various Forms of Waste and Regenerationof Final Disposal Site Using a Fluidized Bed Gasiﬁcation and Melting Furnace
(G&M)

黒岡達男＊
Tatsuo Kurooka

黒瀬卓治＊
Takuji Kurose

薗田雅志＊＊
Masashi Sonoda

当社の流動床式ガス化溶融炉は，分級機能と減容・資源化機能を有し，多様な廃棄物を安定的に処理することができる。これを残余年数が逼迫した最終処分場に適用し，埋立物を掘り起こしたのち，減容・資源化することにより，処分場の延命化を実現している。現在 DBO 事業の２施設で掘り起こしごみ処理を行っており，東京都西秋川衛生組合では約26年間，宮城県仙南地域広域行政事務組合では約16年間延命化ができる予定である。また，令和元年台風19号で仙南地域広域行政事務組合圏域が被災したが，その多様な災害ごみを安定的に処理し令和２年12月に無事完了した。さらに１号系においては，これら掘り起こしごみや災害ごみを処理しつつ268日長期連
続運転も達成した。
Our Gasification and Melting Furnace (G&M), which has a classification function, a volume reduction
function, and a resource recovery function, can stably treat various forms of waste. Through the processes ofvolume reduction and recycling of waste excavated from the ﬁnal disposal site, this G&M extends the lifetimeof ﬁnal disposal sites, where remaining years are often limited. Currently, two facilities in the DBO business
scheme are treating waste excavated from ﬁnal disposal sites. The Tokyo Nishiakigawa Plant will be able toextend the lifetime of its ﬁnal disposal site by approximately 26 years. The Miyagi Sennan Plant will be able
to extend the lifetime of its ﬁnal disposal site by about 16 years. In addition, though Typhoon No. 19 in 2019
damaged sections of the Sennan area, treatment of miscellaneous disaster waste was completed in a stablemanner in December of 2020. Furthermore, Train No. 1 of Sennan Plant achieved long-term continuous
operation for 268 days while treating the waste excavated from the ﬁnal disposal site and disaster waste.

Key Words：
都

＊

市

ご

み

Municipal solid waste (MSW)

ガ ス 化 溶 融 炉

Gasiﬁcation and Melting Furnace (G&M)

最Final disposal site

終

処

分

場

掘り起こしごみ

Waste excavated from ﬁnal disposal site

安 定 連 続 運 転Stable continuous operation

災

Disaster waste

害

廃

棄

物

環境エンジニアリング事業本部 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
株式会社たかお環境サービス 兼 株式会社仙南環境サービス＊＊2 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

【セールスポイント】
流動床式ガス化溶融炉により，・最終処分場の掘り起こしごみを資源化・減容化し，残余年数を延命化できる。
・多様な廃棄物を処理でき，掘り起こしごみや災害ごみを都市ごみと混焼しつつ，長期安定運転を継続できる。

まえがきにより，掘り起こしごみに含まれる大きな不燃物が我が国の最終処分場の残余年数は，一時期に比べ炉底部より排出される。不燃物中の鉄やアルミ等はて余裕はあるものの依然として逼迫した状況にあ有価物として回収，覆土等は流動床炉の流動媒体とる。国土が狭く人口が大都市に集中している日本にして有効利用され，残った不燃物は粉砕後に溶融炉

おいては処分場を新設することは容易ではなく，既に投入されて，溶融処理によりスラグとして再資源

存の処分場を再生することが求められている。

化される。細かな灰や土砂等も，排ガスに同伴して当社の流動床式ガス化溶融炉は様々な廃棄物性状

溶融炉へ送られ，溶融処理によりスラグ化される。

に対応できるという特長を有し，これまで下水汚泥，

このように，比較的灰分率の高い掘り起こしごみリサイクル残渣や災害廃棄物の混焼へ適用範囲を拡も，都市ごみと混焼させることにより適正に減容化大してきた。近年では最終処分場に埋め立てられておよび資源回収できる再資源化システムである。

いる埋立物を掘り起こしごみとして回収し，都市ご

2. 西秋川衛生組合（御前石最終処分場，
高尾清掃センター）

みと混焼，溶融することで，減容化および資源回収を行い，最終処分場を再生する取り組みを行っている。

2. 1

処理概要および処理フロー

本稿では，これらの取り組みを DBO 事業の一環

御前石最終処分場の埋め立て容量は87 000 m3で，として行っている，「東京都西秋川衛生組合」およ平成12年度から埋め立てを開始しており，掘り起こ

び「宮城県仙南地域広域行政事務組合」について，

しごみ処理を実施しない場合では平成29年度で満杯

それぞれの業務内容と計画，最終処分場の再生化実になると予測されていた。そこで延命化を目的とし

績と今後の見通しについて報告する。また「仙南地て，平成25年度から掘り起こしごみ処理を開始させ

域広域行政事務組合」では，令和元年10月の台風19た。これにより，令和25年度まで延命できる見込み

号により圏域が被災し，この災害ごみ処理のため一であり，約26年の延命化が図れる計画である。

時的に掘り起こしごみ処理を中断したが，この時の災害ごみ処理概要についても紹介する。

高尾清掃センターの熱回収施設（117 t/ 日：58.5
t/ 日×２炉）において，ごみ処理量に対し約10 ％

1. 流動床式ガス化溶融炉による再資源化
フロー（2 700 ｍ3/ 年）の掘り起こしごみを混焼し，ごみ処

化炉で熱処理され，図１に示す流動床炉の分級機能

ｍ3 増加していく計画である。

掘り起こしごみは都市ごみと併せて流動床式ガス理施設から発生する溶融飛灰を年間1 650 ｍ3 新たに埋め立てる。その結果，埋め立て容量は年間1 050
図２に御前石最終処分場における掘り起こしごみの処理フローを示す。本処分場における埋設物は，前処理設備として設けられた振動スクリーン（目開き50 mm）で分級される。ふるい上は処理不適物を手選除去された後，可燃物コンテナへ貯留される。
また，ふるい下は灰土砂類コンテナへ貯留される。
これらは熱回収施設に搬入され，ごみピットへ投入
し，都市ごみと混合されて処理される。なお，熱回収施設で発生した溶融飛灰は，薬剤処理された後，同処分場へ埋め立てられる。
2. 2

処分場の再生化実績

図３に御前石最終処分場の残余容量の計画および実績を，図４に高尾清掃センターにおける掘り起こ
しごみ処理実績，年度別平均混焼率，灰分割合を示
図１

流動床式ガス化溶融炉による再資源化フローす。高尾清掃センターは竣工以来，概ね計画と同等
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 3

の混焼率（10 ％程度）で順調に掘り起こしごみ処
理を進めており，同処分場の残余容量はほぼ計画通りに進んでいる。灰分割合について，通常の都市ごみは概ね10 ％未満だが，同処分場の掘り起こしごみを処理している影響により15 ％程度と高い。しかし，この高灰分割合にも関わらず，安定してごみ処理を継続できており，６年を経過した現在も着実に延命化事業を進捗できている。

3. 仙南地域広域行政事務組合（仙南最終処分場，仙南クリーンセンター）
3. 1

処理概要および処理フロー

仙南最終処分場は平成10年１月から埋め立てを開始し，組合が所有する施設から排出される焼却灰や残渣物が埋め立てられ，平成31年には満杯となり，受入終了予定であった。平成29年度から，仙南クリーンセンターの熱回収施設（200 t/ 日：100 t/ 日×２炉）において掘り起こしごみ処理を開始させたことにより，令和17年度まで同処分場を延命できる見込みであり，約16年の延命化が図れる計画である。
図５に掘り起こし作業のフローを示す。掘り起こ
御前石最終処分場の掘り起こしごみ処理フローされたものを，目開き60 mm のトロンメルバケット

40,000でふるい分けし，ふるい上は不適物として再埋め立

35,000てし，ふるい下を掘り起こしごみとして仙南クリーンセンターの熱回収施設へ搬出する。なお，これら

35 000

計画残余容量30 000

実績残余容量25 000の作業は，粉じんの飛散と浸出水の発生を防止するため覆蓋内で行う。覆蓋は作業に支障のない最小サ

延命化なし

イズ（W40 m × L52 m × H10 m ×２基）とし，掘掘り起こし処理終了予定

15 000

り起こし・埋め立て作業の進捗に応じ，図６に示す

10 000ように順次移動させる計画である。

5 000

R24

R22

R20

R18

R16

R14

R12

R8

R10

R6

R4

R2

H.30

3. 2

処分場の再生化実績

図７に仙南最終処分場の残余容量の計画および実績を，図８に仙南クリーンセンターにおける掘り起図2. 御前石最終処分場の
こしごみ処理実績，年度別平均混焼率，灰分割合を掘り起こしごみ処理フロー

残余容量の計画と実績（御前石最終処分場）

掘り起こしごみ処理量

年度平均混焼率

計画混焼率

R2.7.1R2.4.1R2.1.1R1.10.1

R1.7.1

H31.4.1

H31.1.1

H30.7.1

H30.10.1

H30.4.1

H30.1.1

H29.7.1

H29.4.1

0.0%

H29.1.1

2.0%

0H28.10.1

4.0%

40

H28.7.1

6.0%

80

H28.4.1

8.0%

120

H28.1.1

10.0%

160

H27.10.1

12.0%

200

H27.7.1

14.0%

240

H27.4.1

16.0%

280

H27.1.1

18.0%

320

H26.10.1

20.0%

H26.7.1

400
360

H26.4.1

実績掘り起こしごみ量[t]

図３

H.28

H.26

約26年の延命化
図1. 流動床式ガス化溶融炉
0による再資源化フロー

灰分割合

図4.図４
掘り起こしごみ処理実績、年度別平均混焼率、灰分割合（高尾清掃センター）
掘り起こしごみ処理実績，年度別平均混焼率，灰分割合（高尾清掃センター）
4 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

年度平均混焼率,灰分割合[％]

20 000

H29.10.1

残余容量[m3]

40 000

残余容量[m3]

図２30,00025,00020,00015,00010,0005,000
0R

30,000

R

R

R

H31

H31

延

灰分割合
20,000

実績残余容量図3. 残余容量の計画と実績（御前石最終処分場） 20.0%
18.0%

360

16.0%
14.0%
図5.
仙南最終処分場の掘り起こしごみ処理フロー
図５
仙南最終処分場の掘り起こしごみ処理フロー12.0%

200

10.0%

160

8.0%
6.0%

R2.7.1R2.4.1R2.1.1R1.10.1

R1.7.1

H31.4.1

H31.1.1

H30.10.1

H30.7.1

H30.4.1

H30.1.1

H29.7.1

年度平均混焼率

R16

R14

R12

R8

R4

R2

H.30

R24

R22

R20

実績掘り起こしごみ量[t]8,000H29.10.1

12.0%

掘り起こしごみ処理量
10.0%

H29.4.1

14.0%

2.0%

台風
掘

400

メント化した大塊物の掘り起こし作業に関する懸念
掘り起こし処理終了予定定0.0%
H29.1.1

H28.1.1

10,000

H27.7.1

H27.4.1

H27.1.1

H26.10.1

H26.4.1

残余容量[m3]H26.7.1

12,00016.0%

H28.7.1

18.0%
H27.10.104.0%示す。本事業では，同処分場における焼却飛灰がセ

H28.10.1

14,00040

H28.4.1
年度平均混焼率,灰分割合[％]

20.0%

80

年度平均混焼率,灰分割合[％]

R18

R16

R14

R12

R10

R6

R4

R2

H.30

H.28

H.26

図2. 御前石最終処分場の掘り起こしごみ処理フロー

H.28

図3. 残余容量の計画と実績（御前石最終処分場）

約26年の延命化

400

120

約26年の延命化

0

10,0000

実績掘り起こしごみ量[t]

5,000

H.26

15,0005,000320
図2. 御前石最終処分場の280掘り起こしごみ処理フロー
240

10,000

掘り起こし処理終了予定

R8

図1. 流動床式ガス化溶融炉による再資源化フロー

延命化なし

掘り起こし処理
終了予定

R10

計画混焼率

15,000
図4. 掘り起こしごみ処理実績、年度別平均混焼率、灰分割合（高尾清掃センター）
25,00020,000

実

計画残余容量25,000

R6

H30.

H30

H30

H30

H29.

H29

年度平均混焼率

30,000計

35,000

残余容量[m3R1.
]

残余容量[m3]

掘り起こしごみ処理量

H29

H29

35,000

H28.

H28

H28

H28

H27.

H27

H27

H27

H26

H26.

H26

40,000350

事項に対し，バックホウのアタッチメントとしてブ300
レーカやグラップルタイプを準備した。初年度は混
250
灰分割合

計画混焼率

6.0%

4,000

4.0%

2,000

0.0%

0

2.0%

R2.7.1R2.4.16,000

R2.1.1R1.10.1

R1.7.1

H31.4.1

H29

実績残余容量延命化なし

約16年の延命化

R1

R3

R5

R7

R9

100
ンメルバケットのみで順調に作業を進捗できた。
50
仙南クリーンセンターにおいて，２年目以降は計
0

画を上回る５ ％程度の混焼率での処理ができてい

R11 R13る。しかし，令和元年10月の台風19号により圏域がR15 R17図7. 残余容量の計画と実績
灰分割合
図６ 覆蓋移動順序（仙南最終処分場）

計画混焼率

150
下回ったが，大塊物等の埋設物の問題もなく，トロ被災したため，災害ごみ処理を優先し掘り起こしご掘り起こしごみ量

み処理を一時停止した。その後，令和２年度からは
図8. 掘り起こしごみ処理実績
図6. 覆蓋移動順序
図5. 仙南最終処分場の掘り起こしごみ処理フロー
災害ごみ処理と並行して掘り起こしごみ処理を段階（仙南最終処分場）（仙南最終処分場）

灰分割合（高尾清掃センター）

的に再開した。なお，ごみ中灰分割合は10 ％程度の高い割合で推移している。

14 000

掘り起こし処理終了予定定12 000400

災害ごみ処理実績
350

台風19号災害ごみ処理のため、掘り起こしごみ処理停止定300
令和元年10月に発生した，台風19号により仙南地

10 000

残余容量[m3]

3. 3

実績掘り起こしごみ量[t]8 000

計画残余容量6 000

実績残余容量

4 000

延命化なし

2 000

250

域広域行政事務組合圏域内が多数被災し，特に土砂200

150
崩れや河川氾濫のため，家屋の損壊，床上や床下浸100

水などもあり，多量の災害ごみが発生した。仙南ク
500
リーンセンターは幸いにも被害がなく，直ちに掘り
図6.
H29 R1 R3 R5 R7 R9 R11 R13 R15
R17覆蓋移動順序
起こしごみ処理を停止し，災害ごみ処理の準備を開（仙南最終処分場）
図7.
残余容量の計画と実績
図７ 残余容量の計画と実績（仙南最終処分場）
始した。被災地に設置された仮設集積所では，概ね掘り起こしごみ量
年度平均混焼率

約16年の延命化

0

処理フロー（仙南最終処分場）

台風19号災害ごみ処理のため、掘り起こしごみ処理停止定

実績掘り起こしごみ量[t]

400
350

20.0%
17.5%

300

15.0%

250

12.5%

200

10.0%

150

7.5%

100

5.0%

50

2.5%

0

0.0%

掘り起こしごみ量
年度平均混焼率
図9．仙南クリーンセンターにおける災害ごみ前処理場状況

計画混焼率

灰分割合

図8. 掘り起こしごみ処理実績、年度別平均混焼率、灰分割合（仙南クリーンセンター）
図８

計画混焼率

図8. 掘り起こしごみ処理実績、年度別平均混焼率、灰分割合（仙南ク

年度平均混焼率,灰分割合[%]

H31.1.1

H30.7.1

H30.10.1

計画残余容量
焼率を調整しつつ処理を行い，計画混焼率4.6％を200
図4. 掘り起こしごみ処理実績、年度別平均混焼率、灰分割合（高尾清掃センター）
8.0%

掘り起こしごみ処理実績，年度別平均混焼率，灰分割合（仙南クリーンセンター）
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 5

図10．仙分別を行っていただいたが，大型ごみや処理困難物

による焼却炉のトラブルも想定していたが，前述のも多数あり，そのままでは焼却処理できないと判断

前処理を重点的に行ったことより，発生を防止できした。そこで，一旦センター内に仮設ごみ受入ヤーたものと考える。特に，１号系では災害ごみ処理もドを設置して仮置きし，そこに移動式二軸破砕機をしながら図10に示すように268日に渡る長期連続運設置して，屋外で粗破砕・分別した後，ごみピット転を達成している。この間の稼働率は99.6 ％と非常へ受入れることとした（図９）。また廃畳も多数搬に安定しており，都市ごみと掘り起こしごみや災害入され，センター内での最大貯留量は6 000枚を超ごみといった多様なごみの混焼時に対する，流動床

えたが，施設内の二軸式可燃性ごみ破砕機で処理し式ガス化溶融炉の安定性がわかる。なお，掘り起こている。また，木製の柱や梁などの家屋解体ごみにしごみ処理については，令和２年４月から少量ずつ

ついては，仮設チップ化装置により木質チップ化し再開し，令和３年１月からは計画通りの量を処理してごみピットへ投入した。

ている。

この災害ごみ処理は，令和元年10月の発災後に開始し令和２年12月までの約14か月間行い，約7 900 t
処理して無事に終了している。当初処理不適物混入

む

す

び

当社グループでは，流動床式ガス化溶融炉の特長を活かし，複数年の DBO 事業の一環として最終処分場の再生に取り組んでいる。本稿では，西秋川衛
生組合様において約26年の延命化，仙南地域広域行
政事務組合様において約16年の延命化の計画通り，順調に進捗している状況を報告した。また令和元年
台風19号の災害ごみ処理についても一部報告した。
国土面積が狭く最終処分場確保が困難な日本にとって，最終処分場の延命化はごみ行政の中心的な課題である。また近年，自然災害の発生による多様な
災害廃棄物処理も重要な課題である。このような背景の下，多様な廃棄物処理，処分場再生および資源回収が可能な当社技術および実績に基づき，課題解

図９

仙南クリーンセンターにおける災害ごみ前処理場
状況

決へ導けるよう引き続き貢献していきたい。
最後に本発表にあたり，ご協力をいただきました
関係各位に深く感謝の意を表します。

図10

仙南クリーンセンターにおける流動床式ガス化溶融炉の連続運転実績（268日）

6 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

「環境配慮型創エネ焼却システム」に関する実証
Environmentally-friendly Energy Creation Incineration System Demonstration

渡邉 圭＊
Kei Watanabe

迫田健吾＊＊
Kengo Sakoda

尾家俊康＊＊
Toshiyasu Oya

吉田成希＊＊
Shigeki Yoshida

眞野文宏＊
Fumihiro Mano

福富裕太＊
Yuta Fukutomi

下水道事業では汚泥焼却炉の性能指標として「廃熱回収率40 ％以上かつ消費電力削減率20 ％以上」が国土交通省より提示された。この指標を達成するため，当社では「流動空気タービンシ
ステム」と「バイナリー発電システム」により構成される，新しい汚泥焼却システムの開発に取り組んだ。実施設での実証試験を通じて，性能指標を満足する廃熱回収率及び消費電力削減率が得られることを確認し，さらに当社が所有する気泡式高効率二段燃焼技術を併用することで，温室効果ガス削減に関しても大きな効果が期待できる試算結果が得られた。
As the need to prevent global warming increases, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism
has proposed a “waste heat recovery rate of 40 % or more and power consumption reduction rate of 20 % ormore” as a performance index for sludge incinerators. To achieve this index, we worked on the developmentof a new sludge incineration system consisting of a “Fluid Air Turbine System” and a “Binary Power
Generation System”. Through demonstration tests at actual facilities, it was confirmed that the waste heatrecovery rates and power consumption reduction rates that satisfy the performance index were obtainable. And
by using the “Bubble-type High-efficiency Two-stage Incinerator”, our own technology, in combination,
estimated results that can be expected to have a large eﬀect in reducing greenhouse gases were obtained.

Key Words：
下水汚泥焼却炉

Sewage sludge incinerator

流動空気タービンシステム

Fluid Air Turbine System

バイナリー発電システム

Binary Power Generation System

気泡式高効率二段燃焼炉

Bubble-type High-eﬃciency Two-stage Incinerator【セールスポイント】
・焼却排ガスを熱源として流動空気タービンを運転し，電力を使用せずに焼却炉に燃焼用空気を供給可能。
・白煙防止空気を熱源として昇温した加圧水をバイナリー発電機に供給して発電可能。
・国土交通省より提示された性能指標を満足する廃熱回収効率および消費電力削減率を確認。
・気泡式高効率二段燃焼の併用によって温室効果ガスを大幅に削減可能。

＊

技術開発センター プロセス技術開発部 基盤技術室
環境エンジニアリング事業本部 水環境技術本部 資源循環技術部＊＊

神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 7

まえがき

1. システムの概要

2016年５月に「地球温暖化対策計画」が策定され，テム】は，「流動空気タービンシステム」と「バイ温室効果ガス排出量に関する中期目標「2030年度にナリー発電システム」により構成される。下水汚泥

2013年度比で26 ％削減」の達成及び長期的目標

焼却システムの焼却炉から発生する排ガスの熱エネ「2050年までに80 ％削減」を見据えた戦略的取り組

ルギーを利用して，前者により省エネルギー化，後みが必要とされている。

者によりエネルギー創出を行い，消費電力量の削減

地球温暖化防止の必要性が高まる中，日本では下水道事業では，主に電力として多くのエネルギーが消費されており，下水汚泥焼却でも電力の削減

本共同研究に用いる【環境配慮型創エネ焼却シスおよび温室効果ガス排出量の削減に寄与する技術である。

が必要である。また，下水汚泥の焼却に伴い排出さシステムの標準的なフローを図１に示す。流動空れる一酸化二窒素（以下，N2O）は，二酸化炭素（以気タービンシステムは，下水汚泥焼却で最も電力を下，CO2）の約300倍の温室効果があるといわれて消費する流動ブロワ（焼却炉に燃焼用空気を供給す

おり，処理施設から排出される温室効果ガス排出総る機器）の代替として，電力を使用しない流動空気量の約20 ％を占めている。これらのことから，下タービンを使用する省エネシステムである。また，

水汚泥の未利用エネルギーの有効活用により消費電

バイナリー発電システムは，焼却炉から排出された力量を削減し，かつ N2O 排出量を削減できる下水

排ガスの熱エネルギーで昇温された白煙防止空気を汚泥焼却システムが求められている。さらに，2017

利用して発電する創エネシステムである。

年５月には，国土交通省発表の「下水道事業におけ

1. 1

流動空気タービンシステム

るエネルギー効率に優れた技術の導入について（国流動空気タービンシステムは「高温高圧空気によ

水下事第38号）」において，今後導入される焼却炉

り回転するタービン部」と，「回転して，空気を吸引，の性能指標として，「廃熱回収率40 ％以上かつ消費圧縮するコンプレッサ部」が軸で一体となった機器

電力削減率20 ％以上」が提示されたため，未利用であり，高温高圧空気によるタービン部の回転でコエネルギーの有効利用に対する必要性は，今後ますンプレッサ部を回転させ，空気を吸引，圧縮する。

ます高まると考えられる。

これは船舶や自動車で標準的に使用されている過給

当社は国土交通省が求める性能を達成するため，
下水汚泥焼却炉の未利用エネルギーを有効利用する機と同じものであるが，本共同研究においては排ガスの熱エネルギーを動力源としている。

【環境配慮型創エネ焼却システム】を考案し，神奈

流動空気タービンシステムが焼却炉へ燃焼用空気

川県との共同研究を通じてその検証を行った。本報を供給するフローを図２に示す。流動空気タービン

では，共同研究に用いたシステムの概要と，その導システムでは，空気予熱器にて排ガスの熱エネルギ

入効果について報告する。

ーと熱交換して得られる高温高圧空気を供給してタ

図１

環境配慮型創エネ焼却システムのフロー

8 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

の熱エネルギーを低沸点の作動媒体へ伝達する中間
熱媒体として加圧水（100 ℃以上でも蒸発しないよ
うに加圧した温水）を使用した。また，白煙防止空気ラインを分岐し，加圧水と熱交換を行う白煙防止
空気の流量・温度を変えることで発電機へ供給する
熱量を調整した。

2. 実証試験【環境配慮型創エネ焼却システム】の導入効果を確認するため，実証試験を行った。本章では実証試
図２

流動空気タービンシステム

験の内容と結果を報告する。
2. 1

施設

実証試験は神奈川県酒匂川流域下水道右岸処理場
ービン部を回転させ，その回転でコンプレッサ部が（扇町水再生センター）内の，２号焼却炉にて実施

空気を吸引，圧縮する。排ガスの熱エネルギーが十した。２号焼却炉のダクトを分岐することで，既存分であれば，電力を使用せずに焼却炉に燃焼用空気設備と実証試験のために付加した設備との接続を行を供給する「自吸状態」となる。ただし，起動時はっている。酒匂川流域下水道右岸処理場の施設概要

始動用のブロワとバーナで高温高圧空気を生成し，を表１に，外観写真を写真１に示す。

タービン部を強制的に回転させてコンプレッサ部を

2. 2

運転実績

回す必要がある。空気予熱器を経由する空気の温度

実証運転中の処理実績を表２に示す。実証試験でが十分に上昇した時点で始動用のブロワとバーナをは四季を通じて運転を行い，各季節において定格汚停止し，流動空気タービンを自吸状態にする。
1. 2

バイナリー発電システム

泥量での焼却（30 t/日）から低負荷汚泥量での焼却（21 t/日〜 27 t/日）運転で検証を行った。合計で120

下水汚泥焼却において，焼却炉から排出された排ガスの熱エネルギーは燃焼用空気の昇温と白煙防止

表１

空気の昇温に利用され，使い切れず余った熱エネル
ギーは一般的には煙突から排出される。その余剰の熱エネルギーを利用して発電するのが，バイナリー
発電システムである。
バイナリー発電システムの原理を図３に示す。バイナリー発電とは，水より沸点の低い作動媒体を加熱することで作動媒体の蒸気を生成し，その蒸気を用いて発電する方式である。水で高圧蒸気を作るほどのエネルギーが無くても発電が可能なため，余剰実証試験対象施設の概要

処理場名

神奈川県酒匂川流域下水道右岸処理場（扇町水再生センター）

稼働開始

1997年７月～

下水処理能力日最大 56 480 m3/日（２系列）

下水汚泥焼却能力

日最大 60 t/日（30 t/日×２基，湿ベース）

汚泥処理方式

濃縮→脱水→焼却

熱エネルギーの有効活用ができる。
今回実証するバイナリー発電では，白煙防止空気

図３

バイナリー発電システム

写真１

神鋼環境ソリューション技報

施設外観Vol. 17 No. 2（2021／3） 9

表２

実証運転の処理実績

春季

夏季

秋季

冬季

実証運転期間2019/３/５～４/22

2019/７/１～８/１

2019/10/1～ 10/25

2019/12/４～ 12/24

焼却運転日数
定格：30 t/日
90 %：27 t/日
80 %：24 t/日
70 %：21 t/日

定格負荷×８日
90 %負荷×５日
80 %負荷×５日
70 %負荷×２日
合計 20日定格負荷×１日
90 %負荷×７日
80 %負荷×２日
70 %負荷×１日
合計 11日定格負荷×７日
90 %負荷×１日
80 %負荷×１日
70 %負荷×１日
合計 10日定格負荷×７日
90 %負荷×２日
80 %負荷×１日
70 %負荷×１日
合計 11日

焼却量

839 t

566 t

466 t

484 t

立上運転

冷間立上×２回
熱間立上×16回

冷間立上×１回
熱間立上×14回

冷間立上×１回
熱間立上×８回

冷間立上×１回
熱間立上×４回

バイナリー発電
供給熱量

500 ～ 800 kW ×16日 500 ～ 800 kW ×12日 500 ～ 800 kW ×７日 500 ～ 800 kW ×８日

日間の焼却運転を行い，2 355 t の汚泥を焼却した。
また，バイナリー発電については，43日間（日中のみ）の運転を行い，データを取得した。
2. 3

試験結果

流動空気タービンシステムが自吸状態となり，流動ブロワを停止した状態で定格負荷（30 t/日）の焼却運転を行い，消費電力量の削減効果を確認した。
既設設備と実証設備における消費電力量の比較を図４に示す。なお，消費電力量の比較のため，秋季と冬季の間に既設フローで定格負荷運転を2日間実施
し，得られた96.6 kWh/t を既設の消費電力量とした。
各季節の定格負荷運転における消費電力量は66.1
kWh/t 〜 68 kWh/t であり，平均29.6 kWh/t の消費電力削減効果が確認できた。
また，バイナリー発電機の発電性能を図５に示す。
本実証試験では発電性能確認のため，バイナリー発
電機へ供給する熱量を変更して試験を行った。図５

図４

消費電力量比較の通り，発電機への供給熱量が変動しても安定して発電できることを確認した。

3. 実施設への導入効果試算

共同研究の実証試験結果に基づき，処理量100 t/h

規模の汚泥焼却施設へ【環境配慮型創エネ焼却システム】を導入した際の消費電力削減効果の試算を当社にて実施した。また，既存の N2O 削減技術との組み合わせによる温室効果ガス排出量の削減効果と，全体の LCC 比較結果についても評価する。
3. 1

電力削減効果の試算

100 t/日規模における電力削減効果を表３（a）に示す。消費電力から発電量を差し引いた電力は，従来システムに対して，約６割の削減効果との試算結
10 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

図５

バイナリー発電性能

表３

100 t/日規模での試算結果（a）電力削減効果（b）温室効果ガス削減効果（従来システムの必要電力を100として） （従来システムの CO2 換算温室効果ガス
排出量を100として）従来適用システム システム（c）LCC 比較（従来システムの合計値を100として）

従来
適用
提案
システム システム システム

従来
適用
提案
システム システム システム

消費電力
（％）

100

74

N2O 由来
（％）

86

86

27

建設費
（％）

54

55

55

発電量
（％）

0

34

電力由来
（％）

14

6

6

定期修繕費
（％）

35

37

37

必要電力
（％）

100

40

合計
（％）

100

92

33

電力費
（％）

11

4

4

削減効果
（％）

－

60

削減効果
（％）

－

8

67

合計
（％）

100

96

96

果が得られた。
3. 2

表４

性能指標に対する効果

温室効果ガス削減効果の試算

基準値

100 t/日規模における温室効果ガス削減効果を表３（b）に示す。汚泥焼却炉の運転に必要な電力量

廃熱回収率
（％）

を約６割削減することにより，温室効果ガスに関し

消費電力削減率（％）※て，約１割の削減効果との試算結果が得られた。なお，「従来システム」と「適用システム」の他に，「提案システム」として，N2O を大幅に低減可能な当社の気泡式高効率二段燃焼炉（地方共同法人日本下水道事業団のⅡ類新技術に2014年６月に選定）と適用システムを組み合わせた場合の結果も示す。提案シ

従来
適用
システム システム

40

24

47

20

79

92

※
［消費電力削減率］＝（1－［計画する焼却炉の消費電力相当量］／［従来の焼却炉の消費電力相当量］）
×100［従来の焼却炉の消費電力相当量（kWh/t-DS）］＝－0.480×In（［年間焼却炉投入固形物量（t-DS/年）］）＋5.51
但し，［年間焼却炉投入固形物量］≦3 500→1.59，［年間焼却炉投入固形物量］≧2 500→0.65，［計画する焼却炉の消費電力相当量（kWh/t-DS）］＝｛［焼却炉の消費電力量（kWh/年）］＋［投入補助燃料量（kL/年）］
×［単位発熱量（MJ/kL）］
÷9.5（MJ/kWh）｝
÷［年間固形物量（t-DS/年）］

ステム（適用システム＋気泡式高効率二段燃焼炉）
では，CO2 換算で６割以上の温室効果ガス削減効果

ム】の実証試験を行った。流動空気タービンシステが期待できる。

ムに関しては，焼却排ガスの熱エネルギーを動力源

3. 3

LCC 比較

として流動空気タービンを自吸状態で運転させ，安100 t/日規模における LCC 比較結果（従来システ定した焼却運転と消費電力量の削減が可能であるこムの合計を100 ％とした時の比率）を表３（c）に示とを確認した。バイナリー発電システムに関しては，す。流動空気タービンシステムとバイナリー発電シ

白煙防止空気を熱源とした加圧水によるバイナリー

ステムの設備に要する建設費と修繕費は，20年間の発電が安定して行え，目標の発電効率が得られるこ

電力削減効果により回収でき，温室効果ガス削減もとを確認した。

含めて導入効果が得られることが確認された。特に，共同研究の実証試験結果をもとに，100 t/日規模

提案システム（適用システム＋気泡式高効率二段燃の下水汚泥焼却システムを想定した試算を当社にて焼炉）では，温室効果ガス削減に関して大きな効果実施したところ，従来システムと比較して消費電力が期待できる。

量を６割削減し，さらに温室効果ガス排出量も１割

3. 4

性能指標に対する効果削減できる試算結果が得られた。本試算結果を以て，100 t/日規模における国土交通省発表の国水下事

国土交通省発表の焼却炉の性能指標「廃熱回収率40

第38号における性能指標に対する導入効果の試算結％以上かつ消費電力削減率20 ％以上」を達成でき果を表４に示す。廃熱回収率40 ％以上と消費電力る見込みを得た。

削減率20 ％以上の両方を達成することが確認でき
た。

む

す

び

神奈川県酒匂川流域下水道右岸処理場にて「流動空気タービンシステム」と「バイナリー発電システ

これらの結果を踏まえ，エネルギー効率に優れた
下水汚泥焼却技術として PR していきたい。
謝

辞
最後に，共同研究者である神奈川県および関係各

位の多大なるご協力に深く感謝の意を表します。

ム」を組み合わせた【環境配慮型創エネ焼却システ
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 11

AI 活用による監視映像を対象とした異常検知
Anomaly Detection When Monitoring Video Using AI

眞野文宏＊
Fumihiro Mano

渡邉 圭＊
Kei Watanabe

青木 勇＊＊
Isamu Aoki

山野真奈＊＊＊
Mana Yamano

廃棄物処理事業における省人化が課題となる中，これまで当社では自動制御の高度化による省力化に取り組んできたが，今回は現場点検の省力化を課題に非定常状態の早期発見につながる監視映像を用いた異常検知技術の開発を行った。AI による監視映像の異常検知技術は広く導入され始めているが，本開発のポイントは容易に導入できる汎用性の高さである。正常状態の映像デー
タだけで異常検知できることや，異常検知モデルの構築における学習やパラメータ調整が容易であることを要件とし異常検知手法を検討，その有効性を確認した。
As labor saving in the waste treatment business increasingly becomes an issue, we have been developing ourlabor-saving practices by improving automatic control, and we have developed anomaly detection using
monitoring videos that leads to early detection of unsteady states for the purposes of labor saving in site patrol
inspection. Anomaly detection technology for monitoring videos using artiﬁcial intelligence has begun to be
widely introduced, with the point of this development being high versatility and ease of deployment. We
examined anomaly detection methods and conﬁrmed their eﬀectiveness, assuming that anomaly detection canbe performed only with video data in the normal state and that learning and parameter adjustment in theconstruction of anomaly detection model are easily performed.

Keywords :ＡＩ

Artiﬁcial intelligence

監

視

映

像

Monitoring video

異

常

検

知

Anomaly detection

省

人

化

Labor saving

汎

用

性

Versatility【セールスポイント】
・別の施設や設備に展開しやすい汎用性がある・異常データが取得できない場合でも異常検知できる・微小な位置ずれや明るさの変化に頑健である・検知コストが低く早く異常検知できる

まえがき

うにしたいニーズがある。これまで当社では制御高

労働人口の減少が近い将来顕在化することは明ら度化など操作の自動化に注力し省力化の効果をあげかであり，一般廃棄物処理事業のような公益事業にてきたが，別の視点では現場巡回点検の省力化といおいても，より少人数でも安定した運営を行えるよ

う課題がある。現場巡回点検の目的には非定常状態＊

技術開発センター プロセス技術開発部 基盤技術室 ＊＊環境プラント技術本部 装置技術部
伊藤忠テクノソリューションズ株式会社 西日本ソリューション推進部 ビジネスソリューション第３課＊＊＊

12 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

の早期発見があるが，これまでの省力化対策は計測センサーや ITV カメラの活用であった。しかし計測センサーによる異常検知が困難な箇所や設備の経年劣化により応急的に監視したい箇所に対しては，
近年安価に購入できる Web カメラを新たに設置して，運転員による目視監視が有効である。また監視映像による異常検知は AI 技術の進歩に伴い広く活用され始めているが，異常状態を認識するモデル構
築には大量の画像データによる学習やパラメータ調
整に多くの時間やコストを要するため容易に活用することができないという課題があった。そこで本開発では，簡単な調整のみで汎用的に使用できる点を特徴とした異常検知システムの開発を進めてきたので紹介する。

1. 開発背景

これまで画像を用いた異常検知手法は様々な業界

図１

異常検知のフローできるで報告されている。その多くは異常な状態をラベル

・微小な位置ずれや明るさの変化に頑健である

付けして学習させることで検知したい異常のみを検・検知コストが低く早く異常検知できる知しようとするものである。特に近年はディープラ

2. 異常検知の手法

ーニングを用いた画像や動画の分類手法が多く提案

異常検知のフローを図１に示す。まず監視映像よされている。しかしこれらの手法は，正常データにり異常判定をする対象であるテストデータとテスト比べて異常データが極端に少ない場合などの分類にデータより前に撮影された学習データを用意する。

は適していない。また異常データが十分に存在する学習データは，異常標本を含まないか含んでいたと場合でも，別の対象の監視映像に対して適用するにしても圧倒的に少数であると仮定する。監視対象には，新たにデータを収集して正常と異常を分類し検は正常状態においても動物体が含まれていることも知モデルを構築する手順が必要であり，別の施設や多く，動物体の動きを考慮するためにテストデータ

設備への展開が容易ではない。実際には，施設で発と学習データに対してフィルタ処理を行う。次に画生する異常は極めて稀であり異常データを収集する

像全体を局所領域に分割し，各局所領域の特徴量をにも時間を要してしまう。そこで正常な状態の映像抽出する。最後に各局所領域の特徴量が多変量正規

データのみで適用できる異常検知手法を目指すこと

分布に従っていると仮定し，テストデータと学習デとした。

ータから得られる特徴量のマハラノビス距離をそのまた監視カメラ映像は装置の振動による画角のず

局所領域の異常値として算出し，異常値が閾値を超れや周囲の明るさといった微小な変化が発生する。

えた局所領域を異常として判定する。次項では要素

この課題に対しては局所領域の特徴量を用いる手法

技術である，フィルタ処理，局所領域の特徴量抽出を検討した。これは複数の画素からなる領域や前後

およびマハラノビス距離による異常判定について記のフレームから抽出した特徴量を用いることによ載する。

り，微小な位置ずれや回転，明るさの変化に頑健に

2. 1

フィルタ処理なり，動画内の物体の動きからも異常を検知できる。

画像のフィルタ処理には時系列メディアンフィル

また検知時間の課題については，ディープラーニ

タを用いる。時系列メディアンフィルタは，動画内ングを用いる手法は大量のデータを使った学習によに存在する動物体を取り除くための手法で，図２にって特徴量を生成できるが，学習に大量のデータ，示すように，時系列方向に各画素の輝度値の中央値

計算資源，計算時間が必要となり実用化のハードルをとって一定期間の画像から１枚の画像を作る処理となる。

である。t−k 時点から t 時点までの画像を用いて時これらの背景より次の要件をポイントにおき異常検知手法を検討した。

系列メディアンフィルタをかける場合，画素（x, y）のフィルタ処理後の輝度値 Î（x, y, t）は，入力画像

・別の施設や設備に展開しやすい汎用性があるの輝度値｛ （x,Iy, t−k）, ... , （x,Iy, t）｝を用いて，以・異常データが取得できていない場合でも異常検知

下のように計算される。
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 13

図２

時系列メディアンフィルタ

図４

等間隔に設定した特徴量抽出

明の明るさの変化に頑健な特徴量を抽出できる。
2. 3

マハラノビス距離による異常判定

各局所領域の特徴量を用いて，マハラノビス距離による各局所領域の異常判定を行う。まず特徴量の各標本が独立に次の多変量正規分布に従っていると
図３

時系列メディアンフィルタの処理前後の画像

仮定する。
－

|Σ|

Î（x, y, t）＝median（I（x, y, t−k）, ... , （x,Iy, t））

1
2

1
T －1
N（x |μ, Σ）≡｛－ （x－μ）Σ （x－μ）｝
M exp
2
（2π）2
Ν：多変量正規分布

時系列方向に中央値をとることで，動画内の動物

μ：平均ベクトル

体はフィルタ処理後の画像には残らず，背景のみが

Σ：分散共分散行列

残ることになる。スラグ磨砕機の映像に時系列メデ

M：次元数ィアンフィルタを適用した結果を図３に示す。この例では，時系列メディアンフィルタによって，上か次に N 個の学習データの各局所領域の特徴量

ら落ちているスラグが画像上から正しく除去されて｛ x , x , ... , x（N）｝の標本平均μ̂および標本分散共いる。k（時系列方向にどの程度の長さをとるか）は，

分散行列Σ̂ を最尤推定法により以下のように求め

対象映像によって個別に検討する必要がある。動物る。

体を除去するには，各画素において，k 個のフレー
ム内の半分以上に動物体が写っていない状態でなければならない。動物体の動きが速い程，また量が少ない程，動物体がフレームに入る頻度が低くなるため，k は小さくてもよい。逆に動物体の動きが遅い（1） （2）Σx
̂ ＝ 1 （x －μ）
̂̂（x －μ）
Σ
NΣ

̂＝
μ

1
N

N

（n）

n＝1
N

（n）

（n）

T

n＝1

程､ また量が多い程，動物体がフレームに入る頻度

最後にテストデータの各局所領域 x́ の異常度 a（x́）

が高くなるため，k は大きくなくてはならない。

をマハラノビス距離を用いて次のように定義する。

2. 2

局所領域の特徴量抽出

時系列メディアンフィルタにより得られた画像全体から，密に局所領域をとり SIFT 抽出器

１）a（x́）＝（x́−μ̂）TΣ̂−1（x́−μ̂）により各局所領域の特徴量を抽出する。局所領域は，図４

異常度 a（x́）が決められた閾値を超えた局所領域のように，画像全体から等間隔に設定する。SIFTを異常として判定する。

抽出器による特徴量抽出は，まず局所領域内で最も3. 異常検知手法の検証

勾配が大きい方向を基準に局所領域を回転し，回転

ごみ焼却施設で実際に監視している映像を用いした局所領域を４×４の小領域に分割する。次に各て，異常検知手法が有効に機能するかをオフライン

小領域内で８方向（45度ごと）の勾配を計算し，16で検証した。

個の小領域の各特徴量を連結することで，128（４3. 1

異常検知パラメータ×４×８）次元ベクトルが得られる。最後に128次

本異常検知手法においては数点のパラメータを設

元ベクトルを単位ベクトルに正規化することで，定する必要がある。まず異常検知したい対象の映像

SIFT 特徴量が得られる。このような手法を用いる

データ（テストデータ）にあわせて，学習データのことで，カメラと設備の微小な位置ずれや振動，照範囲を設定する。運用を考えると，メンテナンス時

14 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

図５

異常検知パラメータの設定例

図７

図６

不燃物貯留槽下スクリューの異常状態

スラグ磨砕機の異常検知状況にカメラ位置が動くことや監視窓のアクリル板に汚れが付着すること等が想定される。そのような場合，一度学習したモデルを更新せずに使い続けると，本来検知したい異常な状態とは違う部分で異常が検知される可能性がある。そのため学習モデルを常に更新することを想定し，異常検知したい対象の映像データにあわせて学習データの範囲を決める。なおテストデータ直前のデータは学習には使わない。これ

図８

不燃物貯留槽下スクリューの異常検知状況

は徐々に異常な状態に変化する状況に対応するためである。学習データの範囲とテストデータ直前の学する。図６はスラグ磨砕機入口部の上方から監視し習に使わないデータの範囲は，対象の監視映像によた映像より異常検知したもので，磨砕機の回転体上って個別に設定する。また時系列メディアンフィル部の一部にスラグが滞留している状況が検知できてタ単位や局所領域の領域サイズや間隔および異常判いる。

定の閾値についても個別に設定する。図５はスラグ

3. 2. 2

磨砕機の異常検知パラメータの設定例を示したもの
である。
検証結果

3. 2

不燃物貯留槽下スクリュー

不燃物貯留槽下スクリューは，ガラスや瀬戸物類の不燃物を下流の粉砕機に切り出す装置である。粉砕機への落ち口で異物を起点に不燃物が滞留し始め

ごみ焼却施設における３箇所の監視映像を対象にることがあり，この状態を異常と検知する。図７は同じ異常検知アルゴリムを用い，異常検知の有効性

正常時と異常時の状態を比較した写真で，異常時はの検証を実施した。以下の異常検知状況を示す図で落ち口部に不燃物が滞留し始めている状況が分かは，異常判定された領域を赤色で示している。

る。

3. 2. 1

スラグ磨砕機

図８は，同様の不燃物の滞留状態を検知したもの

スラグ磨砕機は，上部から落下してくるスラグをである。滞留しておらず正常に流れている不燃物は磨砕する装置である。正常時は画像中心部の磨砕部異常として検出されず，スクリュー出口の落ち口部が見えているが，一時的な過剰供給が積み重なり磨に滞留し始めた不燃物のみが検出されている状況を

砕機の一部が見えなくなる過負荷状態を異常と検知捉えている。
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 15

む

す

び

本稿において，あらかじめ異常データを特定することなく，同じ異常検知アルゴリズムを用いて数点のパラメータ設定を行うだけで汎用的に使用できる
異常検知手法の有効性を確認できた。今後はオンラインで異常検知システムを導入し，異常検知までの時間検証を実証していく計画である。また他の監視対象や別の施設へ適用を拡げ，汎用性の高い異常検知システムであることを実証するとともに，非定常
図９

3.2.3

砂分離スクリーンの異常検知状況

砂分離スクリーン

砂分離スクリーンは，スクリーン上に磁選後の焼却残渣を流し鉄分に混入する粒状の不燃物を分離する装置である。スクリーンの隙間に針金等が引っかかることを起点に鉄類の滞留が発生することがある。時間経過に伴って自然に解消するが，一定時間以上滞留している状態を異常と検知する。図９は、変形した金属製の薄板が滞留している状況を捉えたものである。ある程度ボリュームのある物体は検知できるが，針金のような小さい物体は検知し難いことを確認している。

16 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

状態の早期発見のための現場巡回点検の省力化の効果を検証していく所存である。
［参考文献］
１）David G Lowe. Distinctive image features from scaleinvariant keypoints. International journal of computer vision,
Vol.60, No.2, p91-110, 2004.

施 設 ・ 技術紹介

http://www.kobelco-eco.co.jp「廃棄物処理施設の基幹的設備改良工事」～施設の長寿命化と CO2 削減に貢献～
基幹的設備改良工事は，主要設備・機器の更新や，設備・システムの改良を行うことで，老朽化した廃棄物処理施設の性能回復と更なる延命化を図り，省電力化や低燃費化で CO2 排出量の抑制に貢献するものです。
また，延命化により，施設を適切な管理のもと長期間にわたりお使い頂くことで，お客様の廃棄物処理施設に係わるトータルコストの縮減と平準化に寄与し，長期にわたって安定した『安心・安全な廃棄物処理運営』を実現します。
この度受注した２件の工事は，当社が培った技術を用いた最新システムや省エネ機器を積極的に導入，施設特有の課題を改善するなど，各施設において最適な工事をご提案することで実施に至りました。なお , こ
れら工事は，環境省の二酸化炭素排出抑制対策事業費等補助金を活用して行います。
当社における延命化工事の実績は，17件（工事中含む）となり，施設規模では合計約2 800ｔ / 日となります。今後もこれまで培ってきた計画から設計・建設・運営・維持管理までの一連の基盤技術に最新の技術を導入し，新設工事のみならず高いニーズの基幹的設備改良工事に最適なご提案でお応えし，廃棄物処理関連事業を通じて SDGs 実現に向けて取組んでまいります。
新潟県 燕・弥彦総合事務
組合環境センター 殿

稼動実績

２５年

 平成8年竣工
 78ｔ/日(39t/16h×2炉) 平成22年度より基幹改良実施

石川県
加賀市環境美化センター 殿

秋田県
大曲仙北広域北部ごみ処理センター殿

稼動実績

青森県
中部上北清掃センター 殿

稼動実績

２３年  平成12年竣工 ２４年
 平成10年竣工
 60ｔ/日(30t/24h×2炉) 51ｔ/日(25.5t/16h×2炉)  平成22年(初回)･令和元年度
 平成29年度より基幹改良実施

富山県
クリーンピア射水 殿(2回目)より大規模補修実施

岩手県
宮古清掃センター 殿

宮城県
栗原クリーンセンター 殿

稼動実績

稼動実績

 平成元年竣工
 80ｔ/日(40t/16h×2炉)

 平成6年竣工
 186ｔ/日(93t/16h×2炉)

２７年

３３年

 平成28年度より基幹改良実施

 平成27年度より基幹改良実施

栃木県
壬生町清掃センター 殿

岐阜県
大垣市クリーンセンター 殿

稼動実績

稼動実績

稼動実績

稼動実績

 平成8年竣工
 160ｔ/日(80t/24h×2炉) 平成15年竣工
 138ｔ/日(46t/24h×3炉)

 平成8年竣工
 240ｔ/日(80t/24h×3炉)

 平成11年竣工
 70ｔ/日(35t/16h×2炉)

２５年

 令和元年度より基幹改良実施

広島県
安芸クリーンセンター 殿

稼動実績

１９年

１８年

 令和元年度より基幹改良実施

２５年

 平成25年度より基幹改良実施

 令和2年度より基幹改良実施

福井県
福井市クリーンセンター 殿

埼玉県
高倉クリーンセンター 殿

稼動実績

稼動実績

 平成14年竣工
 130ｔ/日(65t/24h×2炉)

３０年
 平成3年竣工
 345ｔ/日(115t/24h×3炉)

 平成27年度より基幹改良実施

 平成23年度より基幹改良実施

岡山県
井原クリーンセンター 殿

兵庫県
相生市美化センター 殿

２６年

 平成7年竣工
 180ｔ/日(60t/16h×3炉)

 平成28年度より大規模補修実施

愛知県
クリーンセンター衣浦 殿

稼動実績

稼動実績

稼動実績

 平成6年竣工
 90ｔ/日(45t/16h×2炉)

 平成7年竣工
 62ｔ/日(31t/16h×2炉)

 平成7年竣工
 190ｔ/日(95t/24h×2炉)

２７年

２２年

２６年

 平成26年度より基幹改良実施  平成24年度より基幹改良実施

２６年

東京都

千葉県

西多摩衛生組合環境センター殿

クリーンセンターしらさぎ 殿

稼動実績

稼動実績

２２年

２３年

 平成10年竣工
 平成11年竣工
 480ｔ/日(160t/24h×3炉)  256.5ｔ/日(85.5t/24h×3炉)

 平成26年度より基幹改良実施  平成25年度より基幹改良実施

 令和2年度より基幹改良実施

当社延命化工事（基幹的設備改良工事および大規模補修工事）の実績
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 17

【クリーンセンターしらさぎ

工事の概要】①工 事 名 称：クリーンセンターしらさぎ基幹的設備改良工事②施 設 竣 工：1999年９月（稼働22年）③工

期：2020年８月から2023年２月まで④施 設 規 模：256.5 t / 日（85.5 t / 24 h ×３系列）⑤焼 却 方 式：流動床式焼却炉⑥本工事の特長：・給じん設備，焼却炉を最新システムへと改良，
更なる安定燃焼を実現し，環境負荷低減と通風
設備動力の削減を行います。
・プレミアム効率モータ，インバータ，LED 照明を積極的に採用することで省電力化を図り，施設の CO2 排出量を５％以上削減します。
・隣接する温浴施設への熱供給を安定的に行うための改良を実施します。
・敷地狭小のため，収集車両を最優先した重機配
置や機器搬入計画を確実に実行するとともに，各工事を２系列稼動させながら効率良く実施します。

【壬生町清掃センター

工事の概要】①工 事 名 称：壬生町清掃センター基幹的設備改良工事②施 設 竣 工：1999年３月（稼働22年）③工

期：2020年７月から2023年２月まで④施 設 規 模：70 t / 日（35 t / 16 h ×２系列）⑤焼 却 方 法：流動床式焼却炉⑥本工事の特長：・准連続施設から全連続施設へ変更し，立上げ時に使用する化石燃料を最小化します。
・給じん設備，焼却炉および排ガス処理設備を最新システムへと改良，更なる安定燃焼を実現
し，環境負荷低減と通風設備動力の削減を行います。
・プレミアム効率モータ，インバータを積極的に採用することで省電力化を図り，施設の CO2
排出量を５％以上削減します。
・機器取り込みの工法を工夫し，他系列を稼働させながら系列毎の工事を集中的に実施します。

18 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

施 設 ・ 技術紹介

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

グラスダメージセンサー（Corrosion Detector Portable）
当社グラスライニング（GL）製機器は，耐食性が求められる石油化学，電子材料，食品，医薬品等の生産プロセスで長年にわたり使用されています。GL 機器のメンテナンスは当社カスタマーサービス部にて行っており，ユーザーの機器停止のタイミングでグラス面点検，グラス破損部の補修工事，消耗品の交換等を実施しています。これまでグラス破損部の確認に関しては GL 槽内に作業員が入槽しての目視点検，AC テ
スターでの対応となっておりましたが，今回ビジネスパートナーである Pfaudler 社より入槽せずにグラス破損の有無を確認できるグラスダメージセンサー（Corrosion Detector Portable）を導入致しました。グラスダ
メージセンサーをご購入頂くことでユーザーご自身にてグラス破損の確認が可能となり，クランプを取り外して上蓋を開放しないと内部が点検できない小型機器においても上蓋を開放することなくグラス破損の確認が可能です。なお，2021年２月に国内１号機を受注しております。また，グラスダメージセンサーはデモ機の貸出しも行っておりますのでお気軽にご相談下さい。
グラスダメージセンサーの特長は以下の通りです。
①入槽せずにグラス層の損傷を検知
・槽外から浸漬電極を挿入するだけでグラス層の損傷を検知可能。
・GL 機器をはじめとする炭素鋼母材のライニング機器に使用可能。
・液量を変化させることで損傷部位レベルを特定可能。
②母材材質のみを検知
・タンタル，ハステロイ等 GL 槽内で使用される耐食金属は検知せず，母材材質のみを検知可能（タンタル，ハステロイが腐食されない条件下）。
③短時間で測定・測定時間は数十秒〜 max５分。
④ポータブル，データ取込み可能
・小型で持ち運びが容易。
・工場内の複数機器に使用可能。
・専用ソフトとケーブルを使用し PC へのデータ保存が可能。

⑤

④

②

③

①
⑥
図１

①グラスダメージセンサー装置本体 ②浸漬電極③接地クランプ ④参照電極（予備）⑤接点研磨用ヤスリ ⑥移送用ケース

グラスダメージセンサーセット外観
神鋼環境ソリューション技報

Vol. 17 No. 2（2021／3） 19

【グラスダメージセンサー使用イメージ図】

槽内を検査用の内容液で満液にし，浸漬電極を槽内最深部まで沈めて検査開始。

グラスダメージ
センサー本体センサー本

グラス破損部

内容液

接地クランプ
接地ク

検査開始
浸漬電極

グラス破損部検出
後に内容液を排出し液面を下げる

破損部無し。

破損部検出時。

グリーンに点灯し，
No Corrosion を表示。

レッドに点灯し，
CORROSION を表示。

グラスダメージ
センサー本体破損部の特定連続測定モード。

グラス破損部

内容液

接地クランプ

浸漬電極

内容液液面を下げていく。
↓
グラス破損部が内容液から露出し検出されなくなると画面がレッドからグリーンに変化して No Corrosion 表示となる。
↓
この時の液面レベル近傍にグラス破損部が存在することがわかる。

20 神鋼環境ソリューション技報 Vol. 17 No. 2（2021／3）

神鋼環境ソリューション技報

34

2020年度・Vol.17・No.2

KOBELCO ECO-SOLUTIONSENGINEERING REPORTS

目

次

CONTENTS

1< 巻頭言 >
変化する環境問題への商品開発

2

流動床式ガス化溶融炉による多様なごみの安定処理と処分場再生の実績

Achievements in Stable Treatment of Various Forms ofWaste and Regeneration of Final Disposal Site Using a
Fluidized Bed Gasification and Melting Furnace (G&M)

7「環境配慮型創エネ焼却システム」に関する実証

Environmentally-friendly Energy Creation Incineration System
Demonstration

12

AI 活用による監視映像を対象とした異常検知

Anomaly Detection When Monitoring Video Using AI

17

施設 ・ 技術紹介

本社 ／ 〒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

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 ／〒141-0033 東京都品川区西品川1丁目1番1号（住友不動産大崎ガーデンタワー） ☎（03）5931-3700

FAX（03）5131-5700

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）

FAX（06）6206-6760☎（06）6206-6751

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

北 陸 支 店 ／〒910-0859 福井県福井市日之出2丁目17-13☎（0776）27-7645

FAX（0776）27-0460

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

ロンドン事務所 ／ Building 3, Chiswick Park, 566 Chiswick High Road, London, W4 5YA, United Kingdom

神鋼環境ソリューション技報

2020年度Vol.17 No.2

《本社》 株式会社神鋼環境ソリューション 〒651-0072《編集発行》〒651-2241≪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☎+44-208-849-5558

通巻34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/佐久間英明 委員/細田博之・高橋円・小川正浩・中田哲雄・吉田忠広・荻野行洋・青木勇・南俊充・須田龍生・松本勝生《発行》 2021年3月17日印刷

2021年3月23日発行

年2回発行《禁無断転載》《発行人》隅晃彦《印刷所》福田印刷工業株式会社

神 鋼 環 境 ソ リ ュ ー シ ョン 技 報
Vol.17No.2 （通巻号）

34

V l.17
Vo
No.2（通巻34号）

ENGINEERING REPORTS