資料１－１

下水道革新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト＊)技術導入ガイドライン（案）の策定趣旨及び概要
・脱水・燃焼・発電を全体最適化した革新的下水汚泥エネルギー転換システム導入ガイドライン（案）・下水道バイオマスからの電力創造システム導入ガイドライン（案）・温室効果ガスを排出しない次世代型下水汚泥固形燃料化技術導入ガイドライン（案）* Breakthrough by Dynamic Approach in Sewage High Technology Project

国土交通省 国土技術政策総合研究所 下水道研究部
平成２７年７月３０日
下水道革新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト)
技術導入ガイドライン説明会
1

説明内容（１）

下水道革新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト）の背景と概要
ガイドライン案の概要と使い方
技術の詳細等（各研究体より）

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下水道革新的技術実証事業（B-DASHﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ＊）の目的と体制* Breakthrough by Dynamic Approach in Sewage High Technology Project 下水道における省エネ・創エネ化の推進を加速するためには、低コストで高効率な革新的技術が必要。
 特に、革新的なエネルギー利用技術等について、国が主体となって、実規模レベルの施設を設置して技術的な検証を行い、ガイドラインを作成し全国展開。
 新技術のノウハウ蓄積や一般化・標準化等を進め、海外普及展開を見据えた水ビジネスの国際競争力強化も推進。

革新的技術の全国展開の流れ

プロジェクトの効果
LCCの大幅縮減

民間企業

水ビジネスの国際展開支援■ 新技術の開発（パイロットプラント規模）■ 国際的な基準づくりに反映■ 実証プラントをトップセールス等に活用＜地方公共団体＞
一般化されていない技術の採用に対して躊躇

国土交通省（B-DASHプロジェクト）■ 新技術を実規模レベルにて実証（実際の下水処理場に施設を設置）■ 新技術を一般化し、ガイドラインを作成＜国土交通省＞
社会資本整備総合交付金を活用
し導入支援

民間活力による全国展開

地方公共団体■ 全国の下水処理施設へ新技術を導入

省エネ・創エネ化

評価委員会

プロジェ
ク
トの推進体
制（学識者）
公募審査、成果評価の依頼

公募の審査、成果の評価等

国
本省
国総研
下水道部 下水道研究部委託研究契約

研究体

民間事業者等※複数者か協力
らなる共同研究体も可 地方公共団体

民間事業者等協力
地方公共団体民間事業者等協力
地方公共団体3

B-DASHﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄにおける実証技術分野⑩管きょマネジメント⑱空洞探査

H23年度公募テーマ⑬ICTを活用した浸水対策 ⑰降雨・浸水予測

下水処理場
管きょ流
入

⑥下水
熱利用

水処理
①固液分離
⑫省エネ型水処理⑬ICTを活用した運転制御⑲再生水利用

エネルギー
資源
肥料

⑧
リン回収

H24年度公募テーマ

再生水利用
農業、都市等

都市ガス・発電・工場等⑤固形燃料化
②
ガス
回収

③ガス精製
バイオ
ガス

⑤下水汚泥の固形燃料化⑥未処理下水の熱利用⑦栄養塩(窒素)除去⑧栄養塩(リン)除去･回収（H26.8ガイドライン発出）
H25年度公募テーマ⑨バイオマス発電
⑦
窒素除去

資源

放流

発電所
製紙工場等

下水汚泥
場内・場外利用①②③④バイオガス回収＋精製・発電（H25.8ガイドライン発出）

エネルギー
下水処理
汚泥処理熱

⑯設備劣化診断④ガス発電

処理場内利用等
CNG車
FCV等

⑪水素創出
⑭ガス集約

資源

⑮CO2回収有用藻類の培養
農業利用等⑨バイオマス発電（H27.8ガイドライン発出予定）⑩管きょマネジメント（H26.10ガイドライン発出）
H26年度公募テーマ⑪水素創出⑫省エネ型水処理⑬ICTを活用した戦略的維持管理（H28年度ガイドライン発出予定）
H27年度公募テーマ⑭バイオガス集約・活用⑮CO2分離・回収・活用⑯設備劣化診断⑰降雨・浸水予測⑱空洞探査⑲再生水利用B-DASHプロジェクトの対象技術と実施箇所（１）B-DASHプロジェクトの対象技術と実施箇所（２）脱水・燃焼・発電を全体最適化した革新的下水汚泥エネルギー転換システム 実証施設

低含水脱水設備（定格能力：20m3/h）

低空気比省エネ燃焼設備（定格能力：25t/d）

高効率排熱発電設備（定格能力：25kW）

7下水道バイオマスからの電力創造システム
実証施設

低含水率化脱水設備（定格能力：15m3/h）

廃熱ボイラ付革新型階段炉設備（定格能力：35t/d）

小型蒸気発電機＋バイナリ発電機

8温室効果ガスを排出しない次世代型下水汚泥固形燃料化技術 実証施設

（定格濃縮汚泥処理能力： 79 ㎥/日）

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説明内容（２）下水道革新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト）の背景と概要
ガイドライン案の概要と使い方
技術の詳細等（各研究体より）10技術導入ガイドライン案の策定と普及展開
 下水道革新的技術実証事業の成果を踏まえ、技術導入ガイド
ライン３編を国総研資料として刊行予定
・脱水・燃焼・発電を全体最適化した革新的下水汚泥エネルギー転換システム導入ガイドライン（案） ・下水道バイオマスからの電力創造システム導入ガイドライン（案） ・温室効果ガスを排出しない次世代型下水汚泥固形燃料化技術導入ガイドライン（案）（平成24年度採択）

 国総研B-DASH ホームページにて電子版を公開予定
http://www.nilim.go.jp/lab/ecg/bdash/bdash.htm
 平成２５年度より実証のバイオマス発電に関する２技術が対象（ほか平成24～25年度実証の固形燃料化1技術も併せて刊行）

 地方公共団体の下水道管理者が導入検討に活用 今後、国内外の普及展開を加速（実証施設によるデモ・サイトセールスも）11ガイドライン案の構成

第1章 総則 ・・・目的、ガイドラインの適用範囲、用語の定義
第2章 技術の概要と評価
・・・技術の概要・特徴・適用条件、実証研究に基づく評価結果

第3章 導入検討 ・・・導入効果の検討手法・検討例
第4章 計画・設計 ・・・基本計画、施設設計
第5章 維持管理 ・・・運転管理、保守点検、緊急時の対応
資料編

・・・実証研究結果、ケーススタディ等（ガイドラインの技術的根拠）
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ガイドラインの使い方

まず第1章～3章を読む
第1章 総則
→目的やB-DASHプロジェクトを把握
第2章 技術の概要と評価→技術の概要・特徴・適用条件・性能を把握
第3章 導入検討→自処理場に導入した場合の効果を把握
導入可能性を判断 → 導入に向けて、「第4章 計画・設計」、「第5章 維持管理」に進む
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第２章 革新的技術の概要と評価（バイオマス発電）

革新的技術の概要・特徴や、実証成果に基づく技術の性能について、第２章に整理○技術の概要＜目的＞：技術の導入により解決しようとする課題を記載＜概要と特徴＞：革新的技術の基本的な原理、従来技術と比較した革新的技術の特徴（セールスポイント）を記載＜適用条件＞：技術導入の前提条件や特に効果が見込まれる条件を具体的に提示＜導入シナリオ例＞：効果的な段階的導入シナリオを提示○実証研究に基づく評価の概要＜評価項目＞：
エネルギー消費量、温室効果ガス排出量、コスト、環境性能（排ガス・灰・臭気・騒音）を設定＜評価結果＞：
実証成果に基づく試算結果を処理規模別に提示（試算条件は、国内の下水汚泥性状等の実態を踏まえ設定）
14第２章 技術の概要と特徴（脱水・燃焼・発電の全体最適化）【技術の概要・特徴】
従来の脱水・燃焼・発電技術をそれぞれ高度化・高効率化することに加え、連携して運転することでシステム全体の省エネ・創エネ効果を最大化

特徴特徴

・低動力型遠心脱水機（機内二液調質）の適用・薬注率と遠心力の自律制御により，所要脱水費用を最小化
・燃焼炉と近接して設置することにより，汚泥搬送動力低減

・脱水汚泥の低含水率化により、補助燃料を使用しない「自燃」運転を実現
・多層燃焼技術＋酸素センシングで，「低空気比」運転を実現
・ガス量低減による設備コンパクト化で建設費も低減

特徴

・排ガス/排水の２熱を回収利用する２熱源バイナリ―発電の適用で低コスト/高効率を実現
・排ガス/排水２熱の最適配分による発電量の最大化
・従来焼却設備への後付けが可能で、汚泥処理に影響を与えないオフライン型

連携機能・最適化機能
連携機能： 前後の設備から追加的な情報を得て，単独時より効率的に運転を行う機能
最適化機能： コスト，GHG排出量等をシステム全体で極小化する「最適化」を行う機能

第２章 適用条件と評価結果（脱水・燃焼・発電の全体最適化）【技術の適用条件】
適用条件（導入に不可欠な条件）
システム全体推奨条件（高い効果が期待できる条件）

ー・混合生汚泥を対象とすること

低含水脱水設備・粗大なきょう雑物が除去または、破砕されていること
・十分な電力供給が確保できること

・脱水汚泥搬送設備の消費電力、補修費等が大きいこと

低空気比
省エネ燃焼設備

・改造の場合は気泡式流動炉であること

・既設焼却設備の実測の空気比が1.4以上であること
・負荷率は定格に近く、稼働率も高く保つことができること

高効率排熱発電設備

・二次処理水の年間平均水温が概ね25℃以下
・汚泥処理量1 t/dあたり概ね1 m3/h以上の二次処理水が利用可能であること
・白煙防止空気およそ300℃以上、排煙処理水70℃以上の熱源が利用可能であること

・中規模（概ね100～150 t/d）以上の燃焼炉に付設すること・排煙処理塔の前段に、セラミックフィルタ等の集塵率の高い排ガス処理系統を有すること・改造の場合、白煙防止空気の熱回収において、白防熱交換器出口排ガス温度が概ね250℃まで熱回収されていること

連携・最適化機能

・低空気比省エネ燃焼技術に加えて、低含水脱水設備
あるいは、高効率排熱発電設備が導入されていること

・燃焼設備に供給される脱水汚泥含水率が定常的に自燃水準（概ね74～76%以下）であること
・汚泥性状の短期的な変動が大きいこと【効果的な導入シナリオ】【脱水燃焼先行型】【燃焼発電先行型】【実証研究に基づく技術の評価】
評価項目

単位

100 t/d200 t/d300 t/d

ライフサイクルコスト

百万円/年

710

979

1,248

温室効果ガス排出量

t-CO2/年

3,544

6,813

10,082エネルギー消費量

GJ/年

21,86942,04362,217エネルギー創出量

GJ/年

9,756

22,12134,486

試算条件）３技術一括導入，規模は含水率76％の脱水汚泥換算したもの

百万円/年

1,600

脱水 燃焼 発電

年価【一括導入】

1,200
800
400
00

100 200 300 400
処理規模 t/d

第２章 技術の概要と特徴（下水道バイオマスからの電力創造）【技術の概要と特徴】
低含水率化技術、エネルギー回収技術、エネルギー変換技術の組み合わせにより、焼却廃熱を利用し、発電を行う。

蒸気量1～3t/h

カスケード利用

後燃焼段

小型蒸気発電機廃熱
ボイラー

蒸気温度110～130℃
プロセス
蒸気P

バイナリー発電機

復水タンク

処理水

補給水

二つの蒸気発電機による概略フロー
階段炉の模式図

蒸気水第２章 適用条件と評価結果（下水道バイオマスからの電力創造）【技術の適用条件】【効果的な導入シナリオ】
導入前
既設脱水設備

既設焼却設備

低含水率化設備

ｴﾈﾙｷﾞｰ回収・変換設備

導入後

導入前
既設脱水設備

二期目導入後低含水率化設備

既設焼却設備ｴﾈﾙｷﾞｰ回収・変換設備

一期目導入後低含水率化設備

既設焼却設備段階更新シナリオの導入イメージ（先に脱水を導入）

同時更新・新設時の導入イメージ【実証研究に基づく技術の評価】
維持管理費

解体・廃棄費
正味のエネルギー創出量[GJ/年]

ライフサイクルコスト[百万円/年]

800
700
600
500
400
300
200
100

16,0005,000

14,0004,000

温室効果ガス排出量[t-CO2/年]

建設費
900

12,00010,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0012t-DS/日

24t-DS/日

36t-DS/日

ライフサイクルコストの比較

12t-DS/日

24t-DS/日

36t-DS/日

正味のエネルギー創出量の比較

建設段階

3,000
1,622

2,000
1,000

1,251693

エネルギー回収・変換設備（供用段階）
低含水率化設備（供用段階）
解体撤去時

0N2O

-1,000

発電電力-2,000

合計-3,000
12t-DS/日

24t-DS/日

36t-DS/日

温室効果ガス排出量の比較

第３章 導入検討（バイオマス発電）

革新的技術の導入検討手法及び導入効果の検討例について、第３章に整理○導入検討手法＜基礎調査＞：
導入効果の検討にあたり収集すべき情報を提示＜導入効果の検討方法＞：
実証研究の成果等を踏まえ、革新的技術導入によるコスト、温室効果ガス排出量、エネル
ギー消費量を処理規模を変数とした算定式として提示し、従来技術との比較により革新的技術の導入効果を算定＜導入判断＞：導入効果の算定結果を踏まえ、導入可能性を判断○導入効果の検討例＜試算条件＞：
革新的技術と従来技術（一液調質型脱水機＋流動炉）との比較シナリオを提示。システム一括導入シナリオのみならず、段階的な導入シナリオも提示。
＜導入効果の試算例＞：
段階的な導入シナリオも含め、従来技術との比較による革新的技術の導入効果の試算例（省19エネルギー効果、温室効果ガス排出量削減効果、コスト縮減効果）を提示。

第３章 導入検討（脱水・燃焼・発電の全体最適化）【導入効果の試算条件】【導入効果の試算例】
CASE-1

３技術一括導入ケース （100 t/d）

脱水・燃焼先行ケース（200 t/d）

脱水更新
脱水撤去

燃焼更新
燃焼撤去

発電導入

脱水・燃焼導入＊消費合計では63％減

CASE-2

第３章 導入検討（下水道バイオマスからの電力創造）【導入効果の試算条件】【導入効果の試算例】＊維持管理費では50％減

B-DASHプロジェクトホームページで最新情報をhttp://www.nilim.go.jp/lab/ecg/bdash/bdash.htm

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謝辞

実証研究を実施いただいた各共同研究体の関係者各位
貴重なご意見・評価をいただいた
下水道革新的技術実証事業評価委員会の有識者各位及び個別検討会の地方公共団体の下水道事業者各位に心より感謝申し上げます。

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