「バイオガス中のCO2分離・回収と微細藻類培養への利用技術ガイドライン(案)」概要
本編(1/2)
第1章 総則●目的●ガイドラインの適用範囲●ガイドラインの構成●用語の定義国土交通省国土技術政策総合研究所○下水道事業における資源回収、創エネルギー効果の増大等に寄与するため、下水道革新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト）の革新的技術の1つである「バイオガス中のCO2分離・回収と微細藻類培養への利用技術」（以下、本技術とする）について、実証研究の成果を踏まえて、技術の概要、導入検討、計画・設計および維持管理などに関する技術的事項について明らかにし、導入を促進に資することを目的とする。
○下水道施設の新・増設あるいは既設施設・設備の更新に際して、本システムの導入を促進することを目的として、本技術の導入検討、計画・設計、維持管理の参考となるようにとりまとめたものである。

第2章 技術の概要と評価□技術の適用条件①嫌気性消化が導入されている下水処理場であることを基本とする。
②本培養施設の設置用地に余裕があること●技術の概要と特徴●技術の適用条件●実証研究に基づく評価の概要□システム全体の概要と特徴
本技術は下水処理の過程で発生するバイオガスから高濃度のCO2を分離回収し、栄養塩を含む脱水汚泥分離液と共に微細藻類培養へ活用するシステムである。
付帯技術として汚泥可溶化装置を用いることにより消化ガス発生量を増加し、藻類培養量を増大させる。
□CO2分離・回収技術の概要と特徴
PSA*法（加圧と減圧を交互に繰り返すことでCH4とCO2を連続的に分離・回収する方法）により下水バイオガスからCH4とCO2を効率的に分離・回収する。

*CCU: Carbon CaptureUtilization□技術の評価項目
本技術の実証研究における評価項目は以下のとおり。
①コスト（建設費、維持管理費、収益、経費回収年）②エネルギー消費量・創出量・使用量削減効果③温室効果ガス排出量・削減量・有効利用量④窒素・りん削減量□導入シナリオ例 (評価規模は日最大処理水量50,000 m3/日)①一括導入シナリオ・3技術(CCU・汚泥可溶化・微細藻類培養)を一括導入②CCU部分導入シナリオ
・CCUを先行的に導入し、CO2ガスを売却□技術の評価結果(①一括導入シナリオ)*PSA: Pressure Swing Adsorption□微細藻類培養技術の概要と特徴
CO2分離回収技術にて回収したCO2と脱水分離液（窒素、りん）を用いて微細藻類（ユーグレナ）を効率的に培養する。
脱水分離液

調整槽

CO2

濃度調整

硫酸添加
膜・凝集剤処理

飼料・肥料

藻体
排液

前培養

本培養

初沈へ返送

本実証技術時の微細藻類培養フロー
種株培養

前培養

(前培養棟のフラスコ等で培養)(前培養棟のジャーファーメンターで培養)

本培養（本培養棟のポリカで培養）

CCUからのCO2と脱水分離液を使用□付帯技術(汚泥可溶化技術)の概要と特徴
処理場で発生する一定量の汚泥から安定してより多くのCO2を分離・回収するため、汚泥を微細化し、バイオガスの発生量を安定・増加させる。

※有価物の売却益等は各プロセス単独による効果ではないため、ここでは共通とした。
なお、ここでは有価物売却益等に微細藻類売却益を含まないため、経費回収年は計算していない。

□技術の評価結果(②CCU部分導入シナリオ)

本編(2/2)
第3章 導入検討●導入検討方法●導入効果の検討例□導入検討手順①基礎調査↓②導入効果の検討↓③導入判断

第4章 計画・設計
●導入計画
●設備設計

① 基礎調査基礎調査では主に以下について調査する。
(1) 改築更新等の関連計画(2) 既存設備の運転状況(3) ユーティリティの使用状況(4) 処理場周辺の気象状況(5) 処理場周辺の土地利用状況、用地買収の可能性(6) 適用シナリオの検討□試算条件

前提条件の確認導入規模の設定（微細藻類培養量m3）①追加調査
施設・設備の設計検討に先立ち、追加調査を行うことにより、施設・設備の計画や現状について把握する。

②施設計画の検討
導入計画として、以下の項目について検討。
（１）微細藻類培養量の検討（２）汚泥可溶化設備の要否の検討（３）各プロセスの設計検討（４）配置計画の検討□追加調査内容の例

CO2分離・回収設備

汚泥可溶化設備

微細藻類培養設備
汚泥性状し渣･異物あり

Input
前処理設備
設計

Input

Yes

前処理設備設計No
消化ガス条件（PSAユニット要求値）

Output

汚泥可溶化装置
ディスク形状設計

消化ガス条件Input
Output

PSAユニット設計

Input

処理対象汚泥量（4％換算）
製品ガス条件（濃度、量）

汚泥可溶化装置
容量・基数設定

Output製品ガス濃度Input●設備全体●CO2分離・回収施設●微細藻類培養施設●汚泥可溶化施設③導入効果の検証
施設計画の検討に基づき、導入効果の再検討を行い、試算した導入効果の有無を検証。
→モデル設計の導入効果試算に対する検討
結果からコスト（建設費、維持管理費、収益、経費回収年）、エネルギー消費量等を評価。

消化ガス条件（前処理設備入口）

製品ガス濃度計
設計第5章 維持管理

微細藻類想定価格と経費回収年の関係（1）経費回収年の算定(微細藻類の市場調査を含む)（2）エネルギー使用量の算定（3）温室効果ガス排出量の算定（4）窒素・りん削減量の算定□導入効果の検討結果
導入効果は経費回収年により評価。
微細藻類売却単価と経費回収年の相関式を策定し、目標とする経費回収年を達成可能な藻類売却単価を想定。

□導入計画手順①追加調査↓②施設計画の検討↓③導入効果の検証③導入判断
本システムの導入可否は、導入効果の検討で算定した定量的な導入効果から総合的に判断する。
また、検討条件によって導入効果が小さい、または得られない場合には、その原因を分析し再度ケースを設定しなおして検討を行うことが望ましい。

② 導入効果の検討□導入効果の検討手順

製品ガス量
Input
製品ガス貯留ホルダ
設計

Input

可溶化汚泥移送ポンプ
容量･基数設定

供給先製品ガス使用量□維持管理項目
設備項目

実施内容

全体

監視制御

各設備の運転停止信号、故障信号は必要に応じて中央監視設備への出力と、中央からの運転操作が可能な設備とする。

汚泥可溶化施設

保守点検（日常点検・定期点検）

設備を正常に保つため、日常的に保守点検を行う。また、定期点検および消耗品の交換を含むメンテナンスを行う。

緊急時の対応と対策

重大な事故等が発生した場合は速やかに設備を緊急停止して原因を究明し、原因を取り除くまで運転を行わない。

CO2分離・回収施設

保守点検（定期点検およびメンテナンス）
緊急時の対応と対策

微細藻類培養施設

保守点検（定期点検）

日常点検に加え、設備の健全性を保つために定期点検および消耗品の交換を含むメンテナンスを実施する。
重大な事故等が発生した場合は速やかに設備を緊急停止して原因を究明し、原因を取り除くまで運転を行わない。
微細藻類培養施設の健全性を保つため、定期点検および消耗品の交換を含むメンテナンスを実施する。

資料編【各技術の評価項目、評価指標及び結果】【施設（佐賀市浄化センター）概要】【設備全体の評価項目と結果】【実証規模】【実証場所】*1経費回収年が最短となる条件を最適条件とした。

微細藻類培養設備
藻類培養設備
微細藻類培養設備*2補光強度を下記とした。

強：補光器8基相当
弱：補光器4基相当
無：補光なし微細藻類培養設備
設置位置【微細藻類培養試験の安定性評価】
汚泥可溶化設備【CCU設備における実証試験成果(平成28年度)】【実証フロー】【窒素・りんの削減率（7日間培養）】【製品ガス濃度および消化ガス中CH4濃度（日平均）】【汚泥可溶化による消化ガス増収効果（冬期）】