消化ガス発生量を増加させる消化汚泥可溶化装置の製品化について

－消化ガスのエネルギー利用拡大によりカーボンニュートラルに貢献－

東芝インフラシステムズ株式会社

2022年4月25日 10時00分

東芝インフラシステムズ株式会社は、下水処理場で発生する下水汚泥から、発電に使用可能な消化ガスの発生量を増加させる消化汚泥可溶化装置を開発・製品化しました。消化ガスの増加・脱水汚泥発生量の減少を効率的に実現することで、カーボンニュートラルの実現に貢献します。

　当社は、下水処理場で発生する下水汚泥から、発電に使用可能な消化ガス（注1）の発生量を増加させる消化汚泥可溶化装置を開発・製品化しました。消化ガスの増加・脱水汚泥発生量の減少を効率的に実現することで、カーボンニュートラルの実現に貢献します。

　下水処理の過程で発生する下水汚泥は消化ガスや固形燃料としてエネルギー利用が可能であり、2020年度は26.7%がエネルギー利用されています（注2）。国土交通省下水道政策研究委員会では、このエネルギー化率を2030年度に37%まで向上させることで約70万tのCO2を削減する目標値が提示されています。下水汚泥のエネルギー利用技術のうち、下水汚泥から発生する消化ガスを使った消化ガス発電は既に全国100カ所以上の下水処理場で行われていますが、この目標値に基づきさらに増加することが見込まれています。

　当社は、消化ガスをより効率的に発生させる方法として汚泥可溶化技術に着目し、オゾンと過酸化水素を併用した促進酸化処理（注3）、および独自の機構をもつ溶解反応タンクを適用することで、少ないオゾン量で高い可溶化効果を発揮する消化汚泥可溶化装置を開発しました。効果を検証するために、2018年から3年間、北海道江別市の江別浄化センターで実規模レベルの実証試験を行った結果、消化ガス発生量が30％増加し、脱水汚泥発生量が10％減少する効果を確認しました。また、増加した消化ガスが全量ガス発電に利用できる場合の創エネルギー効果は137MWh/年、CO2排出量削減効果は82t/年となります。なお、本実証試験の結果に基づき（公財）日本下水道新技術機構の建設技術審査証明を取得（注4）しました。

　オゾンは、その強力な酸化力により、有機物や無機物を酸化させ、かつ処理後には無害な酸素に戻るため、環境負荷が低いというメリットがあります。今回開発した装置は、当社がこれまで開発・納入を続けてきたオゾン処理設備で培われた技術が活かされています。

　当社は、長年培ってきた水処理技術、ソリューション技術と、豊富な経験に基づき、持続可能な水循環システムの確立と環境先進コミュニティの創出に貢献してまいります。

（注1）汚泥中の有機分が微生物により分解され発生したガス。メタンが主成分。
（注2）都道府県別下水汚泥エネルギー化率（令和２年度末）
　　国土交通省HP：https://www.mlit.go.jp/mizukokudo/sewerage/content/001468199.pdf(69KB)
（注3）複数の酸化剤と水の反応でヒドロキシラジカルを生成させて難分解性有機化合物を分解する方法。
（注4）2021年5月14日に取得。審査項目は「可溶化率（VSS削減率）6%以上」および「SS削減率5%以上」。
（VSS：Volatile Suspended Solids （揮発性浮遊物質）、SS：Suspended Solids（浮遊物質））

製品の主な仕様
設置スペース（含メンテナンススペース）約11m×15m
可溶化処理汚泥量最大158m3/日

消化汚泥可溶化装置の概略フロー