排水からエネルギー、脱炭素にも貢献　「とくとくーぶぶぶ」説明資料

省エネ･創エネで電力費を大幅に削減 脱炭素にも貢献する メタン発酵排水処理システム 「とくとくーぶぶぶ」

排水の生物処理法 　食品や化学工場から排出される有機性排水に対しては、微生物の作用を利用した生物処理 法が用いられるのが一般的です。生物処理法は酸素を供給して有機物をCO2と水に分解する好 気性処理と、酸素を遮断した状態でメタンとCO2に分解する嫌気性処理に分けられます。 　嫌気性処理はメタン発酵処理とも呼ばれます。 好気性処理 Ｃ Ｈ ＣＯ２ ＋ Ｈ２Ｏ Ｏ Ｏ 空気(酸素) 嫌気性処理 Ｃ Ｈ ＣＯ２ ＋ ＣＨ４ Ｏ メタンガス 空気(酸素)を遮断 排水からエネルギーを創出(創エネルギー) メタン発酵処理により排水から得られるメタンガスは都市ガスの主成分であり、ボイラーや 発電機の燃料として利用することができます。その分、化石燃料の使用を削減することでコ スト削減を図るとともに、ＣＯ２を削減し脱炭素に貢献することができます。 200m3/日、CODcr=4000mg/L(BOD=3000mg/L程度) の排水を処理した場合 得られるメタンガス＝235Nm3/日(メタン80%) ボイラーで利用 スチーム＝2.2t/日 (都市ガス165Nm3/日を節約可能) 発電機で利用 発電量＝590kWh/日 ※排水のメタン発酵によるメタンガスは「再生可能エネルギー」であり、比較的高い 　金額で売電することが可能です。売電に関する制度はFIT、FIPなどがありますが 　詳細はお問い合わせください。

曝気不要で動力費削減(省エネルギー) 排水処理設備ではポンプや攪拌機、脱水機など多くの機器を使用しています。このなかで最 も消費電力が大きいのが曝気槽に空気を送るブロワーであり、諸条件によりますが全消費電 力の40～80％を占めるとされています。メタン発酵では曝気の必要がないため大幅な電力削 減が可能です。 その他　　 10%　　 　　 ポンプ 20% ブロワー 70% 約70%の電力を削減可能 →コスト削減 →脱炭素 排水処理設備(好気性処理)の消費電力内訳の例 汚泥発生量も削減 好気性処理(活性汚泥法)での汚泥発生量は、流入BODに対し35～45％程度、当社好気性処理 装置「回転児雷也」では10～20％程度であるのに対し、メタン発酵での汚泥発生量は約5％ と非常に低い値となっています。汚泥処分に伴うコスト削減とＣＯ２を削減し脱炭素を実現 します。 流入BODに対する汚泥転換率 45 40 これはメタン発酵の際に微生物が得られ 35 るエネルギーが、好気性と比較して非常 30 に小さいことに由来しています。このた 25 めメタン発酵菌は極めて増殖が遅く、余 20 剰汚泥の発生が抑制されます。(運転開 始時の馴養にやや期間がかかる要因でも 15 あります。) 10 5 0 好気処理(活性汚泥) 好気処理(回転児雷也) メタン発酵 汚泥転換率[%]

好気性処理と嫌気性処理の比較 下記に好気性処理と嫌気性処理の比較を示します。嫌気性処理には創エネルギー、省エネル ギーの他に汚泥発生量が少ないというメリットがあります。一方で、単独では下水放流レベ ルの処理水質しか得られないため、河川放流の場合には再処理が必要となります。また、従 来は適用範囲がアルコールや糖類など一部の排水に限られていました。 好気性処理 メタン発酵 消費電力 大きい（ブロワー電力） 小さい 得られる 処理に伴いメタンガスが エネルギー エネルギーはない 得られる ＣＯ２発生量 多い 少ない 汚泥発生量 多い 少ない(好気性の1/5～1/20) 処理水質 河川放流可能 下水放流レベル 従来は一部排水に 適用範囲 各種排水に幅広く対応 限られていた 従来のメタン発酵適用範囲 メタン発酵は下図の様な工程で進みます。このうち「①加水分解・低分子化」工程は反応時 間が長く設備が大型化するため、固形物を対象としたメタン発酵では実績が多いものの、排 水処理では①の工程が不要な成分のみにその適用範囲が限定されて来ました。 水に溶けにくい物質 滞留時間が長い固形物のメタン発酵は デンプン、タンパク質、脂質など ここから処理が可能 ①加水分解・低分子化 水に溶け易い物質 排水は①の工程が不要な糖類やアルコールに 糖類、アミノ酸、高級脂肪酸など 実績が集中 ②酸発酵 中間生成物 酢酸 Ｈ メタン発酵の適用範囲を ２、ＣＯ２ 広げるには ③メタン発酵 バイオガス(ＣＨ４、ＣＯ２) メタン発酵の分解工程

メタン発酵の適用範囲を広げる技術 エイブルではメタン発酵の適用範囲を拡大するため以下のような技術の開発に成功しまし た。 原排水 デンプン、油脂など ①前処理でデンプン・タンパク質・脂質など 　非溶解性物質を濃縮分離する。 ②除去した成分を長時間かけて加水分解・ 糖類、アミノ酸など 　可溶化する。 可溶化槽 ①前処理で分離 ③①の液体部分と②の再溶解分を併 　せてメタン発酵を行う ②可溶化 ③酸発酵・メタン発酵 本技術によりデンプン、タンパク質、脂質を含む排水 がメタン発酵の対象となります。これはメタン発酵排 水処理の適用範囲が、殆どの食品工場排水、多くの化 学工場に広がることを意味します。 メタン発酵の適用範囲を拡大する新たな処理方法 「とくとくーぶぶぶ」 電力 脱硫塔 ガスホルダー 発電機 ボイラー スカム(非溶解性) バイオガス スチーム 調整槽 前処理 可溶化槽 排水 (溶解性) メタン発酵 酸発酵槽 条件槽 沈殿槽 UASB-TLP 下水放流 好気処理 河川放流 「とくとくーぶぶぶ」による排水処理フロー

好気性処理と嫌気性処理の比較(コスト/ＣＯ２削減量) 下記に好気性処理から嫌気性処理へ切替えた場合のランニングコスト及びＣＯ２削減量を示 します。消費電力が少ないこと(省エネルギー)、エネルギーを創出できること(創エネルギ ー)、汚泥発生量が少ないことにより排水処理に係るコストとＣＯ２発生量を削減することが できます。 好気性処理 嫌気性処理 両者の差 ＣＯ２換算量 コスト 消費電力[kWh/年] 468,000 117,000 351,000 200t 1102万円 発電量　[kWh/年] ー 212,400 212,400 121t 743万円 汚泥発生量[t/年] 350 35 315 74t 788万円 嫌気性処理に切替えた場合の削減量→ 395t 2633万円 CODcr=800kg/日(例:200m3/日×CODcr=4000mg/L:BOD=3000mg/L程度)を処理した 場合の年間の数値。発生したガスにより発電を行った場合。 CO2換算係数：電力 0.571kg/kWh、汚泥 236.4kg/ｔ(焼却処分時) コスト　　 ：電力 35円/kWh、汚泥 25,000円/ｔ(焼却処分時) メタン発酵により得られるエネルギー CODcr負荷800kg/日 →200m3/日 CODcr=4000mg/L 電力 590kWh/日 (BOD=3000mg/L程度) メタンガス 発電機 235m3/日(ﾒﾀﾝ80%) 発電機またはボイラー燃料として利用 排水 メタン発酵排水処理設備 蒸気 2.2t/日 「とくとくーぶぶぶ」 (都市ガス165Nm3/日に相当) ボイラー

「とくとくーぶぶぶ」納入例

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