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水・環境システム Water & Environmental Systems

汚泥処理

下水汚泥燃料化システム

概要

炭化汚泥の性状

下水汚泥は、安定した入手が見込め、性状が安定しているバイオマス資源として、その活用に大きな期待が寄せられています。東芝の下水汚泥燃料化システムは熱分解技術により汚泥を炭に変え、燃料として活用するシステムです。環境負荷の小さい汚泥処理と汚泥の持つエネルギーの活用を両立します。
東芝の下水汚泥燃料化システムは、財団法人 下水道新技術推進機構の技術認証を取得しています。

ポイント

無臭で取り扱いやすい炭化物を効率的に生成

  • 燃料化には様々な方式がありますが、炭化処理は固形燃料化するため、運搬・貯蔵性に優れ、取り扱いが非常に簡単。しかも処理に伴うエネルギー収支が良好で、下水処理コストの大幅な低減が図れるというメリットがあります。
  • 汚泥炭化処理では、炭化温度によって処理工程や生成物の質に違いが出ます。東芝は中温炭化方式を採用。投入エネルギーを少なく抑えながら、臭いがなく良質な炭化物を生成することができます。
  • 炭化物の形状は1〜5mmの粒状。用途に合わせ、ペレット化することもできます。
  • 炭化物の生成に伴い発生する熱分解ガスは高温度(950℃程度)で燃焼することによりN2Oの発生を抑制します。

汚泥燃料化システム及び焼却システムの比較

 :東芝方式

  中温炭化
(東芝採用方式)
低温炭化 乾燥 高温焼却
システム比較 処理温度 400~600℃ 250~350℃ 400~450℃ 850℃
ユーティリティ費(補助燃料、電力等) 小◎ 大▲ 大▲ 小◎
汚泥処理単価(※1)
温室効果ガス排出量(※2)
生成物比較 含水率 0% 0% 6~10% -
発熱量 MJ/kgDS 12~14 14~18 14~18 -
Mcal/kgDS 3.0~3.5 3.5~4.5 3.5~4.5 -
臭気 無◎ 有▲ 有▲ -
取扱い性 石炭と同等◎ 石炭と同等◎ 屋外貯蔵困難▲ -
総合評価(経済性および環境性能)
備考 汚泥の保有する熱量を有効に利用し、化石燃料の使用量を最小限にしている 汚泥の保有する熱量を出来る限り製品燃料内に保存するために、プロセスに必要なエネルギーはほとんど化石燃料でまかなっている。 簡潔で有効なプロセスではあるが、現状以上の環境性能改善は困難

※1 イニシャルコスト、ランニングコスト(ユーティリティ費、人件費、保守費)の合計
※2 成果物を化石燃料の代替燃料として使用場合のCO2排出削減効果を含む

構築例

下水処理施設から発生する脱水汚泥は、乾燥プロセスにおいて加熱されて乾燥汚泥となった後、炭化炉にて炉内温度約400〜600℃の低酸素雰囲気下で炭化されて炭化物となります。このとき、炭化炉内では同時に熱分解ガス(乾留ガス)が発生します。
熱分解ガスは、再燃焼炉で高温で燃焼されて、炭化および乾燥処理の熱源として利用され、排ガス性状に応じた排ガス処理を経て排出されます。なお、再燃焼炉での燃焼は、熱分解ガスの無害化安定化とともに、乾燥設備から排出される臭気を伴った乾燥排ガスの燃焼脱臭の機能を兼ね備えます。

下水汚泥炭化燃料化システムフロー図

実績

下水道終末処理場 イメージ

埼玉県荒川右岸流域下水道終末処理場(処理規模 100t/日×2系統)