成果報告書詳細
管理番号20150000000059
タイトル平成21年度-平成25年度成果報告書「省水型・環境調和型水循環プロジェクト 水資源管理技術研究開発 水資源管理技術の国内外への展開に向けた実証研究」うち海淡・下水等再利用統合システム事業実証研究(フェーズ3)
公開日2015/2/28
報告書年度2009 - 2013
委託先名海外水循環ソリューション技術研究組合
プロジェクト番号P11009
部署名環境部
和文要約世界的に顕在化しつつある水問題に対して、世界トップレベルの国内独自技術を結集・育成しながら水循環システム運営・管理ノウハウを蓄積するとともに、技術力を世界に発信することを目的とした“ウォータープラザ構想”を実現し、世界の水ビジネス市場におけるプロジェクト展開・収益拡大を図るため、WP北九州およびWP周南を建設し、実証試験と設備運営を成功させた。
 WP北九州では、約3年間に亘り海淡・下水再利用統合システムを運転し、その安定運転を技術実証した。下水処理設備として重要な位置づけを果たすMBRでは、高頻度・低濃度の薬洗を実施することで、高膜ろ過流束でも安定運転できることを実証し、処理エネルギー0.40kW/m3以下の見通しを得た。また、BFRを用いて各工程のバイオファウリングポテンシャルを評価した結果、海水UF処理水と下水RO濃縮水とを混合することで、BFRが増幅し、海淡・下水再利用統合システムの実現には、混合ROのバイオファウリング対策が極めて重要であることを見出した。実際に運転開始初年度の夏にはバイオファウリングが深刻であったが、殺菌剤としてDBNPAを適正添加することでバイオファウリングが抑制可能であることを実証した。さらに、薬品費を低下させるため、DBNPAの代替として、海淡では通常利用不可能なクロラミンが、下水RO・混合ROともに適用可能であることを見出し、安定運転を実証した。また、3年に亘り生産水を九州電力新小倉発電所に安定送水し、ボイラー用水原水として問題なく活用されると同時に、イオン交換樹脂再生コスト低減に大きく貢献できることを実証した。
 これらの実証結果に基づいて中東ベースでコスト試算した結果、生産水を海淡のみで造水する場合と比較すると、海淡・下水再利用統合システムを導入することで、約51%の造水コスト減、約63%の省エネ(海淡部のみでは約39%)を達成できる見通しを得た。この統合システムの市場調査を実施したところ、アジア、豪州、中東などを中心に2017年には1,529.1百万USDに達すると予想されたため、シンガポールおよび中東をラウンドし、具体的ニーズに関して情報収集を行った。
 一方、WP周南では、約2年間に亘り下水・工場排水再利用統合システムを安定運転し、技術的に運転可能であることを実証した。これにより、高度な水質を生産できる統合システムだけでなく、中程度の水質の工業用水が必要な場合には工場排水のUF処理水と、下水再利用によるRO処理水とを混合することで、低コストで生産できるなど、顧客ニーズに応じた水質の工業用水をカスタムメイドで生産できる見通しを得た。
 ショーケース機能を果たすため、国内外の学会発表や展示会参加などに努め、その結果、2014年3月までにのべ4800人以上(海外1100人以上)の現場来訪者を受け入れた。また、テストベッドを運営し5社に研究用地と試水を提供し、各社の要素技術の開発に貢献した。
英文要約The Water Plaza Concept has been created to help deal with the water problems that are becoming manifest around the world. The objectives of the Water Project Concept are to build up water cycle system operational and managerial know-how while consolidating and developing Japan’s world-class technology, and moreover to disseminate these technological capabilities to the world. WP Kitakyushu and WP Shunan have been built with a view to deploying these technologies on projects and increasing the profitability of the international water business. These projects have succeeded in demonstration tests and facilities operations.
 Over the past three years, WP Kitakyushu has operated integrated seawater and sewage recycling systems and has demonstrated from a technical standpoint the stable operation of these systems. MBR is located main unit operation in sewage treatment system. Prospects look good for processing energy requirements of under 0.40 kW/m3. Moreover, evaluating of the biofouling potential in each step, we have found that mixed RO biofouling countermeasures are critical toward the implementation of integrated seawater and sewage recycling systems. In the summer of the first year of actual operations, biofouling occurred as serious problems, however that the addition of DBNPA as a disinfectant is an effective way to solve biofouling problem. Also, we supplied product water to the Shin-Kokura Power Station of Kyushu Electric Power for 3 years. This product water has been used without any problems as boiler feed water. At the same time, this product water has made a sizable contribution to reducing the costs associated with ion exchange resin regeneration.
 Based on these demonstration results, we have calculated cost on a Middle East basis. We found that the use of integrated recycling systems that mix seawater with sewage yields water production cost reductions of approximately 51% versus water produced only with seawater, and energy savings of around 63% (approximately 39% with the seawater part only).
 Meanwhile, two years of operations at the WP Shunan facility have proved the reliability of an integrated sewage and industrial wastewater recycling system, demonstrating the technical feasibility of this approach.
 To showcase the features of this technology, we have been going forward with conference presentations and exhibitions both in Japan and overseas. As a result, as of March 2014, over 4,800 visitors in total (with more than 1,100 from overseas), have toured these facilities. Moreover, we have been operating a test bed and have provided research area and water for testing to five companies, and have been contributing to the development of the elemental technology of these companies.
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