成果報告書詳細
管理番号20150000000811
タイトル平成27年度成果報告書 国際エネルギー消費効率化等技術・システム実証事業 実証要件適合性等調査 随伴水と廃棄物を活用した微細藻類生産実証事業(オマーン等)
公開日2016/2/20
報告書年度2015 - 2015
委託先名清水建設株式会社 株式ユーグレナ
プロジェクト番号P93050
部署名環境部
和文要約中東産油国は原油価格の変動により経済を左右されるとため、新規事業のニーズは高い。したがって本プロジェクトは、原油生産に伴い大量に発生している油田随伴水を浄化処理し、新たな水資源を産み出し活用する新規事業の創出を目的とした。これまでオマーンにて、水質の異なる他種の油田サイトの随伴水を対象として、現地条件に合致した効率的で経済的な随伴水処理システムを開発してきた。これらの知見を基に事業展開を図るにあたりオマーンにおける随伴水の水質において以下3種類に分類し、それぞれのケーススタディを行った。また随伴水処理水の利用方法として、微細藻類の生産と油田サイトからの廃棄物を用いた発電と排熱利用を組み合わせることとした。
Case1:塩分濃度3%以下の随伴水を対象、RO 処理により淡水を製造。
Case2:塩分濃度3%以下の随伴水を対象、RO 処理なし。
Case3:塩分濃度3%以上の随伴水を対象、RO 処理なし。
上記3 ケースの水質分析を実施し、全てにおいて良好な処理効果が確認された。また最適処理条件を得た。
 Case1 について、実際の処理フローに沿った各処理工程での試験を実施した。その結果、各処理段階で確実な浄化効果を確認した。また随伴水には懸念される濃度の有害重金属等は確認されず、処理することにより飲料水基準レベルまでの水質が得られた。以上の結果、提案する本処理原理によりオマーンの多様な随伴水に対して処理が可能であることを明らかにした。木質系廃棄物の処理による排熱発電法(自家発電)で発電量125kwh を確保した。この方式では乾留ガス化の初期段階で廃棄物が自燃を開始するため、加熱用に必要な燃料は微量(軽油72 L/day)であり、特にオイルスラッジから油を回収するコスト及び廃棄物処理業者の折衝を考慮すると、軽油をと木質系廃棄物のみを使用する方がはるかに有利であることが判明した。以上の検討から、各システムを動かす電力125kwh は自家発電でまかなうため必要なランニングコストは、軽油代3,153 円/day だけである。藻類培養においては現地環境に適合できるよう、試験室で藻類のスクリーニングをし、上記ケース別の水質に合わせ、「Case1:クロレラ」「Case2:ナンノクロロプシス」「Case3:Cgc-1 株」を選定した。現地環境下で屋外培養試験を実施した結果、いずれの藻類も良好な増殖を示した。それらの市場性について上記藻類が含有しているEPA やゼアキサンチンはそれぞれ健康食品、飼料、化粧品として活用が可能であることが分かった。製造した藻体粉末を中東にて展開するためには、地域に応じた検討が必要であることや、中東の市場では、健康への関心が高まりつつあるため、健康食品等として参入できる可能性があることを把握した。各ケースにおいては、随伴水処理についてはコストがかかるが、微細藻類生産の収益性が高い為、両者を組み合わせた場合には、いずれの場合も収益性が得られることが明らかになった。これに加えて、廃棄物による発電と排熱利用により、省エネルギー効果に加え、更なるコストダウンが可能になることが示された。
英文要約Because the economies of Middle East oil-producing countries are impacted by oil price fluctuations, there is a strong need for new business. Hence, this project aims to create a new business in which we purify the massive amounts of produced water accompanying oil production utilize as a new water source. With produced water from various oil fields in Oman having different water properties, we have developed effective and economical process systems to satisfy each site condition. In developing the new business, we sorted water properties of produced water into 3 types and conducted case studies. Also, we as a use for the processed produced water, we decided on microalgae production in conjunction with power generation and use of exhaust heat with oil field wastes.
Case1: salinity of 3% and below with Reverse Osmosis (RO) process to produce fresh water
Case2: salinity of 3% and below without RO process
Case3: salinity of 3% and over without RO process
We analyzed the properties of produced water in each case and confirmed favorable processing effects and found the optimum processing conditions. In Case1, we conducted tests at each processing stage following the actual process flow and confirmed concrete purification effects at each stage.
Besides this, we identified the absence of toxic heavy metals at a density of concern, and achieved standard drinking water levels. These ensured that we are able to process various produced water in Oman with our proposed principles for treatment. As to exhaust heat power generation (self-generation) using woody waste treatment, we were able to generate 125kwh. In this method, wastes combust spontaneously at the early stage of dry distillation gasification, so the necessary fuel for heating is small (diesel oil 72L/day). Considering the cost to recover oil from oil sludge and negotiation with waste treatment providers, it is far more beneficial to use only woody wastes with diesel oil. Accordingly, since the 125kwh of power to operate all systems is provided by selfgeneration, required running cost is just 3,153 yen/day for diesel oil. As for algae cultivation, in order to suit it to local environments, we conducted a lab screening and picked algae suitable for water properties of the above cases: Case1: Chlorella, Case2: Nannochloropsis, Case3: Cgc-1 Strain. As the result of outdoor cultivation test under local environments, each of the algae showed satisfactory proliferation. 5 With regard to marketability, EPA and Zeaxanthin that are contained in these algae may be utilized as health foods, feed, and cosmetics. We need regional studies to introduce algae powder products in the Middle East. There is a chance to enter the market as health food due to increasing health awareness in the region. In each case, processing produced water requires cost, but thanks to the high profitability in microalgae production, combining the two results in profitability. Moreover, power generation with wastes and utilization of exhaust heat enable further cost cuts as well as energy savings.
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