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嫌気性消化プロセスの導入支援ツールについて 支援ツールの目的 地球温暖化防止が求められる中、カーボンニュートラルなバイオマス資源の有効利用方法の1つと して、消化ガスの活用が求められています。 嫌気性消化プロセスの導入については、施設の規模やそのコストが主な障害になっていると考えら れますが、汚泥の減量化による施設規模の低減や消化ガス利用という大きなメリットがあります。 本支援ツールは、新たに嫌気性消化プロセスの導入を検討する際に使用するもので、必要な施設の 建設費及び維持管理費、消化ガス利用に伴う燃料消費量の削減及び、それに伴う CO2 排出量の削減効 果などを数値化して比較することができます。これにより、嫌気性消化プロセス導入効果の大まかな イメージをつかむことができます。 検討対象となる施設 Case1は、図 1 に示す汚泥処理フローに対して、消化プロセス導入前後の比較が行えます。 また、消化プロセス導入後では、事業系生ごみの受入について試算できます。 Case1 (Case1-1) 濃 縮 脱 水 脱 水 (差) (Case1-2) 消 事業系 生ごみ 化 余剰 加温 汚泥 消化ガス 図 1:Case1の汚泥処理フロー Case2は、図 2 に示す汚泥処理フローに対して、消化プロセス導入前後の比較が行えます。 また、消化プロセス導入後では、事業系生ごみの受入について試算できます。 Case2 (Case2-1) 濃 縮 脱 水 焼 却 脱 水 焼 却 (差) (Case2-2) 消 事業系 生ごみ 余剰 化 加温 補助燃料 汚泥 消化ガス 図 2:Case2の汚泥処理フロー 1 計算の概要 本支援ツールは、「流入水量方式」と「投入汚泥量方式」の2方式から選べます。 汚泥処理プロセスに関わる汚泥量の算定 ・ 流入水量方式 水処理能力、流入 SS 濃度、SS 総合除去率、汚泥転換率、汚泥回収率、有機物含有率な どの設定値を基に、汚泥処理プロセスに関わる汚泥量を算定します。 ・ 投入汚泥量方式 汚泥処理プロセスに関わる汚泥量などを直接入力します。 ・ 事業系生ごみの受入 事業系生ごみの受入量を直接入力することで、生ごみ受入後の汚泥処理プロセスに関わ る汚泥量を算定します。なお、生ごみの受入は、流入水量方式及び投入汚泥量方式の両方 式に対応します。 建設費、維持管理費の算定 「バイオソリッド利活用基本計画策定マニュアル」及び「下水処理場へのバイオマス(生ご み等)受け入れの手引き 2010 年 3 月 (財)下水道新技術推進機構」の費用関数を用いて、必 要な施設の建設費及び維持管理費を算出します。 地域特性算定条件の設定(任意:オプション) 貴自治体に建設費及び維持管理費の実績があり、費用関数との差を実績に近づけたい場合、 既存施設(消化・脱水、焼却)の建設費及び維持管理費を直接入力することで費用関数を補正 することができます。 消化ガス量の算定 消化ガスの発生量、利用量、余剰量を計算します。消化ガスの利用量は、“消化タンクの加 温”、“焼却炉の補助燃料”の優先順で利用量を計算し、その残りを余剰量とします。 なお、焼却炉に投入する脱水ケーキは、Case2-1 及び Case2-2 共に焼却炉の廃熱で乾燥して、 Case2-1 は焼却炉の補助燃料は不要として計算します。 CO2 削減効果の算定 消化ガス利用による化石燃料(A重油で換算)の使用削減量から計算します。 2 留意事項 本支援ツールの利用は、計画初期段階において、嫌気性消化プロセス導入の足掛かりとして活用し て頂くことを想定しています。また、本支援ツールの利用に当っては、下記の注意事項を十分に理解 して頂き、活用して下さい。 本支援ツールの費用算定は、「バイオソリッド利活用基本計画策定マニュアル(平成 16 年 3 月)」 の費用関数を用いていますが、建設費及び維持管理費は、様々な要因や条件等によって大きく変わ ります。 建設費及び維持管理は、デフレーター等による補正は行っていません。 年価は、マニュアルに記載された耐用年数・残存価値・利子率で計算を行っています。 本支援ツールの適用範囲は、使用している費用関数の適用範囲などから、流入下水量として、5,000 ≦Q(m3/日)≦400,000 が目安となります。 規模が小さい処理施設では、嫌気性消化プロセス導入による便益が建設費や維持管理費の増加分を 下回ることも想定されます。地域にあった消化ガス利用や、他のバイオマス受け入れによるガス発 生量増大及び他のバイオマス処分費の削減等を検討する必要があります。 消化プロセスの導入による後段プロセス(脱水、焼却)の建設費低減効果は、設備更新時点で発揮 されます。 消化プロセスを導入する場合、水処理及び汚泥処理への影響が無いか別途検討する必要があります。 また、事業系生ごみの受入については、下記の注意事項を十分に理解して頂き、活用して下さい。 本支援ツールの費用算定は、「下水処理場へのバイオマス(生ごみ等)受け入れの手引き 2010 年 3月 (財)下水道新技術推進機構」の費用関数を用いていますが、建設費及び維持管理費は、様々 な要因や条件等によって大きく変わります。 本支援ツールは、事業系生ごみを前処理後、消化タンクに投入する処理フローを想定しています。 ただし、事業系生ごみの処理に必要な前処理施設、消化施設、脱水施設、焼却施設は、下水汚泥処 理プロセスとは別に算定しています。 本支援ツールの適用範囲は、使用している費用関数の適用範囲(前処理施設)から、事業系生ごみ として、2≦Q(wet-t/日)≦100 が目安となります。 事業系生ごみを受入れる場合、水処理及び汚泥処理への影響が無いか別途検討する必要があります。 3 利用手順 消化プロセスの導入検討を支援する算定ファイル(MS-Excel)には、“算定ファイル(流入水)” と“算定ファイル(投入汚泥)”の2種類があります。 ① 算定ファイル(流入水) 下水処理場への流入水量・流入水質を算定条件として、消化(焼却)プロセスの有り・無し について、コスト、CO2 排出削減効果などを算定します。 ② 算定ファイル(投入汚泥) 汚泥処理プロセス毎(濃縮、消化、脱水、焼却)の投入汚泥量・投入汚泥濃度を算定条件と して、消化(焼却)プロセスの有り・無しについて、コスト、CO2 排出削減効果などを算定し ます。 算定ファイルの利用手順は、図 3 のとおりです。 以下、算定ファイルのダウンロード後の利用手順について説明します。 図 3:算定ファイルの利用手順 4 利用手順 ① (算定条件の設定) ◆ ダウンロードした算定ファイルを開いて、「算定条件」シートを選択します(図 4)。 ◆ 検討したいケース(CASE1-1~CASE2-2)の算定条件(水色のセル)を全て手入力し ます。 検討不要なケースの算定条件(水色のセル)は設定する必要はありません。 初期値が設定されている算定条件(水色のセル)も直接入力できます。 算定ファイル(流入水)と算定ファイル(投入汚泥)では、図 5 に示すとおり、設定 条件が異なります。 算定ファイルは、MS-Excel2003 で作成しています。算定ファイルの保存及び算定条 件や算定結果の印刷は、MS-Excel の機能を御利用下さい。 水色のセル:算定条件の入力セル 灰色のセル:水色のセルの初期値 黄色のセル:計算結果の表示セル 「算定条件」シートを選択してください。 図 4: 算定ファイル(算定条件シート)の利用方法 5 ステップ1:必須 ステップ1:必須 1.下水処理場の算定条件 (水色のセル全てに値を設定してください。) 設 定 項 目 処理場全体 単 位 消 化 脱 水 焼 却 CASE1-1 CASE1-2 CASE2-1 CASE2-2 設 定 項 目 初期値 水処理能力(日最大処理水量) m3/日 50,000 50,000 50,000 50,000 日平均処理水量 m3/日 40,000 40,000 40,000 40,000 流入SS濃度 mg/L 200 200 200 200 % 90.0 90.0 90.0 90.0 90 除去SS当たりの汚泥転換率 % 100.0 100.0 100.0 100.0 100 投入汚泥回収率 % 100.0 100.0 100.0 100.0 100 濃縮汚泥濃度 % 4.0 4.0 4.0 4.0 4 投入汚泥回収率 % 100.0 100.0 100 有機物含有率 % 80.0 80.0 80 SS総合除去率 濃 縮 1.下水処理場の算定条件 (水色のセル全てに値を設定してください。) 処理場全体 Nm3/kg-投入汚泥有機物 0.55 0.55 0.55 % 50.0 50.0 50 投入汚泥回収率 % 100.0 100.0 100.0 100.0 100 脱水ケーキ含水率 % 78.0 81.0 78.0 81.0 78、81 投入汚泥回収率 % 100.0 100.0 100 有機物含有率 % 80.0 66.7 80、計算値 焼却灰加湿含水率 % 30.0 30.0 30 16,000 16,000 16,000 汚泥処分費 円/wet-t 16,000 16,000 ※黄色のセルは算定結果が表示されます。 単 位 消 化 m3/日 900.0 900.0 900.0 900.0 1.0 1.0 1.0 225.0 % 4.0 4.0 % 80.0 80.0 80 Nm3/kg-投入汚泥有機物 0.55 0.55 0.55 50.0 50 % 50.0 m3/日 40.9 27.0 40.9 27.0 投入汚泥濃度 % 22.0 20.0 22.0 20.0 脱水ケーキ含水率 % 投入ケーキ量(日最大ベース) 81.0 wet-t/日 40.9 28.4 投入ケーキ含水率 % 78.0 81.0 有機物含有率 % 80.0 66.7 焼却灰加湿含水率 % 30.0 30.0 汚泥処分量(日最大ベース) wet-t/日 40.9 28.4 2.6 2.6 汚泥処分費 円/wet-t 16,000 16,000 16,000 16,000 設 定 項 目 6 60,000 60,000 電気使用料 円/kWh 13.00 13 MJ/L 39.1 39.1 3 単 位 共 通 円/kL 60,000 電気使用料 円/kWh 13.00 13 MJ/L 39.1 39.1 熱量(A重油) 3 60,000 MJ/Nm kg-CO2/L 22.0 22.0 熱量(消化ガス) 22.0 2.71 CO2排出係数:A重油 MJ/Nm kg-CO2/L 22.0 2.71 2.71 2.71 CO2排出量取引価格 円/t-CO2 2,890 2,890 CO2排出量取引価格 円/t-CO2 2,890 2,890 3.事業系生ごみの受入 (水色のセル全てに値を設定してください。) 単 位 事業系生ごみ 生ごみ受入量(日最大) の受入 生ごみ受入量(日平均) 16,000 初期値 重油価格(A重油 ローリー渡し 東京) CO2排出係数(A重油) 設 定 項 目 1.0 225.0 有機物含有率 初期値 円/kL 熱量(消化ガス) 初期値 投入汚泥濃度 投入汚泥量(日最大ベース) 汚泥処分 0.80 3 有機物分解率 焼 却 CASE2-2 0.80 m /日 ガス発生量原単位 脱 水 CASE2-1 0.80 % 投入汚泥量(日最大ベース) CASE1-2 0.80 2.その他の算定条件 (水色のセル全てに値を設定してください。) 共 通 重油価格(A重油 ローリー渡し 東京) 熱量(A重油) 投入汚泥濃度 CASE1-1 - ※黄色のセルは算定結果が表示されます。 2.その他の算定条件 (水色のセル全てに値を設定してください。) 設 定 項 目 投入汚泥量(日最大ベース) 濃 縮 有機物分解率 ガス発生量原単位 単 位 日平均処理水量/日最大処理水量 3.事業系生ごみの受入 (水色のセル全てに値を設定してください。) CASE1-1 CASE1-2 CASE2-1 CASE2-2 t/日 20.0 20.0 t/日 10.0 10.0 設 定 項 目 単 位 事業系生ごみ 生ごみ受入量(日最大) の受入 生ごみ受入量(日平均) CASE1-1 CASE1-2 CASE2-1 CASE2-2 t/日 20.0 20.0 t/日 10.0 10.0 ステップ2:任意(オプション) ステップ2:任意(オプション) 「算定結果シート」の建設費と維持管理費は、本協会発刊の「バイオソリッド利活用基本計画策定マニュアル」の 費用関数を用いて算定します。(ステップ1でデータを入力すると、下表の「算定値(a)」欄に「算定結果シート」で 算定された建設費と維持管理費が表示されます。) 費用関数はあくまでも平均的な値です。貴自治体に実績があり費用関数との差を実績値に近づけたい場合は、実績 値(b)と算定値(a)との比率(補正係数(b/a))で費用関数を補正するオプション(地域特性算定条件)を設けました。 「算定結果シート」の建設費と維持管理費は、本協会発刊の「バイオソリッド利活用基本計画策定マニュアル」の 費用関数を用いて算定します。(ステップ1でデータを入力すると、下表の「算定値(a)」欄に「算定結果シート」で 算定された建設費と維持管理費が表示されます。) 費用関数はあくまでも平均的な値です。貴自治体に実績があり費用関数との差を実績値に近づけたい場合は、実績 値(b)と算定値(a)との比率(補正係数(b/a))で費用関数を補正するオプション(地域特性算定条件)を設けました。 【例1:CASE1-1とCASE1-2を比較する場合】 CASE1-1規模の脱水の実績値(b)を入力した場合、脱水の補正係数(b/a)で脱水と消化の算定値(a)を補正します。 【例1:CASE1-1とCASE1-2を比較する場合】 CASE1-1規模の脱水の実績値(b)を入力した場合、脱水の補正係数(b/a)で脱水と消化の算定値(a)を補正します。 【例2:CASE2-1とCASE2-2を比較する場合】 CASE2-1規模の脱水と焼却の実績値(b)を入力した場合、脱水の補正係数(b/a)で消化と脱水の算定値(a)を補正し、焼却の 補正係数(b/a)で焼却の算定値(a)を補正します。 【例2:CASE2-1とCASE2-2を比較する場合】 CASE2-1規模の脱水と焼却の実績値(b)を入力した場合、脱水の補正係数(b/a)で消化と脱水の算定値(a)を補正し、焼却の 補正係数(b/a)で焼却の算定値(a)を補正します。 4.地域特性算定条件 (水色のセルに値を設定してください。) 3.地域特性算定条件 (水色のセルに値を設定してください。) 脱 水 項 目 算定値(a) 実績値(b) 焼 却 補正係数(b/a) 算定値(a) 実績値(b) 脱 水 項 目 補正係数(b/a) 算定値(a) 実績値(b) 焼 却 補正係数(b/a) 算定値(a) 実績値(b) 補正係数(b/a) 建 設 費(百万円/年) 66.5 50.0 0.75 257.3 200.0 0.78 建 設 費(百万円/年) 66.5 50.0 0.75 257.3 200.0 0.78 維持管理費(百万円/年) 67.3 55.0 0.82 137.0 100.0 0.73 維持管理費(百万円/年) 67.3 55.0 0.82 136.9 100.0 0.73 図 5: 算定条件シート(赤枠:算定ファイル(流入水)、青枠:算定ファイル(投入汚泥)) 利用手順② (算定結果の参照) ◆ 算定ファイルの「算定結果」シートを選択します(図 6)。 ◆ 「算定条件」シートの設定条件を基に、全ケース(CASE1-1~CASE2-2)の算定結果 が参照(印刷・保存)できます。 「算定結果」シートは、算定ファイル(流入水)が図 7、算定ファイル(投入汚泥) が図 8 の通りです。 CASE1-1~CASE2-2 の算定結果を 確認・印刷できます。 「算定結果」シートを選択してください。 図 6: 算定ファイル(算定結果シート)の利用方法 7 CASE1-1 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 脱 水 濃縮汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 処 分 脱水ケーキ(下水分:日最大) 9.0 DS-t/日 4.0 % 固形物量 含水率 処分量(下水分:日平均) 9.0 DS-t/日 78.0 % 32.7 t/日 処分量 ◆建設費、維持管理費 下水(百万円/年) 脱水 合計 66.5 66.5 67.3 67.3 191.1 191.1 324.9 324.9 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 下水処理に伴う、建設費 及び維持管理費が分か ります。 消化プロセスの導入により、汚泥 処分量の削減効果が分かります。 CASE1-2 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 消 化 濃縮汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 9.0 DS-t/日 4.0 % 脱 水 消化汚泥(下水分:日最大) 固形物量 VS 消化ガス発生量 5.4 DS-t/日 66.7 % 3,960 Nm3/日 脱水ケーキ(下水分:日最大) 5.4 DS-t/日 81.0 % 固形物量 含水率 処 分 処分量(下水分:日平均) 処分量 22.7 t/日 <生ごみの受入> 前処理 生ごみ:日最大 消化汚泥(生ごみ分:日最大) 20.0 18.0 22.0 2.0 生ごみ受入量 生ごみ投入量 固形物濃度 異物量 t/日 t/日 % t/日 固形物量 VS 消化ガス発生量 1.0 DS-t/日 75.8 % 2,755 Nm3/日 脱水ケーキ(生ごみ分:日最大) 固形物量 含水率 1.0 DS-t/日 81.0 % 処分量(生ごみ分:日平均) 3.6 t/日 処分量 ※異物を含む ◆建設費、維持管理費 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 下水(百万円/年) 脱水 合計 消化 113.0 55.8 168.8 22.6 49.6 72.2 132.8 132.8 135.6 238.2 373.8 生ごみの受入(百万円/年) 前処理 脱水 ごみ処理場 合計 消化(※) 123.7 96.6 53.3 28.3 -54.5 -82.1 18.9 17.4 -32.0 13.8 15.1 20.9 5.8 114.0 112.6 -136.6 57.2 78.0 注:消化(※)は、消化タンク、脱硫設備、ガスホルダを含む。 生ごみの受入に伴う、 汚泥量、消化ガス発生 量、建設費及び維持管 理費が分かります。 ◆消化ガス利用に伴う削減効果(日平均) 消化ガス量(下水分) 消化ガス量・日平均(Nm3/日) 発生量 3,168.0 消化タンク加温 必要量 900.0 消化タンク加温 利用量 900.0 余剰量 2,268.0 消化ガス利用に伴う化石燃料の削減効果 削減効果(A重油換算) 消化ガス 利用量・日平均 CO2排出量 CO2貨幣換算 削減量 削減費 t-CO2/年 kL/年 百万円/年 百万円/年 Nm3/日 消化タンク加温 900.0 184.8 11.1 500.8 1.4 ※生ごみ分は含まない。 ※生ごみ分は含まない。 消化ガス量(生ごみ分) 消化ガス量・日平均(Nm3/日) 1,377.3 発生量 消化ガス(発生量・利用量・余剰量)に対して、燃料 削減量及び燃料費、それに伴う CO2 排出量及び貨幣換 算値が分かります。 図 7:算定ファイル(流入水:計算結果シート)の利用方法(CASE1-1、CASE1-2) 8 CASE2-1 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 脱 水 濃縮汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 脱水ケーキ(下水分:日最大) 固形物量 含水率 9.0 DS-t/日 4.0 % 9.0 DS-t/日 78.0 % 焼 却 処 分 焼却灰(下水分:日最大) 固形物量 含水率 処分量(下水分:日平均) 1.8 DS-t/日 30.0 % 処分量 2.1 t/日 ◆建設費、維持管理費 下水(百万円/年) 脱水 焼却 合計 66.5 257.3 323.8 67.3 137.0 204.3 12.0 12.0 133.8 406.3 540.1 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 消化プロセスの導入によ り、汚泥処分量の削減効 果が分かります。 下水処理に伴う、建設費 及び維持管理費が分か ります。 CASE2-2 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 消 化 濃縮汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 9.0 DS-t/日 4.0 % 脱 水 消化汚泥(下水分:日最大) 固形物量 VS 消化ガス発生量 脱水ケーキ(下水分:日最大) 5.4 DS-t/日 66.7 % 3,960 Nm3/日 固形物量 含水率 5.4 DS-t/日 81.0 % 焼 却 焼却灰(下水分:日最大) 固形物量 含水率 処 分 処分量(下水分:日平均) 1.8 DS-t/日 30.0 % 2.1 t/日 処分量 <生ごみの受入> 前処理 生ごみ:日最大 消化汚泥(生ごみ分:日最大) 20.0 18.0 22.0 2.0 生ごみ受入量 生ごみ投入量 固形物濃度 異物量 t/日 t/日 % t/日 固形物量 VS 消化ガス発生量 脱水ケーキ(生ごみ分:日最大) 1.0 DS-t/日 75.8 % 2,755 Nm3/日 1.0 DS-t/日 81.0 % 固形物量 含水率 焼却灰(生ごみ分:日最大) 固形物量 含水率 処分量(生ごみ分:日平均) 0.2 DS-t/日 30.0 % 1.2 t/日 処分量 ※異物を含む ◆建設費、維持管理費 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 消化 113.0 22.6 135.6 下水(百万円/年) 焼却 脱水 209.0 55.8 107.2 49.6 12.0 105.4 328.2 合計 377.8 179.4 12.0 569.2 生ごみの受入(百万円/年) 前処理 消化(※) 脱水 焼却 ごみ処理場 53.3 96.6 28.3 79.5 -54.5 18.9 17.4 13.8 24.8 -82.1 5.8 1.0 78.0 114.0 42.1 105.3 -136.6 注:消化(※)は、消化タンク、脱硫設備、ガスホルダを含む。 合計 203.2 -7.2 6.8 202.8 ◆消化ガス利用に伴う削減効果(日平均) 消化ガス量(下水分) 3 消化ガス量・日平均(Nm /日) 発生量 3,168.0 消化タンク加温 900.0 必要量 焼却炉補助燃料 1,232.2 消化タンク加温 900.0 利用量 焼却炉補助燃料 1,232.2 余剰量 1,035.8 消化ガス利用に伴う化石燃料の削減効果 削減効果(A重油換算) 消化ガス 利用量・日平均 CO2排出量 CO2貨幣換算 削減量 削減費 t-CO2/年 百万円/年 kL/年 百万円/年 Nm3/日 消化タンク加温 11.1 184.8 500.8 1.4 900.0 焼却炉補助燃料 1,232.2 253.1 15.2 685.9 2.0 ※生ごみ分は含まない。 生ごみの受入に伴 う、汚泥量、消化 ガス発生量、建設 費及び維持管理費 が分かります。 ※生ごみ分は含まない。 消化ガス量(生ごみ分) 消化ガス量・日平均(Nm3/日) 1,377.3 発生量 消化ガス(発生量・利用量・余剰量)に対して、燃料 削減量及び燃料費、それに伴う CO2 排出量及び貨幣換 算値が分かります。 図 7:算定ファイル(流入水:計算結果シート)の利用方法(CASE2-1、CASE2-2) 9 CASE1-1 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 脱 水 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 処 分 投入汚泥(下水分:日最大) 9.0 DS-t/日 1.0 % 固形物量 汚泥濃度 処分量(下水分:日平均) 9.0 DS-t/日 22.0 % 処分量 32.7 t/日 ◆建設費、維持管理費 下水(百万円/年) 脱水 合計 66.5 66.5 67.3 67.3 191.1 191.1 324.9 324.9 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 下水処理に伴う、建設費 及び維持管理費が分か ります。 消化プロセスの導入により、汚泥 処分量の削減効果が分かります。 CASE1-2 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 消 化 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 9.0 DS-t/日 1.0 % 脱 水 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 VS 消化ガス発生量 9.0 DS-t/日 80.0 % 3,960 Nm3/日 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 5.4 DS-t/日 20.0 % 処 分 処分量(下水分:日平均) 処分量 22.7 t/日 <生ごみの受入> 前処理 生ごみ:日最大 生ごみ受入量 生ごみ投入量 固形物濃度 異物量 投入汚泥(生ごみ分:日最大) 20.0 18.0 22.0 2.0 t/日 t/日 % t/日 固形物量 VS 消化ガス発生量 4.0 DS-t/日 94.0 % 2,755 Nm3/日 投入汚泥(生ごみ分:日最大) 1.0 DS-t/日 20.0 % 固形物量 汚泥濃度 処分量(生ごみ分:日平均) 処分量 3.6 t/日 ※異物を含む ◆建設費、維持管理費 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 下水(百万円/年) 合計 脱水 消化 55.8 168.8 113.0 49.6 72.2 22.6 132.7 132.7 238.1 373.7 135.6 生ごみの受入(百万円/年) 前処理 脱水 消化(※) ごみ処理場 合計 53.3 96.6 28.3 -54.5 123.7 18.9 17.4 -82.1 13.8 -32.0 15.1 20.9 5.8 57.2 -136.6 78.0 114.0 112.6 注:消化(※)は、消化タンク、脱硫設備、ガスホルダを含む。 生ごみの受入に伴う、 汚泥量、消化ガス発生 量、建設費及び維持管 理費が分かります。 ◆消化ガス利用に伴う削減効果(日平均) 消化ガス量(下水分) 消化ガス量・日平均(Nm3/日) 発生量 3,168.0 消化タンク加温 必要量 900.0 消化タンク加温 利用量 900.0 余剰量 2,268.0 消化ガス利用に伴う化石燃料の削減効果 削減効果(A重油換算) 消化ガス 利用量・日平均 CO2排出量 CO2貨幣換算 削減量 削減費 t-CO2/年 kL/年 百万円/年 百万円/年 Nm3/日 消化タンク加温 900.0 184.8 11.1 500.8 1.4 ※生ごみ分は含まない。 ※生ごみ分は含まない。 消化ガス量(生ごみ分) 消化ガス量・日平均(Nm3/日) 発生量 1,377.3 消化ガス(発生量・利用量・余剰量)に対して、燃料 削減量及び燃料費、それに伴う CO2 排出量及び貨幣換 算値が分かります。 図 8:算定ファイル(投入汚泥:算定結果シート)の利用方法(CASE2-1、CASE2-2) 10 CASE2-1 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 脱 水 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 汚泥濃度 投入汚泥(下水分:日最大) 9.0 DS-t/日 1.0 % 固形物量 汚泥濃度 9.0 DS-t/日 22.0 % 焼 却 処 分 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 含水率 処分量(下水分:日平均) 9.0 DS-t/日 78.0 % 処分量 2.1 t/日 ◆建設費、維持管理費 下水(百万円/年) 合計 脱水 焼却 66.5 257.3 323.8 67.3 136.9 204.2 12.1 12.1 406.3 540.1 133.8 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 消化プロセスの導入によ り、汚泥処分量の削減効 果が分かります。 下水処理に伴う、建設費 及び維持管理費が分か ります。 CASE2-2 ◆汚泥処理フロー 濃 縮 消 化 投入汚泥(下水分:日最大) 9.0 DS-t/日 1.0 % 固形物量 汚泥濃度 脱 水 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 VS 消化ガス発生量 投入汚泥(下水分:日最大) 9.0 DS-t/日 80.0 % 3,960 Nm3/日 固形物量 汚泥濃度 5.4 DS-t/日 20.0 % 焼 却 投入汚泥(下水分:日最大) 固形物量 含水率 処 分 処分量(下水分:日平均) 処分量 5.4 DS-t/日 81.0 % 2.1 t/日 <生ごみの受入> 前処理 生ごみ分:日最大 生ごみ受入量 生ごみ投入量 固形物濃度 異物量 投入汚泥(生ごみ分:日最大) 20.0 18.0 22.0 2.0 t/日 t/日 % t/日 固形物量 VS 消化ガス発生量 投入汚泥(生ごみ分:日最大) 4.0 DS-t/日 94.0 % 2,755 Nm3/日 固形物量 汚泥濃度 1.0 DS-t/日 20.0 % 投入汚泥(生ごみ分:日最大) 固形物量 含水率 処分量(生ごみ分:日平均) 1.0 DS-t/日 81.0 % 1.2 t/日 処分量 ※異物を含む ◆建設費、維持管理費 項目 建設費 維持管理費 処分費 合計 消化 113.0 22.6 135.6 下水(百万円/年) 脱水 焼却 55.8 208.9 49.6 107.1 12.1 328.1 105.4 合計 377.7 179.3 12.1 569.1 生ごみの受入(百万円/年) ごみ処理場 焼却 前処理 消化(※) 脱水 28.3 -54.5 53.3 96.6 79.5 17.4 13.8 24.8 -82.1 18.9 5.8 1.0 42.1 114.0 105.3 -136.6 78.0 注:消化(※)は、消化タンク、脱硫設備、ガスホルダを含む。 合計 203.2 -7.2 6.8 202.8 ◆消化ガス利用に伴う削減効果(日平均) 消化ガス量(下水分) 3 消化ガス量・日平均(Nm /日) 発生量 3,168.0 消化タンク加温 900.0 必要量 焼却炉補助燃料 1,228.1 消化タンク加温 900.0 利用量 焼却炉補助燃料 1,228.1 余剰量 1,039.9 消化ガス利用に伴う化石燃料の削減効果 削減効果(A重油換算) 消化ガス 利用量・日平均 CO2排出量 CO2貨幣換算 削減費 削減量 t-CO2/年 百万円/年 百万円/年 kL/年 Nm3/日 消化タンク加温 900.0 11.1 500.8 184.8 1.4 焼却炉補助燃料 1,228.1 252.2 15.1 683.5 2.0 ※生ごみ分は含まない。 生ごみの受入に伴 う、汚泥量、消化 ガス発生量、建設 費及び維持管理費 が分かります。 ※生ごみ分は含まない。 消化ガス量(生ごみ分) 消化ガス量・日平均(Nm3/日) 発生量 1,377.3 消化ガス(発生量・利用量・余剰量)に対して、燃料 削減量及び燃料費、それに伴う CO2 排出量及び貨幣換 算値が分かります。 図 8:算定ファイル(投入汚泥:算定結果シート)の利用方法(CASE2-1、CASE2-2) 11 算定ファイルの機能仕様 1.算定ファイルの構成 算定ファイルのシート構成は、図 9 に示すとおりです。 これらシートの関連図(算定フロー)は、図 10 に示すとおりです。 容量計算 シートから 右側のシー ト は、非表示にしています(Excel の保 護機能でパスワード設定しているた め容易に再表示できません)。 図 9: 算定ファイルのシート構成 ◆ 算定条件シート:算定条件を設定するシートです。 ◆ 容量計算シート:下水汚泥の容量計算を行うシートです。 ◆ 容量計算(生ごみ分)シート:事業系生ごみに関わる容量計算を行うシートです。 ◆ 建設費維持管理費シート:下水汚泥の処理に必要な建設費・維持管理費などを算定するシート です。 ◆ 建設費維持管理費(生ごみ分)シート:事業系生ごみの処理に必要な建設費・維持管理費など を算定するシートです。 ◆ 熱収支シート:焼却炉の熱収支計算を行い補助燃料の必要量を算定するシートです。 ◆ 焼却炉シート:焼却炉の台数及び焼却炉の放散熱率を管理するシートです。 ◆ 算定結果シート:算定結果を表示するシートです。 ◆ 算定結果(補正)シート:地域特性算定条件を考慮した算定結果を表示するシートです。 12 資料2:取扱説明書 費用関数 (建設費、維持管理費) a.流入水量・流入水質で算定する場合 ①処理場全体の設定 ・水処理能力(日最大処理水量)(m3/日) ・日平均処理水量(m3/日) ・流入SS濃度(mg/L) ・SS総合除去率(%) ※初期値:90% ・除去SS当たりの汚泥転換率(%) ※初期値:100% ②濃縮プロセスの設定 ・投入汚泥回収率(%) ※初期値:100% ・濃縮汚泥濃度(%) ※初期値:4% ③消化プロセスの設定 ・投入汚泥回収率(%) ※初期値:100% ・有機物含有率(%) ※初期値:80% ・ガス発生量原単位(Nm3/kg-投入汚泥有機物) ※初期値:0.55 ・有機物分解率(%) ※初期値:50% ④脱水プロセスの設定 ・投入汚泥回収率(%) ※初期値:100% ・脱水ケーキ含水率(%) ※初期値:CASE1-1・2-1(78%)、CASE1-2・2-2(81%) ⑤焼却プロセスの設定 ・投入汚泥回収率(%) ※初期値:100% ・有機物含有率(%) ※初期値:CASE2-1(80%) CASE2-2(計算値) ・焼却灰加湿含水率(%)※初期値:30% ⑥汚泥処分費(円/wet-t) ※初期値:16,000円/wet-t b.汚泥量で算定する場合 ①処理場全体の設定 ・日平均処理水量/日最大処理水量 ②濃縮プロセスの設定 ・投入汚泥量(日最大ベース)(m3/日) ・投入汚泥濃度(%) ③消化プロセスの設定 ・投入汚泥量(日最大ベース)(m3/日) ・投入汚泥濃度(%) ・有機物含有率(%) ※初期値:80% ・ガス発生量原単位(Nm3/kg-投入汚泥有機物量) ※初期値:0.55 ・有機物分解率(%) ※初期値:50% ④脱水プロセスの設定 ・投入汚泥量(日最大ベース)(m3/日) ・投入汚泥濃度(%) ・脱水ケーキ含水率(%) ⑤焼却プロセスの設定 ・投入ケーキ量(日最大ベース)(wet-t/日) ・投入ケーキ含水率(%) ・有機物含有率(%) ・焼却灰加湿含水率(%) ⑥汚泥処分 ・汚泥処分量(日最大ベース)(wet-t/日) ・汚泥処分費(円/wet-t) ※初期値:16,000円/wet-t ・A重油価格(円/kL) ※初期値:60,000円/kL ・電気使用料(円/kWh) ※初期値:13円/kWh ・熱量(A重油)(MJ/L) ※初期値:39.1MJ/L ・熱量(消化ガス)(MJ/Nm3) ※初期値:22.0MJ/Nm3 ・CO2排出係数:A重油(kg-CO2/L) ※初期値:2.71kg-CO2/L ・CO2排出量取引価格(円/t-CO2) ※初期値:2,890円/t-CO2 ・生ごみ受入量(日最大)(t/日) ・生ごみ受入量(日平均)(t/日) ・脱水(消化)の建設費(実績)(百万円/年) ・脱水(消化)の建設費の補正係数 ・脱水(消化)の維持管理費(実績)(百万円/年) ・脱水(消化)の維持管理費の補正係数 ・焼却の建設費(実績)(百万円/年) ・焼却の建設費の補正係数 ・焼却の維持管理費(実績)(百万円/年) ・焼却の維持管理費の補正係数 ・水処理能力(日最大処理水量) ・日平均処理水量 ・汚泥処分費 ①発生汚泥量の算定 ※濃縮タンク投入汚泥量 ・発生汚泥量(ds-t/d) ・発生汚泥量(m3/d、1%換算) ・日平均処理水量/日最大処理水量 ②濃縮汚泥量の算定 ・濃縮汚泥量(ds-t/d) ・濃縮汚泥量(m3/d、1%換算) ③消化汚泥量の算定 ・消化汚泥量(ds-t/d) ・消化汚泥量(m3/d、1%換算) ・消化汚泥有機物量(ds-t/d) ・消化ガス発生量(Nm3/d) ・消化ガス利用量(Nm3/d) ※加温用 ・消化ガス余剰量(Nm3/d) ④脱水汚泥量の算定 ・脱水汚泥量(ds-t/d) ・脱水汚泥量(wet-t/d) ⑤焼却灰量の算定 ・焼却灰量(ds-t/d) ・焼却灰量(wet-t/d) ※加湿による含水率(30%) ⑥汚泥処分量の算定 ・CASE1-1,CASE1-2:脱水ケーキ量(日平均、wett/d) ・CASE2-1,CASE2-2:焼却灰量(日平均、wet-t/d) ①建設費(百万円/年)の算定 濃縮施設、消化施設、脱水施設、焼却施設 ②維持管理費(百万円/年)の算定 濃縮施設、消化施設、脱水施設、焼却施設 ③汚泥処分費(百万円/年)の算定 CASE1-1、1-2:脱水ケーキ(日平均) CASE2-1、2-2:焼却灰(日平均) ・処理プロセス毎の汚泥量 (発生・濃縮・消化は1%換算) ・日平均処理水量/日最大処理水量 ・汚泥処分量(日平均:脱水ケーキ、焼却灰) ・建設費(百万円/年)(消化、脱水、焼却) ・維持管理費(百万円/年)(消化、脱水、焼却) ・汚泥処分費(百万円/年)(脱水ケーキ、焼却灰) 焼却炉投入汚泥量 (wet-t/日/基) 焼却炉台数 ②消化ガス量(Nm3/d)の表示 ・下水分 :発生量、利用量(加温、焼却炉補助燃料)、余剰量 ・生ごみ分:発生量 <投入汚泥量、焼却炉台数> 200(wet-t/日)以下 1台 400(wet-t/日)以下 2台 600(wet-t/日)以下 3台 800(wet-t/日)以下 4台 1000(wet-t/日)以下 5台 1200(wet-t/日)以下 6台 1400(wet-t/日)以下 7台 1600(wet-t/日)以下 8台 2000(wet-t/日)以下 9台 2000(wet-t/日)超え 10台 < 規模・炉の放散熱率> 0~ 15 12.0 15~ 30 12.0 30~ 50 10.0 50~100 7.0 100~ 5.0 ③建設費(百万円/年)の表示 ・下水分 :消化施設、脱水施設、焼却施設 ・生ごみ分:前処理施設、消化施設(消化タンク、脱硫施設、 ガスホルダ)、脱水施設、焼却施設、ごみ処理場 ④維持管理費(百万円/年)の表示 ・下水分 :消化施設、脱水施設、焼却施設 ・生ごみ分:前処理施設、消化施設(消化タンク、脱硫施設、 ガスホルダ)、脱水施設、焼却施設、ごみ処理場 ⑤汚泥処分費(百万円/年)の算定・表示 ・下水分 :CASE1-1(脱水ケーキ)、CASE1-2(脱水ケーキ) CASE2-1(焼却灰)、CASE2-2(焼却灰) ・生ごみ分:CASE1-2(異物、脱水ケーキ) CASE2-2(異物、焼却灰) ・処理プロセス毎の汚泥量(ds-t/d) ・処理プロセス毎の汚泥濃度/含水率(%) ・消化ガス量(Nm3/d) ・投入ケーキ含水率(%) ・有機物含有率(%) ・焼却炉能力 ・焼却炉台数 ①汚泥量(ds-t/d)、汚泥濃度・含水率の表示 ・下水分 :濃縮汚泥、消化汚泥、脱水ケーキ、焼却灰 ・生ごみ分:異物、投入生ごみ、消化汚泥、脱水ケーキ、焼却灰 ⑥消化ガス利用に伴う削減効果(日平均) ・下水分 :発生量 利用量(消化タンクの加温、焼却炉の補助燃料) 余剰量 削減効果(A重油換算)_A重油量 削減効果(A重油換算)_CO2排出量 削減効果(A重油換算)_CO2貨幣換算 ・生ごみ分:発生量 ・焼却能力 ・焼却炉台数 炉の放散熱率 ・焼却炉への投入汚泥(乾燥後)の含水率(%) ※CASE2-1:73(%)以下、CASE2-2:65(%)以下 ・焼却炉への投入汚泥(乾燥後)の有機物含有率(%) ・焼却能力(t/日/基)、焼却炉台数(基) 入熱量 熱収支計算 (補助燃料必要量の算定) ◆汚泥顕熱量 ◆汚泥燃焼熱量 ◆補助燃料顕熱量 ◆補助燃料燃焼熱量 ◆燃焼用乾き空気顕熱量 ◆燃焼用空気水分顕熱量 ◆補給流動砂顕熱量 ※入熱量=出熱量 下水 出熱量 ◆乾き燃焼ガス顕熱量 ◆燃焼用空気水分顕熱量 ◆汚泥水分潜顕熱量 ◆汚泥燃焼生成水分潜顕熱量 ◆補助燃料燃焼生成水分潜顕熱量 ◆飛灰顕熱量 ◆飛散砂顕熱量 ◆炉の放散熱量 から補助燃料必要量を算定。 補助燃料必要量(L/hr) ※A重油換算 ・A重油価格(円/kL) ・CO2排出量取引価格(円/t-CO2) ・CO2排出係数:A重油(kg-CO2/L) ・熱量(A重油)(MJ/L) ・熱量(消化ガス)(MJ/Nm3) ・処理プロセス毎の汚泥量(ds-t/d) ・処理プロセス毎の汚泥濃度/含水率(%) ・消化ガス量(Nm3/d) 算定条件 生ごみ ・事業系生ごみの異物割合 ※10(%) ・固形物濃度 ※22(%) ・有機物含有率 ※94(%) ・ガス発生量原単位 ※0.74 ・有機物分解率 ※80(%) CASE1-1~CASE2-2の算定結果 ①生ごみ量の算定(日最大、日平均) ・生ごみ受入量(wet-t/d) ・生ごみ異物量(wet-t/d) ・生ごみ投入量(ds-t/d) ・生ごみ投入量(wet-t/d、m3/d(1%換算)) ・水分量(異物除く)(t/d) ・生ごみ受入量(日平均)/生ごみ受入量(日最大) ②消化汚泥量(生ごみ分)の算定 ・消化汚泥量(ds-t/d) ・消化汚泥量(m3/d、1%換算) ・消化汚泥有機物量(ds-t/d) ・消化ガス発生量(Nm3/d) ④脱水汚泥量(生ごみ分)の算定 ・脱水汚泥量(ds-t/d) ・脱水汚泥量(wet-t/d) ⑤焼却灰量(生ごみ分)の算定 ・焼却灰量(ds-t/d) ・焼却灰量(wet-t/d) ※加湿による含水率(30%) ⑥汚泥処分量(生ごみ分)の算定 ・CASE2-1:異物量、脱水ケーキ量 (日平均、wet-t/d) ・CASE2-2:異物量、焼却灰量 (日平均、wet-t/d) 費用関数 (建設費、維持管理費) ・生ごみ受入量 ・処理プロセス毎の汚泥量 (発生・消化は1%換算) ・生ごみ受入量(日平均)/生ごみ受入量(日最大) ・消化ガス発生量 ・汚泥処分量(異物、脱水ケーキ、焼却灰) 費用関数 (建設費、維持管理費) ①建設費(百万円/年)の算定 前処理施設、消化施設(消化タンク、脱硫設備、 ガスホルダ)、脱水施設、焼却施設、ごみ処理場 ②維持管理費(百万円/年)の算定 前処理施設、消化施設(消化タンク、脱硫設備、 ガスホルダ)、脱水施設、焼却施設、ごみ処理場 ③汚泥処分費(百万円/年)の算定 CASE1-2:異物、脱水ケーキ(日平均) CASE2-2:異物、焼却灰(日平均) ※CASE1-1、2-1は対象外。 ・建設費(百万円/年) 前処理、消化(脱硫、ガスホルダを 含む)、脱水、焼却、ごみ処理場 ・維持管理費(百万円/年) 前処理、消化(脱硫、ガスホルダを 含む)、脱水、焼却、ごみ処理場 ・汚泥処分費(百万円/年) 異物、脱水ケーキ、焼却灰 消化プロセス導入による評価情報 として活用できます。 ● コスト ● CO2排出削減効果 ● 消化槽を導入する場合の特徴 焼却炉台数 凡例 焼却炉投入汚泥量 (wet-t/日) ・電気使用料 ・熱量(A重油) ・A重油価格 ・汚泥処分費(異物、脱水汚泥、焼却灰) 図 10: インプット情報 算定内容 ※算定モデルの任意設定項目 アウトプット情報 算定ファイルのシートの関連図(算定フロー) 13 資料2:取扱説明書 14