課題名

B-16 地球温暖化抑制のための汚水・廃棄物処理処分システムの確立と評価に関する研究

課題代表者名

稲森 悠平 (環境庁国立環境研究所)

研究期間

平成4−6年度

合計予算額

106,814千円 (うち6年度 36,235千円)

研究体制

(1) 汚水・廃棄物の処理処分に伴う温室効果ガス発生量、有効利用可能エネルギー量、リサイクル可能資源量の評価と解析に関する研究

   温室効果ガス排出抑制をめざした汚水処理システムに関する研究(環境庁国立環境研究所)

  汚泥からのメタンガス回収・有効利用に関する研究(建設省土木研究所)

   埋立地からのメタンガス回収・有効利用に関する研究(環境庁国立環境研究所)

(2) 適正な汚水・廃棄物処理処分システムおよびリサイクル導入による温室効果ガス排出抑制効果の評価に関する研究(環境庁国立環境研究所)

(3) 廃棄物の減量化・リサイクルをめざす製品設計変更の評価と解析に関する研究

(通産省工業技術院機械技術研究所)

研究概要

 汚水・廃棄物処理処分に伴い大量に発生すると考えられる温室効果ガスに着目し、地球温暖化抑制を図る上での汚水・廃棄物処理処分システムの確立と評価を目的として浄化槽、下水処理場、埋立処分場における処理方式の違いによる温室効果ガス発生量、有効利用エネルギー量、リサイクル可能資源量の評価・解析を行うと同時に適切な汚泥処理処分、埋立システムの検討を行った。また適正な汚水システム、ゴミ発電によるエネルギー回収による温室効果ガス排出抑制効果、さらに廃棄物の減量化およびリサイクルを意図する製品設計変更の観点から二酸化炭素、フロン類、メタン等の温室効果ガスの抑制効果の評価と解析を行った。

研究成果

1.下水処理場、浄化槽および豚舎の循環処理システムからの温室効果ガスの放出量を調査した。その結果、下水処理場からのCO2CH4の放出量はそれぞれ4080mg/日・人、90320mg/日・人であり、N2Oの放出は極めて僅かであった。浄化槽からの温室効果ガスの発生量は処理方式より著しく異なるものの、CH4は嫌気ろ床からN2O接触ばっき槽からの発生量が卓越していた。豚舎の循環処理システムからはCH4277mg/日・頭、CO21359/日・頭発生していたが、N2Oの放出は認められなかった。

2.汚泥からのメタンガス回収プロセスである消化プロセスについて検討した結果、消化プロセス単独で日本の現状では余剰なエネルギーの抽出は困難であるが、コンポストあるいは乾燥化プロセス(肥料化プロセス)の前段の処理と位置づけることにより肥料化プロセスのエネルギー消費を抑えることが可能になることが明らかになった。しかし、コンポストプロセスにおいて比較的大きな割合のN2Oの放出が認められたことから今後の検討が必要である。

3.これまでの廃棄物埋立地における管理手法に対し、積極的にCH4を発生させる手法を開発しその有効性を検討した結果、十分に管理された100m×100m×21mの埋立地からは約30Mm3のメタンガスが発生し、ガス発生の安定までに約2年、安定期は約540年継続されると予想され、発電等に利用し、CO2として大気放出することにより、十分な温室効果抑制効果が認められた。

4.生活排水処理に伴うN2O発生抑制には本来、窒素・リンの除去手法である好気処理に嫌気過程を組み込む手法が有効であり、これらの手法での運転条件と処理水質およびN2O発生量の関係を検討する必要性が示唆された。PETボトルとSPSトレーについて各種リサイクル方式とライフサイクルエネルギー消費を比較検討した結果、収集方式に関係なく再資源化が最も有効であった。またゴミ焼却に発電を組み込む方式の優位性がライフサイクルアセスメントにより明らかにされた。

5.環境負荷に配慮した製品設計、設計変更のためには経済性等の従来評価項目と環境負荷評価項目を評価領域とし、その間のトレードオフ問題を解決する必要がある。このため、CADシステムとデーターベースシステムを基本としたソフトウェアー環境による環境負荷評価ツールを含むプロトタイプ支援システムを構築し、その機能を示した。