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[Ｂ−１６　地球温暖化抑制のためのＣＨ４、Ｎ２Ｏ等微量ガスの対策技術開発と評価に関する研究]

（８）温室効果ガス排出抑制のための下水処理システム対策技術

[平成７−９年度合計予算額]

２８，５７５千円

（平成９年度予算額　９，３３１千円）

[要旨]

　本研究は地球温暖化防止のため、下水処理システムからのメタン（ＣＨ４）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）の排出抑制技術の開発および消化ガスの有効利用方策の検討を目的としている。下水処理システムは、水処理システム、汚泥処理システムから成るが、ここでは過年度の研究^１）により温室効果ガス放出量の大きいことが明らかとなった水処理システムと汚泥の流動焼却プロセスを対象に排出抑制技術の開発を行った。さらに、汚泥消化ガス（ＣＨ４）の炭素は元来大気中の炭酸ガスであることから、温暖化防止対策の一環として消化ガスの有効利用方策を検討した。

　水処理システムにおける研究では、反応槽に担体を投入した嫌気、無酸素、好気の組み合わせプロセスから成るパイロットプラント実験を行い、Ｎ２Ｏの生成因子等について検討した。その結果、流入下水中の有機物濃度の低下時や低水温期の脱窒活性の低下時にＮ２Ｏ生成が高かった。また、全国処理場の水処理システムからのＣＨ４、Ｎ２Ｏの年間放出量を推定するため、実下水処理場でＣＨ４、Ｎ２Ｏの放出量の補足調査を実施した。その結果、ＣＨ４については年間約８，０００ｔと推定されたが、Ｎ２Ｏについては処理場間の相異が大きく推定は困難であった。

　高分子凝集剤汚泥の流動焼却プロセスを対象としたＮ２Ｏ排出抑制技術の開発においては、実験炉及び実炉を用いて、フリーボードの燃焼温度と汚泥中の窒素のＮ２Ｏ転換率との関係を調査した。その結果、現在の燃焼温度（７５０〜８００℃）を約５０℃上昇させることにより、Ｎ２Ｏ排出係数を平均１，２００ｇ・Ｎ２Ｏ／汚泥ｔから８００ｇ・Ｎ２Ｏ／汚泥ｔに削減できることが判明した。また、温度上昇による炉の建設費や耐用年数等への影響も小さいことが判明した。

　消化ガスは消化槽の加温に使用され、残余は余剰ガスとなるが、実務的には消化ガスの有効利用は余剰ガスの有効利用と同義である。中小の処理場まで視野に入れた消化ガスの有効利用のためには、余剰ガスの貯留・運搬が不可欠である。そこで各種変数を組み入れた余剰ガス生成モデルを作成し、規模別、地域別、月別の余剰ガス生成量の予測を可能とした。また、消化ガスの貯留方法として吸着剤に吸収させる貯留技術が有効であることが判明した。

[キーワード]

　温室効果ガス、メタン、亜酸化窒素、下水処理、汚泥処理、消化ガス