水処理事業 2023.11.02
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排水処理施設には送風機・水中ポンプ・撹拌装置・脱水機など様々な機器が設置されており、多くの電気を消費しています。
それらの機器について、使用するエネルギーを最大限活用ができていますか？
当コラムでは、排水処理施設の機器・設備の様々なエネルギーロスをおさらいしながら、その事象にあった省エネ方法をご紹介します。
【使用電力とロスの原因について】
活性汚泥法などの有機系排水の処理では、送風機が使用する電力の割合は、全体のおよそ8割を占めると言われています。
送風機は、排水を処理する微生物が元気に活動するために必要な酸素を供給しています。
しかしながら供給した酸素の大部分はそのまま大気に放出されてしまっています。
未活用のまま大気に放出されてしまう酸素の割合は、なんと95％～97％にものぼります。
【使用電力とロスの原因について】
電力使用の8割を占める送風機の効率を改善すれば、大きな電力削減が可能となります。
東産業が提案するのは、「“微細気泡”を発生させるタイプの散気装置を使うこと」です。
水中の酸素が溶け込んでいる割合が向上することで送風機の負担が減少し、電力の削減へとつながります。
詳しい改善方法についてはコラム「量より効率」をご確認下さい。
水中ポンプは水や薬剤などの液体を、高いところや遠くの場所に送り出す役割があります。水中ポンプには多くの種類があり、少ない電気でたくさんの水を送り出す高効率型のタイプなどもあります。
では、排水処理施設で使用する水中ポンプは、一般的な水中ポンプと何が違うのでしょうか？
【使用電力とロスの原因について】
排水処理施設で扱う水は、綺麗な水ばかりではありません。
排水処理などでは、ゴミなどの固形物が含まれた汚水を送る場合が多くあります。
一般的に、高効率型の水中ポンプは異物などの透過性は悪く、詰まりや故障の原因となります。
そのため、排水処理施設に設置する水中ポンプではあえてゆとりを設け、異物等の透過性を上げ、詰まらないようにしています。
「効率」と「異物透過性」の両方を加味して水中ポンプを選定しないと不具合やロスが大きくなってしまいます。
【省エネ対策について】
長い間排水処理設備を使用していると、排水量や配管経路等が変更になっている場合があります。
もし、現在使用している水中ポンプの能力が過剰であった場合、適正能力をもつ水中ポンプに取り替えることで使用電力の削減につながる可能性があります。
どれか一つでも当てはまった場合は、ぜひ東産業へご相談ください！
貴社の排水処理施設の情報から、適正な水中ポンプをご提案します。
排水処理施設と水中ポンプの相性については、コラム 「排水処理施設と水中ポンプの相性～適正ポンプでトラブル回避～」をご覧ください。
槽内の汚水を攪拌する手法は、大きく分けて3種類あります。
となります。
【仕組み】プロペラを回転させ槽内に旋回流を発生させ混合する。
【用途】薬品と混ぜ合わせて反応させたりする時に用いられる。
【選定基準またはメリット】
攪拌力、回転数など用途に合わせて選定が必要。
【仕組み】
空気により槽内の攪拌、混合を行う。
【特徴】
空気配管を施工することでまんべんなく攪拌を行うことが可能。
【選定基準またはメリット】
送風機の機器自体が陸上に設置しているため、機器メンテナンスが容易にできる。
【注意点】
攪拌する水槽の水位が少ないと十分な攪拌力が得られない。
【仕組み】
水中ポンプとエジェクター機構の組み合わせによる気液混合流として槽内の攪拌と曝気を同時に行う。
【特徴】
微細気泡がゆるやかに気液接触しながら浮上する為、高い酸素溶解効率が得られる。
【選定基準またはメリット】
水中ポンプの吊り上げ、下げだけでピット内に入らなくても容易に保守点検作業が可能。
攪拌装置の選定は、
・槽の寸法や形状
・対象液体（汚水）の粘度
などによって変わってきます。
どのような攪拌装置が効果的なのかしっかり検討し、最も効率の良いタイプのものを選定することが省エネに繋がります。
【T食品関連工場様】【改善1…送風機の増設】
既設の送風機が２台フル稼働で長時間運転していたため、オーバーホール※や取替えの頻度が多かった。
※オーバーホールとは…機械を分解して清掃を行い、新品時の性能状態に戻すこと。
【改善2…省エネタイプの送風機を提案】
送風機の停止時間を作るために、送風機を１台増設し合計３台でのローテーション使用を提案。
電気代が高騰していることもあり、既設機種の省エネタイプを電気代削減見込みシミュレーションと併せて提出。
相談の結果、既設機種の省エネタイプを設置することになった。
機器の延命だけでなく、省エネも意識した施工となった。
| 電気代削減見込みシミュレーション | ||
| 導入前 | 導入後（概算） | |
| 所要動力（kW） | 20.4 | 19.0 |
| 電気料金（円/年） | 3,627,538 | 3,378,590 |
| 電力料金は、省エネ送風機設置後1kWhあたり19円と仮定 | ||
| 電気料金削減 | 年間248,949円削減 | |
| 年間省エネ | 約6.86％ | |
電気代削減のシミュレーションは随時受け付けております！
【M食品関連工場様】【課題】
曝気槽のpH値が適正値（中性）よりも下がってしまうため、元に戻したい。
【改善…原因の特定と改善提案】
調査の結果、ｐH値が下がる原因が空気の送りすぎと判明。
対応策として汚水が流入しない時間帯に送風機を止めるタイマーの設置をお客様へ提案し、導入。
現在は問題なく稼働中。
タイマーを設置することで送風機の稼働時間が減り、結果として節電にも繋がった。
食品関連工場、石油化学工場など工場の種類によって排出される汚水は大きく変わります。
同様に、汚水の種類や工場に規模によって設置される排水処理施設や設備内容も変わってきます。
東産業は施設の調査を行い、メーカーを問わずよりお客様の施設に適した機器のご提案をいたします。
また、排水処理だけでなく工場全体の省エネについても弊社の幅広いネットワークで改善のご提案も可能ですのでお気軽にお声かけ下さい。
お客様の事業形態によって提案できるプランはさまざま。
現状をしっかりと見極め、最適なプランをご提案できるようにしっかりとヒアリングを実施したうえで、計画から運用まで一生涯のサポートをさせていただきます。
まずは気軽にお問い合わせください。
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