地域循環共生圏概論 ㊸

2022年03月20日 | 防災と琵琶湖


作成日:2022.3.21|更新日:2022.3.

地域循環共生圏概論 ㊸
□ 地盤強化と地震防災⑧

第5章 公害防止計画・焼却残渣処理計画
5.2 公害防止方式の整理
(1)排ガス対策
 1) ばいじん除去 排ガス中のばいじんを除去するため
 2) 塩化水素・硫黄酸化物除去
 3) 窒素酸化物発生抑制・除去 
 4) ダイオキシン類発生抑制・除去
 5) 水銀除去
 排ガス中の水銀濃度は、ごみに含まれる水銀量に依存
することから、炉内に投入されることがないよう入口で
対策することが第一に重要である。ごみに含まれる水銀
は、ごみの燃焼過程において金属水銀蒸気として揮発し、
排ガスの冷却過程において同時に発生する塩化水素と結
合して、その60~90%が水溶性の水銀(塩化第二水銀 Hg
Cl2等)として、残りは金属水銀(Hg)等として存在する。
水溶性の状態の割合が多いことから湿式法が有効である。
また、水銀はダイオキシン類と同様、集じん過程での温
度域(200℃程度)においては主にガス相として存在する
ため、ダイオキシン類除去設備である低温ろ過式集じん
器や活性炭・活性コークス吹込みろ 過式集じん器、活
性炭・活性コークス充填塔が水銀除去にも有効であり、
供用することが可能である。除去性能について一般的な
目安は無く、湿式の方が除去性能は高いが、いずれの方
式でも30μg/m3 Nは遵守可能。塩化水素・硫黄酸化物除
去設備において乾式法を採用しており、また、ダイオキ
シン類除去設備において活性炭吹込みろ過式集じん器を
採用していることから、水銀除去については活性炭吹込
みろ過式集じん器方式を採用
することとする。 



(2)悪臭対策
 ごみ焼却施設には、悪臭源となる受入設備および灰出
設備等の工程、設備がある。悪臭を施設から出 さない
ためには、発生源において極力捕集するほか、建築設備
面での密閉化、燃焼用空気としての活用および施設の適
正な維持管理が重要な要素となる。特に燃焼の悪化によ
り主灰や排ガス中に未燃有機物が残留すると悪臭源とな
るので十分な灰の後燃焼とガスの燃焼完結に考慮した炉
設計を行うとともに、慎重な維持管理を行うことが必要
である。排ガス中の臭気として、二酸化窒素や塩化水素
のような無機物質が問題となる場合があり、臭気濃度や
臭気強度測定の際には、閾値(反応を引き起こすのに必
要な最小あるいは最大の値)が低いため臭気原因となり
うるものである。これらは悪臭防止法において、悪臭物
質ごとの濃度規制では指定されていないが、臭気指数に
よる規制の対象となる。二酸化窒素や塩化水素は 「大気
汚染防止法」で 排出基準が定められており、この基準が
守られていればこれらの物質が悪臭として敷地境界外に
影響を与える可能性はほとんどないと考えられる。新ご
み処理施設では、大気汚染法で定められた排出基準より
もさらに厳しい自主基準を設け、これを確実に遵守する
ため安定的な稼働が可能な施設とする。排水から発生す
る悪臭については、特に排水中の硫酸イオン濃度が高く
なると、BOD や温度条件によっては硫酸還元菌が繁殖し
硫化水素を発生して悪臭を生ずることがあるため、適正
な排水処理に努めるほか、灰質の悪化防止や、用水の再
利用率についても考慮することが必要である。なお、硫
化水素については悪臭の観点だけでなく、安全の観点か
らも適切な管理が必要である。

5.3 公害防止基準の設定
(3)騒音・振動対策  ごみ焼却施設には、空気圧縮
 機や送風機以外にもポンプ、クレーン等の出力の大き
な原動機を持つ設備があり、集じん器の槌打音や排水処
理設備の水音あるいは排風口等が騒音源となることもあ
る。誘引送風機の回転数が煙突や煙道の固有振動数と同
調することにより、騒音を発生する現象にも注意する必
要がある。また、ごみ焼却施設においては誘引通風機や、
リサイクル施設においては回転式破砕機等の大型の回転
機器については、振動の原因となることに注意が必要で
ある。騒音の防止対策としては、低騒音型の機器を採用
するとともに、これらを地下や建物内部に設置する等、
外部に漏洩しないよう配置することが重要である。また、
排風口の位置や、音の反射にも注意し、音源の種類と敷
地境界までの距離を考慮した設計を行い、試運転後に騒
音問題が生ずることのないようにする。振動の防止対策
としては、低振動型の機器を採用するとともに、特に振
動を発生する機器については防振ゴムの設置や独立基礎
とする等の対策を行う。

(4)主灰・飛灰処理
焼却炉下部に排出される主灰は高温であるため、灰冷却
設備にて冷却が必要である。飛灰は、ボイラーの伝熱面
や排ガス処理設備・配管内に付着したばいじんや、集じ
ん器において捕集したばいじんであり、重金属を含むた
め、薬剤処理(キレート処理)による安定化処理が必要
である。 

(5)排水対策
 排水については、「排水クローズド方式」とする場合
と、「下水道放流」とする場合が考えられる。本計画で
は、エネルギー回収率が大きいことや、塩化水素・硫黄
酸化物除去のために乾式法を採用するため排水中に塩類
等は多く含まれないことから、「下水道放流」を採用す
る。

□ 基本は「クローズドシステム」、イニシャルコスト、
ランニングコストが課題(例:減熱プロセスなどがコス
ト増・発電効率低下)、但し、下水道放流による使用費
や共用リスクコストの要試算。

5.3 公害防止基準の設定
 公害防止基準の決定にあたっては、規制基準のほか、
今後実施を予定している環境影響評価等による要求基準
等も考慮に入れる必要がある。規制基準は、環境基準を
目標に行政が行う個別の施策の中において、法律または
条例に基づき、具体的に公害等の発生源を規制するため
の基準一般のことである。規制基準は、発生施設から外
界に排出される汚染物質等について定められた許容限度
のことをいい、全国一律に同じ基準値が適用される一律
基準と、都道府県が一定の区域を限り条例でより厳しい
基準を定める上乗せ基準がある。なお、規制基準の呼称
は法律によって異なり、大気汚染防止法およびダイオキ
シン類対策特別措置法では「排出基準」、水質汚濁防止
法では「排水基準」、騒音規制法・振動規制法・悪臭防
止法では「規制基準」と呼ばれている。ごみ処理施設で
設定する基準を「公害防止基準」と呼ぶことがあり、ご
み処理施設では、規制基 準と同等か それ以上に厳しい
自主基準が設定されることが通例的に行われている。な
お、 通常の運転に おいては公害防止基準よりもさらに
低い値を運転管理値として設定し、その値を目標として
運転されることが一般的である。新ごみ処理施設の公害
防止基準については、以下のとおり。


(2)悪臭対策
(前略) 新ごみ処理施設では、大気汚染法で定められ
た排出基準よりもさらに厳しい自主 基準を設け、これ
を確実に遵守するため安定的な稼働が可能な施設とする。
排水から発生する悪臭については、特に排水中の硫酸イ
オン濃度が高くなると、BOD や温 度条件によ っては硫
酸還元菌が繁殖し硫化水素を発生して悪臭を生ずること
があるため、適正な排水処理に努めるほか、灰質の悪化
防止や、用水の再利用率についても考慮することが必要
である。なお、硫化水素については悪臭の観点だけでな
く、安全の観点からも適切な管理が必要である。
 ごみ焼却施設には、空気圧縮機や送風機以外にもポン
プ、クレーン等の出力の大きな原動機を持つ設 備があ
り、集じん器の槌打音や排水処理設備の水音あるいは排
風口等が騒音源となることもある。誘引送風機の回転数
が煙突や煙道の固有振動数と同調することにより、騒音
を発生する現象にも注意する必要がある。また、ごみ焼
却施設においては誘引通風機や、リサイクル施設におい
ては回転式破砕機等の大型の回転機器については、振動
の原因となることに注意が必要である。騒音の防止対策
としては、低騒音型の機器を採用するとともに、これら
を地下や建物内部に設置する等、外部に漏洩しないよう
配置することが重要である。また、排風口の位置や、音
の反射にも注意し、音源の種類と敷地境界までの距離を
考慮した設計を行い、試運転後に騒音問題が生ずること
のないようにする。振動の防止対策としては、低振動型
の機器を採用するとともに、特に振動を発生する機器に
ついては防振ゴムの設置や独立基礎とする等の対策を行
う。
 
(3)騒音・振動対策
 ごみ焼却施設には、空気圧縮機や送風機以外にもポン
プ、クレーン等の出力の大きな原動機を持つ設備があり、
集じん器の槌打音や排水処理設備の水音あるいは排風口
等が騒音源となることもある。誘引 送風機の回転数が
煙突や煙道の固有振動数と同調することにより、騒音を
発生する現象にも注意する必 要がある。また、 ごみ焼
却施設においては誘引通風機や、リサイクル施設におい
ては回転式破砕機等の 大型の回転機器については、 振
動の原因となることに注意が必要である。  騒音の防止
対策としては、低騒音型の機器を採用するとともに、こ
れらを地下や建物内部に設置する 等、 外部に漏洩しな
いよう配置することが重要である。また、排風口の位置
や、音の反射にも注意し、音源の種類と敷地境界までの
距離を考慮した設計を行い、試運転後に騒音問題が生ず
ることのないようにする。振動の防止対策としては、低
振動型の機器を採用するとともに、特に振動を発生する
機器について防振ゴムの設置や独立基礎とする等の対策
を行う。

(4)主灰・飛灰処理
 焼却炉下部に排出される主灰は高温であるため、灰冷
却設備にて冷却が必要である。飛灰は、ボイラーの伝熱
面や排ガス処理設備・配管内に付着したばいじんや、集
じん器において捕集したばいじんであり、重金属を含む
ため、薬剤処理(キレート処理)による安定化処理が必
要である。

(5)排水対策 排水については、「排水クローズド方
式」とする場合と、「下水道放流」とする場合が考えら
れる。本計画では、エネルギー回収率が大きいことや塩
化水素・硫黄酸化物除去のために乾式法を採用するため
排水中に塩類等は多く含まれないことから、「下水道放
流」を採用する。(以下省略)

第6章 エネルギー利用計画・高効率発電の検討
6.1 エネルギー利用方法について

(1)暖房給湯

 燃焼ガスと熱交換して温水を発生させるか、あるいは、
ボイラーで発生した蒸気を熱交換器で清 水と熱交換し
て温水をつくり、ごみ焼却施設内の風呂場や給湯設備に
供給する。また、暖房用放熱 器に温水を送り、施設内
の暖房に利用する。
(2)広域熱供給
 ボイラーで発生した蒸気を直接、あるいは、熱交換器
で温水を加熱して高温水 (130℃~160℃)を つくり地域
冷暖房など振興施設へ熱供給する。
(3)発電
 ボイラーで発生した蒸気を利用して、蒸気タービン発
電機により施設内消費の電力を発電する。また、余剰の
電力が生じる場合は、他施設への電力供給、電力会社へ
売電する。

(4)プラントにおけるプロセスヒート利用
 ボイラーで発生した蒸気を蒸気式空気予熱機、脱気器、
汚泥乾燥および排ガス再加熱(白煙防止) などのプラント
機器を運転するための熱として利用する。熱回収および
熱利用の形態を次図に、余 熱利用設備と必要熱量の例
を次表に示す。


表 余熱利用設備とその必要熱量



6.2 利用可能熱量について
 ごみ焼却により発生する熱および利用可能熱量につい
て、試算を行った。時間当たりの熱量(MJ/h)は以下のと
おりである。

【ごみ焼却による発生熱量】
 容器包装プラおよび廃食用油を分別する場合(分別統
一案③) 施設規模 144t/日、低位発熱量(基準ごみ)
9,560kJ/kg ⇒ 平均 57,360MJ/h 容器包装プラおよび廃
食用油を燃やすごみに含む場合(分別統一案①・案②)
施設規模 147t/日、低位発熱量(基準ごみ) 10,240kJ/kg
⇒ 平均 62,720MJ/h (上記は 2 炉運転時の発生熱量で
あるため、1 炉運転/2 炉運転/全炉停止の状態によって、
総発生熱量は変動する。)

【利用可能熱量】
 燃焼用空気持込熱、ボイラー熱回収率、ごみ処理での
必要熱量を勘案し、発生熱量の 60%※とする。容器包
装プラおよび廃食用油を分別する場合(分別統一案③)
57,360MJ/h×60% = 平均 約 34,416MJ/h よって、2炉
運転のときは、34,416MJ/h の熱量を利用可能(基準ご
み時)と試算される。 容器包装プラおよび廃食用油を
燃やすごみに含む場合(分別統一案①・案②) 62,720
MJ/h×60% = 平均 約 37,632MJ/h よって、2 炉運転
のときは、37,632MJ/h の熱量を利用可能(基準ごみ時
)と試算される。
※ごみ焼却による発生熱量に、燃焼用空気の熱量等を加
えたものが総熱量となる。総熱量のうち、一部は廃熱ボ
イラーで 熱回収を行う際に損失する。回収した熱量の
さらに一部はごみ処理工程で必要な熱量(脱気器加熱、
燃焼用空気予熱、 ガス再加熱等)として消費され、残
りを余熱として利用可能となる。ここでは、余熱利用可
能熱量を、ごみ焼却による 発生熱量の約 60%として検
討する。

6.3 高効率発電の検討 
 ごみ焼却施設のエネルギー回収は、燃焼ガス冷却設備
としてボイラーを設けることにより、蒸気エネ ルギー
を回収している。蒸気エネルギーを発電や他施設への熱
供給を行うことで有効利用を行っている。多くのごみ焼
却施設で実施されているのが発電利用である。ごみ焼却
施設での発電は、施設内の所要電力を賄う自家発電にと
どめる方式と余剰電力を電力会社へ逆送電し、売却する
方式がある。国では、廃棄物の3R(リデュース、リユ
ース、リサイクル)を総合的に推進するため、広域的か
つ総合的に廃棄物処理・リサイクル施設整備を計画(循
環型社会形成推進地域計画)に位置付けられた施設整備
に対し交付金を交付している。本施設整備では、交付金
を活用するため、エネルギー回収率を16.5%として計画
する。

【外部熱供給を想定する場合】
  利用可能熱量を全て発電に用いるのではなく、外部へ
の熱供給(4,000MJ/h と想定)を行う場合には、発電出
力は約300kW低下する。



第7章 プラント計画および土木・建築計画
7.1 熱回収施設のプラント計画
(1)処理フロー
熱回収施設の処理フローは以下のとおりとする。 ※()
内は必要に応じて設置する。 


(2)主要設備計画
 1) 受入・供給設備
   受入・供給設備は、搬入されるごみ量、搬出される
  焼却残渣量等を計量する計量機、ごみ収集車がごみ
  ピットにごみを投入するために設けられるプラット
  ホーム、ごみを一時的に貯えて収集量と焼却量を調
  整するごみピット、およびごみピットからごみをホ
  ッパに投入するごみクレーン等で構 成する。

  ① 計量機
    搬入されるごみ、搬出される焼却残渣の量、搬
   出入車両重量等を正確に把握するため、計量機の
   形式は「ロードセル方式」とし、搬入用 2基と搬
   出用 1 基の合計 3 基設置する。また、操作方式
   は「全自動計量方式」とし、計量の効率化を図る。
    なお、計量機の秤量は最大 30tとする。
    なお、リサイクル施設に搬入されるごみや搬出
   される資源物等も計量する。

  ② プラットホーム
    プラットホームは、ごみ収集・運搬車両からご
   みピットへの投入作業が容易かつ安全に行え、渋
   滞等をできる限り生じないように十分なスペース
   として幅員 20m程度を確保する。なお、建設候
   補 地は沖積層に該当し、掘削工事時には地下水
   の排水対策が課題となる。地下部分の掘削量を低
   減するため、プラットホームは 2 階(GL+5.0m
   程度)とし、スロープにより搬入する計画とする。
    また、プラットホームには 10tダンプが進入で
   きるよう配慮する。運搬車両の出入口には、車両
   を検知して自動で開閉する鋼製・両引き式のプラ
   ットホーム出入口扉を設け、ごみ収集車が自動扉
   から進入後、完全に扉が閉じられ、プラットホー
   ム内の臭気が屋外に漏洩しないものとする。また
   エアカーテンを設ける等、臭気を極力遮断できる
   ようにする。清掃のため全域を水洗い可能なよう
   散水栓を設け、排水溝はごみ投入位置における搬
   入車両の前端部よりやや中央寄りに設ける。また
   排水溝は清掃が容易な構造とする。プラットホー
   ム下部については、工作室や貯留ヤード、収集車
   洗車場等に利用する。また、層階には、管理事務
   所や会議室等を設置する。

  ③ ごみ投入扉
    ごみ投入口には、車両を検知して自動で開閉す
   る鋼製・両開き式のごみ投入扉を設け、ごみ収集
   車よりごみをごみピット内に安全に投入でき、ご
   みピット内の臭気の漏洩防止および転落防止が可
   能なものとする。搬入車が集中する時間帯でも車
   両が停滞することなく円滑に投入作業が続けられ
   るよう、5基設置(うち 1 基はダンピングボッ
   クスを設置する。クレーン操作室からのロックが
   可能な構造とし、ごみピット室内を負圧として臭
   気が外部に漏れるのを防ぐためにごみをピットに
   投入する時間以外は基本的に閉状態とする。

  ④ ごみピット
    ごみピットは、基準ごみの単位体積重量におい
   て施設規模の7日分以上の貯留が可能な容量を確
   保する。(ピット容量は、投入扉下面のシュート
   下部から水平線以下を有効容量として算定するも
   のとする)ピットの奥行きは自動運転と攪拌効果
   を考慮し、クレーンバケットの開き寸法に対して、
   3倍以上とする。ごみピットは地下水の漏水を考
   慮し、水密コンクリートを使用した鉄筋コンクリ
   ート造とし、ピット壁へのごみクレーンバケット
      の衝突、ごみの積上げに対しても十分考慮した耐
      圧性の強構造とする。ピットの底部には、ごみの
      汚水を容易に排水できるように一定の勾配をつけ
      て、汚水をごみピット排水貯留槽に導くようにす
      る。尚
、ごみピット内を常に負圧に保つとともに
   ごみピット内粉じんや臭気がごみピット周辺に漏
   洩しない気密構造とする。また、ごみピット内は、
   貯留ごみが原因となり火災が発生することがある
   ため、火災対策として、ごみピット火災自動検知・
   消火装置を設ける。

  ⑤ ごみクレーン
    ごみピットからごみをごみ投入ホッパへ供給す
   るとともに、ごみピット内のごみを均し整理、攪
   拌、積上げを行うために設置する。形式は「バケ
   ット付天井走行クレーン」、計量装置は「ロード
   セル式」とし、2 基(交互運転)設置する。また、
   ごみクレーンバケット 2 基を収納でき、整備で
   きるホッパステージを設ける。 クレーン走行ガ
   ーター・横行ガーターは、揺れ・ひずみが発生し
   ない構造とする。クレーン稼 働率は、投入 33%
   以下、攪拌 33%以下となるようにする。また、
   ごみクレーン操作室および中央 監視室での全自
   動運転/半自動運転/手動運転が可能なものとする。
                   この項つづく



滋賀に適した再生可能エネルギーとはⅡ
【オール水力システム】


2020年7月28日
県内初「管水路用マイクロ水力発電システム」本格稼働! 

考えてみれば, 琵琶湖自体が疑似人造な多目的ダムであ
り、天ヶ瀬ダムは26,280,000 m³もの総貯水量をもつ放流
調整機能と天ヶ瀬発電所(92,000kW)と喜撰山発電所 (
466,000kW)で合計558,000kWを発電量をもつ水力発電機能
をもち、平等院鳳凰堂(世界遺産)や宇治橋、天ヶ瀬森
林公園観光資源をもつ。その他伊吹発電所(5.4MW),永源
寺発電所(5MW)、荒川発電所(2.4MW)、草野川発電所(
2.3MW)、大同川発電所(1.6MW)、栃生発電所(1.37MW)、
犬上発電所(1.1MW)、神崎川発電所(1.1MW),高時川発
電所(1MW)、小泉発電所(096MW)、姉川ダム発電所(
0.9MW)、大鳥居発電所(0.8MW)、青土ダム管理用発電
(0.25kW)、足俣川小水力発電所( 0.194MW)、長福寺分
水マイクロ水力発電所(0.035MW)、湖北中央幹線3,4号
発電(0.025MW)、姉川エコ発電所(0.0175MW)、長浜
市高月町小水力発電設備5号(0.155MW),長浜市高月町
小水力発電設備10号(0.01MW)など。
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出所:滋賀県の発電所一覧地図・ランキング,エレクト
リカル・ジャパン,発電所マップと夜景マップから考え
る日本の電力問題
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  この「管水路用マイクロ水力発電システム」は、館内
壁を超撥水仕上げとし、取水口でのシリカや混入物を出
来る限り取り除き、LED深紫外線殺菌させておくことが
ポイントでポンプモータは軽量・小型で大出力を、先回
地域循環共生圏概論 ㊷)で紹介した「ピコ水力発電
システム」型として山岳部の取水ダムから琵琶湖河口部
間に管水路の複数箇所に設置し発電させ併行する集電線
にて集め蓄電池(仮想発電所)にて貯蔵給配電を行う。
できれば、揚水管水路を敷設、源泉ダムに戻すれば、位
置エネルギーを効率良く発電利用しながら渇水対応(蒸
発分はロスするが)恒久的に発電できる。この構想のヒ
ントになったのは、下写真の「電気トラックが山で水力
エネルギーを効率生成」(極東極楽)である。願参考!


関連論文
Hunt, J., Jurasz, J., Zakeri, B., Nascimento, A., Cross, S., Sch-
wengber ten Caten, C., de Jesus Pacheco, D., Pongpairoj, P.,
Leal Filho, W., Tomé, F., Senne, R., van Ruijven, B. (2022).
Electric Truck Hydropower, a Flexible Solution to Hydropower
in Mountainous Regions. Energy
DOI:  10.1016/j.energy.2022.123495

□ 北陸地方周辺でM6.0±0.5(4/12ごろまで)地
震予測が、地震科学探査機構(JESEA)から、3月14日
に発出されております。会員の皆様にご連絡させていた
だきます。


あくまでも予測です。願参考!

【脚注及びリンク】
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