し尿処理施設整備 基本計画

し尿処理施設整備
基本計画
【概要版】
平成 24・25 年度
環境 部
業務成果
クリー ン推進 課
1. 背景および現状
(1)臨海衛生工場の整備経過および現状
市原市のし尿処理施設である臨海衛生工場は,昭和 41 年(1966 年)の当初建設以来,
5回の大規模改修を経て,設備の老朽化が懸念されており、施設の更新が急務である。ま
た、し尿及び浄化槽汚泥の搬入量は,平成 21 年度実績で約 200kL/日と現有処理能力に対
して 68%であり,今後も公共下水道の普及に伴い,さらに減少することが予想されている。
(2)し尿処理施設更新に係る基本方針
臨海衛生工の更新の緊急性や、市原市の生活排水処理に係る現状を踏まえ、長期的な安
定処理の確保及びライフサイクルコストの低減に向け、平成 32 年度の新施設稼働を目標と
した、し尿処理施設の更新に係る取組方針を策定した(H24 年 3 月部長決裁(合議先:企
画部、財政部、都市整備部、経済部))
(3)生活排水処理形態別人口の推移および将来推計
処理形態別人口(人)
300,000
(現状)
測)
公共下水道
農業集落排水施設
合併処理浄化槽
(将来予
200,000
100,000
0
H20 H22 H24 H26 H28 H30 H32 H34 H36 H38 H40 H42 H44 H46 H48 (年度)
H50
図 1
生活排水処理形態別人口の推移
(4)施設規模及びし尿・浄化槽汚泥の性状の設定
「汚泥再生処理センター等施設整備の計画・設計要領(2006 改訂版)」に基づき,平成
32 年度の新施設稼動時の施設規模を以下のとおり設定した。
表 1
新施設稼動時(H32)の施設規模及び性状
し尿・浄化槽汚泥(収集汚泥)
(単位)
項目
脱水後処理水
し尿
浄化槽汚泥 混合汚泥
平均収集量 (kL/日)
18.2
122.1
140.3
(kL/日)
20.4
136.8
157.2
施設規模
BOD
(mg/L)
8,100
4,300
4,800
1,100
※施設規模=収集量×1.12(実績変動率)
COD
(mg/L)
3,300
3,300
3,300
630
SS
(mg/L)
6,600
8,800
8,500
850
T-N
(mg/L)
2,000
700
900
430
T-P
(mg/L)
300
200
200
20
N-Hex
(mg/L)
800
800
800
10
1.12(実績変動率)
※施設規模=収集量×
2. 処理方式の検討
(1)実現の可能性の高い処理方式の抽出
し尿・浄化槽汚泥を単独処理する場合,下水処理施設で共同的に処理する場合の処理方式に
ついて,本市において実現可能かつ現実的な処理方式を抽出した。
1)単独処理方式の抽出
単独処理方式について以下のとおり1案を選定した。
○水処理方式:浄化槽汚泥対応型膜分離高負荷脱窒素処理方式
○汚泥処理方式:助燃剤化
①水処理方式(浄化槽対応型膜分離高負荷脱窒素処理方式)
し尿処理施設の水処理方式は以下の方式があるが、このうち浄化槽汚泥混入率の高い
地域向けに開発された処理方式が浄化槽汚泥対応型膜分離高負荷脱窒素処理方式が最も
適している。
表 2
各水処理方式の特徴
標準脱窒素
処理方式
高負荷脱窒素
処理方式
膜分離高負荷
脱窒素処理方式
浄化 槽対 応 型膜 分 離高 負
荷脱窒素処理方式
設備機器
×10 倍程 度の 希釈 が
必要であり、水槽類が
大きくなる
○水槽類が小さくなる
○水槽類が小さくなる
×膜処理設備の補修等
が必要である
安定処理
×浄化槽汚泥混入率
により、脱窒助剤の投
入量の増加が懸念さ
れる
×浄化槽汚泥の混入率
が多いと安定した処理
が難しい。
×浄化槽汚泥の混入率
が多いと安定した処理
が難しい。
◎施 設規 模 が最 も コン パ
クトである
×膜処 理 設備 の 補修 等 が
必要である
○後 段の 水 質負 荷 が低 減
される。
◎浄 化槽 汚 泥の 混 入増 加
にお いて も 安定 処 理が で
きる。
その他
○実用施設での実績
が多い
×高濃度運転のため、高
度な維持管理技術が必
要である。
×高濃度運転のため、高
度な維持管理技術が必
要である。
◎資 源化 方 式が 助 燃剤 化
の場合、最も効率的である
②汚泥処理方式(助燃剤化〔高効率脱水後,福増クリーンセンターで焼却])
福増クリーンセンター第二工場は,発電設備を備えており,焼却の余熱利用により、
発電に寄与することが可能であることから助燃剤化が最も適している。ただし、福増
クリーンセンター住民対策協議会において地元合意を得る必要がある。
表 3
各汚泥処理方式の特徴
メタン発酵
堆肥化
助燃剤化
乾燥・炭化
リン回収
他市実績
×2 件
◎18 件
◎16 件
○7 件
×2 件
資源化後
汚泥処理
×必要
◎必要なし
◎必要なし
◎必要なし
×必要
設備機器
安定処理
備考
H15 以降の実績
×多い
○多少多い
×多い
×多い
助燃剤化は脱水
◎少ない
(メタン発酵,貯 (発酵,製品化設
(乾燥・炭化機熱 (リン回収,生物 機 の 高 効 率 化 の
(高効率脱水機等)
留,利用設備等)
備等)
発生装置等)
処理設備等)
み
×供給先確保
が必要
×需要確保
が必要
◎安定処理
が可能
×需要確保
が必要
×需要確保
が必要
2)共同処理方式の抽出
共同処理方式の選定にあたっては,①投入先の下水処理施設,②投入施設でのし尿・浄化
槽汚泥の処理の内容,③下水処理施設への投入方法,について複合的に検討した。その結
果4案の処理方式を抽出した。
【抽出した4案】
①し尿・浄化槽汚泥の脱水投入
②し尿・浄化槽汚泥の希釈投入
③し尿・浄化槽汚泥の汚泥系投入
④し尿・浄化槽汚泥を分離投入
3) 実現の可能性の高い処理方式の抽出
本市における実現の可能性の高い処理方式として、以下の 5 案の処理方式(単独処理方
式 1 案,共同処理方式 4 案)を抽出した。
表 3
共同処理
対象施設
建設地
実現の可能性の高いパターンの抽出結果
◯し尿・浄化槽汚泥の単独処理
・共同処理を行わない。
・汚泥助燃剤化(資源化)
単
独
処
理
処理フロー
処理方式
搬
入
除
さ
水処理
高度処理
汚泥
処理
河川放流
汚泥資源化
し渣・沈砂
臨
①し尿・浄化槽汚泥の脱水後ろ液投入
・し尿処理施設で固液分離し,ろ液を下水道
投入する。
・希釈後水量は約 500m3/日(4~5 倍希釈)
・汚泥助燃剤化
海
衛
生
共
同
処
理
工
松
場
ヶ
敷
島
地
終
内
末
に
処
建
理
設
場
簡易
処理
除
さ
搬
入
希釈
下水道投入
汚泥資源化
または
外部搬出
し渣・沈砂
水処理系
②し尿・浄化槽汚泥の希釈水処理系投入
・し尿・浄化槽汚泥を除さ後希釈し,下水道
水処理系へ投入する。
・希釈水量が大きくなる(約 4,500m3/日:30
倍希釈)。
除
さ
搬
入
希釈
下水道投入
し渣・沈砂
汚泥処理系
③し尿・浄化槽汚泥の無希釈汚泥処理系投入
・し尿・浄化槽汚泥を除さ後無希釈で圧送し,
下水道汚泥処理系へ投入する。
除
さ
搬
入
(汚泥圧送)
下水道
(汚泥系へ)
し渣・沈砂
水処理系/
汚泥処理系
④し尿と浄化槽汚泥を分離投入
・し尿を除さ後希釈後水処理系へ投入
・浄化槽汚泥は除さ後汚泥処理系へ投入。
し
尿
浄
化
槽
汚
泥
希釈
下水道投入
(水処理)
除
さ
下水道
(汚泥系へ)
し渣・沈砂
(2)共同処理における法制度面の整理
し尿等の下水道投入については、関係法令上で明確な規定があるものではない
が、国土交通省、環境省において「下水道計画区域内外を問わず、し尿等の下水
道投入は現行制度上可能であり、これらを含む、し尿処理場の今後の対応は社会
情勢を考慮し、各市町村で判断するもの」という考え方が明確にされており 1、全
国でも 150 を越える自治体が様々な手法でし尿等の共同処理を実施している 2。こ
のことから、下水道投入については、当該地域の実情を踏まえ、市町村の判断で
実施することが最も重要である。また、一般的な共同処理の解釈は以下のとおり
であり、廃棄物処理法/下水道法の適用範囲については、千葉県資源循環推進課
からも同様の回答を得ている。
1)廃棄物処理法/下水道法の適用範囲
し尿等は、下水処理施設や、下水道管渠へ接続した段階で、廃棄物処理法
の適用外となり、下水道法が適用される。ただし、し尿処理施設で分離後の
しさ・脱水汚泥の処理については、廃棄物処理法の適用を受けるため、一般
廃棄物処理施設の許可・届出のある施設での処理が必要である。
2)共同処理の位置付けについて
下水道事業としての位置付けを行わず、下水道事業計画区域外のし尿等を
下水道投入する場合であっても、下水道管理者の判断で共同処理は可能であ
るが、下水道計画で処理量を見込めないため、下水処理施設の能力の余裕の
範囲内で処理することが条件となる。また、し尿等の共同処理を下水道事業
として実施し、処理量を下水道計画で見込むことも方法のひとつとしては考
えられる。
(3)共同処理による下水処理施設への影響
し尿・浄化槽汚泥を下水処理施設に投入した場合の影響について,容量計算及び
活性汚泥モデル(ASM)により検証し,下水処理施設への影響を評価した。その結
果,いずれの処理方式においても,既存の下水処理施設の能力の余裕の範囲で処理
が可能であると評価した。ただし以下の点については留意が必要である。
○し尿等を投入することにより松ヶ島終末処理場での汚泥発生量が 50wet-t/日と
試算されたが、松ヶ島終末処理場の焼却炉 1 炉(50t炉)のみでの処理を行う場
合余裕があるとは言えない状況である(脱水後ろ液投入処理方式は除く)。ただし、
算定結果は焼却炉の能力確認を行う上で、やや安全側の数値となっている。
1
2
構造改革特区第 19 次 再々検討要請回答(国土交通省・環境省)
「一般廃棄物処理実態調査」「下水道統計」より把握(ともに平成 22 年度実績)
(4)総合評価の実施
実現の可能性の高い処理方式として抽出した5案の処理方式について,以下の項
目の総合評価を行った。
○施設配置及び動線計画
○事業費(施設建設費,投入施設側,下水処理施設側の維持管理費)
○下水処理施設への影響
○脱水汚泥の処理方式
各評価項目の内容は以下に示すとおりであり,し尿・浄化槽汚泥を下水道で共同処
理する場合は,し尿・浄化槽汚泥の除さを行なってから汚泥処理系へ投入する場合が
建設費・維持管理費的に最も有利となる。
【し尿・浄化槽汚泥の汚泥処理系投入を有利とする理由】
○し尿処理施設側の必要設備が少なく,施設建設費,維持管理費が最も安価と
なる。
○下水処理場への負荷は,し尿処理施設側で簡易処理(脱水)を行う案と比較
して高いが,汚泥処理系であっても,下水処理場の現有設備の余裕の範囲内
で処理することが可能である。
し尿・浄化槽汚泥の処理方式案の比較結果
単独処理
処理方式
汚泥再生処理センター
し尿
スクリーン
脱水
水処理
高度処理
浄化槽汚泥
公共用水域
放流
し尿
車両搬入
スクリーン
し尿
脱水
希釈
スクリーン
車両搬入
脱水汚泥
し 渣
し尿
希釈
車両搬入
スクリーン
浄化槽汚泥
し 渣
脱水汚泥
下水道投入
(汚泥処理系)
下水道投入
(水処理系)
し尿
車両搬入
浄化槽汚泥
車両搬入
除さ・脱水・希釈→下水道投入
福増CCで焼却処理
(処理水高度処理後河川放流)
主要な設備
施設規模
・受入
・除さ
・主処理(水処理設備)
・脱水設備
・高度処理設備 等
・受入
・除さ
・脱水設備
・希釈設備
・投入設備 等
・施設面積は1,500~1,700m2 程度となる。
・受入
・除さ
・希釈設備
・投入設備 等
・施設面積は1,100~1,300m2 程度となる。
イニシャルコスト
4,260百万円
(3,317百万円)
総事業費(15年)
(交付金考慮)
除さ・希釈→下水道投入
7,328百万円
(6,385百万円)
イニシャルコスト
3,595百万円
(2,957百万円)
6,396百万円
(5,758百万円)
福増CCで焼却処理
ランニングコスト
3,068百万円
ランニングコスト
2,801百万円
4,465百万円
ランニングコスト
6,443百万円
し尿処理施設側
917百万円
ランニングコスト
1,594百万円
下水処理施設側
5,467百万円
し尿処理施設側
925百万円
ランニングコスト
1876百万円
下水処理施設側
677百万円
下水処理施設側
951百万円
脱水汚泥の発生状況
下水処理施設/し尿処理施設で分離発生
下水処理施設/し尿処理施設で分離発生
下水処理施設へ集約される
下水処理施設へ集約される
下水処理施設へ集約される
脱水汚泥の活用方法
既存一般廃棄物焼却施設へ助燃剤として投入
既存一般廃棄物焼却施設へ助燃剤として投入
松ヶ島終末処理場で焼却処理
(焼却灰は民間委託による資源化)
松ヶ島終末処理場で焼却処理
(焼却灰は民間委託による資源化)
松ヶ島終末処理場で焼却処理
(焼却灰は民間委託による資源化)
影響はない
影響は少ない
影響は少ない
影響は少ない
影響は少ない
下水処理施設への負荷
総事業費のうち、下水処理施設側の費用(維持管理費増加分)については、投入場所に応じ、以下の方法で算出した
【下水処理施設の維持管理 ・水処理系へ投入する場合・・・下水道条例第14条に基く使用料を、投入量に乗じて算出
費の算出方法について】 ・汚泥処理系へ投入する場合・・・下水処理施設の㎥辺りの維持管理費を算定し、投入量を乗じて算出
※投入量は、実際の負荷を鑑み、全ての共同処理方式において、現行の協定値(BOD300mg/L等)まで希釈した場合の水量として乗じた。
◯環境省の循環型社会形成推進交付金制度の対象事業である有機性廃棄物リサイクル推進施設(汚泥再生 ○市の単独費としての整備となる
処理センター)としての整備となる(交付率1/3)
〇社会資本整備総合交付金制度(MICS)事業対象となる場合は別途試算が必要
補足
・施設面積は1,000~1,200m2 程度となる。
イニシャルコスト
2,589百万円
4,101百万円
し尿処理施設側
976百万円
下水処理施設
712百万円
脱水汚泥
処理方式
浄化槽:除さ→下水道投入(汚泥処理系)
イニシャルコスト
2,507百万円
9,074百万円
下水道投入
(汚泥処理系)
・受入
・除さ
・希釈設備
・投入設備 等
・施設面積は1,000~1,200m2 程度となる。
イニシャルコスト
2,631百万円
し尿処理施設側
2,090百万円
スクリーン
し尿:除さ・希釈→下水道投入(水処理系)
除さ→下水道投入
・受入
・除さ
・投入設備 等
・施設面積は1,000~1,200m2 程度となる。
希釈
し 渣
福増CCで焼却処理
水処理・汚泥処理
スクリーン
し 渣
福増CCで焼却処理
福増CCで焼却処理
下水道投入
(水処理系)
し尿等投入施設
分離投入
下水道投入
(水処理系)
し 渣
共同処理④
分離投入(水処理系/汚泥処理系)
し尿等投入施設
浄化槽汚泥
浄化槽汚泥
処理フロー
共同処理③
汚泥処理系投入
し尿等投入施設
し尿等投入施設
し尿処理施設
車両搬入
下水処理施設での共同処理
共同処理②
水処理系投入
共同処理①
脱水投入(汚泥再生処理センター)
【特定財源】
〇建設地は臨海衛生工場用地とする
【建設地】
3.今後整理すべき課題
(1)全庁的な意志統一およびその手法
し尿等の共同処理については、関係法令等において明確な位置付けはないも
のの、各自治体の判断により、様々な手法で実施されている。
提案された5案の処理方式については、一般的に実現可能な処理方式として
抽出されたものであるが、本市における実現性については、関連する各種計画、
市条例、内部規定等を整理し、本市における懸案事項を抽出した上で、法的・
技術的側面から判断していく必要がある。
○環境部局・下水道部局それぞれの視点から懸案事項を抽出する。
○抽出した懸案事項について、調整先、調整時期を明確にし、関係部局間
•
調整の上、対応案を整理する。
○懸案事項を整理した上で、環境部・都市整備部で有力案を選定し、下水
処理推進会議へ諮り、最適な処理方式を選定する。
(2)協議中に新たに提案のあった処理方式の検討
都市整備部との事前協議を踏まえ、し尿処理施設整備基本計画では将来計画
上、投入施設は松ヶ島終末処理場へ建設できないことを前提条件としているが、
人口の減少や、技術開発等によって将来計画上の余裕が出る可能性が出てきた
ため、今後は松ヶ島終末処理場用地に施設を建設することについて、再検証す
る必要がある。
(3)活用できる特財
活用できる可能性のある特別財源は以下のとおりである。
○循環型社会形成推進交付金【単独処理方式、共同処理方式①】
・汚泥再生処理センターとして整備
○社会資本整備総合交付金【共同処理方式②、③、④】
・下水道投入施設を下水道計画区域へ編入し、下水道計画に処理量を位置
付ける
・MICS 事業認可を受ける
※社会資本整備総合交付金を活用する場合、下水道事業として実施する必要
があることから、建設地の再検証を含め、関係部局間で協議が必要である。
4.平成26年度事業スケジュール
【H26.4
~
最適な処理方式の選定】
9
○関係部局間調整…懸案事項の抽出、対応案の整理
○下水処理推進会議…最適な処理方式の選定
【H26.9 ~
公共施設検討委員会(10/15 開催予定)】
10
○初期事前協議…委員会開催 30 日前
○付議依頼・事案書提出…委員会開催 14 日前
○事前説明…委員会開催 7 日前
○公共施設検討委員会
起
案
【H26.10
~
11
し尿処理施設整備方針(市長決裁)】
選定した処理方式について、以下の内容を定めた整備方針を策定する。
○選定の経緯・選定理由
○選定した処理方式の基本計画
①施設概要②処理フロー③施設配置・動線計画④主要設備機器⑤発
注方式⑥概算事業費
○新施設稼働までのし尿処理施設更新事業全体スケジュール
【H26.10
第 12 回政策会議(11/17 開催予定)】
○概要書提出…(30 日前)
○付議依頼…(2 週間前)
○政策会議(審議)
【H26.12
環境審議会】
○委員会への開催通知・事前資料送付…(委員会開催 3 週間前)
○環境審議会
~諮問~
○環境審議会
~答申~