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エバーパワー|産業用空気ソリューション|イギリス

廃水曝気用オイルフリー空気圧縮機:英国の浄水場が必要とするクリーンエアアップグレード

自治体の下水処理場が潤滑油を使用する送風機に依存している場合、エネルギーを無駄にするだけでなく、浄化しようとしている水そのものを汚染するリスクも伴います。このガイドでは、オイルフリーのスクリューコンプレッサーと遠心コンプレッサーが、英国の水道業界における生物学的曝気のあり方をいかに変革しているかを詳しく解説します。

オイルフリー技術
廃水曝気
英国の水道事業部門
エネルギー効率

エアコンプレッサー

Ever Power社は、過酷な廃水曝気環境向けに特別に設計されたオイルフリーの空気圧縮機と送風機を設計・製造しています。英国の水道事業者や産業廃水処理施設向けに、圧力範囲、流量容量、耐腐食性など、お客様のご要望に応じた仕様をご用意しています。

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生物学的汚水処理において曝気が重要な理由

活性汚泥法(イングランドとウェールズの都市下水処理の大部分を占める方法)では、圧縮空気は単なる補助的なものではなく、生物学的反応全体の主要な推進力となります。曝気槽底部にある微細気泡散気装置から供給される溶存酸素は、好気性細菌を生かし、活性を維持します。これにより、処理水が河川、河口、または海に放流される前に、細菌は生物化学的酸素要求量、浮遊物質、アンモニア、その他の汚染物質を分解します。

空気供給の質は極めて重要です。コンプレッサーオイルが1滴でも曝気槽に到達すると、微生物の活動を抑制し、酸素の伝達を阻害する油膜を表面に形成し、最悪の場合、二次沈殿槽を通過して最終排水に混入する可能性があります。これは、2016年環境許可規則に基づく直接的な規制違反となります。これが、英国中の水道会社が、オイル潤滑式のルーツブロワーをオイルフリーのスクリューコンプレッサーやオイルフリーの遠心ブロワーに急速に置き換えている根本的な理由です。廃水曝気用オイルフリーエアコンプレッサー

廃水曝気システムにおけるオイルフリー空気圧縮機の仕組み

吸気とろ過

多段式吸気フィルターを通して取り込まれた外気は、圧縮前に塵埃、水分、微粒子を除去します。特に、空気中の炭化水素汚染の可能性がある都市部の浄水場では、前処理ろ過が非常に重要です。

オイルフリー圧縮ステージ

オイルフリーのスクリューコンプレッサーでは、PTFEまたは水注入コーティングを施したツインローターが、潤滑油を一切使用せずに空気を圧縮します。遠心式ブロワーは、磁気軸受または空気軸受を備えた高速インペラを使用し、こちらも完全にオイルフリーで、ISO 8573-1クラス0の空気清浄度を実現します。

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流通と拡散

通常0.5~1.0バールゲージの圧縮空気は、ステンレス製またはHDPE製のヘッダーを通って、曝気槽の床面にタイル状に配置された膜式微細気泡散気装置へと送られます。気泡径は1~3mmで、単位空気量あたりの酸素伝達表面積を最大化します。

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VFDおよびDO制御

最新のオイルフリーコンプレッサーは、可変周波数駆動装置と溶存酸素(DO)センサーを統合しています。コンプレッサーはリアルタイムで流量を調整し、通常は1.5~2.5mg/LのDO濃度を目標とするため、過剰な曝気を維持するためにエネルギーが無駄になることはありません。

技術性能パラメータ — エバーパワー オイルフリーシリーズ

パラメータオイルフリーネジオイルフリー遠心分離機伝統的なオイル漬けの根菜
吐出圧力(bar g)0.3~4.00.3~1.50.3~1.0
風量範囲(m³/分)1.5~6010~3002 – 80
排気中の油分含有量0 mg/m3(クラス0)0 mg/m3(クラス0)0.1~5 mg/m3
比エネルギー(kW/m³/分)5.8~7.24.9~6.57.5~10.0
騒音レベル(dB(A) @ 1m)62~7268~7878~92
IP規格(モーター)IP55規格/IP65オプションIP55 / IP65オプションIP44規格(標準)
VFD制御標準標準入手困難
潤滑油交換間隔不要不要2,000~4,000時間ごと

英国の水道技術者にとって重要な製品の利点

油汚染リスクゼロ

ISO 8573-1クラス0認証空気とは、処理済み排水中に油ミスト、エアロゾルの持ち越し、二次汚染がないことを意味します。イングランド、ウェールズ、スコットランドの環境庁の排水許可基準を満たす上で不可欠です。

20%+ 省エネ

VFD(可変周波数駆動)式のオイルフリーコンプレッサーは、リアルタイムの酸素需要に合わせて出力を調整します。英国の設備からの運用データによると、下水処理場における最大のエネルギーコストである曝気時の電力消費量が22~28%削減されています。

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メンテナンス費用を削減する

潤滑油の交換も、オイルセパレーターの交換も、ギアボックスの摩耗もありません。Ever Powerのオイルフリーユニットは、エアエンドのメンテナンス間隔が8,000時間(従来のオイル式ブロワーの約2倍)と長く、無人作業場における計画メンテナンスによるダウンタイムを大幅に削減します。

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二酸化炭素排出量の削減

エネルギー消費量の削減は、スコープ2の炭素排出量の削減に直接つながります。水道事業者が水道事業国家環境プログラム(WINEP)の下でネットゼロ目標を追求する場合、送風機の交換は、利用可能な脱炭素化対策の中で最も迅速に投資回収できるものの1つです。

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より静かな動作

オイルフリーのスクリュー式送風機は、62~72dB(A)という静音性で、従来のルーツ式送風機よりも大幅に静かに動作します。これは、ギルフォード、チェルムズフォード、ハロゲートといった住宅地に近い工場など、騒音苦情が常に業務上の課題となっている地域では特に重要です。

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SCADAとスマート統合

Modbus、Profibus、およびEthernet/IP通信オプションにより、既存のサイトSCADAおよびBMSシステムとのシームレスな統合が可能です。遠隔DO監視、アラーム管理、および予知保全アラートは、Ever Powerクラウドダッシュボードからアクセスできます。

英国の水道・産業分野における応用事例

曝気におけるオイルフリー圧縮空気の必要性は、都市下水処理場にとどまりません。イングランド、スコットランド、ウェールズ全域には、クリーンで信頼性の高い低圧空気を必要とする様々な液体処理プロセスが存在し、油汚染はプロセス性能と環境規制の両方に深刻な影響を及ぼします。

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市営下水処理場

人口2,000人から50万人以上の浄水場における活性汚泥法、シーケンシングバッチリアクター(SBR)、膜バイオリアクター(MBR)。テムズ・ウォーター、セヴァーン・トレント、ヨークシャー・ウォーターの各浄水場では、送風機のアップグレードを積極的に進めている。

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食品・飲料排水処理

スコットランドの蒸留所、シュロップシャー州とサマセット州の乳製品加工工場、ハンバー地方の魚介類加工工場では、製品の品質基準により完全に油分を含まない空気が求められるため、敷地内に生物学的排水処理施設を稼働させている。

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医薬品・化学品ETP

チェシャー、ハートフォードシャー、および北西部の医薬品製造施設の排水処理施設では、交差汚染を防止し、バッチリリース基準を満たし、MHRA(医薬品・医療製品規制庁)の環境義務を遵守するために、ISOクラス0の空気清浄度が求められます。

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埋立地浸出水および工業用ラグーン

ミッドランズ地方と南東部の埋立地では、腐食性の高い高濃度の浸出液を曝気式ラグーンまたはバイオリアクターで処理している。これらの環境における油汚染は膜の目詰まりを加速させ、処理効率を著しく低下させる。

材質と構造:英国の水処理における過酷な条件下向けに設計されています。

下水処理場内の運転環境は過酷です。湿度は95%を超えることが多く、汚泥消化で発生する硫化水素は銅や鋼を腐食させ、曝気槽からの微細なエアロゾル粒子は電気機器の筐体に付着します。エバーパワー社の廃水曝気用オイルフリーコンプレッサーは、こうした現実を考慮して設計されています。

エアエンドローター
特殊形状のステンレス鋼または高ニッケル合金にPTFE/DLC(ダイヤモンドライクカーボン)コーティングを施したもの。腐食性の凝縮水や酸性ガスに耐性がある。
ケーシングとヘッダー
エポキシコーティングを施したダクタイル鋳鉄製ケーシング、または高H2S環境向けには316Lステンレス鋼製ケーシング。モーターおよび制御盤はIP65規格に準拠。
ベアリング
セラミックハイブリッドベアリングを標準装備。遠心式モデルにはアクティブ磁気ベアリング(AMB)も選択可能。これにより、機械的な接触と潤滑が完全に不要になります。
入口ろ過
G4 + F9多段式フィルター。VOC除去用活性炭プレフィルターはオプション。フィルターハウジングはすべてアルミニウムまたはGRP製で腐食を防止。
冷却システム
標準は空冷式。圧縮空気冷却水が利用可能な場所では水冷式も選択可能。高温環境の工場室内でエアエンドの寿命を延ばします。

顧客成功事例:ヨークシャー下水処理場が年間18万ポンドのエネルギー料金を削減

オウスバレー水道サービス - セルビー下水処理場、ノースヨークシャー

この45,000人相当のPE(人員)規模の工場では、2008年から4台のオイル潤滑式ルーツブロワーが稼働していました。2021年の検査で、曝気槽の表面に油膜が残っており、潤滑油の持ち越しが原因でディフューザーが故障していることが判明しました。排水水質データによると、BOD除去効率は設計値より約7%低い値でした。エバーパワー社の英国技術チームと協議した後、工場はEP-OFS-55オイルフリー可変速スクリューブロワーユニット3台をN+1冗長構成で設置しました。

操業開始後最初の18か月間の成果は目覚ましいものでした。測定された曝気エネルギー消費量は、処理済み廃水1立方メートルあたり1.24 kWhから0.91 kWhに減少しました。現在の英国の産業用電力価格が1 kWhあたり約28ペンスであることを考慮すると、これは年間約18万3000ポンドの大幅な節約に相当します。BOD除去率は3か月以内に設計効率に戻り、施設は環境庁(EA)の年次検査に違反指摘なしで合格しました。

18万3000ポンド
年間エネルギー節約額
27%
曝気エネルギーの削減
3.8年
単純回収期間

2年以上もの間、曝気レーンの表面に油が付着していました。Ever Power社のオイルフリーブロワーを取り付けたところ、数週間以内に問題は解消し、散気装置の交換費用も大幅に削減できました。

— ジェームズ・ハートリー、オペレーションマネージャー
南東部のテムズ・ウォーター(STW)

VFD制御システムは既存のSCADAシステムとスムーズに統合されました。以前は溶存酸素濃度が大きく変動していましたが、現在は2.0mg/Lという安定した濃度を維持しており、電力メーターも請求期間ごとに明らかに改善が見られます。

— サラ・マカリスター、プロセスエンジニア
スコティッシュ・ウォーター、スターリング近郊の処理施設

当社では、製麦工場の排水処理のために敷地内に排水処理施設(ETP)を設置しています。Ever Power社の見積もりは競争力のある価格でしたが、決め手となったのは、特注のステンレス製配管パッケージと、当社のバッチ排出パターンに合わせてユニットのサイズを正確に設計してくれる姿勢でした。

— クレイグ・ドナルドソン、エンジニアリングディレクター
スコッチウイスキー蒸留所、スペイサイド、スコットランド

Ever Power社の製造およびカスタム構成機能

廃水処理施設はそれぞれ、水理特性、ピーク流量特性、SCADAアーキテクチャが異なります。そのため、Ever Powerのエンジニアリングチームは既製のブロワーパッケージを販売するのではなく、システムを設計しています。42,000平方メートルの製造施設を拠点とするEver Powerは、ロータープロファイルのCNC加工、インペラアセンブリの動的バランス調整、カスタム圧力容器の製造、そして英国の施設への出荷前に完成したスキッドユニットの工場受入試験(FAT)まで、社内で全ての工程を完結できる能力を備えています。

カスタム構成には、通常、混雑した送風機室に適合する非標準フランジ方向、敏感な現場向けにBS 4142要件を満たす特注の吸気および排気サイレンサーパッケージ、自動切替および負荷分散制御を備えたデュアルコンプレッサスキッド、統合された露点監視およびアラーム、英国およびEU市場向けの圧力機器指令(PED)準拠文書を含む完全なCEマーキングが含まれます。注文から工場出荷までのカスタムリードタイムは、標準構成で通常6~10週間、複雑な特注構成で10~16週間です。

✓ カスタム圧力および流量範囲
✓ CEマーク取得済み/PED準拠
✓ OEMおよびホワイトラベルオプション
✓ 工場出荷前検査
✓ Modbus / Profibus / EtherNet
✓ 耐腐食性構造

よくある質問

英国の自治体下水処理場における廃水曝気用のオイルフリー空気圧縮機の一般的な価格またはコストはいくらですか?

中規模の英国の下水処理場(通常、処理能力10,000~50,000人相当)の場合、オイルフリースクリューブロワーユニット(VFD、防音エンクロージャー、制御盤を含む)の供給コストは、流量容量と圧力定格に応じて、通常1台あたり18,000ポンドから65,000ポンドです。配管、試運転、SCADA統合を含むターンキー設置には、通常、機器コストに30~501トンが加算されます。Ever Powerでは、お客様の現場の油圧プロファイルに合わせた無料の見積もりを提供しています。詳細な予算見積もりについては、[email protected]まで英国の営業チームにお問い合わせください。

生物学的廃水曝気には、スクリュー式と遠心式のどちらのタイプのオイルフリーブロワーが最適でしょうか?また、イギリスで適切なサプライヤーを選ぶにはどうすればよいでしょうか?

最適な選択は、主に要求される流量範囲と圧力によって決まります。オイルフリーのスクリューブロワーは、一般的に流量が60 m3/分未満の場合や、流入負荷が変動する地方の浄水場など、幅広いターンダウン比で柔軟性が求められる場所に適しています。オイルフリーの遠心ブロワーは、30 m3/分を超える高流量で安定した流量において優れたエネルギー効率を発揮するため、大規模な都市部の浄水場で好まれています。英国のサプライヤーを選ぶ際には、ISO 9001認証、英国における水道事業での実績、現地での技術サポート体制、およびCEマーク付き機器と完全なPED文書を提供できる能力を確認してください。

英国の廃水処理施設は、オイルを使用するルーツブロワーからオイルフリーの可変速コンプレッサーに切り替えることで、実際にどれくらいのエネルギーを節約できるのでしょうか?

送風機の交換後、英国の処理場で実際に記録されたエネルギー節約効果は、曝気用電力消費量全体で通常20%から30%に及ぶ。この節約効果は、2つの要因によるものである。1つは、最新のオイルフリーコンプレッサーの比エネルギー消費量が(旧式のルーツ送風機に比べて)本質的に低いこと、もう1つは、実際の溶存酸素需要に合わせたVFD制御によって無駄な固定速度運転が排除されたことである。現在の英国の電気料金が約25~30ペンス/kWhであることを考えると、曝気で年間50万kWhを消費する中規模処理場では、年間2万5000ポンドから4万5000ポンドの節約が現実的に可能であり、投資回収期間は通常3~6年である。

スコティッシュ・ウォーター、セヴァーン・トレント、またはテムズ・ウォーターの調達チームは、特注のスキッド構成を備えたオイルフリー曝気ブロワーの見積もりをどこで入手できますか?

Ever PowerのB2B営業チームは、水道事業体の調達部門およびその契約業者と直接連携しています。データシート、P&ID図、寸法図、および目安となる納期を含む、カスタマイズされたオイルフリーブロワーパッケージの正式な見積もりをご希望の場合は、サイト名、PE容量、必要な流量、吐出圧力、および特定のインターフェース要件を明記の上、[email protected]までメールでお問い合わせください。通常、1営業日以内にご回答いたします。また、弊社のアプリケーションエンジニアリングチームとの技術的な事前相談も無料で手配可能です。

下水処理場の老朽化したルーツブロワーを交換する最適な時期はいつでしょうか?また、オイルフリー空気圧縮機へのアップグレードが時期を過ぎていることを示す兆候は何でしょうか?

交換は通常、以下のいずれかまたは複数が発生した場合に正当化されます。送風機が10~12年以上経過し、高額な大規模オーバーホールが近づいている場合。オイルの持ち越しが繰り返し発生し、拡散器の汚れや曝気レーンの表面油膜を引き起こしている場合。比エネルギー消費量が基準値から著しく増加している場合。排水のBODまたはアンモニアのコンプライアンスが許容限度に近づいている場合。または、騒音レベルが近隣住民から苦情を引き起こしている場合。当社の経験では、英国の水道事業者は、MCERTSまたはEAの検査に不合格となった後、またはAMP7/AMP8投資サイクルに基づく設備投資プログラムの一環として、調達作業を開始することが最も多いです。

エアレーションブロワーのアップグレードをご検討ですか?

Ever Powerの英国専門チームによる無料技術相談と競争力のある見積もりをご利用ください。イングランド、スコットランド、ウェールズ全域で、カスタム構成、CE認証書類作成、および完全な試運転サポートをご利用いただけます。

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gzlによる編集