英国のほぼすべての自治体下水処理場（ヨークシャーの中規模処理場からマンチェスター郊外の大規模都市施設まで）を歩いてみると、圧縮空気を生物曝気槽に送り込む送風機の絶え間ない振動音が聞こえてきます。活性汚泥曝気と呼ばれるこのプロセスは、現代の下水処理の心臓部です。混合液中に浮遊する微生物は、溶解した有機汚染物質を分解しますが、そのためには継続的かつ安定した酸素供給が必要です。適切な曝気が行われないと、生物活性が低下し、処理水の水質が急激に悪化し、環境庁の排出許可基準を超えるリスクが生じます。したがって、空気圧縮機、より正確には低圧オイルフリー送風機は、単なる周辺機器ではなく、生物処理性能を毎日毎時間支えるエンジンなのです。
数十年にわたり、オイル潤滑式のルーツ型ロータリーローブブロワーが業界の標準でした。これらは機械的にシンプルで、比較的安価に購入でき、保守チームにも広く理解されています。問題は、オイル潤滑式の機械では、微量の潤滑油が空気流に混入してしまうことです。曝気槽では、このオイルが水面に薄い膜を形成し、酸素の移動を阻害し、微生物の活動を抑制し、生物学的浄化を目的とする環境に炭化水素汚染をもたらします。オペレーターは長年、これを避けられないトレードオフとして受け入れてきました。しかし、そうではありません。最新のオイルフリー空気圧縮機、特にオイルフリー空気を供給するように設計されたツインスクリュー式および遠心式ブロワーは、技術的にも経済的にも、廃水曝気で可能なことを根本的に変えました。
廃水曝気処理に真に油分を含まない圧縮空気が必要な理由
活性汚泥法は、繊細な微生物生態系の維持に依存しています。好気性細菌、原生動物、その他の生物が生物学的フロックを形成し、懸濁物質を凝集させ、溶存有機炭素を吸収します。これらの生物は、曝気槽内の空気と水の界面における表面張力に極めて敏感な酸素移動効率を必要とします。混合液中の鉱物油の濃度が1リットルあたり2～3ミリグラムであっても、環境工学の文献では酸素移動効率が8～15パーセント低下することが示されています。すでに数十万ポンドもの電気料金がかかっているプラントで、1年間連続運転した場合、この一見小さな低下は、大幅なエネルギー消費量の増加と排水水質の悪化を同時に招きます。
酸素移動の問題以外にも、英国の事業者が無視できない規制上の側面があります。水産業法および環境庁の排水許可制度の下では、最終排水に到達する可能性のあるあらゆる形態の炭化水素が処理プロセスに混入した場合、精査の対象となります。従来の送風機からの油の持ち越しは、単独では直接的な許可違反となることは稀ですが、事業者が管理しなければならない全体的な水質管理の負担を増大させ、英国のバイオリソース戦略の下では油で汚染された生物汚泥の農業利用価値が低下するため、汚泥管理を複雑化させます。認証済みのオイルフリー空気圧縮機システムに切り替えることで、この汚染経路を完全に排除し、プロセス管理と規制報告の両方を簡素化できます。
油汚染ゼロ
ISO 8573-1クラス0認証済みの気流 ― 運転負荷に関わらず、油性エアロゾル、蒸気、粒子が曝気槽に流入しない。
20%+ 省エネ
可変速駆動装置の統合と高度なローター形状により、従来の固定速ルーツブロワーと比較して、20%を超えるエネルギー削減が実証されています。
メンテナンスの軽減
オイル交換、オイルフィルター交換、オイルセパレーターのメンテナンスは不要です。メンテナンス間隔は4,000時間以上に延長され、プラントのダウンタイムとライフサイクルコストを削減します。
規制遵守
英国環境庁の認可遵守を支援し、水道事業体におけるAMP8投資プログラムのOFWAT効率目標に合致する。
生物学的曝気システムにおけるオイルフリースクリューブロワーの仕組み
ツインスクリュー式オイルフリーブロワーは容積式で動作しますが、オイル潤滑式のブロワーとは設計上の重要な違いがあります。雄ローターと雌ローターはサブミクロン公差で加工され、潤滑油膜ではなくタイミングギアによって正確に同期されます。ローター同士やケーシングに物理的に接触することはないため、圧縮室に潤滑油は必要ありません。空気は入口から吸い込まれ、ローターローブの間に閉じ込められ、ローターの回転に伴って徐々に圧縮され、必要な出口圧力（活性汚泥曝気用途では通常0.4～1.0バールゲージ）で排出されます。圧縮プロセス全体は、単に下流でろ過されるのではなく、真の意味で機械的にオイルフリーです。
遠心式（ターボ）ブロワーは、高速回転するインペラで空気塊に運動エネルギーを与え、そのエネルギーをらせん状の渦巻きケーシング内で圧力に変換するという、異なる原理で動作します。圧縮経路に接触面がないため、オイルフリー運転が設計上不可欠です。可変入口案内羽根と可変速駆動装置により、遠心式ブロワーはプラントのSCADAシステムからの溶存酸素設定値信号に非常に高い精度で追従し、広いターンダウン比で流量を増減させることができ、かつて遠心式機械の浄水処理用途への採用を制限していたハンチングやサージといった挙動は発生しません。1日あたり100メガリットルを超える流量を処理する大規模な自治体プラントでは、ターボブロワーアレイが主流技術となっていますが、イングランド、スコットランド、ウェールズ全域の中小規模施設では、ツインスクリュー式オイルフリーユニットが依然として高い競争力を維持しています。
曝気プロセスフロー
吸気フィルター
オイルフリー圧縮
アフタークーラー
微細気泡ディフューザー
生物学的治療
技術性能パラメータ
以下の表は、廃水曝気用途向けに構成されたEver Power社製オイルフリーブロワーシリーズの主要な技術パラメータをまとめたものです。これらの数値は、基準条件（ISO 1217 Ed.4、20℃、絶対圧1バール、相対湿度0%）における標準性能を表しています。お客様の施設における実際の標高、入口温度、目標吐出圧力に基づいた、現場固有の性能データはご要望に応じて提供可能です。
| パラメータ | オイルフリースクリューブロワー | 遠心式（ターボ）ブロワー | オイル式ルーツブロワー（レガシー） |
|---|---|---|---|
| 流量範囲（m³/分） | 1 – 80 | 20～600以上 | 0.5～120 |
| 吐出圧力（bar g） | 0.3～1.5 | 0.4～1.0 | 0.3～1.0 |
| 石油の分類 | ISO 8573-1 クラス0 | ISO 8573-1 クラス0 | 油で汚染された |
| 比エネルギー（kW/m³/分） | 4.8～6.2 | 4.2～5.5 | 6.5～8.5 |
| 騒音レベル（1m地点でのdB(A)値） | 72～78 | 70～75 | 82～92 |
| VSD（可変速駆動装置） | 標準 | 標準 | オプション |
| メンテナンス間隔（時間） | 4,000～8,000 | 8,000～16,000 | 1,500～3,000 |
| 典型的な投資回収期間 | 18～30ヶ月 | 24～42ヶ月 | — |
英国の水道および産業分野における応用事例
信頼性の高い油分を含まない曝気空気の需要は、従来の都市下水処理場にとどまらず、はるかに広範囲に及んでいます。英国の多様な産業基盤において、企業がより厳格な事業排水許可条件や高騰する下水処理料金に直面するにつれ、生物学的処理プロセスがますます導入されています。食品・飲料メーカー、例えばバートン・オン・トレントのビール醸造所、サマセットの乳製品加工業者、ミッドランズ地方の清涼飲料メーカーなどは、同一の曝気技術に依存する独自の排水処理施設を運営しています。製薬工場、特にケンブリッジのバイオテクノロジー集積地や、確立された北西イングランドの製薬回廊にある工場も、プロセス面と規制面の両方からバイオマス中の炭化水素汚染のリスクが全く許容できない、非常に繊細な生物学的処理システムを運用しています。
養殖施設や孵化場では、魚の健康を維持するために溶存酸素濃度を厳密に管理する必要があり、オイルフリーの圧縮空気システムは、補助的な酸素供給源としてだけでなく、循環式養殖システム（RAS）のバイオフィルター曝気の主動力源としても機能します。酸素フリーが主プロセスである嫌気性消化（AD）施設においても、バイオガス調整段階、浸出液処理曝気、消化液後処理システムにはオイルフリーの送風機が必要です。これらの用途すべてに共通するのは、プロセス空気流に油分が混入すると、より安価な油潤滑式機器を購入することで得られる設備投資の節約効果をはるかに上回る問題が発生するということです。
市営下水処理場
24時間365日連続稼働、人口換算で5,000人から50万人以上に対応。VSD制御は溶存酸素センサーと連動し、負荷追従を精密に行います。
醸造所および食品排水
発酵および洗浄工程からのBOD負荷が高い。油分を含まない空気は、生産ピーク時における生物学的フロックの健全性を維持する。
医薬品関連施設
汚染ゼロ許容基準。ISO 8573-1クラス0認証は、GMP規制対象の製造施設における基本要件です。
養殖とRAS
循環式システムにおけるバイオフィルターの曝気。油汚染は養殖魚にとって致命的となるため、認証済みの無油水供給は必須条件である。
埋立地浸出水
腐食性の高い浸出液には、材料との適合性が高く、メンテナンスの手間がかからない送風機ソリューションが求められます。オイルフリーのスクリュー式送風機は、アンモニアを多く含む流れを確実に処理します。
工業用MBRプラント
膜バイオリアクターの洗浄用空気は、不可逆的な膜汚染を防ぎ、透過性を維持するために、完全に油分を含まないものでなければならない。
顧客成功事例：英国全土における実際の導入事例
技術の真価は仕様書ではなく、実際の運用状況によって証明されます。以下の事例は、当社の英国プロジェクトポートフォリオから代表的な設置事例をまとめたもので、オイルフリー曝気システムへの切り替えを行ったプラントオペレーターや調達エンジニアからの証言も併せて掲載しています。
事例研究 · 英国ヨークシャー地方自治体水道事業体
95,000PEの活性汚泥処理施設における6台のルーツブロワーの交換
ヨークシャーに拠点を置く水道事業者は、人口9万5000人相当の活性汚泥処理施設を運営しており、1990年代後半に設置された6台の油潤滑式ルーツブロワーを使用していた。2021年までに、メンテナンス費用が大幅に増加し、曝気レーンへの油の持ち込みにより表面に持続的な油膜が発生し、曝気における施設の比エネルギー消費量は、除去されたBOD 1キログラムあたり7.8 kWhと、最新のベンチマークをはるかに上回っていた。Ever Powerの支援を受けた実現可能性調査の後、2022年にVSDを内蔵した4台のツインスクリュー式オイルフリーブロワーが稼働を開始した。本格稼働から12か月以内に、比エネルギーは除去されたBOD 1キログラムあたり5.4 kWh（31%の削減）に低下し、表面の油膜は完全に消失し、排水中のアンモニアの適合性は、3 mg/lの許容限度を満たすサンプルが94%から99.2%に改善した。現在の英国の産業用電気料金に基づくと、この施設における年間電気料金の節約額は約18万5000ポンドに相当する。
31%
エネルギー削減
18万5000ポンド
年間貯蓄額
99.2%
同意遵守
0
油汚染事故
“
私たちは20年間、油分除去の手順に取り組んできました。オイルフリーのスクリューブロワーを導入したことで、問題は一夜にして解消しました。生物学的性能データがそれを物語っています。稼働開始以来、アンモニア漏れは一度も発生していません。
— プロセス・マネージャー、ヨークシャー水道事業会社、英国
“
当社の事業排水量は、生産サイクルによって大きく変動します。Ever Powerユニットの可変速制御機能により、送風システムは負荷に自動的に追従します。その結果、曝気時の電力消費量が削減され、これまで以上に優れた硝化効果が得られています。
— 設備エンジニア、ミッドランズ・ブルワリー・グループ（英国）
“
MCERTSの監査の観点から言えば、当社の曝気用空気供給システムがISO 8573-1クラス0の認証を取得していることを証明できたことで、年次環境監査が大幅に簡素化されました。Ever Powerのエンジニアリングチームは、初日から当社の規制上の状況を理解してくれました。
— 環境コンプライアンスマネージャー、スコットランド製薬工場、英国
エバーパワー製造およびカスタムエンジニアリング能力
Ever Powerは、精密CNC加工センター、自動ローター研磨装置、海抜0メートルから標高600メートルまでの英国のあらゆる現場条件を再現できる本格的な性能試験セルを備えた専用製造施設を運営しています。当社のエンジニアリングチームは、低圧オイルフリー圧縮空気システムにおいて18年以上にわたる豊富な応用知識を有しており、カタログ製品ではなく、お客様の吸気条件から始まり、完全なシステムソリューションで終わる体系的なカスタマイズプロセスを通じて、その知識を活かしています。
英国の廃水および産業排水処理のお客様向けに、当社のカスタマイズサービスには、腐食性の高い凝縮水環境に対応したステンレス鋼配管を備えた特注ブロワースキッドアセンブリ、埋立地および嫌気性消化施設への設置に対応したATEX Zone 2認証、既存のSCADAプラットフォームへのEthernet/IPまたはModbus RTU統合に対応した特注制御盤設計、および敏感な場所で計画上の騒音制限を満たすための防音エンクロージャー設計が含まれます。すべてのユニットは出荷前に工場で性能テストが行われ、第三者機関が立ち会ったFATレポートが添付されます。当社は、小型パッケージプラント向けの単一のコンパクトブロワーから、大規模な自治体事業向けの複数ユニット並列アレイまで、システムを構成できます。また、当社のプロジェクトエンジニアは、調達プロセスのどの段階（初期の実現可能性調査から試運転およびオペレーターのトレーニングまで）でも、お客様の英国の現場を訪問します。
カスタムソリューションには以下が含まれます
- ✓ ATEXゾーン2認証
- ✓ SCADA / BMS統合
- ✓ 特注音響エンクロージャー
- ✓ ステンレス製スキッド構造
- ✓ 工場出荷前検査
- ✓ 英国におけるサイトの試運転およびトレーニング
イングランド、スコットランド、ウェールズ、北アイルランド全域の上下水道処理施設にサービスを提供しています。
英国の水道業界はOfwatの規制監督下で運営されており、各水道・下水道会社は5年ごとの資産管理計画（AMP）サイクルを通じて設備のアップグレードに投資しています。2025年から2030年まで実施されるAMP8では、エネルギー効率、炭素排出量の削減、環境コンプライアンスに前例のないほど重点が置かれており、これらはすべて、オイル式ルーツブロワーからオイルフリーのスクリューブロワーまたは遠心ブロワーへの移行によって測定可能で監査可能な改善がもたらされる分野です。テムズ・ウォーター、アングリアン・ウォーター、セヴァーン・トレント、ユナイテッド・ユーティリティーズ、ヨークシャー・ウォーター、サザン・ウォーター、サウス・ウェスト・ウォーター、ウェルシュ・ウォーター、スコティッシュ・ウォーター、NIウォーターはすべて、ブロワーシステムのアップグレードを明確な効率化策として含む積極的な設備投資プログラムを実施しています。
規制対象の公益事業以外にも、英国の広範な産業排水処理部門は同様に重要な市場です。ウェストミッドランズ、北西部、南ウェールズ、中央スコットランドの製造業集積地では、自治体の施設と同様にプロセス化学とエネルギーに関する課題を抱える産業排水処理施設が運営されていますが、多くの場合、管理を担当する専門のエンジニアリングリソースは限られています。Ever Powerの英国におけるサプライチェーン、技術サポートパートナー、そして迅速なスペアパーツ物流体制により、大規模な設備投資プロジェクトだけでなく、地方のパッケージ型処理施設から数十万人規模の人口を抱える都市部の大規模処理施設まで、全国各地の継続的な運用サポートにおいても、当社は最適な選択肢となります。
よくある質問
英国の水道技術者、調達管理者、プラントオペレーターから寄せられるよくある質問。
廃水曝気システムのアップグレードをご検討ですか？
Ever Powerのアプリケーションエンジニアに今すぐご相談ください。英国のあらゆる廃水処理施設や産業排水処理施設向けに、無料の規模計算、省エネルギー効果の見積もり、そして競争力のある価格をご提示いたします。
📧 メールでお問い合わせください：[email protected]
24時間以内にご返信いたします。無料の技術相談も承ります。イギリス全土へ配送いたします。
© Ever Power Industrial Air Solutions · 廃水処理用特殊オイルフリー圧縮空気 · gzlによる編集