横河電機株式会社
横河ソリューションサービス株式会社

再生水の飲用利用に向けて、米国での下水処理施設の運転を最適化する実証試験に成功

2022年3月25日発表

 横河電機株式会社(本社:東京都武蔵野市 代表取締役社長:奈良 寿)は、ラス・ヴァージェネス水道局(米国カリフォルニア州ロサンゼルス郡)のタピア下水再生施設において、電力の消費エネルギーを削減しながらも、放流する水質を安定化させる実証試験に成功したことをお知らせします。この取り組みは、経済産業省が「質の高いエネルギーインフラの海外展開に向けた事業実施可能性調査事業」において採択した当社の提案である「既存下水再生施設の性能向上」に貢献するものとして、実施しました。

 気候変動の影響や人口の増加による水需要の高まりによって、世界的に水ストレスが深刻化しています。安定的に水資源を確保するため、さまざまな国において積極的に再生水を利用する動きが高まっています。米国では2023年末までに再生水の直接飲用利用のため、規制※1の変更がカリフォルニア州で検討されており、慎重に議論を進めながら官民をあげての取り組みが行われています。

 今回の当社の実証試験は、ラス・ヴァージェネス水道局が主導する「Pure Water Project(ピュア・ウォーター・プロジェクト)」と呼ばれる事業計画の一環です。高度に処理した下水から飲用のための再生水を作ることを目的としており、州によって厳しい水質基準が設定されています。膨大な電力エネルギーを消費するだけでなく、維持、管理もさらに行わなければならず、新しい技術を検討する必要がありました。当社が培ってきた産業用プラントにおける生産設備の制御および運転監視の豊富な知識と経験が、これらの課題解決に活用できる可能性について、検討を重ねてきました。

 下水は流入する水質の変動が大きく、流入量を観察しながら、設定された水質基準を満たすための適切な運転が求められます。しかしながら、運転管理者の知識と技術力をもとに、運転の調整を行うケースが少なくありません。そこで、当社独自の高度なデジタル技術であるDDMO(Data Driven Modeling for Optimization)を応用し、流入や放流の水質、運転環境などの下水処理施設における運転条件、およびその実績データから、目標とする水質のレベルを保ちながらも運転コストが削減できるモデルを作成し、運転の最適化を支援するための制御設定値を算出しました。

 そして、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の感染が拡大する中、現場での作業を最低限におさえるため、現地のデータを日本に送り、Yokogawa Cloudのプラットフォーム上でリアルタイムに運転情報を取得しながら、DDMOのモデルが導き出した制御設定値にもとづいてタピア下水再生施設を運転するという日米間での実証試験を実施しました。多角的な評価を行い、具体的にその効果を検証したところ、水質基準を満たしながらも運転効率の改善によって消費する電力エネルギーの10%以上の削減達成に成功しました。米国再生水学会はこの成果を評価し、2022年度の「変革をもたらすイノベーション」賞を当社と協業者に授与しました※2

タピア下水再生施設(米国カリフォルニア州)写真提供:ラス・ヴァージェネス水道局
タピア下水再生施設(米国カリフォルニア州)
写真提供:ラス・ヴァージェネス水道局

 横河電機常務執行役員マーケティング本部長の阿部剛士は、次のように述べています。「公共財である水は、限りある資源です。SDG6にあるように、『世界のすべての人々の、安全で安価な飲料水の普遍的かつ平等なアクセスを達成する』ことは、当社にとっての重要な貢献目標です。その一環として、再生水を地域社会の持続可能な新たな水源として有効に利活用することは、画期的なアプローチです。そして、安心で安全な飲用水として効率的に造水し、供給するためには、ステークホルダー全員の理解と多くの革新的な技術が必要になります。水資源の循環型エコシステムを構築し、新たな価値の創出を目指すため、当社はパートナー様との連携をさらに強化し、co-innovationを進め、測る力とつなぐ力で、地球の未来に責任を果たします。」

※1:米国カリフォルニア州における再生水の直接飲用利用のための規制
https://www.waterboards.ca.gov/drinking_water/certlic/drinkingwater/direct_potable_reuse.html

※2:米国再生水学会(WateReuse Association)の第37回年次再生水シンポジウムにて、「変革をもたらすイノベーション」賞が当社と協業者に授与されました。
WateReuse Awards for Excellence, Transformational Innovation award
Award recipients: Yokogawa Electric Corporation, Las Virgenes Municipal Water District, Carollo Engineers, the National Water Research Institute, Metropolitan Water District, Bureau of Reclamation, and IOSight
https://watereuse.org/news-events/awards/past-award-winners/watereuse-award-winners-2022/

以上

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