ものづくり
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国土技術
開発賞
建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2017.12.15現在
技術
名称
高性能砒素吸着材(As-Catch2)による水中の砒素吸着除去工法 
事後評価未実施技術 登録No. KT-150112-A
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-A
活用効果調査入力システムを使用してください。

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2016.01.20
副    題 高性能砒素吸着材(As-Catch2)による環境水中の砒素(砒酸イオンと亜砒酸イオン)の浄化 区分 工法
分 類 1 環境対策工 − 水質保全工  
分 類 2 上下水道工 − 汚水処理工  
分 類 3 上下水道工 − 浄水工  
概要
@何について何をする技術なのか?
・ 高性能砒素吸着材(As-Catch2)を用いたろ過方式による水中の砒素吸着除去工法。

A従来はどのような技術で対応していたのか?
・凝集沈殿工法

B公共工事のどこに適用できるのか?
・トンネル工事
・シールド工事
・道路工事
・泥水処理工事
・汚水処理工事
・砒素汚染水対策工事

Cその他、追記、詳細
・水中の砒素は主に砒酸イオンと亜砒酸イオンの形態で含まれている。亜砒酸イオンは砒酸イオンに比べて除去しにくいため、亜砒酸イオンから砒酸イオンへの酸化処理が必須である。本技術は、水中の砒酸イオンの吸着除去は勿論、亜砒酸イオンでも酸化処理せず、効率よく同時に吸着除去できる。
・処理水の砒素濃度が0.01mg/L時に本技術の高性能砒素吸着材As-Catch2の砒素吸着量は湿潤重で5g/kgであり、乾燥重で10g/kgに相当する。その砒素吸着量は市販している他の砒素吸着材よりも6倍以上である。
・被処理水のpHが3-9の範囲で、pHを調整せずに本技術の砒素吸着量はほとんど変わらない。
・トンネル・シールド・道路工事での適用範囲は、工事中で発生する砒素含有水から砒素を除去するものである。
・使用後の処理方法は産廃となる。

As-Catch2の仕様
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)
・処理工法を凝集沈殿工法からAs-Catch2による水中の砒素吸着除去工法に変えた。

A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、装置のリース費、設置撤去工事費、さらに運転管理費と処分費の減少となるので、経済性の向上が図られる。
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、前処理のpH調整が不要となるので、経済性の向上が図られる。
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、酸化剤と凝集剤の使用が不要となるので、経済性の向上が図られる。
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、砒素吸着量が5g/kg(湿潤重)で従来技術より10倍以上高いため、吸着除去装置が小型化になるので、経済性、施工性の向上が図られる。
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、吸着塔と処理水槽のみで設置し、設置場所の減少と工程の短縮となるので、施工性の向上が図られる。
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、水酸化ナトリウム等の毒劇物を使用していないので、安全性の向上が図られる。
・砒素吸着除去工法に変えたことにより、凝集沈殿に使用する薬剤が不要となるので、産廃量が3416kg/年、従来技術より98%以上減少し、環境負荷軽減の向上が図られる。

As-Catch2を用いたろ過装置
適用条件
@自然条件
・悪天候は施工しないこと。
・稼動時に気温が0℃以上であること。

A現場条件
・ 装置設置面積として3m×3m=9m2(通水速度10m3/hの場合)以上必要。
・ 作業面積として5m×5m=25m2(通水速度10m3/hの場合)以上必要。

B技術提供可能地域
・ 技術提供地域については制限なし。

C関係法令等
・ 土壌汚染対策法(発行年:平成26年、発行元:環境省)
・ 水質汚濁防止法(発行年:平成23年、発行元:環境省)
・ 廃棄物の処理及び清掃に関する法律(発行年:昭和45年、発行元:環境省)
適用範囲
@適用可能な範囲
・ 有害重金属類:砒素(砒酸イオン、亜砒酸イオン)、フッ素イオン、クロム酸イオン
・ 富栄養化原因物質:リン酸イオン
・ 被処理水のpH範囲:3〜9

A特に効果の高い適用範囲
・有害重金属類:砒素(砒酸イオン、亜砒酸イオン)

B適用できない範囲
・砒素(砒酸イオン、亜砒酸イオン)、フッ素イオン、クロム酸イオン、リン酸イオン以外の有害重金属イオン。
・ 被処理水のpH範囲が3〜9以外の場合に、砒素吸着能力が低下するので、pH調整が必要である。

C適用にあたり、関係する基準およびその引用元
・ 特になし
留意事項
@設計時
・ 高性能砒素吸着材の使用量は、被処理水の砒素濃度、処理水の砒素濃度、処理水量及び処理速度から決定する。
・ 被処理水のpH範囲が3〜9以外の場合に、砒素吸着能力が低下するので、pH調整が必要である。
・ 砒素吸着材のみの利用を希望される場合、弊社へ連絡をしてください。

A施工時
・ 水処理時に使用する場合には、原水が凍結しないこと。
・ 空間通水速度SVは10/h以下、最適SVは7/h。空間通水速度SVは1時間あたりの処理水量と充填吸着材容積の割合。
・ 吸着塔に充填する時の砒素吸着材As-Catch2交換は、バキューム車、または相応の機械を用いた使用済み吸着材の排出が必要。

B維持管理等
・ 処理水の分析を定期的(2週間1回程度)に実施し、破過濃度(吸着限界)が近くなった時点で交換を実施する。
・ 吸着材を長期間保存する場合には、冷蔵、冷凍してください。高い砒素吸着能力を維持するため。

Cその他
・ 特になし
活用の効果        
比較する従来技術 凝集沈殿工法
項  目 活用の効果 比較の根拠
経済性 向上( 64.01 %) 同程度 低下( %) 装置のリース費、設置撤去工事費、運転管理費と処分費が減少したため、安価である。
工 程 短縮( 1.34 %) 同程度 増加( %) 装置の設備にかかる設置撤去期間が短縮されるため、工程が短縮する。
品 質 向上 同程度 低下 砒素吸着能力が高いため、品質が向上する。
安全性 向上 同程度 低下 pH調整剤、酸化剤等の毒劇物は使用しないため。
施工性 向上 同程度 低下 吸着除去装置が従来技術より小型であるため、設置場所や設置手間が低減する。
周辺環境への影響 向上 同程度 低下 凝集沈殿に使用する薬剤が不要になったため、産廃量は従来技術より98%以上減少する。
その他、技術の
アピールポイント等
従来の凝集沈殿工法は多数の薬品、反応槽を設置するため、設置面績と砒素吸着量の問題があった。新技術は砒素吸着量が従来よりも10倍以上向上したため、吸着除去装置が小型化により設置場所や設置手間が低減し、施工性が向上する。産廃量も減少するため環境負荷も軽減する。
コストタイプ
コストタイプの種類
並行型:B(+)型
活用効果の根拠
基準とする数量 87600  単位 m3・年 
  新技術 従来技術 向上の程度
経済性 11062080円 30733208円 64.01%
工程 367日 372日 1.34%
新技術の内訳
項目仕様数量単位単価金額摘要
設置工事費吸着塔・処理水槽据付、配線・配管1150000円150000円 
砒素吸着材使用量(湿潤)砒素吸着量5g/kg(湿潤重)3416kg2100円7173600円 
装置リース費吸着塔・処理水槽3657000円2555000円 
運転管理費定期的点検作業1回/2週2633180円862680円 
使用済み吸着材産廃処分費使用済みAs-Catch23416kg50円170800円 
撤去工事配線配管吸着塔処理水槽1150000円150000円 
従来技術の内訳
項目仕様数量単位単価金額摘要
設置工事費各薬品槽・各反応槽据付、配線・配管5120000円600000円 
薬剤1使用量酸化剤次亜塩素酸ナトリウム 10mg/L876kg25円21900円 
薬剤2使用量無機凝集剤PAC 250mg/L21900kg30円657000円 
薬剤3使用量無機凝集剤ポリ鉄 200mg/L17520kg40円700800円 
薬剤4使用量高分子凝集剤 3mg/L262.8kg860円226008円 
装置リース費汚水処理設備36528000円10220000円 
運転管理費水処理技術者管理36533180円12110700円 
汚泥産廃処分費脱水ケーキ処分175200kg34円5956800円 
撤去工事配線、配管、各薬品槽、各反応層2120000円240000円 
特許・実用新案
種  類 特許の有無 特許番号
特  許
有り 出願中 出願予定 無し
  
特許詳細
特許番号 第3961558号 実施権
通常実施権 専用実施権
特許権者 柳田友隆 
実施権者 株式会社クレアテラ 
特許料等 納付済み 
実施形態 ー 
問合せ先 株式会社クレアテラ開発部 
実用新案 特許の有無
有り 出願中 出願予定 無し
備 考   
第三者評価・表彰等
  建設技術審査証明 建設技術評価
証明機関    
番   号    
証明年月日    
URL    
その他の制度等による証明
制度の名称    
番   号    
証明年月日    
証明機関    
証明範囲    
URL    
評価・証明項目と結果
証明項目 試験・調査内容 結果



施工単価
施工条件
「共通」
・ 場所:東京都区内
・ 砒素汚染排水処理
・ 通水速度:10m3/h
・ 通水期間:1年(365日)
・ 年間処理総水量:10m3/h×24h×365=87600m3
・ 被処理水砒素濃度:0.2mg/L
・ 処理水砒素濃度:0.01mg/L以下
・ 年間砒素除去量:87600m3×(0.2-0.005mg/L)=17082g

「新技術」
・ 高性能砒素吸着材As-Catch2の容積重(湿潤重):1.4kg/L
・ 高性能砒素吸着材As-Catch2の砒素吸着能力(湿潤重):5g/kg
・ 高性能砒素吸着材As-Catch2の砒素吸着能力(乾燥重):10g/kg
・ 高性能砒素吸着材As-Catch2の使用量(湿潤):3416kg/2440L

・ 設置日数:1日、 撤去日数:1日
・ 装置設置面積:3m×3m=9m2、作業面積:5m×5m=25m2

「従来技術」
・ pH調整剤:0kg
・ 酸化剤次亜塩素酸ナトリウム:876kg(10mg/L使用)
・ 無機凝集剤PAC:21900kg(250mg/L使用)
・ 無機凝集剤ポリ鉄:17520kg(200mg/L使用)
・ 凝集助剤:13140kg(150mg/L使用)
・ 高分子凝集剤:262.8kg(3mg/L使用)
・ 無機凝集剤PACのAl含量:21900kg×5.3%=1160.7kg
・ Alの理論上の砒素吸着量:1160.7kg/(26.98/74.92)=3223.1kg
・ 無機凝集剤ポリ鉄のFe含量:17520kg×11%=1927.2kg
・ Feの理論上の砒素吸着量:1927.2kg/(55.85/74.92)=2585.2kg
・ AlとFeの理論上の総砒素吸着量:3223.1kg+2585.2kg=5808.3kg
・ 無機凝集剤PACとポリ鉄の理論上の砒素吸着量:17082g/(21900kg+17520kg)=0.43g/kg

・ 設置日数:5日、撤去日数:2日
・ 装置設置面積:4m×25m=100m2、作業面積:6m×40m=240m2


積算条件
「共通」
・ 労務費、材料単価、装置リース費、処分費等は自社単価により算出
・ 歩掛は自社単価により算出
高性能砒素吸着材(As-Catch2)による水中の砒素吸着除去工法(通水速度10m3/h、処理水量87600m3・年)
工種 仕様 数量 単位 単価 金額 
設置工事費 吸着塔処理水槽据付、配管配線 1 日 150000 150000 
砒素吸着材費(湿潤) 砒素吸着量5g/kg(湿潤重) 3416 kg 2100 7173600 
装置リース費 吸着塔・処理水槽 365 日 7000 2555000 
運転管理費 定期的点検作業1回/2週 26 日 33180 862680 
撤去工事費 配管配線吸着塔処理水槽 1 日 150000 150000 
使用済み吸着材産廃処分費 使用済みAs-Catch2 3416 kg 50 170800 
合計         11062080 
歩掛り表あり 標準歩掛, 暫定歩掛, 協会歩掛, 自社歩掛)
施工方法
施工方法を下記に示す。

従来法(凝集沈殿工法)と新技術の比較


従来法と新技術の比較
今後の課題とその対応計画
@今後の課題
・ ろ過時の圧力損失の低減
・ 吸着材の充填、交換方法の省力化

A対応計画
・ 被処理水の懸濁物質含量の低減、逆洗回数の増加、吸着材の大粒化の検討。
・ 吸着材の小容量化の改善方法、充填、交換方法の検討
収集整備局 関東地方整備局
開発年 2006 登録年月日 2016.01.20 最終更新年月日 2016.01.20
キー 
ワード
安全・安心、環境、コスト縮減・生産性の向上
自由記入
     
開発目標
経済性の向上、安全性の向上、周辺環境への影響抑制
開発体制
単独 産、 官、 学) 共同研究 産・産、 産・官、 産・学、 産・官・学)
開発会社 株式会社クレアテラ
問合せ先 技術 会 社 株式会社クレアテラ
担当部署 開発部 担当者 江 耀宗
住 所 〒156-0043 東京都世田谷区松原6-39-18
TEL 03-5300-2501 FAX 03-5300-8287
E−MAIL jiang@createrra.co.jp
URL http://www.createrra.co.jp
営業 会 社 株式会社クレアテラ
担当部署 開発部 担当者 江 耀宗
住 所 〒156-0043 東京都世田谷区松原6-39-18
TEL 03-5300-2501 FAX 03-5300-8287
E−MAIL jiang@createrra.co.jp
URL http://www.createrra.co.jp
問合せ先
番号会社担当部署担当者住所
TELFAXE-MAILURL
実績件数
国土交通省 その他公共機関 民間等
0件 0件 3件
実験等実施状況
1.試験実施日:2005年4月10日
2.試験場所:株式会社クレアテラ本社
3.目的:高性能砒素吸着材As-Catch2の成分及び砒素吸着特性を確認する。
4.試験方法:化学分析、X線回折、示差熱分析、走査電子顕微鏡(SEM)により成分を、等温吸着試験、バッチ試験法、カラム試験法により砒素吸着特性を測定する。
5.試験結果:
主成分は水酸化第二鉄であり、非晶質であった。
砒素吸着特性として、平衡濃度0.01mg/L時の砒素吸着量は、亜砒酸イオンでは3.26mg/g、砒酸イオンでは10.8mg/gであった。
1分間で砒素がほぼ吸着された。
pH3.0-9.0の範囲では、亜砒酸・砒酸イオンとも、ほぼ100%除去された。
亜砒酸イオンの除去率は、硫酸イオン、塩素イオン、硝酸イオン共存下で98%以上、炭酸水素イオン共存下でほぼ100%であった。これに対し、砒酸イオンの除去率は、すべての供試陰イオン共存下でほぼ100%であった。
カラム試験により、処理水の砒素濃度0.01mg/Lを破過点とし、亜砒酸イオンの場合の破過点到達日数は、SV7.7では71日、砒素吸着量は12.1mg/gであり、SV15.8では30日で、砒素吸着量は9.75mg/gあった。一方、砒酸イオンの場合の破過点到達日数はSV6.6では159日、砒素吸着量は23.3mg/gであり、SV15.9では30日で、砒素吸着量は9.49mg/gあった。
カラム試験により、共存リン酸イオンが砒素吸着に影響があるが、共存フッ素イオンが砒素吸着に影響が少なかった。
6.考察:
As-Catch2の主成分は非晶質水酸化第二鉄であることを確認した。
平衡濃度0.01mg/L時の砒素吸着量は多く、既存吸着材よりも6倍以上で、亜砒酸イオンも同時吸着できるをこと確認した。
1分間で砒素がほぼ吸着され、吸着速度が速いことを確認した。
pH3.0-9.0の範囲では、亜砒酸・砒酸イオンとも、ほぼ100%除去されたことを確認した。
硫酸イオン、塩素イオン、硝酸イオン、炭酸水素イオン共存下での亜砒酸イオン、砒酸イオンの除去率はほぼ100%であったことを確認した。
カラム試験により、砒酸イオンと亜砒酸イオンとも、処理水の砒素濃度値0.01mg時の吸着量は多く、持続期間が長いことを確認した。
カラム試験により、砒素吸着に影響があるのは共存リン酸イオンであり、少ないのは共存フッ素イオンであることを確認した。
以上の砒素吸着材の成分、砒素吸着性より、ろ過材として使用できることを確認した。


砒酸・亜砒酸イオンの吸着等温線
添付資料等 添付資料
【添付資料@】製品カタログ
【添付資料A】新規に合成した水酸化鉄のヒ素吸着特性、(柳田友隆・江耀宗・中村未来、日本水環境学会誌、36(5)、149〜155(2013))
【添付資料B】新規に合成した水酸化鉄の亜ヒ酸吸着に及ぼす共存陰イオンの影響、(江耀宗・柳田友隆・三谷知世、日本水環境学会誌、37(5)、169〜176(2014))
【添付資料C】積算根拠
【添付資料D】凝集沈殿工法と砒素吸着除去工法のコスト、産廃発生量の比較
【添付資料E】圧力式砒素吸着除去工法フロー図
【添付資料F】「As-Catch2による砒素吸着除去工法」施工工事計画書及び要領書
【添付資料G】施工工程表
【添付資料H】凝集沈殿工法フロー図
参考文献
その他(写真及びタイトル)

砒素吸着に及ぼすpHの影響


砒素吸着に及ぼす共存イオンの影響


高性能砒素吸着材As-Catch2による吸着ろ過試験


詳細説明資料(様式3)の様式はExcelで表示されます。