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汚泥脱水の含水率とは？

導入業種別汚泥脱水機3選

食品・飲料製造業向け

鶴見製作所

画像引用元：鶴見製作所公式HP
（https://www.tsurumipump.co.jp/products/Water_Treatment_Equipment/detail/MDQ.php）

多重板型スクリュープレス脱水機
MDシリーズ

処理能力	3～216kgDS/h
全長	1,790～3,720mm

連続稼働×前処理工程不要で
人件費・設備維持コストを削減

濃縮部と脱水部を有し、従来機器では難しい0.5%程度の低濃度汚泥^※1に対応。前処理工程が不要になり、設備コストを削減します。
目詰まり防止・自動洗浄機構で、食品や飲料で発生頻度が高いたんぱくを含む粘性汚泥でも連続処理が可能。部品交換等の管理費が約60%削減できた実績^※2があります。

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鶴見製作所に
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製紙・パルプ加工業向け

東洋スクリーン

画像引用元：東洋スクリーン公式HP
（https://www.toyoscreen.co.jp/product/?id=1488515606-682526&ca=7）

TS式ドラム型絞り脱水機

処理能力	要問合せ
全長	要問合せ

予備脱水×加圧調整により
繊維品質の保持と脱水を両立

投入ホッパーに特殊形状のワイヤーを設置し、予備脱水を行いつつ戻り水を防ぐ構造。乾燥・成型・焼却工程の燃料コスト削減に寄与します。
加圧力の微調整が容易で、繊維量や薬品残留による性状変化に対応でき、過度な圧搾を防止。繊維を潰すことなく、最大含水率70％^※3まで脱水します。

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製油業向け

IHI回転機械
エンジニアリング

画像引用元：IHI回転機械エンジニアリング公式HP
（https://www.ihi.co.jp/separator/products/decanter/mw.html）

スクリュウデカンタ形遠心分離機
HS-MW形

処理能力	3～120㎡/h
全長	1,550～6,240mm

強力な耐摩耗性×変速装置が
部品消耗や光熱費を低減

スクリュウや外胴ボウルに耐摩耗素材を使用。原油由来の微粒子に晒されても消耗しにくく、メンテナンスや部品交換の回数を低減します。
回転差変速装置を標準搭載し、油分の回収性能を向上。排出水の品質向上のみならず、年間の電気エネルギー消費量削減が期待できます。

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IHI回転機械
エンジニアリングに
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※1 参照元：鶴見製作所公式HP（https://www.tsurumipump.co.jp/products/Water_Treatment_Equipment/detail/MDQ.php）

※2参照元：鶴見製作所公式HP（https://www.tsurumipump.co.jp/products/Dehydrators-Series/）（2025年8月調査時点）

※3 参照元：東洋スクリーン公式HP（https://www.toyoscreen.co.jp/product/?p=1&ca=7）

「汚泥の含水率って何？」「汚泥の含水率を下げる方法が知りたい」と考えている方もいることでしょう。当記事では、汚泥の含水率とはどのようなものなのかまとめるとともに、汚泥の含水率を下げるメリットやその方法についてなど詳しく説明していきます。含水率とは何かを知りたい人や、汚泥の含水率を下げる方法を探している方はぜひ参考にしてみてください。

汚泥の含水率とは

下水処理を行うと水はきれいな状態になり、汚泥が生じます。

汚泥は濃縮や脱水などの工程を経て、脱水汚泥と呼ばれる状態になるのですが、これには多くの水分を含んでいるのです。

脱水汚泥の中にどのくらいの水分が含有されているのか重量で示す用語を「含水率」と呼びます。

脱水汚泥は約80％もの水分を含んでいると言われており、そのままの状態で外に運搬した場合、100㎏の脱水汚泥に例えると約80㎏の水を運んでいることになるのです。

汚泥の含水率を下げるメリット

ここでは、汚泥の含水率を下げるとどのようなメリットがあるのか詳しく見ていきましょう。

含水率を下げると重さや容積を減らせるので、輸送にかかるコストや温室効果ガス排出を削減することに繋がります。洗濯洗剤に例えると粉末洗剤が挙げられますが、これにはほとんど水分は含まれていません。

ゆえに重量が軽くなり、輸送にかかるコストや温室効果ガス排出の削減につながるので、液体タイプよりもメリットがあると考えられます。

しかし、含水率を下げるには、水分を減らすために加熱などを行う必要があります。そのような処理にはコストがかかり、温室効果ガス排出が増えてしまうケースが多いのです。

汚泥処理の計画を立案する際には、輸送だけではなく、加熱などの工程も含めて、トータルで評価することが重要でしょう。

汚泥の含水率の計算方法

下水汚泥の含水率の計算方法について説明していきます。例えば水分99に対して固形物が1含有されていると含水率は99％です。含水率が1ポイント減って98％になると水分98・固形物が2という状態になり、水分49に対して固形物が1、体積は50％削減されます。

含水率80％まで脱水を行った場合、固形1に対して水分が4まで減っているということになるため、体積はもとの含水率99％の汚泥と比べて1/20の状態となるのです。

次に、汚泥の中の固形物が減った場合の汚泥量の変化について解説していきます。含水率が80％で固形物が20の汚泥がある状態だと、固形物が半分に減った場合、同じ含水率であると汚泥量も1/2になります。

実際のところ、嫌気性消化によって脱水性の低下がみられたのだと考えられます。ですので、消化によって汚泥中の固形分が半分になり、さらに含水率が3ポイント上がった場合について考えてみましょう。

例えば混合性汚泥で含水率80％の場合、固形物が半分に減ると汚泥量も1/2になります。消化によって含水率が3ポイント上がり、消化汚泥の含水率が83％になると含水率は混合性汚泥よりも高くなりますが体積は6割ほどまでに減ると言われているのです。

含水率が1%下がると、汚泥重量が「半分」になる理由

含水率の低下がもたらす劇的な重量減のメカニズムを、物質収支の計算式を用いて論理的に解説します。

10,000kgの汚泥（含水率99%）が98%になった場合の物質収支

含水率がわずか1%低下するだけで、なぜ総重量が半分になるのか、固形物量が変化しない前提（物質収支不変の原則）のもとで計算プロセスを解説します。

【前提条件】
まず、含水率99%の汚泥が10,000kgあるとします。この汚泥に含まれる固形物の量は、以下の計算式で求められます。
10,000kg × (1 - 0.99) = 100kg
つまり、全体の99%（9,900kg）が水分であり、残りの1%（100kg）が純粋な固形物です。

【変化後の計算プロセス】
次に、脱水を行って含水率を98%に低下させた場合を考えます。このとき、水分は絞り出されて減りますが、固形物量（100kg）自体は不変です。
脱水後の全体重量を「X」とすると、水分が98%ということは固形分は全体の2%（1 - 0.98）を占めることになるため、以下の計算式が成り立ちます。
X × (1 - 0.98) = 100kg
これを解くと、以下のようになります。
X = 100 ÷ 0.02 = 5,000kg

【結論】
計算の結果、全体重量は5,000kgとなりました。つまり、含水率がわずか1%（99%→98%）下がるだけで、水分が5,000kg抜け、全体重量は半分（10,000kg→5,000kg）になるのです。

汚泥の含水率を確実に下げるための3つのステップ

高含水汚泥の含水率を確実に下げるためには、乾燥や脱水のプロセスを現場の状況に合わせて最適化することが重要です。ここでは、実務で実行可能な具体的かつ専門的な手順を交えた3つのステップを解説します。

1. 汚泥の性状に合わせた凝集剤の選定と最適化

汚泥の性質（有機物比率、pH、粒子径など）に適合する高分子凝集剤（カチオン系・アニオン系など）を選定することで、脱水効率を大きく向上させることが可能です。実際の現場では必ずビーカーテスト（ジャーテスト）を実施し、汚泥の性状変化に合わせた最適な添加率を導き出します。これにより、強固なフロック（泥の塊）を形成させることが含水率低減の第一歩となります。

2. 脱水機の圧搾圧力・回転数の精密調整

使用している脱水機のパラメーターを、汚泥の変動に合わせて精密に調整します。フィルタープレスや遠心脱水機など、現在稼働している脱水機の機種に応じた調整ポイント（圧搾圧力の保持時間や差速の設定など）を最適化します。また、ろ布の目詰まりを防ぐための洗浄頻度の見直しや、汚泥の供給量・スクリュー回転数のベストバランスを見つけるための運用テストを定期的に行うことで、物理的に分離できる水分量を最大化させます。

3. 高効率機種へのリプレイスによる産廃処理費用の削減

既存設備の老朽化や現在の処理方式の限界がボトルネックとなっている場合、最新の脱水効率を備えた高効率機種（多重円板型や真空脱水機など）へのリプレイスが抜本的な解決策になります。導入を検討する際は、初期投資額（イニシャルコスト）と、含水率低下に伴う産廃処理費用の削減分（ランニングコスト低減）を詳細に比較する「回収シミュレーション」を行うことが非常に重要です。