美しい地球を次の世代に・・・
豊かな住みよい環境づくりに貢献していきます

日本工学院専門学校東京蒲田キャンパスにおいて、平成28年2月3日に

管理部　庄司智由が

環境・バイオ科の学生に講師として特別講義「水処理施設管理の実際」を行いました。

東京都下水道技術実習センター「電気保全」研修を下記の通り予定しております。

日時：　平成２８年　２月２６日（金）　１０：１０～１６：１０

場所：　東京都下水道技術実習センター（砂町水再生センター内）

平成27年度　第１種電気工事士実技試験対策　社内講習会を実施いたします。

　日付　　第1回　11月6日（金）　

　　　　　　第2回　11月13日（金）　　

　　　　　　第3回　11月20日（金）

　　　　　　第4回　11月27日（金）

　場所　　公営事業本社ビル1階会議室　

~【複合排水設備のフローシート及び基本計画について】
　今回は、いままでの復習を兼ねて、下記のようなBOD濃度1,000 ppm、COD濃度500 ppm、SS濃度500 ppm、カドミウム1ppmのような複合排水について基本計画を考えてみましょう。

設計条件
・排水量１００ｍ３／時間・排水時間２４時間／日
・原水BOD濃度1,000 ppm、COD濃度500 ppm、SS濃度500 ppm、カドミウム1ppm
・処理水BOD濃度20 ppm、COD濃度20 ppm、SS濃度10 ppm、カドミウム0.1ppm
とする

設計としての考え方としては、以下に示す方法により行うものとする。
１．凝集沈殿設備により活性汚泥法の生物処理の原水濃度程度まで処理する。
２．活性汚泥法により通常放流水程度（二次処理水）まで処理する。
３．砂ろ過・活性炭塔により二次処理水をさらに高度処理する。

フローシートを次項に示します。
Ⅰ．フローシート

~

Ⅱ．基本計画
１． 流入～凝集沈殿設備まで
　凝集沈殿設備はFecl3注入率500mg/ℓ（生物処理がむずかしいCODと同量注入とする）として、処理水の予定水質は、処理水BOD濃度200 ppm、COD濃度100 ppm、SS濃度200 ppm以下とする。
また、カドミウムについては、共沈現象の効果により、ｐH７程度でも0.1ppm以下になる。
（１）沈砂池
　時間汚水量の１／６０とする。
（１００ｍ３／Ｈ）×１／６０＝１．７ｍ３
（２）反応槽容量(m3)
＝排水量(m3/時間)÷６０(分)×１０(分)
＝１００(m3/時間) ÷６０(分)×１０(分)＝１６．６m3≒１７ m3
（３）凝集槽容量(m3)
＝排水量(m3/時間)÷６０(分)×５(分)
＝１００(m3/時間) ÷６０(分)×５(分)＝８．３m3≒９ m3
（４）Fecl3槽容量(ℓ)
＝注入率(mg/ℓ)÷【比重(g/mℓ) ×1,000】 ÷Fecl3濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×月の運転時間
　 ＝500（mg/ℓ）÷【1.38(g/mℓ) ×1,000】÷38/100(%)×100(m3/時間)×(24時間/日)×7(日/週)＝16,018ℓ≒20m3
（５）Fecl3ポンプ能力(mℓ /min)
＝注入率(mg/ℓ)÷比重(g/mℓ) ÷Fecl3濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×1/60(分)
　 ＝500（mg/ℓ）÷1.38(g/mℓ) ÷38/100(%)×100(m3/時間)×1/60＝1,589mℓ/ min≒3.0ℓ/ min
（６） NaOH槽容量(ℓ)＝Fecl3の注入によりｐH3の排水として算出
＝pHのmol（mol/ℓ）×NaOHのmolに対するグラム（g/ mol) ÷比重(g/mℓ)÷NaOH濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×月の運転時間
＝【1×10-3 （mol/ℓ）】×40（g/ mol)÷1.2(g/mℓ) ÷10/100(%)×100(m3/時間)×(24時間/日)×7(日/週)＝5,599ℓ≒6m3
（７）NaOHポンプ能力(mℓ /min) ＝Fecl3の注入によりｐH3の排水として算出
＝pHのmol（mol/ℓ）×NaOHのmolに対するグラム（g/mol) ÷比重(g/mℓ)×1,000(ℓ/mℓ)÷NaOH濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×1/60(分)
＝【1×10-3 （mol/ℓ）】×40（g/ mol)÷1.2(g/mℓ)×1,000/1(ℓ/ m3)÷10/100(%)×100(m3/時間)×1/60＝556 mℓ/min≒1.0ℓ/min
（８）凝集剤槽容量(ℓ)
＝注入率(mg/ℓ) ÷【比重(g/mℓ) ×1,000】÷凝集剤濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×１日の運転時間
＝2(mg/ℓ) ÷【1(g/mℓ) ×1,000】÷0.01/100(%)×100(m3/時間)×(24時間/日)＝48,000ℓ≒48m3
（９）凝集剤ポンプ能力(mℓ /min)
＝注入率(mg/ℓ) ÷【比重(g/mℓ) ×1,000】÷凝集剤濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×1/60(分)
＝2(mg/ℓ) ÷【1(g/mℓ) ×1,000】÷0.01/100(%)×100(m3/時間)×1/60＝33mℓ/min≒60mℓ/min
（10）第一沈殿池
①第一沈殿池水面積(m2)
＝時間当り処理量(m3/時間)÷水面積負荷（m３/m２・H）
＝１００(m3/時間) ÷１（m３/m２・H）
＝１００ m２
②第一沈殿池容量(m3)
＝水面積(m2)×水深(m)
＝１００ m２×４(m)
＝４００ m3
③汚泥ポンプ能力(m3/min)
ａ．汚泥引抜量(m3/時間)
　 ＝【流入浮遊物質(mg/ℓ)＋Fecl3注入率(mg/ℓ)】÷汚泥引抜濃度（%)×時間当り処理量(m3/時間) ÷【比重(g/ m3) ×1,000,000】
　 ＝【500(mg/ℓ)＋500(mg/ℓ)】÷1/100(%)×100(m3/時間)÷【1(g/ m3)×1,000,000】＝10m3/時間
ｂ．汚泥ポンプ能力(m3/min)
＝汚泥引抜量×1.2～1.3（余裕率）×60/30(1時間当たり30分間ﾀｲﾏｰ引抜)
＝10m3/時間×1.25×60/30
＝25m3/分

２． ばっ気槽～第二沈澱池まで
第二沈澱池処理水の予定水質は、処理水BOD濃度20 ppm、COD濃度20 ppm、SS濃度20 ppm以下とする。
（１）ばっ気槽有効容量
　ＢＯＤばっ気槽負荷０．６ｋｇ／ＢＯＤ・日以下　
日平均汚水量の１／３以上の容量です。
・平均汚水量：１００ｍ３／Ｈ×２４Ｈ／日＝２，４００ｍ３／日
・ＢＯＤ負荷量：２，４００ｍ３／日×０．２ｋｇ／ｍ３＝４８０ｋｇ／日
　（４８０ｋｇ／日）÷（０．６ｋｇ／ｍ３・日）＝８００ｍ３
（２，４００ｍ３×１／３）＝８００ｍ３
（２）酸素要求量の推定計算
・Ｏ２：酸素必要量＝ａ・Ｌｒ＋ｂ・Ｓａ
ａ：ＢＯＤ除去にかかわる係数＝（０．５５ｋｇＯ２／ｋｇＢＯＤとする）
Ｌｒ：除去ＢＯＤ量（ｋｇ／日）
ｂ：ＭＬＶＳＳの酸素要求量にかかわる係数
（０．０７ｋｇＯ２／ｋｇＭＬＶＳＳ日とする）
Ｓａ：ＭＬＶＳＳ（０．７５×ＭＬＳＳｋｇとする）
・ＢＯＤ量：４８０ｋｇ／日、
・ＭＬＶＳＳ濃度：０．７５×３，０００ｇ／ｍ３＝２，２５０ｇ／ｍ３
　　　　　　　　　　　　　＝２．２５ｋｇ／ｍ３
・ばっ気槽内ＭＬＶＳＳ：８００ｍ３×２．２５ｋｇ／ｍ３＝１，８００ｋｇ
・ＢＯＤ除去率：９０％とする
Ｏ２＝０．５５×４８０×０．９＋０．０７×１，８００
　＝２６４．０＋１２６．０＝３９０．０ｋｇ／日
（３）送気量を求めます。
・標準状態において単位空気中に含まれる酸素量０．２７７ｋｇＯ２／ｍ３
３９０．０ｋｇ／日÷０．２７７ｋｇＯ２／ｍ３≒１，４０８ｍ３／日
・ばっ気槽の有効水深４ｍの場合の酸素の利用率は５％とする
　１，４０８ｍ３／日÷０．０５＝２８，１６０ｍ３／日
参考
流入水量に対する比率
　２８，１６０ｍ３／日÷２，４００ｍ３／日≒１１．７
（４）第二沈殿池
①沈殿池容量は日平均汚水量の１／４に相当する容量以上であること
　Ｖ＝２，４００ｍ３×１／４＝６００ｍ３
　②水面積は負荷が１８ｍ３／ｍ２日以下であること
　２，４００ｍ３／日÷１８ｍ３／ｍ２日＝１３３．４ｍ２
　③汚泥引抜量
・除去ＢＯＤ量＝４８０ｋｇ／日
・余剰汚泥濃度　８，０００ｐｐｍ＝０．８％
・汚泥の発生率を９０％すると
・余剰汚泥発生量
ａ．汚泥引抜量(m3/時間)
４８０ｋｇ／日÷２４Ｈ／日×０．９×（１００÷０．８）
＝２，２５０ℓ／日＝２．２５ｍ３／日
ｂ．汚泥ポンプ能力(m3/min)
＝汚泥引抜量×1.2～1.3（余裕率）×60/30(1時間当たり30分間ﾀｲﾏｰ引抜)
＝2.25m3/時間×1.25×60/30
＝5.7m3/分

３．ろ過原水槽～処理水槽まで
処理水槽処理水BOD濃度20 ppm、COD濃度20 ppm、SS濃度10 ppm、カドミウム0.1ppm以下にする。
（１）ろ過原水槽
　　逆洗時間を停止しても排水量を受入れられる容量として３０分程度とする
１００ｍ３／時間×３０／６０３＝水槽容量５０ｍ３
（２）ＳＦ塔
　　ＳＶ１０より、ＳＦ断面積は、
　　１００ｍ３／時間÷１０ｍ／時間＝１０ｍ２（ＳＦ断面積）
　　また、ろ材高さ１ｍより
ＳＦろ材量１０ｍ２×１ｍ＝１０ｍ３／塔
（３）ＡＣ塔
　　ＳＶ１０より、ＡＣ断面積は、
　　１００ｍ３／時間÷１０ｍ／時間＝１０ｍ２（ＡＣ断面積）　
　　ろ材量＝１００ｍ３／時間×２４時間／日×３０日／月×１０ｇＣＯＤ／ｍ３÷２０，０００ｇ／ｍ３＝３６ｍ３
　　ろ材高さはＡＣろ材量÷ＡＣ断面積＝３６ｍ３÷１０ｍ２＝３．６ｍ
（４）処理水槽（兼逆洗水槽）
逆洗水量を確保できる以上の容量とする。
ＳＦ逆洗水量は１０ｍ２／時間×３０×１５分／６０＝７５ｍ３
　　ＡＣ逆洗水量は１０ｍ２／時間×２０×１５分／６０＝５０ｍ３
　　合計逆洗水量は１２５ｍ３＝水槽容量
（５）ろ過原水ポンプ
　　１分当たりの排水量に余裕率（１．２～１．３）を加算したものとする
１００ｍ３／時間×１／６０×１．２～１．３≒２．０～２．２ｍ３／分
（６）逆洗ポンプ
　　１分当たりのＳＦ逆洗水量に余裕率（１．２～１．３）を加算したもの
１０ｍ２／時間×１／６０×３０×１．２～１．３
≒６．０～０．６．５ｍ３／分

４．汚泥槽
（１）汚泥槽(m3)
①汚泥槽容量（第一沈殿池分）
　 ＝【流入浮遊物質(mg/ℓ)＋Fecl3注入率(mg/ℓ)】÷汚泥引抜濃度（%)×時間当り処理量(m3/時間)×日の運転時間÷【比重(g/ m3) ×1,000,000】
　 ＝【500(mg/ℓ)＋500(mg/ℓ)】÷1/100(%)×100(m3/時間)×(24時間/日)÷【1(g/ m3)×1,000,000】＝240m3
②汚泥槽容量（第二沈殿池分）
・除去ＢＯＤ量＝４８０ｋｇ／日
・余剰汚泥濃度　８，０００ｐｐｍ＝０．８％
・汚泥の発生率を９０％すると
４８０ｋｇ／日×０．９×（１００÷０．８）＝５４ｍ３／日
③汚泥槽合計
合計汚泥槽容量２４０m3／日＋５４ｍ３／日＝２９４ｍ３／日

最後に
上記の算出は、いままでの復習ということで、製作上では複数系列とした方がよいものもありますが、考慮せず記載してあります。
また、上記の処理方式の選択についても一例であり、同様に復習という意味で算出したものです。

~【高度処理設備のフローシート及び基本計画について】
設計条件
・排水量５ｍ３／時間・排水時間８時間／日、３０日／月（≒７日／週）
・原水ＣＯＤ濃度２０ｐｐｍ、処理水ＣＯＤ１０ｐｐｍ以下にする
１． フローシート及び基本設定
１）フローシート

~

２）基本設定
・一般的な数値として、下記のとおりです。　
(1)ＳＦ塔　ＳＶ５～１０（通水時）、ＳＶ３０（逆洗時）、ろ材高さ１ｍ
(2)ＡＣ塔　ＳＶ５～１０（通水時）、ＳＶ２０（逆洗時）
(3)ＡＣ塔　ＣＯＤ吸着量　２０ｇ／ℓ、交換頻度は一ヶ月に一回とする。

２．設備容量及び機器能力
１）ろ過原水槽
　　逆洗時間を停止しても排水量を受入れられる容量として３０分程度とする
５ｍ３／時間×３０／６０≒２．５ｍ３＝水槽容量３ｍ３
２）ろ過原水ポンプ
　　１分当たりの排水量に余裕率（１．２～１．３）を加算したものとする
５ｍ３／時間×１／６０×１．２～１．３≒０．１～０．１１ｍ３／分
３）ＳＦ塔
　　ＳＶ１０より、ＳＦ断面積は、
　　５ｍ３／時間÷１０ｍ／時間＝０．５ｍ２（ＳＦ断面積）
　　また、ろ材高さ１ｍより
ＳＦろ材量０．５ｍ２×１ｍ＝０．５ｍ３／塔
４）ＡＣ塔
　　ＳＶ１０より、ＡＣ断面積は、
　　５ｍ３／時間÷１０ｍ／時間＝０．５ｍ２（ＡＣ断面積）　
　　ろ材必要量＝５ｍ３／時間×８時間／日×３０日／月×１０ｇＣＯＤ／ｍ３
÷２０，０００ｇ／ｍ３＝０．６ｍ３
　　ろ材高さはＡＣろ材量÷ＡＣ断面積＝０．６ｍ３÷０．５ｍ２＝１．２ｍ
５）処理水槽（兼逆洗水槽）
逆洗水量を確保できる以上の容量とする。
ＳＦ逆洗水量は０．５ｍ２／時間×３０×１５分／６０＝３．７５ｍ３
　　ＡＣ逆洗水量は０．５ｍ２／時間×２０×１５分／６０＝２．５ｍ３
　　合計逆洗水量は６．２５ｍ３≒水槽容量７ｍ３
６）逆洗ポンプ
　　１分当たりのＳＦ逆洗水量に余裕率（１．２～１．３）を加算したものとする
０． ５ｍ３／時間×１／６０×３０×１．２～１．３
≒０．３～０．０．３３ｍ３／分

~【生物処理設備のフローシート及び基本計画について】
設計条件（合併処理浄化槽）
・標準活性汚泥法・処理人口５００１人以上・処理水ＢＯＤ２０ｐｐｍ以下
・計画処理人口：住宅１０，０００人、
・汚水量２００ℓ／人・日
・ＢＯＤ濃度２００ｇ／ℓ
１．フローシート及び基本設定
１）フローシート

~~

２）基本設定
・計画汚水量等は、下記のとおりです。　
時間最大汚水量＝沈砂槽２，０００ｍ３／日×２＝４，０００ｍ３／日とする
　汚水の排出時間１５時間（流量調整比は１．５）とする
２．設備容量
１）沈砂池
　時間最大汚水量の１／６０とする。
（４，０００ｍ３／日÷２４）×１／６０＝２．８ｍ３
２）流量調整槽
　流量調整槽から移送する水量は流入する日平均汚水量の２４分の１の１倍で、下記の式より算出する。
　流量調整槽容量＝〔（汚水量ｍ３／日÷汚水の排出時間Ｈ）－（流量調整比×汚水量ｍ３／日÷２４）〕×汚水の排出時間Ｈ

流量調整槽容量＝〔（２，０００ｍ３／日÷１５Ｈ）－（１． ５×２，０００ｍ３／日÷２４）〕×１５Ｈ
＝１２４．５ｍ３

３）ばっ気槽有効容量
　ＢＯＤばっ気槽負荷０．６ｋｇ／ＢＯＤ・日以下　
日平均汚水量の１／３以上の容量です。
・平均汚水量：１０，０００人×０．２ｍ３／人・日＝２，０００ｍ３／日
・ＢＯＤ負荷量：１０，０００人×０．０４ｋｇ／人・日＝４００ｋｇ／日
　（４００ｋｇ／日）÷（０．６ｋｇ／ｍ３・日）＝６６６．６ｍ３
（２，０００ｍ３×１／３）＝６６６．６ｍ３
　
４）酸素要求量の推定計算
・Ｏ２：酸素必要量＝ａ・Ｌｒ＋ｂ・Ｓａ
ａ：ＢＯＤ除去にかかわる係数＝（０．５５ｋｇＯ２／ｋｇＢＯＤとする）
Ｌｒ：除去ＢＯＤ量（ｋｇ／日）
ｂ：ＭＬＶＳＳの酸素要求量にかかわる係数
（０．０７ｋｇＯ２／ｋｇＭＬＶＳＳ日とする）
Ｓａ：ＭＬＶＳＳ（０．７５×ＭＬＳＳｋｇとする）
・ＢＯＤ量：４００ｋｇ／日、
・ＭＬＶＳＳ濃度：０．７５×３，０００ｇ／ｍ３＝２，２５０ｇ／ｍ３
　　　　　　　　　　　　　＝２．２５ｋｇ／ｍ３
・ばっ気槽内ＭＬＶＳＳ：６６６．６ｍ３×２．２５ｋｇ／ｍ３
＝１，５００ｋｇ
・ＢＯＤ除去率：９０％とする

Ｏ２＝０．５５×４００×０．９＋０．０７×１，５００
　＝１９８．０＋１０５．０＝３０３．０ｋｇ／日

５）送気量を求めます。
・標準状態において単位空気中に含まれる酸素量０．２７７ｋｇＯ２／ｍ３
３０３．０ｋｇ／日÷０．２７７ｋｇＯ２／ｍ３≒１，０９４ｍ３／日
・ばっ気槽の有効水深４ｍの場合の酸素の利用率は５％とする
　１，０９４ｍ３／日÷０．０５＝２１，８８０ｍ３／日
参考
流入水量に対する比率
　２１，８８０ｍ３／日÷２，０００ｍ３／日≒１１．０

６）沈殿池
・沈殿池容量は日平均汚水量の１／４に相当する容量以上であること
　Ｖ＝２，０００ｍ３×１／４＝５００ｍ３
　水面積は負荷が１８ｍ３／ｍ２日以下であること
　２，０００ｍ３／日÷１８ｍ３／ｍ２日＝１１１．１ｍ２
・越流負荷
　５００人まで３０ｍ３／ｍ日
　（５００人×０．２ｍ３／日）÷３０ｍ３／ｍ日＝３．３ｍ
　５０１人以上１０，０００人以下まで５０ｍ３／ｍ日
（９５００人×０．２ｍ３／日）÷５０ｍ３／ｍ日＝３８ｍ
　合計　＝４１．３ｍ

７）汚泥濃縮槽
・除去ＢＯＤ量＝０．０４ｋｇ／人・日×０．９＝０．０３６ｋｇ／人・日
・余剰汚泥濃度　８，０００ｐｐｍ＝０．８％
・汚泥の発生率を８５％すると
・余剰汚泥発生量
０． ０３６ｋｇ／人・日×０．８５×（１００÷０．８）
＝３．８２ℓ／人・日
１０，０００人×３．８２ℓ／人・日＝３８．２ｍ３／日
８）汚泥貯留槽
・汚泥濃度　１．５％
・汚泥量　　３８．２ｍ３／日×（０．８／１．５）＝２０．４ｍ３
・３日分の貯留容量
２０．４ｍ３×３日＝６１．２ｍ３

平成27年2月24日（火）に東京都下水道技術実習センターでの実習を行いました。

実習内容は、当社と緑水工業との合同開催（28名参加）で下水管内の水中歩行や、人孔内点検方法等の実習を行いました。

~【重金属排水設備のフローシート及び基本計画について】
　今回は重金属を含む排水の処理の考え方を見てみましょう。
１． フローシート
重金属を含む排水の処理設備のフローで、広く適用されている水酸化物凝集沈殿法のフローシートを下記に表示します。

~

【原理】
水酸化物凝集沈殿法は、重金属含む排水にアルカリを投入すると次のような反応式で表わされます。
Ｍｎ+＋ｎＯＨ－→Ｍ（ＯＨ）ｎ↓
この反応は、一般的に溶解度積（Ksp＝[Ｍn＋] [ＯＨ－] n）は温度が一定であれば金属イオンに関係なく一定であるので、
水のイオン積＝[Ｈ＋] [ＯＨ－]＝１０-14より、[ＯＨ－]つまりアルカリ剤（苛性ソーダ等）を増加させれば、[Ｍn＋]の重金属イオン濃度がさがります。
以下に計算例を示します。
（計算例）
カドミウム含有排水をｐH10に調整した場合の処理水のカドミウム濃度(mg/ℓ)の理論計算値は以下のとおりです。
ただし、Ksp ＝[Ｃｄ2+] [ＯＨ－]2＝3.9×１０-14mol/ℓ
[Ｈ＋] [ＯＨ－]＝１０-14 mol/ℓ、Ｃｄの原子量＝112ｇとする。

[Ｃｄ2+] [ＯＨ－]2＝3.9×１０-14mol/ℓ・・・・・・・・・・・・・・・・・①
[Ｈ＋] [ＯＨ－]＝１０-14 mol/ℓ ・・・・・・ ・・・・・・・・・・・・・・ ②
まず、式①、式②を変形すると式③、式④となる
[Ｃｄ2+]＝3.9×１０-14/[ＯＨ－]2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ③
[ＯＨ－]＝１０-14/ [Ｈ＋] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・④
式③に式④を代入すると
[Ｃｄ2+]＝3.9×１０-14/（ １０-14/ [Ｈ＋]）2＝3.9×１０+14×[Ｈ＋]2・ ・・・・⑤
カドミウム（Ｃｄ）1 molは、112ｇであるので、式⑤を変換すると
[Ｃｄ2+]＝＝3.9×１０+14×[Ｈ＋]2×112ｇ/ℓ・・・・・・・・・・・・・・⑥
式⑥にｐH10＝Ｈ＋＝１０-10を代入すると
[Ｃｄ2+]＝3.9×１０+14×（１０-10）2×112ｇ/ℓ＝0.00044ｇ/ℓ＝0.44mｇ/ℓ
つまり、ｐH調整することにより、ｐH10では0.44mｇ/ℓになります。
pH9では44 mｇ/ℓ、ｐH11では0.0044 mｇ/ℓになります。

※ただし、排水中に単一金属イオンのみで存在するのはまれであり、このような排水は2～3種以上が共存する場合が多く、共沈現象の効果により予想されるｐHより低いｐHで沈殿が生じます。

【フローシートの流れ】
原水をｐH調整槽に流入させ、苛性ソーダ（NaOH）を注入しｐHを放流基準以下になるpH（上記の例では、カドミウム0.1 mｇ/ℓ以下の放流の場合は、pH11程度）になるようにしてから、次に凝集槽に流入させ凝集剤を注入させ安定粒子をフロック化させます。
凝集フロックを沈殿池に流入させ沈殿池で固液分離し、上澄水は中和槽で放流基準内のｐH（一般的に中性付近）に調整し処理水として排出し、沈殿物は汚泥槽に移送し排出します。

最後に
施設の必要能力の算出については、水処理講座その１（ｐHについて）及び水処理講座その７（凝集沈殿設備のフローシート及び基本計画について）を参照し、チャレンジしてみて下さい。

今年も日本下水道施設管理業協会、八丁堀チームBとして当社社員が力走いたしました。

結果は382チーム中なんと66位！できすぎた結果に従業員ビックリ

~【加圧浮上設備のフローシート及び基本計画について】

１．フローシート

~
加圧浮上設備のフローは、原水を反応槽に流入させ、そこにPAC(＝酸性薬品）を注入し電荷的に中和させ、苛性ソーダ（NaOH）で、ｐHを中性付近に調整するために注入し、反応槽内で急速撹拌を行い、安定粒子を作成します。次に凝集槽に流入させ凝集剤を注入させ安定粒子をフロック化させます。
流入させた凝集フロックに、加圧槽で処理水の一部に圧縮空気（コンプレッサー等より供給）を混入させた加圧水を混合させて、加圧浮上槽に流入させて減圧することにより凝集フロックに微細気泡が付着して見かけ比重が軽くなり固液分（汚泥）は浮上します。浮上した汚泥は上部から汚泥槽へ排出され、処理水は、下部から排出されます。

２．基本計画
1)基本的な設定条件
基本的な設定条件は、下記の通りです。
(1)施設条件（一般的に使用される基本設定値例）
　　滞留時間＝反応槽10分・凝集槽5分、加圧槽4分
　　加圧水量＝原水量×0.2～0.3（圧縮空気量＝加圧水量×0.05～0.1）、
加圧浮上槽水面積負荷3～7m３/m２・H 、加圧浮上槽水深3m
(2)薬品関係条件（一般的に使用される基本設定値例）
　　PAC（10%溶液･比重1.2）、NaOH(10%溶液･比重1.2)、
凝集剤(粉末を0.01%溶液に溶解)

(3)排水条件
　排水条件は、下記の通りです。
　排水量5m3/時間（pH7程度）･1日8時間流入､流入ﾉﾙﾏﾙﾍｷｻﾝ抽出物質200mg/ℓ

(4)想定条件
　想定条件は、下記の通りとします。
PAC注入率は除去対象と半分程度100mg/ℓ、PACのｐH3
PAC槽の補充頻度は月１回程度、NaOH槽の補充頻度は月１回程度
凝集剤注入率は2～3mg/ℓ（今回は、2mg/ℓを使用）、槽の補充頻度は１日１回
汚泥引抜濃度1%(10,000 mg/ℓ)、汚泥搬出は週１回

2)設備容量及び能力の算出
上記の条件から以下の設備容量及び能力を算出します。
①反応槽容量(m3) 、②凝集槽容量(m3)、③PAC槽容量(ℓ)、④NaOH槽容量(ℓ)、
⑤凝集剤槽容量(ℓ)、⑥加圧浮上槽水面積(m2)と容量(m3)、⑦加圧槽(m3)、
⑧汚泥槽容量(m3)、⑨PACポンプ能力(mℓ/min)、⑩NaOHポンプ能力(mℓ /min)、⑪凝集剤ポンプ能力(mℓ /min)、⑫汚泥ポンプ(m3/min)、⑬加圧ポンプ(m3/min)

① 反応槽容量(m3)
＝排水量(m3/時間)÷60(分)×10(分)
＝5(m3/時間) ÷60(分)×10(分)＝0.83m3≒1.0 m3
② 凝集槽容量(m3)
＝排水量(m3/時間)÷60(分)×5(分)
＝5(m3/時間) ÷60(分)×5(分)＝0.42m3≒0.5 m3
③ PAC槽容量(ℓ)
＝注入率(mg/ℓ)÷【比重(g/mℓ) ×1,000】 ÷PAC濃度(%)×
時間当り処理量(m3/時間)×月の運転時間
　 ＝100（mg/ℓ）÷【1.2(g/mℓ) ×1,000】÷10/100(%)×
5(m3/時間)×(8時間/日)×30(日/月)＝999ℓ≒1,000 ℓ
④ NaOH槽容量(ℓ) ＝PACの注入によりｐH3の排水として算出
＝pHのmol（mol/ℓ）×NaOHのmolに対するグラム（g/ mol) ÷比重(g/mℓ)÷NaOH濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×月の運転時間
＝【1×10-3 （mol/ℓ）】×40（g/ mol)÷1.2(g/mℓ) ÷10/100(%)×
5(m3/時間)×(8時間/日)×30(日/月)＝400ℓ≒500 ℓ
⑤ 凝集剤槽容量(ℓ)
＝注入率(mg/ℓ) ÷【比重(g/mℓ) ×1,000】÷凝集剤濃度(%)×
時間当り処理量(m3/時間)×１日の運転時間
＝2(mg/ℓ) ÷【1(g/mℓ) ×1,000】÷0.01/100(%)×
5(m3/時間)×(8時間/日)＝800ℓ≒1,000 ℓ
⑥ 加圧浮上槽水面積(m2)と容量(m3)
ａ．加圧浮上槽水面積(m2)
＝時間当り処理量(m3/時間)÷水面積負荷（m３/m２・H）
＝5(m3/時間) ÷5（m３/m２・H）
＝1 m２
ｂ．沈殿池容量(m3)
＝水面積(m2)×水深(m)
＝1 m２×3 (m)
＝3 m3
⑦ 加圧槽(m3)
＝排水量(m3/時間)÷60(分)×4(分)
＝5(m3/時間) ÷60(分)×4(分)＝0.33m3≒0.4 m3

⑧ 汚泥槽容量(m3)
　 ＝【流入ﾉﾙﾏﾙﾍｷｻﾝ抽出物質(mg/ℓ)＋PAC注入率(mg/ℓ)】÷汚泥引抜濃度（%)×時間当り処理量(m3/時間)×週の運転時間÷【比重(g/ m3) ×1,000,000】
　 ＝【200(mg/ℓ)＋100(mg/ℓ)】÷1/100(%)×
5(m3/時間)×(8時間/日)×7(日/週)÷【1(g/ m3)×1×1,000,000】＝8.4m3≒10 m3
⑨ PACポンプ能力(mℓ /min)
＝注入率(mg/ℓ)÷比重(g/mℓ) ÷Fecl3濃度(%)×
時間当り処理量(m3/時間)×1/60(分)
　 ＝100（mg/ℓ）÷1.2(g/mℓ) ÷10/100(%)×
5(m3/時間)×1/60＝69.4 mℓ/ min≒150 mℓ/ min
⑩ NaOHポンプ能力(mℓ /min) ＝PACの注入によりｐH3の排水にとして算出
＝pHのmol（mol/ℓ）×NaOHのmolに対するグラム（g/mol) ÷比重(g/mℓ)
×1,000(ℓ/mℓ)÷NaOH濃度(%)×時間当り処理量(m3/時間)×1/60(分)
＝【1×10-3 （mol/ℓ）】×40（g/ mol)÷1.2(g/mℓ)×1,000/1(ℓ/ m3)÷10/100(%)×5(m3/時間)×1/60＝27.7 mℓ/min≒50 mℓ/min
⑪ 凝集剤ポンプ能力(mℓ /min)
＝注入率(mg/ℓ) ÷【比重(g/mℓ) ×1,000】÷凝集剤濃度(%)×
時間当り処理量(m3/時間)×1/60(分)
＝2(mg/ℓ) ÷【1(g/mℓ) ×1,000】÷0.01/100(%)×
5(m3/時間)×1/60＝1.7 mℓ/min≒3 mℓ/min
⑫ 汚泥ポンプ能力(m3/min)
ａ．汚泥引抜量(m3/時間)
　 ＝【流入ﾉﾙﾏﾙﾍｷｻﾝ抽出物質(mg/ℓ)＋Fecl3注入率(mg/ℓ)】÷汚泥引抜濃度（%)×時間当り処理量(m3/時間) ÷【比重(g/ m3) ×1,000,000】
　 ＝【200(mg/ℓ)＋100(mg/ℓ)】÷1/100(%)×
5(m3/時間)÷【1(g/ m3)×1×1,000,000】＝0.15m3/時間
ｂ．汚泥ポンプ能力(m3/min)
＝汚泥引抜量×1.2～1.3（余裕率）×60/3(1時間当たり3分間ﾀｲﾏｰ引抜)
＝0.15m3/時間×1.25×60/3
＝3.75m3/分
⑬ 加圧ポンプ(m3/min)
＝排水量(m3/時間)×0.3(×1.2～1.3（余裕率）×1/60＝1.7 mℓ/min≒3 mℓ/min
＝5(m3/時間) ×0.3×1.25（余裕率）×1/60＝0.03 m3 /min