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水処理講座5     平成26年11月分

~【標準活性汚泥法とステップエアレーション法(分注流入法)との比較】

 標準活性汚泥法とステップエアレーション法のフロー図(図―1、図―2)を下図に示します。

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標準活性汚泥法とステップエアレーション法の相違点は、流入下水を反応タンクの頭から流入させるのと、4分割それぞれに均等に1/4ずつ流入させるかの違いです。下記のような同様な設定条件で運転を行った場合の結果を表―1にしめしますが、分注流入により負荷の軽減(設定条件では15%の削減)が可能になります。

設定条件
流入水量3,000m3/日、流入SS250mg/ℓ、AT(反応タンク)流入BOD180 mg/ℓ
 反応タンク容量750 m3(HRT=6時間)
  返送汚泥量900 m3/日(返送率30%)、返送SS7,000 mg/ℓ

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【以下に実際に計算してみましょう。】
反応タンクのMLSSは、次式により算出します。

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BOD-MLSS負荷は、次式により算出します。

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(1) 標準活性汚泥法

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MLSS=1,807(mg/ℓ)

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BOD-SS負荷(kgBOD/kgSS・日)=0.40

(2) ステップエアレーション法

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MLSS(1)=3,931(mg/ℓ)

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MLSS(2)=2,257(mg/ℓ)

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MLSS(3)=1,344(mg/ℓ)

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MLSS(4)=846(mg/ℓ)

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MLSS(平均)=2,094(mg/ℓ)

また、BOD-SS負荷を算出してみましょう。

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BOD-SS負荷(kgBOD/kgSS・日)=0.34

流入濃度が高く時や増水時で流入水量が増加して流入負荷が高い場合に最終沈殿池で固液分離がうまくいかない時などは、分注流入が可能な施設は選択枠の一つをして検討してみて下さい。

2014年11月10日(月)―koueiadmin

水処理講座 4       平成26年10月分

~~【最終沈殿池の運用管理】

 最終沈殿池の管理の主な管理要素として、水面積負荷と水深があります。
水面積負荷は、活性汚泥混合液が最終沈殿池でしっかり固液分離できるかの判断の目安になります。
水深については、引抜汚泥濃度(返送汚泥濃度)の目安になります。
以下に詳細を説明します。

1.最終沈殿池の水面積負荷とは
水面積負荷は、池の水面積に対して1日当たり、どの程度の下水量を供給するかを示し、次式により算出します。 

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 計算例

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下図に模式図を示しますが、水面積負荷24m3/ m2・日(1m3/ m2・時間)ということは、1m3/ m2・時間(1m/ 時間)の越流水の上昇速度があるということです。つまり、最終沈殿池で円滑な固液分離を行うためには、活性汚泥フロックの沈降速度が1m/ 時間以上のフロックの生成が必要ということです。
 また、固液分離は水面積負荷のみ関与し、水深は、まったく影響しないということです。

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2.最終沈殿池の水深
 最終沈殿池の水深は、一度固液分離した汚泥が、風や沈殿池に流入する水流により、巻き上がらない水深があれば、50cmでも十分ということです。
 最終沈殿池での水深を維持管理や設計の際に考慮するのは、水深が深くなるほど、汚泥の引汚泥濃度(返送汚泥濃度)が濃くなります。
下表に標準活性汚泥法の水深毎の引汚泥濃度の一例を示します。

 

 つまり、最終沈殿池での水深により、汚泥の引汚泥濃度が変わるので、それに合わせて、引抜量が変わることを意味します。

 以下に標準活性汚泥法での最終沈殿池での水深による反応タンクのMLSSの影響を示します。
 反応タンクのMLSSは、次式により算出します。

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計算例
 流入下水量3,000 m3/日、流入SS250 mg/ℓ
 返送汚泥量3,000×0.3=900 m3/日
(標準活性汚泥法の返送比20~40%の中間値として30%採用)
 を前提で計算します。
(1) 水深4.0m=汚泥引抜濃度7,000 mg/ℓの場合

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MLSS=1,807(mg/ℓ)
同様に
(2)  水深3.0m=汚泥引抜濃度5,500 mg/ℓの場合
MLSS=1,461(mg/ℓ)
(3) 水深5.0m=汚泥引抜濃度8,500 mg/ℓの場合
MLSS=2,153(mg/ℓ)

結果として、標準活性汚泥法のMLSS1,500~2,000 mg/ℓ(維持管理指針)に入るのは、標準設計の水深4.0mになります。
 このため標準と水深が違う場合は、同様に運転してもBOD-SS負荷が変わり、活性汚泥混合液沈降速度も変化します。特に水深が浅い場合は、著しく影響がでますので管理上注意が必要です。

2014年10月10日(金)―koueiadmin

水処理講座 3     平成26年9月分

~【活性汚泥法の処理方式について】

1.流入下水中の有機物と活性汚泥微生物量の増殖過程について
 流入下水中の有機物量と接触した際の活性汚泥微生物量(活性汚泥微生物細胞量)の増殖過程の関係を模式図として、下図に示します。


 同図の概略説明をすると図中の「対数増殖期」とは、活性汚泥微生物に対して有機物の比率が多いときに起きます。この時にごく短時間(20~30分)に活性汚泥微生物に有機物が吸着されBODが多く除去される。この現象を利用したのが、モディファイドエアレーション法です。
 「減衰増殖期」に入ると下水と活性汚泥微生物に吸着された有機物が微生物の増殖の結果、有機物が減少します。この現象を利用したのが、標準活性汚泥法です。
 続く「内生呼吸期」に入ると活性汚泥微生物中の有機物が少なくなり、利用できる有機物がほとんどなくなり、微生物は自分の細胞物質をエネルギー源として利用するようになります。この現象を利用したのが、長時間エアレーション法です。
 次に処理方式とBOD-SS負荷との関係を説明します。

2. 処理方式によるBOD-SS負荷との関係について
(1)BOD-SS負荷とは
 BOD-SS負荷は、反応タンク内の活性汚泥(微生物)1kgに対して、1日当たりどの程度のBOD(有機物)を与えるかを示すもので、人為的に制御が可能な操作因子でもあり反応タンクの維持管理や設計の際に最も重要な指標であります。
BOD-SS負荷は、活性汚泥法の処理方式により異なりますが、次式により算出します。

                
各処理方式のBOD-SS負荷と活性汚泥混合液沈降速度の一例を下表に示します。
下記は、「対数増殖期」、「減衰増殖期」、「内生呼吸期」へと移行し、原水から遠ざかるほど有機物が減少し、活性汚泥混合液沈降速度が速くなることを意味しています。
 つまり設備的に最終沈殿池での水面積負荷に余裕がなくても、反応タンクに余裕があり、BOD-SS負荷を調整し、BOD-SS負荷を小さくすることにより、最終沈殿池での水面積負荷に余裕を持たせることも可能なことを表します。

活性汚泥混合液の最終沈殿池で固液分離がうまくいかない時は、MLSSを調整し、活性汚泥混合液沈降速度のコントロールも選択枠の一つをして検討してみて下さい。

2014年09月10日(水)―koueiadmin

水処理入門講座2             平成26年8月分

~~【pHについて=下水処理場維持管理での活用】


1. 反応槽でのpHの推移
(1) 硝化によるpH低下
 流入水のアンモニア性窒素などは、独立栄養細菌の亜硝酸性細菌及び硝酸性細菌により、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素などに硝化される。
 このときアンモニア性窒素1gを硝酸性窒素にするのに、アルカリ度7.14g消費される。一般に我が国の水道水などは、軟水でアルカリ度が低く
pHに対する緩衝能も小さいため、硝化が生じるとpHは、低下する。
(2)脱窒によるpH上昇
 通性嫌気性細菌により、亜硝酸性窒素及び硝酸性窒素は、窒素ガスに還元される。
 このとき硝酸性窒素1gを窒素ガスに還元され、3.57gのアルカリ度が生成される。脱窒が生じるとpHは、上昇する。
 
2.汚泥でのpHの推移の見方
 汚泥を遊離酸素の存在しない状況(嫌気状態)では、嫌気性細菌の働きにより、次の二段階を経て分解される。
(1)第一段階
 汚泥中の炭水化物、たん白質、脂肪などの有機物は、通性嫌気性細菌により、低分化、液化、ガス化し、低級脂肪酸、アルコール、炭酸ガス、硫化水素などを生成し、pHが5~6まで低下する。ただし、嫌気状態での分解のため一般的に遅く2~3日程度かかる。
 汚泥は、悪臭を放ち、粘性が高く灰色になる。
(2)第二段階
 第一段階で生成した中間生成物が絶対嫌気性細菌で、メタン、炭酸ガス、アンモニア性窒素、硫化水素などの生成物に分解され、pHは7.0~7.4程度に達し、黒色のタール臭を帯びている。

3.適正pHの判断基準
(1)水処理関係
① 流入水・・・・・・・一般的には、弱アルカリ性。
② 最初沈殿池出口・・・沈殿のみの物理的処理のみのため一般的には、
流入水pHと同じ。
③ 反応槽出口・・・・・硝化の進行により、最初沈殿池出口よりpHは、
低下し、一般的に弱酸性となる。
④ 最終沈殿池出口・・・沈殿のみの物理的処理のみのため一般的には、
            反応槽出口pHと同じ。
また、最終沈殿池でのpHが変動した場合の水質判断
反応槽出口pHより低下した場合・・・反応槽からの持込みDOにより、硝化よるpH低下が考えられる。また、数日間かけてのpHの低下場合は、汚泥の腐敗(嫌気状態第一段階)も考慮する。
反応槽出口pHより上昇した場合・・・脱窒によるpH上昇または、汚泥の腐敗(嫌気状態第二段階)による。
【補足】
最終沈殿池での浮上スカムからの判別方法を下記のとおりです。
 SV30後のメスシリンダーを掻き混ぜ、浮上スカムが沈んだ時は、汚泥に付着した気泡がはずれたもので、脱窒による窒素ガスか、腐敗によるメタンガスが原因である。掻き混ぜ直後に無臭の時は、脱窒状態であり、腐敗臭の時は、腐敗で嫌気状態であると判断する。
 また、沈まない時は、下水の原水に近いため硝化不良と判断する。                 
(2)汚泥処理関係
① 初沈汚泥・・・・・・・・・・・・汚泥でのpHの推移の見方により、最初沈殿池出口pHと初沈汚泥pHを比較し、下記の通り腐敗状況を判断する。
初沈汚泥pHの低下が大きい・・・・汚泥の腐敗が進行しており、数日間の堆積期間があるなどのように判断する。
初沈汚泥pHが弱アルカリ・・・・・汚泥の腐敗がかなり進行しており、早急な対応が必要である。

① 余剰汚泥・・・・・・・・・・・・汚泥でのpHの推移の見方により、最終沈殿池出口pHと余剰汚泥pHを比較し、下記の通り腐敗状況を判断する。
余剰汚泥pHの低下が大きい・・・・汚泥の腐敗が進行しており、数日間の堆積期間があるなどのように判断する。
余剰汚泥pHが弱アルカリ・・・・・汚泥の腐敗がかなり進行しており、早急な対応が必要である。
4.pH推移のフローシートついて
以下に一般的な運転中のpHのフローシートを示しますので参照して下さい。

~

5.最後に
【pHについて】平成26年7月分での説明と同様にpHをmolに換算して計算し、現場で日頃から習慣づけしていけば、最初沈殿池・反応槽・最終沈殿池のpHの推移により硝化や脱窒の進行具合の把握が可能になりますのでがんばりましょう。

2014年08月11日(月)―koueiadmin

水処理入門講座 1    平成26年7月分                        

【pHについて】

1.pHとはなんでしょう


pHとは、水素イオン濃度(mol/ ℓ)を用いて、次式のように定義されます。
pH=-log10H+

 

2.pH7とはなんでしょうか


【pH7】=-〔log10H+〕=-〔log100.0000001 mol/ ℓ〕=-〔-7〕=7
つまり、1ℓにH+が0.0000001 (=10-7)mol存在すると、pH7になります。

 

3.実際に必要な薬品量を計算してみましょう。


下図のように1000ℓタンクの中にpH2の塩酸(Hcℓ=分子量35.5g/ mol)の廃水が入っており、苛性ソーダ (NaoH=分子量40g/ mol)を投入し、中和(pH7)にするには何gの苛性ソーダが必要か求めましょう。


                   
【答え】
まず、塩酸のmol数は、次のようになります。
pH2=2=―〔-2〕-=-〔log100.01 mol/ ℓ〕
タンク中にはHcℓとして濃度が0.01 mol/ ℓで1000 ℓのため次のようになります。
Hcℓ = 0.01 mol/ ℓ×1000 ℓ=10(mol)
中和するには同じmol(=0.01mol)を投入すればよいので次のようになります。
NaOH(mol)=10(mol)
NaOH=10 mol×40g/ mol=400g


4.実践編


今度は下図のように、連続した流入水を例にして計算してみましょう。流入水量60m3/分(=86,400m3/日)pH5(塩酸として)の廃水に対して、20%(比重1.2)の苛性ソーダ (NaoH=分子量40g/ mol)を注入するための注入ポンプ能力(ℓ/分)と薬品タンクの貯留量を7日分とした場合の苛性ソーダ貯留槽(ℓ)の大きさを求めましょう。  

        流入水量60m3/分(pH5)                         NaOH注入ポンプ

      

 

 

 

 

【答え】
(1) NaOH注入ポンプ能力
まず、塩酸のmol数は、次のようになります。
pH5=5=―〔-5〕-=-〔log100.00001 mol/ ℓ〕
タンク中には、Hcℓとして、濃度が0.00001 mol/ ℓで60×1000 ℓ/分のため次のようになります。
Hcℓ = 0.00001 mol/ ℓ×60×1000 ℓ/分=0.6(mol/分)
中和するには同じmol(=0.6mol/分)を投入すればよいので次のようになります。
NaOH(mol)=0.6(mol/分)
NaOH=0.6 mol/分×40g/ mol=24g/分
濃度20%、比重1.2g/m ℓで個体を液体に換算すると
24g/分×100/20÷1.2g/m ℓ=100m ℓ/分
(2) NaOH貯留槽容量
Hcℓ = 0.00001 mol/ ℓ×86,400×1000 ℓ/分=864(mol/日)
中和するには同じmol(=864mol/日)を投入すればよいので次のようになります。
NaOH(mol)=864(mol/日)
NaOH=864 mol/日×40g/ mol=34,560g/日
濃度20%、比重1.2g/m ℓで個体を液体に換算すると
34,560g/日×100/20÷1.2g/m ℓ=144,000m ℓ/日=144 ℓ/日
薬品タンクの貯留量を7日分とした場合
144 ℓ/日×7日=1,008 ℓ

2014年07月11日(金)―koueiadmin

安全パトロールの実施

平成26年度の全国安全週間(7月1日~7日)に、事業所の安全パトロールを実施しました。日頃より安全に心がけ従事されています職員みなさん、今一度安全について見つめ直しましょう。

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2014年07月07日(月)―koueiadmin

埼玉営業所の移転のお知らせ

2014.2.18 弊社 埼玉営業所が移転いたしました。

移転先

〒349-0141 埼玉県蓮田市西新宿6-62

電話   048-884-9803

FAX   048-884-9804

2014年02月21日(金)―koueiadmin

第28回下水道職員健康駅伝大会参加

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 2014年2月1日 当社職員が第28回下水道職員健康駅伝大会に参加いたしました。この大会は全国の下水道に関わる自治体、団体、企業等の職員が親睦を深め、健康増進を図るを目的に毎年開催されています。

 開催場所は横浜市にある日産スタジアムで1チーム5名、第一区3,300m、第二区1,600m、第三区1,600m、第四区1,600m、第五区3,200mで競います。

 今回、(一社)日本下水道施設管理業協会は3チームの参加で、当社は八丁堀チームA(№15)として参加しました。

 当社は今大会への参加は初めてであり、日頃より走ることを楽しんでいるメンバーをそろえ、結果は管理業協会の3チーム中なんとトップでのゴール、参加全340チーム中61位と好成績でのゴールに当社職員一同驚いております。

 当日は応援団含め、楽しい一日を過ごしました。来年もぜひ参加していきたいと思っております。

 本大会主催関係者並びに参加された皆様本当にお疲れ様でした。

結果はこちら

2014年02月18日(火)―koueiadmin

千葉支店をちばエネルギーエコ宣言事業所登録しました

平成25年7月5日 千葉県省エネルギー等対策推進本部にて弊社千葉支店が「ちばエネルギーエコ宣言事業所」の登録を受けました。この制度は省エネルギー対策や再生エネルギーの導入に積極的に取り組む千葉県内の事業所を千葉県が認定登録して、その取組を広く紹介する制度です。弊社は環境保全に努めています。

201310230956_0001

2013年10月22日(火)―koueiadmin

ホームページリニューアル

この度弊社公営事業株式会社ホームページが新たに変更しました。

2013年10月10日(木)―koueiadmin

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