JP2005218991A

JP2005218991A - 合流式下水道におけるろ過処理方法

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Publication number: JP2005218991A
Application number: JP2004030899A
Authority: JP
Inventors: Takemichi Chigusa; 健理千種; Yuji Kano; 裕士加納
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】雨水により大量の流入下水を効率的に処理することができる合流式下水道におけるろ過を用いた処理方法を提供する。
【解決手段】下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量の場合には三次処理まで行い、下水流入量が計画最大流入量に対し一定割合の超過量を超えた場合には、計画最大流入量に対し一定の超過量分については二次処理まで実施し、計画最大流入量に対し一定割合の超過量を超えた分については、ろ過槽へ流入させて処理を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、汚水と雨水が同一の管渠で遮集される合流式下水道におけるろ過を用いた処理方法に関するものである。

下水処理施設では、晴天時に流入する計画１日最大汚水量により処理場の施設設計を行なっている。一方、合流式下水道では、雨天時に雨水と汚水とを遮集して大量の下水を処理している。雨天時の処理量は、晴天時の計画時間最大汚水量をＱshとしたとき、通常３Ｑshまでの下水を遮集して処理場に受け入れ、遮集量を超える分は、未処理で水域に放流されている。雨天時に処理場へ受け入れられた下水は、１Ｑsh分を最初沈殿池、生物反応槽及び最終沈殿池で処理され消毒した後、放流される。一方、１Ｑshを超過した下水は、最初沈殿池で処理された後、消毒して放流する簡易処理が行なわれている。

また、近年では公共水域の水質の悪化に伴い生物反応槽、最終沈殿池の二次処理の後段に、急速ろ過などの三次処理が行なわれ、浮遊性物質を除去した後に放流されている（例えば、非特許文献１参照）。

さらに、晴天時の三次処理で用いるろ過設備を、計画最大流入量を超える雨天時には、雨水が混入した大量の下水を二次処理せずにろ過設備に流入させて処理する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
国土交通省都市・地域整備局下水道部、財団法人下水道新技術推進機構「合流式下水道の改善対策に関する調査報告書」平成１４年３月、http://www.mlit.go.jp/crd/city/sewerage/information/goryusiki/goryu01.html 特公平７−３８９２４号公報

上記の下水の処理方法によれば、晴天時の三次処理で用いるろ過設備に対して、雨天時における二次処理を経ない下水を直接流入させ処理することができ、処理場から放流されるＳＳ及びＢＯＤの削減が行なえる。しかし、雨天時に最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池で処理される汚水量は、晴天時の計画1日最大汚水量であり、雨天時には流入下水ＢＯＤ濃度が低減することもあり、生物反応槽での処理をより有効に活用されていなかった。また、急速ろ過処理では、溶解性のＢＯＤ成分を除去するのが困難であり、雨天時における処理場全体の放流水質のさらなる改善が問題となっていた。

本発明は、雨天時の雨水が混入した大量の下水が流入する合流式の下水処理場における処理であり、ろ過設備及び生物反応槽を効率的に運転することにより、下水処理場から放流される処理水をより清浄に保持し、環境負荷を低減することができる合流式下水道におけるろ過処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、下水流入量が計画最大流入量（Ｑsh）に対して一定割合の超過量（α×Ｑsh）を超えない範囲内においては、晴天時の処理と同様に二次処理した後、三次処理としてろ過処理を行い、一定割合の超過量（α×Ｑsh）を超えた場合には、一定の超過量分の流入下水については二次処理を行い、一定割合の超過量を超えた量の流入下水については、二次処理をせずに直接ろ過処理を行なうことなどにより、この目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の第一は、合流式下水道において下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えない場合には、流入下水の全量を最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池で二次処理まで行い、さらに、ろ材を充填したろ過槽に流入させて処理する一方、下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた場合には、計画最大流入量に対して一定割合の超過量分の流入下水については前記二次処理まで行ない放流するとともに、計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた量の流入下水については最初沈殿池で一次処理した後にろ過槽へ流入させて処理することを特徴とする合流式下水道におけるろ過処理方法を要旨とするものである。好ましくは一定割合は、１．１〜２．０倍である。

また、本発明の第二は、合流式下水道において下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えない場合には、流入下水の全量を最初沈殿池、生物反応層、最終沈殿池で二次処理まで行い、さらに、ろ材を充填したろ過槽に流入させて処理する一方、下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた場合には、計画最大流入量に対して一定割合の超過量分の流入下水については前記二次処理まで行ない放流するとともに、計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた量の流入下水については最初沈殿池を通さずにきょう雑物を除去した後にろ過槽へ流入させて処理することを特徴とする合流式下水道におけるろ過処理方法を要旨とするものである。好ましくは一定割合は、１．１〜２．０倍である。

本発明によれば、流入下水量が下水処理施設の時間最大流入水量以下である晴天時における下水の三次処理と、及び下水流量が下水処理施設の時間最大流入水量に対し一定割合の超過量以下である雨天時における下水の三次処理、及び流入下水量が下水処理施設の時間最大流入水量に対し一定割合の超過量を超える雨天時における流入下水の一次処理又は二次処理を、同一の設備を利用して実施できるもので、下水処理場の一次、二次処理設備及びろ過設備を有効に利用して特に雨天時の放流水質の改善を行なうことが可能となる。

以下、本発明を詳細に説明する。図１は、第一の本発明のろ過処理方法の一実施例を示す処理フローの概略図である。図１において、最初沈殿池１、生物反応槽２、最終沈殿池３及び三次処理として行うろ過槽４とが直列に配設されており、流入下水を順次流下することにより処理される。雨天時の雨水が混入した下水が流入する場合においても、流入下水量（Ａ×Ｑsh）が計画最大流入量に対し一定割合の超過量（α×Ｑsh）以下の場合（Ａ≦α）には、流入下水の全量を晴天時と同様に三次処理まで行うが、雨水の混入のため流入下水量（Ｂ×Ｑsh）が大量となり計画最大流入量に対し一定割合の超過量（α×Ｑsh）を超えた場合（Ｂ＞α）には、最初沈殿池１で処理された流入下水全量（Ｂ×Ｑsh）のうち、計画最大流入量に対し一定割合の超過量（α×Ｑsh）までの流入下水については生物反応槽２及び最終沈殿池３で二次処理まで行ない、その後ろ過槽４を通さずに放流し、一方、最初沈殿池１で処理された流入下水全量（Ｂ×Ｑsh）のうち、計画最大流入量に対し一定割合の超過量を超えた分（（Ｂ−α）×Ｑsh）の流入下水については、生物反応槽２へ流入させず、バイパスライン５を経由してろ過槽４により処理を行った後放流する。

また、図２は、第二の本発明の合流式下水道におけるろ過処理方法の一実施例を示す処理フローの概略図である。図２において、雨水の混入のため流入下水量（Ｂ×Ｑsh）が大量となり計画最大流入量に対し一定割合の超過量（α×Ｑsh）を超えた場合（Ｂ＞α）には、計画最大流入量に対し一定割合の超過量（α×Ｑsh）までの流入下水については最初沈殿池１、生物反応槽２及び最終沈殿池３で二次処理まで行ない、その後、ろ過槽４を通さずに放流し、一方、計画最大流入量に対し一定割合の超過量を超えた分（（Ｂ−α）×Ｑsh）の流入下水は、最初沈殿地１の前よりバイパスライン５を経由してきょう雑物除去設備６できょう雑物を除去した後、ろ過槽４により処理し放流する。

最初沈殿池１、生物反応槽２及び最終沈殿池３は、晴天時に流入する計画１日最大汚水量により設計されており、また、生物反応槽２は従来から種々の処理形式のものを使用することができ、特に限定されるものではなく対応することが可能である。

本発明で用いるろ過槽４は、ろ過槽４内部にろ材が好ましくは１〜３ｍの厚さに装入されろ過層を形成している。ここで用いられるろ材としては、空隙率が大きく比表面積が大きな、繊維製ろ材又はスポンジ状のろ材が好ましいがそれに限定されるものではない。ろ材の大きさとしては、３〜２０ｍｍが好ましく、４〜１５ｍｍがさらに好ましい。３ｍｍ未満ではろ過槽４下部の支持床の構造が複雑になり、コスト高につながる。また２０ｍｍを超えればろ材の強度が不十分になったり、ＳＳの除去率が低下するため好ましくない。例えば、ポリエステル製の繊維ろ材（特開２００１−１７８０８号公報参照）を用いることができる。

本発明で用いるきょう雑物除去設備６としては、ウエッジワイヤ型スクリーン、スワール分水槽、傾斜スクリーン、傾斜板沈殿池などが好ましいが、きょう雑物を除去するものであれば良く、特に限定されるものではない。また、きょう雑物を除去する機構を有するろ過装置或いはきょう雑物を除去できる設備を付加したろ過装置を用いることができる。

本発明において、計画最大流入水量（Ｑsh）に対し一定割合の超過量（α×Ｑsh）は、処理施設の最初沈殿池１、生物反応槽２及び最終沈殿池３並びにろ過槽４の処理能力並びに放流水の水質とを考慮し、水質を悪化させない範囲で処理効率を最大限発揮させることを基準に定めればよい。通常の処理施設においては、α＝１．１〜２．０の範囲、すなわち一定割合の超過量が計画最大流入量の１．１〜２．０倍量となるように設定することが、環境負荷の削減効果の点からも好ましい。各下水処理場により雨水の遮集量は異なるものの、通常雨天時には、晴天時計画時間最大汚水量をＱshとした時、３Ｑsh程度の下水を処理場に受け入れている。処理場における汚水流入量の日間変動が殆どない場合には、晴天時における計画１日最大汚水量に対して一定割合の超過量を設定しても構わない。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１
図１に示した処理フローに従って実施した。晴天時において、流入下水は、最初沈殿池１、生物反応槽２、最終沈殿池３及びろ過槽４により処理した。なお、処理水量は時間最大汚水量Ｑshとして7.5m³/hで行った。
二次処理である生物反応槽２としては、標準活性汚泥法による施設を用いた。また、ろ過槽４には、ろ材長10mm、ろ材径4〜6mmのポリエステル繊維製の円柱状ろ材を充填層高１．２ｍとし、計画１日最大汚水量に対し処理速度ＬＶ８００ｍ/日、下向流ろ過にて運転を行った。このときの実験期間中の平均処理水(放流水)濃度は、ＢＯＤ濃度４mg/l、ＳＳ濃度１mg/l以下であった。

また、雨天時において、流入下水を最初沈殿池１で処理した後、計画時間最大汚水量Ｑshに対し1.4Ｑshを生物反応槽２へ、汚水量1.4Ｑshを超過した分をバイパスライン５によりろ過槽４へ流入させた。ろ過槽４への被処理水の流入は、ろ材層の内部に導入しろ過槽４の上下部分より処理水を得た。最終沈殿池３の流出水水質は、ＳＳ濃度12mg/l、ＢＯＤ濃度10mg/lであった。ろ過槽４後の処理水はＳＳ濃度15mg/l、ＢＯＤ濃度40mg/lであり、最終沈殿池流出水及びろ過処理水を併せた放流水水質は、ＳＳ濃度13mg/l、ＢＯＤ濃度22mg/lであった。なお、この時、下水処理場に受け入れられた汚水量は、最大時は3Ｑsh、平均すると2.4Ｑshであった。

比較例１
実施例１と同様な施設に用い、雨天時において、流入下水を最初沈殿池１で処理した後、計画時間最大汚水量Ｑshを生物反応槽２へ、汚水量Ｑshの超過分をバイパスライン５によりろ過槽４へ流入させた。生物反応槽２の流出水水質は、晴天時の処理水濃度とほぼ同等であり、ろ過槽４後の処理水はＳＳ濃度30mg/l、ＢＯＤ濃度50mg/lであった。このとき、放流水の濃度は、ＳＳ、ＢＯＤそれぞれ20mg/l、31mg/lであり、この時、下水処理場に受け入れられた汚水量は、最大時で2.8Ｑsh、平均すると2.3Ｑshであった。

実施例１では、1Ｑshを超える1.4Ｑshを生物反応槽２へ流入させ処理することにより、1Ｑshを生物反応槽２で処理した比較例１より、放流水質レベルでは良好に処理することができた。

実施例２
雨天時において、下水の遮集量が計画時間最大汚水量Ｑshに対し、最大時で1.5Ｑshであったため、全量を生物反応槽２、最終沈殿池３を経てろ過槽４で処理を行なった。この時の放流水水質は、ＳＳ濃度6mg/l、ＢＯＤ濃度9mg/lであった。

実施例３
図２に示した処理フローに従い実施した。処理水量は、実施例１と同様とした。雨天時において、計画時間最大最大汚水量Ｑshに対し1.2Ｑshを最初沈殿池１へ導入し二次処理まで行い、汚水量1.2Ｑshを超過した分を最初沈殿池１により処理することなくバイパスライン５によりきょう雑物を除去する機構を備えたろ過槽４へ流入させた。ろ過槽４でのろ過処理方法は、きょう雑物を除去する機構を有する以外は実施例１と同様とした。最終沈殿池３の流出水水質は、ＳＳ濃度５mg/l、ＢＯＤ濃度４mg/lであった。ろ過槽４後の処理水はＳＳ濃度40mg/l、ＢＯＤ濃度は35mg/lであり、放流水水質はＳＳ濃度21mg/l、ＢＯＤ濃度18mg/lであった。

本発明の合流式下水道におけるろ過処理方法の一実施例を示す処理フローの概略図である。本発明の合流式下水道におけるろ過処理方法の他の実施例を示す処理フローの概略図である。

符号の説明

１最初沈殿池
２生物反応槽
３最終沈殿池
４ろ過槽
５バイパスライン
６きょう雑物除去設備

Claims

合流式下水道において下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えない場合には、流入下水の全量を最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池で二次処理まで行い、さらに、ろ材を充填したろ過槽に流入させて処理する一方、下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた場合には、計画最大流入量に対して一定割合の超過量分の流入下水については前記二次処理まで行ない放流するとともに、計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた量の流入下水については最初沈殿池で一次処理した後にろ過槽へ流入させて処理することを特徴とする合流式下水道におけるろ過処理方法。
合流式下水道において下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えない場合には、流入下水の全量を最初沈殿池、生物反応層、最終沈殿池で二次処理まで行い、さらに、ろ材を充填したろ過槽に流入させて処理する一方、下水流入量が計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた場合には、計画最大流入量に対して一定割合の超過量分の流入下水については前記二次処理まで行ない放流するとともに、計画最大流入量に対して一定割合の超過量を超えた量の流入下水については最初沈殿池を通さずにきょう雑物を除去した後にろ過槽へ流入させて処理することを特徴とする合流式下水道におけるろ過処理方法。
計画最大流入量に対して一定割合の超過量が、計画最大流入量の１．１〜２．０倍であることを特徴とする請求項１又は２記載の合流式下水道におけるろ過処理方法。