JP2018192418A - 排水処理施設の改築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所期の処理量の原水を処理しながら短い期間で費用を抑えて改築可能な排水処理施設の改築方法を提供する。【解決手段】排水処理施設の改築方法であって、改築完了時に新たな水槽２２が配置される余剰敷地に、浸漬型膜分離装置を備えた生物処理が可能な膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲを構築し、改築前の既設の生物処理槽１４の少なくとも一部に代えて膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理する第１工程と、前記第１工程の後に、処理対象原水の流入を停止した既設の生物処理槽を改築して新たな生物処理槽１５を構築する第２工程と、第２工程の後に、膜分離活性汚泥処理槽に代えて新たな生物処理槽で処理対象原水の全量を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した膜分離活性汚泥槽から浸漬型膜分離装置を撤去する第３工程と、第３工程の後に、新たな水槽と前記新たな生物処理槽の両方で処理対象原水を生物処理する第４工程を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、排水処理施設の改築方法に関する。

供用中の下水処理場の土木躯体が標準耐用年数の５０年を超過し、全面改築の必要性に迫られる下水処理場が今後増加すると予測されている。このような下水処理場の多くは標準活性汚泥法が採用されている。

しかし、一部の下水処理場では敷地に余裕が無く、計画水量に近い下水が流入しているため、施設を一括して改築することができず、段階的に改築せざるを得ない状況にある。

このような段階的改築は、一括改築に比べて工期が大幅に増加するため、全ての改築が終了する前に土木躯体が標準耐用年数を超過してしまう場合もあり、そのような状況で地震などが発生すると土木躯体の損傷が生じる虞もあった。

例えば、現有設備８系列の下水処理場で、通年の流入汚水量のピークが７系列分の処理能力に相当し、全く敷地に空きが無い処理場を想定する。この処理場を全面改築する場合、少なくとも７系列を稼働可能な状態に維持して、１系列毎に段階的に改築することが必要になる。仮に１系列当りの土木躯体を含めた改築工事に４年を要すると仮定すると、流入汚水量のピークに対応可能な第７系列目の改築が完了するまでには、少なくとも２８年を要することとなる。また、工期の長期化は施工コストの上昇にもつながる。

特許文献１には、生物処理対象排水の前処理領域と、生物反応領域と、沈殿領域と、この沈殿領域の上澄水を取出して後処理する後処理領域などを備えた生物処理装置における前記生物反応領域の補修方法であって、前記生物処理装置の生物反応領域と沈殿領域を迂回して前記前処理領域と後処理領域とを結ぶバイパス通路を形成し、このバイパス通路に移動式浸漬型膜分離汚水処理装置を介設したのち、前記前処理領域から生物反応領域への前記排水の流れを遮断した状態で、前記移動式浸漬型膜分離汚水処理装置を運転して該移動式浸漬型膜分離汚水処理装置により前記生物処理対象排水を生物処理しながら、この生物処理に並行して前記生物反応領域を補修することを特徴とする汚水の生物処理装置における生物反応領域の補修方法が開示されている。

特開２００３−１１７５７８号公報

しかし、特許文献１に記載された補修方法は、生物反応領域を補修することを目的として、余剰敷地に移動式浸漬型膜分離汚水処理装置を設置するものであり、前処理領域及び後処理領域の全てを含めて改築する必要がある場合、及び、下水処理場のような大規模な生物処理装置を改築する場合にまで適用することは困難であった。

本発明の目的は、所期の処理量の原水を処理しながら短い期間で費用を抑えて改築可能な排水処理施設の改築方法を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による排水処理施設の改築方法の第一特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、排水処理施設の改築方法であって、改築完了時に新たな水槽が配置される余剰敷地に、浸漬型膜分離装置を備えた生物処理が可能な膜分離活性汚泥処理槽を構築し、改築前の既設の生物処理槽の少なくとも一部に代えて前記膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理する第１工程と、前記第１工程の後に、処理対象原水の流入を停止した既設の生物処理槽を改築して新たな生物処理槽を構築する第２工程と、前記第２工程の後に、前記膜分離活性汚泥処理槽に代えて前記新たな生物処理槽で処理対象原水を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した前記膜分離活性汚泥処理槽から前記浸漬型膜分離装置を撤去する第３工程と、前記第３工程の後に、前記新たな水槽と前記新たな生物処理槽の両方で処理対象原水を生物処理する第４工程を備える点にある。

膜分離活性汚泥法では、ＭＬＳＳ濃度を標準活性汚泥法に比較して５倍以上の濃度にすることが可能で安定した処理が行なえるようになり、最終沈殿池も不要なため、標準活性汚泥法に比較して非常に少ない敷地面積で十分な量の処理対象原水を生物処理することができる。そこで、第１工程では、既設の生物処理槽に代えて、余剰敷地に構築した新たな水槽に浸漬型膜分離装置を設置することにより膜分離活性汚泥法で処理対象原水が生物処理され、この間に既設の生物処理槽を新たな生物処理槽に改築する第２工程が実行されることで、改築期間の短縮が可能となる。その後、第３工程が実行されて、改築された生物処理槽で処理対象原水の全量が生物処理される一方で、新たな水槽から浸漬型膜分離装置が撤去され、第４工程で当該新たな水槽と新たな生物処理槽によって処理対象原水が生物処理される。これらの工程により、新たな水槽のための躯体を、改築期間短縮のために有効活用することが可能となる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記第１工程において、改築前の既設の生物処理槽の全部に代えて前記膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理し、前記第３工程において、前記膜分離活性汚泥処理槽に代えて前記新たな生物処理槽で処理対象原水の全量を生物処理する点にある。

余剰敷地に構築された膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理する間に既設の生物処理槽が一括して改築されるので、工期が大幅に短縮され、しかも改築費用も大幅に抑制できる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記第１工程において、前記余剰敷地に前記膜分離活性汚泥処理槽に加えて新たな水槽を構築し、改築前の既設の生物処理槽の一部に代えて前記膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理し、前記第３工程の前段において、改築前の既設の生物処理槽の残部に代えて前記新たな水槽及び前記新たな生物処理槽で処理対象原水を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した既設の生物処理槽の残部を改築して新たな生物処理槽を構築する点にある。

膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理する間に、第１工程で余剰敷地に構築された新たな水槽を含めて、既設の生物処理槽の一部が新たな生物処理槽に改築され、第３工程の前段で膜分離活性汚泥処理槽と並行して処理対象原水が生物処理されるので、処理対象原水量に変動があっても、十分にその変動を吸収できる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記新たな水槽が最初沈殿池または最終沈殿池である点にある。

第１工程で浸漬型膜分離装置が設置されて膜分離活性汚泥処理槽が構築される新たな水槽が、第３工程で最初沈殿池または最終沈殿池として構築される間は、新たな生物処理槽で生物処理が行なわれ、第４工程で最初沈殿池または最終沈殿池として生物処理槽と接続されることにより、排水処理施設の改築が終了する。新たな水槽が最初沈殿池または最終沈殿池であれば、新たな水槽から浸漬型膜分離装置を撤去した後に、汚泥掻き寄せ機の設置などの簡単な改築で新たな水槽が構築可能となる。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記第３工程において、前記新たな水槽にコンクリートを増し打ちして所期の槽底部を形成する点にある。

膜分離活性汚泥処理槽として所期の量の処理対象原水を生物処理するために十分な深さ、且つ、第４工程で新たな水槽を使用するのに十分な深さとなるように、第１工程において新たな水槽を構築しておけば、コンクリートを増し打ちするだけで、容易く所期の槽底部を形成することができる。

同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記第１工程において使用する前記膜分離活性汚泥処理槽内の余剰汚泥を排出するためのポンプを、前記第４行程において前記新たな水槽内の沈降汚泥を排出するためのポンプとして使用する点にある。

膜分離活性汚泥処理槽内の余剰汚泥を排出するポンプが、新たな水槽内の沈降汚泥を排出するポンプとしてそのまま転用されるので、施工コスト及び設備コストが低減される。

同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記既設の生物処理槽及び前記新たな生物処理槽における生物処理が膜分離活性汚泥処理以外の生物処理である点にある。

既設の生物処理槽及び前記新たな生物処理槽における生物処理が膜分離活性汚泥処理でないため、標準活性汚泥法に比較して非常に少ない敷地面積で生物処理することが可能という膜分離活性汚泥法の特徴を活かして新たな水槽の躯体を有効活用することが可能となる。

以上説明した通り、本発明によれば、所期の処理量の原水を処理しながら短い期間で費用を抑えて改築可能な排水処理施設の改築方法を提供することができるようになる。

本発明の排水処理施設の改築方法の説明図であり、（ａ）は第１工程の説明図、（ｂ）は第２工程の説明図、（ｃ）は第３工程の説明図、（ｄ）は第４工程の説明図 （ａ）は余剰敷地に構築された膜分離活性汚泥処理槽の縦断面図、（ｂ）は膜分離活性汚泥処理槽がさらに改築された最初沈澱槽の縦断面図（ｃ）は本発明の排水処理施設の改築方法と、従来の改築方法の施工年月の対比説明図 （ａ）から（ｇ）は、第２の実施形態を示す改築方法の説明図 （ａ）から（ｇ）は、第３の実施形態を示す改築方法の説明図 （ａ），（ｂ）は参考実施形態を示す排水処理施設の改築方法の説明図，（ｃ）は膜分離活性汚泥処理槽の平面視の説明図、（ｄ）は膜分離活性汚泥処理槽がさらに改築された生物処理槽の平面視の説明図

以下、本発明の排水処理施設の改築方法の第１の実施形態を説明する。
図１（ａ）には、排水処理施設１０の敷地に構築された既存の設備のレイアウトが実線で示され、余剰敷地に構築される新たな水槽が破線で示されている。既存の設備は、コンクリート構造躯体で構成される最初沈澱池１２、標準活性汚泥法が採用された生物処理槽１４、最終沈澱池１６の各水槽を備えて構成され、ポンプ設備が設けられたポンプ棟１８、生物処理槽１２に設けられた散気装置に給気するブロワファンが設けられたブロワ棟２０などを備えている。

生物処理槽１４は最初沈澱池１２から最終沈澱池１６に向けた処理対象原水の流れ方向に沿って８系列に流路が区分され、ポンプ棟１８に備えたポンプ設備によって処理対象原水が最初沈澱池１２に流入され、その上澄みが生物処理槽１４の各系列に流入され、生物処理槽１４の底部に備えた散気装置から供給される空気によって好気処理されることによって各種の有機物が分解処理される。即ち、ブロワ棟２０に備えたブロワファンから当該散気装置に空気が送られる。

その後最終沈澱池１６に流入して固液分離され、上澄みの分離水は必要に応じて消毒された後に河川に放流される。最終沈澱池１６に沈殿した汚泥の一部はポンプ棟１８に備えたポンプ設備によって引抜かれて生物処理槽１４に返送され、残部は脱水処理された後に処分される。

なお、第１の実施形態では、生物処理槽１４が標準活性汚泥法を採用した処理槽である場合を例に説明しているが、本発明が適用される生物処理槽１４は膜分離活性汚泥処理法以外の生物処理法が採用されていればよい。例えば、嫌気処理の後に好気処理が行なわれる嫌気好気法（ＡＯ法）や、嫌気、脱窒、好気の各処理が行なわれる循環式嫌気好気法（Ａ２Ｏ法）などである。

以下、このような排水処理施設１０を改築する方法について詳述する。
図１（ａ）に示すように、既設の排水処理施設１０が稼働している状況で、排水処理施設１０の余剰敷地、好ましくは最初沈澱池１２に隣接する余剰敷地または最終沈澱池１６に隣接する余剰敷地にコンクリート躯体の新たな水槽２２が構築され、当該新たな水槽２２に浸漬型膜分離装置が設けられて、仮設の膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲが構成される。

図１（ｂ）に示すように、既設のポンプ棟１８に備えたポンプ設備によって最初沈澱池１２に流入されていた処理対象原水の全量が膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲに供給され、最初沈澱池１２への処理対象原水の流入が停止される。膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲには、既設のブロワ棟２０に備えたブロワファンから膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲに備えた散気装置に給気されるように流路が切り替えられる。膜分離活性汚泥処理槽に備えた散気装置とは、槽内の処理対象原水を好気処理するための散気装置と、浸漬型膜分離装置の下方に設置され分離膜をクリーニングするための散気装置が含まれる。

膜分離活性汚泥法では、ＭＬＳＳ濃度を標準活性汚泥法に比較して５倍以上の濃度にすることが可能で安定した処理が行なえるようになり、加えて最終沈殿池が不要なため、標準法に比較して３割以下の非常に少ない敷地面積で同量の処理対象原水を処理することができる。従って、既設の排水処理施設１０で処理される処理対象原水の全量を膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲで生物処理することができる。浸漬型膜分離装置の透過水は必要に応じて消毒された後に河川へ放流され、槽内の余剰汚泥は既設のポンプ棟１８に備えたポンプ設備によって引抜かれた後に脱水などの処理を経て処分される。この工程が第１工程となる。

図２（ａ）には、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲの縦断面構造が示されている。合成木材などを用いた仮壁３０で水槽２２の中央部が領域分離されて、撹拌機３２を備えた受入槽３４が形成され、仮壁３０を挟んで両端側に散気装置３６及び浸漬型膜分離装置３８が配置された好気槽４０が形成されている。受入槽３４に流入した処理対象原水は撹拌機３２で撹拌され無酸素処理された後に好気槽４０に流下して好気処理及び膜分離処理される。また、図示しないが、好気槽４０の活性汚泥は受入槽３４に返送され、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲ内で無酸素処理と好気処理が繰り返される。

図１（ｂ），（ｃ）に示すように、第１工程の後に、処理対象原水の流入を停止した既設の生物処理槽１４を改築して新たな生物処理槽を構築する第２工程が実行される。詳述すると、第２工程では、既設の最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６に代えて新たな生物処理槽１５、最終沈澱池１７が構築されるとともに、余剰敷地に新たなブロワ棟２１が構築され、その後既設のブロワ棟２０のブロワファンに代えて新たなブロワ棟２１に設置されたブロワファンから膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲに備えた散気装置に空気が供給されるように切り替えられる。さらに、既設のポンプ棟１８に代えて、既設のブロワ棟２０の跡地に新たなポンプ棟１９が構築される。

図１（ｃ）に示すように、第２工程の後に、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲに代えて新たな生物処理槽１５で処理対象原水の全量を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した仮設の膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲから浸漬型膜分離装置を撤去する第３工程が実行される。詳述すると、第３工程では、既設のポンプ棟１８に備えたポンプ設備から膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲへの処理対象原水の供給が停止され、新たなポンプ棟１９に備えたポンプ設備を用いて処理対象原水の全量が新たな生物処理槽１５に供給されて標準活性汚泥法で好気処理された後に、新たな沈殿槽１７で固液分離して上澄みが河川などに放流される。新たな生物処理槽１５の底部には散気装置が設置され、新たなブロワ棟２１に設置されたブロワファンから当該散気装置に空気が供給される。

図２（ｂ）に示すように、第３工程の実行中に、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲから浸漬型膜分離装置、仮壁３０、撹拌機３２などが撤去された新たな水槽２２、水槽２２の底部にコンクリートが増し打ちされ、底上げがなされた後に汚泥掻き寄せ装置４２が取り付けられて新たな最初沈澱池１３が構築される。膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲでは浸漬型膜分離装置が設置されるために有効水深５ｍ程度を要するのであるが、最初沈澱池１３では２．４ｍから４ｍとそれほどの深さが必要ないため、底部にコンクリートが増し打ちされて、一端の汚泥ピット４４に向けて汚泥を案内する傾斜底部が形成される。

なお、汚泥掻き寄せ装置４２は、複数本の支軸に巻回された左右一対の無端チェーンに一定の間隔でフライト板が取り付けられ、駆動軸となる一つの支軸により無端チェーンが回転移動することにより傾斜底部に沈降した汚泥を汚泥ピット４４に搬送する装置である。

図１（ｄ）に示すように、第３工程の後に、最初沈澱池１３に改装された新たな水槽２２と新たな生物処理槽１５及び最終沈澱池１７により処理対象原水が生物処理され、排水処理施設１０の改築方法が終了する。

図２（ｃ）には、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲを利用した本発明による排水処理施設１０の改築方法と従来の１系列毎の段階施工による改築方法とを対比した改築期間が対比されている。段階施工による改築方法では１系列毎の改築におよそ４年を要し、全系列を改築するのに３６年を要する。しかし、本発明による排水処理施設１０の改築方法によれば、およそ１１年で改築が終了する。

上述の第１の実施形態では、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲ内の余剰汚泥を排出するためのポンプを、新たな水槽２２内の沈降汚泥を排出するためのポンプとして使用するように構成することが好ましい。膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲ内の余剰汚泥を排出するポンプが、新たな水槽２２内の沈降汚泥を排出するポンプとしてそのまま転用されるので、施工コスト及び設備コストが低減される。

上述の第１の実施形態では、第３工程が完了するまでの間は、新たな生物処理槽１５に沈殿槽としての機能を発揮するように使用されていたが、第２工程で既設の最初沈澱池１２を一部そのまま残しておき、新たな生物処理槽１５で処理対象原水の全量を生物処理する第３工程で、当該既設の最初沈殿池１２を使用するように構成してもよい。この場合、第４工程で当該既設の最初沈澱池１２を解体処理すればよい。

さらには、第１工程で余剰敷地の全てを膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲとせずに、一部に最初沈澱池を構築しておき、第３工程で使用するように構成してもよい。

上述した第１の実施形態では、余剰敷地に構築された新たな水槽２２、つまり膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲが仮設される新たな水槽２２が最初沈澱池１３となる構成を説明したが、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲが仮設される新たな水槽２２が最終沈澱池１７となるように構成されていてもよい。

その場合、第２工程で既設の最終沈澱池１６を一部そのまま残しておき、第４工程で当該既設の最終沈澱池１６を解体処理する、或いは第１工程で余剰敷地の一部に最終沈澱池を構築しておき、第３工程で使用すればよい。

以下に本発明による排水処理施設の改築方法の第２の実施形態を説明する。
上述した第１の実施形態では、第１工程において、改築前の既設の生物処理槽１４の全部に代えて膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲで処理対象原水を生物処理し、第３工程において、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲに代えて新たな生物処理槽１５で処理対象原水の全量を生物処理する例を説明したが、第１工程で改築前の既設の生物処理槽の少なくとも一部に代えて膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理し、第３工程で膜分離活性汚泥処理槽に代えて新たな生物処理槽で処理対象原水を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した前記膜分離活性汚泥処理槽から前記浸漬型膜分離装置を撤去するように構成してもよい。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、既設の排水処理施設１０の余剰敷地に新たな水槽２２のためのコンクリート躯体を設けて、その半分の水槽２２に浸漬型膜分離装置を備え、生物処理が可能な仮設の膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲとして構築し、残り半分の水槽２２を新たな最初沈澱池１３として構築する。改築後の生物処理槽１４に対応するブロワ棟２１が設けられ、既存のブロワ棟２０が膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲ用に活用される。

図３（ｃ）に示すように、最初沈澱池１２、生物処理槽１４、最終沈澱池１６からなる既設の８系列の半分である４系列を、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲとともに稼働させる第１工程が実行される。膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲによる処理水量は、既設の８系列の生物処理槽１４の処理容量の半分となるため、既設のブロワ棟２０の送風容量で必要量を供給できる。そして、第１工程の実行中に、既設の残りの４系列が新たな生物処理槽１５、最終沈澱池１７に改築される。

図３（ｄ），（ｅ）に示すように、その後、先に改築された４系列の最初沈澱池１３、生物処理槽１５、最終沈澱池１７を稼働させるとともに、既設の最初沈澱池１２、生物処理槽１４、最終沈澱池１６を停止させて、新たな生物処理槽１５、最終沈澱池１７に改築する第２工程が実行される。

さらに、図３（ｆ）に示すように、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲを停止させて浸漬型膜分離装置を撤去し、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲを最初沈澱池１３に改築する第３工程が実行される。第３工程では、既存のブロワ棟２０を撤去して新たなポンプ棟１９が構築され、この間、既に先に稼働中の最初沈澱池１３を用いて、新たな生物処理槽１５、最終沈澱池１７を稼働させる。

図３（ｇ）に示すように、最後に新たなポンプ棟１９を稼働させて、既存のポンプ棟１８を撤去し、改築された全ての最初沈澱池１２、生物処理槽１４、最終沈澱池１６を稼働させる第４工程が実行される。

図４（ａ）から（ｇ）に示す本発明による排水処理施設の改築方法の第３の実施形態は、改築される生物処理槽の系列の半分が膜分離活性汚泥処理槽２３である点が異なる以外は、図３に示した第２の実施形態と同様である。

上記第３の実施形態では、改築後の半分の系列を膜分離活性汚泥処理槽２３としているが、少なくとも１系列を膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲとすれば、当該膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲで得られた処理水を、場内再利用水や修景用水等に活用することが可能である。修景用水とは人間が触れることを前提としていない環境用水のことである。

上記第２、第３の実施形態では、既設の生物処理の系列を半分ずつ２回に分けて改築しているが、３回以上に分けて改築してもよく、複数の系列を等分して改築する必要もない。ただし、分けて改築する回数が多くなるほど、短い期間で費用を抑えて改築するという目的に対する効果が薄れるため、回数は少ない方が好ましい。

以下にその他の参考実施形態を説明する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、処理対象原水を複数系列で処理するように構成された最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６を備えた既設の排水処理施設１０を改築する場合に、余剰敷地に新たな水槽２２を構築し、或いは既設の最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６のうち少なくとも１系列の最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６のコンクリート躯体を撤去して新たな水槽２２を構築し、当該新たな水槽２２に浸漬型膜分離装置を設置して膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲを仮設し、当該膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲで処理対象原水を処理する間に、当該膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲでの処理によって休止することが可能となった他の複数系列の最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６を解体して新たな最初沈澱池１３、生物処理槽１５及び最終沈澱池１７を構築する方法を採用してもよい。

当該膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲで既設の生物処理槽１４の複数系列の処理量以上の処理量の処理対象原水を処理するように構成し、当該膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲで処理対象原水を処理する間に、他の複数系列の最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６を解体して新たな最初沈澱池１３、生物処理槽１５及び最終沈澱池１７を構築する工程を、既設の全ての初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６に対して繰返し実施して、最後に膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲから浸漬型膜分離装置を撤去して、最初沈澱池１２、生物処理槽１４及び最終沈澱池１６を構築するのである。

この場合も、生物処理槽１４，１５は、標準活性汚泥法、嫌気好気法（ＡＯ法）、循環式嫌気好気法（Ａ２Ｏ法）などの、膜分離活性汚泥処理以外の生物処理法が採用されていればよい。

最初沈殿池１３や最終沈殿池１７は、汚泥ピット部を除けば水深が２．５〜４ｍであり、反応槽として使用するには浅すぎる。このため、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲを仮設で導入する系列に限っては、沈殿池の躯体を有効水深５ｍで建設しておき、標準活性汚泥法に改築する際に底部にコンクリートを増し打ちすることで汚泥ピットを形成するように構成すればよい。上述した実施形態の図２（ａ），（ｂ）で説明した通りである。

水深５ｍの最終沈殿池１系列分の槽容量は標準活性汚泥法で６．２時間に相当し、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲであれば１．４系列分の処理能力となる。一方で、標準活性汚泥法の反応槽の滞留時間は標準で８時間であり、これは膜分離活性汚泥法の１．８系列分の滞留時間に相当する。このため、最終沈澱池と反応槽の処理能力合わせると３．２系列分の処理能力を有することになり、既設の標準活性汚泥法を採用する反応槽の３系列分の改築を同時に進めることが可能となる。その結果、１系列単位で改築する場合と比較して改築のための工期を大幅に短縮できるようになる。

膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲは標準活性汚泥法に比較して、曝気風量が１．５倍〜２倍に増加する傾向にあるため、既設の送風機容量では能力が不足する場合があると想定される。送風機の標準耐用年数も５０年であるため、土木躯体の更新時期に合わせて送風機の更新を実施するケースは多い。この場合、いったん更新用送風機と既設の送風機を並列で運転させることにより、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲの必要風量を確保すればよい。

図５（ｃ）には、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲの平面視の説明図が示されている。先の実施形態の図２（ａ）の縦断面に対応する。即ち、合成木材などを用いた仮壁３０で水槽２２の中央部が領域分離されて、撹拌機３２を備えた受入槽３４が形成され、仮壁３０を挟んで両端側に散気装置３６及び浸漬型膜分離装置３８が配置された好気槽４０が形成されている。受入槽３４に流入した処理対象原水は撹拌機３２で撹拌され嫌気処理された後に好気槽４０に流下して好気処理及び膜分離処理される。

図５（ｄ）には、膜分離活性汚泥処理槽ＭＢＲとして用いられていた新たな水槽２２のうち、改築された生物処理槽１５の平面視の説明図が一例として示されている。処理対象原水が供給される左端部及び中央部に撹拌機３２が設けられた好気運転と無酸素運転の切替が可能な兼用槽４２が構成され、それら兼用槽４２の間の領域に散気装置が設置された好気槽４４が形成され、右端の領域に超微細気泡散気装置が設置された好気槽４６が形成される標準活性汚泥法であるが、生物処理槽１４，１５は当該生物処理法に限定されるものではない。

１０：排水処理施設
１２：最初沈澱池
１３：改築された最初沈澱池
１４：生物処理槽
１５：改築された生物処理槽
１６：最終沈澱池
１７：改築された最終沈澱池
１８：ポンプ棟
２０：ブロワ棟
２２：新たな水槽
２３：高度処理槽
ＭＢＲ：膜分離活性汚泥処理槽

Claims (7)

1. 排水処理施設の改築方法であって、
   改築完了時に新たな水槽が配置される余剰敷地に、浸漬型膜分離装置を備えた生物処理が可能な膜分離活性汚泥処理槽を構築し、改築前の既設の生物処理槽の少なくとも一部に代えて前記膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理する第１工程と、
   前記第１工程の後に、処理対象原水の流入を停止した既設の生物処理槽を改築して新たな生物処理槽を構築する第２工程と、
   前記第２工程の後に、前記膜分離活性汚泥処理槽に代えて前記新たな生物処理槽で処理対象原水を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した前記膜分離活性汚泥処理槽から前記浸漬型膜分離装置を撤去する第３工程と、
   前記第３工程の後に、前記新たな水槽と前記新たな生物処理槽の両方で処理対象原水を生物処理する第４工程を備える、ことを特徴とする排水処理施設の改築方法。
2. 前記第１工程において、改築前の既設の生物処理槽の全部に代えて前記膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理し、
   前記第３工程において、前記膜分離活性汚泥処理槽に代えて前記新たな生物処理槽で処理対象原水の全量を生物処理する、ことを特徴とする請求項１に記載の排水処理施設の改築方法。
3. 前記第１工程において、前記余剰敷地に前記膜分離活性汚泥処理槽に加えて新たな水槽を構築し、改築前の既設の生物処理槽の一部に代えて前記膜分離活性汚泥処理槽で処理対象原水を生物処理し、
   前記第３工程の前段において、改築前の既設の生物処理槽の残部に代えて前記新たな水槽及び前記新たな生物処理槽で処理対象原水を生物処理し、処理対象原水の流入を停止した既設の生物処理槽の残部を改築して新たな生物処理槽を構築する、ことを特徴とする請求項１に記載の排水処理施設の改築方法。
4. 前記新たな水槽が最初沈殿池または最終沈殿池である、ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の排水処理施設の改築方法。
5. 前記第３工程において、前記新たな水槽にコンクリートを増し打ちして所期の槽底部を形成する、ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の排水処理施設の改築方法。
6. 前記第１工程において使用する前記膜分離活性汚泥処理槽内の余剰汚泥を排出するためのポンプを、前記第４行程において前記新たな水槽内の沈降汚泥を排出するためのポンプとして使用する、ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の排水処理施設の改築方法。
7. 前記既設の生物処理槽及び前記新たな生物処理槽における生物処理が膜分離活性汚泥処理以外の生物処理である、ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の排水処理施設の改築方法。

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