第１編　春日井市下水道事業の現状と課題

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あまめあると
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5.2 水処理方式の検討 5.2.1 春日井市下水道整備の状況 1) 下水道施設春日井市公共下水道施設は 3 箇所の下水浄化センター 3 箇所の汚水中継ポンプ場 7 箇所のマンホール形式ポンプ場 2 箇所の特殊沈砂池で構成されている位置図を図 5-1 に示す図 5-1 春日井市下水道施設 ( 汚水 ) 2) 下水道人口普及率と河川水質の推移市内で最も古い高蔵寺浄化センターは昭和 43 年

1 5.2 水処理方式の検討春日井市下水道整備の状況 1) 下水道施設春日井市公共下水道施設は 3 箇所の下水浄化センター 3 箇所の汚水中継ポンプ場 7 箇所のマンホール形式ポンプ場 2 箇所の特殊沈砂池で構成されている位置図を図 5-1 に示す図 5-1 春日井市下水道施設 ( 汚水 ) 2) 下水道人口普及率と河川水質の推移市内で最も古い高蔵寺浄化センターは昭和 43 年 (1968 年 ) 勝西浄化センターは昭和 51 年 (1976 年 ) 南部浄化センターは平成 9 年 (1997 年 ) に供用開始され下水道普及率は年々向上し平成 22 年度末 65.9% である春日井市の 3 浄化センターはともに庄内川水系に位置している下水道人口普及率と河川水質の推移を図 5-2 に示す庄内川の水質は下水道人口普及率の向上とともに確実に改善されているが近年は横ばい状況である Ⅲ-66

2 BOD(mg/L) (%) 図 5-2 下水道人口普及率と河川水質の推移下水道人口普及率と河川水質の推移 70.0% 60.0% 城嶺橋大留橋水分橋人口普及率 % % 30.0% 20.0% 10.0% % 公共用水域の水質改善三大湾や指定湖沼などの閉鎖性水域では富栄養化による赤潮青潮アオコ等の発生により水産業生態系景観へ深刻な影響が懸念されている閉鎖性水域の水質改善には過去から蓄積された汚濁負荷への対策とともに流入負荷の早期削減が重要である富栄養化の原因である窒素リンの流入を削減するため春日井市の浄化センターにおいても高度処理の導入を検討する現在供用中の浄化センターでは標準活性汚泥法を導入しているが部分的な施設設備の改造等により高度処理を段階的に導入し処理水質の向上を推進する既設浄化センターの概要 1) 高蔵寺浄化センター高蔵寺浄化センターの配置図を図 5-3 フローシートを図 5-4 に示す本浄化センターは市内東北部丘陵の高蔵寺ニュータウン住宅団地開発に伴って建設された市内で最も古い浄化センターである供用開始から 43 年経過している Ⅲ-67

3 図 5-3 高蔵寺浄化センター平面配置図図 5-4 高蔵寺浄化センターフローシート自然流下汚水ポンプ場最初沈殿池反応槽最終沈殿池ろ過ポンプ槽塩素消毒槽放流重力濃縮槽汚泥貯留槽機械濃縮装置汚泥搬出脱水機 Ⅲ-68

4 本浄化センターの設計諸元を表 5-1 に示し主要な水処理施設の負荷等について表 5-2 に示す表 5-1 高蔵寺浄化センターの設計諸元 ( 見直し前 ) 項目諸元計画人口 61,480 人晴天時 1 日平均処理水量晴天時 1 日最大処理水量 22,100m 3 / 日 28,000m 3 / 日水処理法凝集剤併用型ステッフ流入式 3 段硝化脱窒法 + 急速ろ過法 + 活性炭吸着法汚泥濃縮法生汚泥 : 重力濃縮余剰汚泥 : 機械濃縮 ( 遠心濃縮機 ) 汚泥処理法機械脱水 ( 遠心脱水機 ) 搬出処分放流先新繁田川 ( 一級河川庄内川水系 ) 供用開始昭和 43 年 5 月用地面積 3.9ha 名称表 5-2 主要水処理施設の負荷等 ( 既設 : 見直し前 ) 寸法水面積容量水面積負荷滞留時間 (m) (m 2 ) (m 3 ) (m 3 /m 2 / 日 ) ( 時 ) 最初沈殿池 W8.0 L24.0 H2.5 5 池 960 2, 反応槽 W7.0 L32.0 H 池 --- 7, 最終沈殿池 W10.0 L26 H3.0 5 池 1,300 3, 急速ろ過池 5m 2 6 基 4 ユニット ) 勝西浄化センター勝西浄化センターの配置図を図 5-5 フローシートを図 5-6 に示す本浄化センターは市内中心部である中央処理区の汚水を処理するもので隣接した第 1プラントと第 2プラントから構成されている供用開始から 35 年経過している本浄化センターの設計諸元を表 5-3 に示し主要な水処理施設の負荷等について表 5-4 に示す Ⅲ-69

5 図 5-5 勝西浄化センター平面配置図図 5-6 勝西浄化センターフローシート勝西汚水ポンプ場第 1 プラント最初沈殿池第 1 プラント反応槽第 1 プラント最終沈殿池塩素消毒槽放流汚泥搬出脱水機汚泥貯留槽重力濃縮槽第 2 汚水ポンプ場第 2 プラント最初沈殿池第 2 プラント反応槽第 2 プラント最終沈殿池 Ⅲ-70

6 表 5-3 勝西浄化センターの計画諸元 ( 見直し前 ) 項目諸元計画人口 85,810 人計画 1 日平均処理水量 35,200m 3 / 日第 1 プラント 16,000m 3 / 日第 2 プラント 19,200m 3 / 日晴天時 1 日最大処理水量 44,900m 3 / 日第 1 プラント 20,400m 3 / 日第 2 プラント 24,500m 3 / 日水処理法汚泥濃縮法既設第 1, 新設第 2 : 凝集剤併用型ステッフ流入式 3 段硝化脱窒法 + 急速ろ過法既設第 2 : 凝集剤併用型ステッフ流入式 2 段硝化脱窒法 + 急速ろ過法生汚泥 : 重力濃縮余剰汚泥 : 機械濃縮汚泥処理法ベルトプレス脱水搬出処分放流先八田川 ( 一級河川庄内川水系 ) 供用開始昭和 51 年 6 月用地面積 2.4ha 表 5-4 勝西浄化センターの主要水処理施設の負荷等 ( 既設 : 見直し前 ) 名称寸法水面積容量水面積負荷滞留時間 (m) (m 2 ) (m 3 ) (m 3 /m 2 / 日 ) ( 時 ) 第 1:W9.6 L23.05 H2.5 4 池 885 2, 最初沈殿池第 2:W4.0 L( ) H2.8 4 池 440 1, 合計 1,325 3,445 第 1:W4.6 L39.6 H 池 6,485 反応槽第 2:W8.0 L32.5 H8.0 4 池 4,160 合計 10, 第 1:W9.6 L28 H3.2 4 池 1,075 3, 最終沈殿池第 2:W4.0 L(20+23) H3.2 4 池 688 2, 合計 1,763 5,642 Ⅲ-71

7 3) 南部浄化センター南部浄化センターの配置図を図 5-7 フローシートを図 5-8 に示す本浄化センターは最も新しい浄化センターであり供用開始から 14 年経過している中央処理区を挟んだ市内中心部の北部と南部の汚水を処理する終末処理場である今後順次増設される予定であり増設予定部は平成 21 年度から建設工事が行われている図 5-7 南部浄化センター平面配置図増設予定部図 5-8 南部浄化センターフローシート汚水ポンプ場汚泥搬出最初沈殿池脱水機反応槽脱水機 Ⅲ-72 最終沈殿池重力濃縮槽塩素消毒槽放流

8 表 5-5 南部浄化センターの諸元 ( 見直し前 ) 項目諸元計画人口 88,180 人晴天時 1 日平均処理水量晴天時 1 日最大処理水量水処理法汚泥濃縮法 42,800m 3 / 日 52,500m 3 / 日既設 : 凝集剤併用型ステッフ流入式 2 段硝化脱窒法 + 急速ろ過法 + 活性炭吸着新設 : 凝集剤併用型ステッフ流入式 3 段硝化脱窒法 + 急速ろ過法 + 活性炭吸着生汚泥 : 重力濃縮余剰汚泥 : 機械濃縮汚泥処理法ベルトプレス脱水搬出処分放流先一級河川庄内川供用開始平成 9 年 3 月敷地面積 3.6ha 表 5-6 南部浄化センター主要水処理施設の負荷等 ( 既設 : 見直し前 ) 寸法水面積容量水面積負荷滞留時間名称 (m) (m 2 ) (m 3 ) (m 3 /m 2 / 日 ) ( 時 ) 最初沈殿池 W5.0 L18.5 H3.0 4 池 370 1, 反応槽 W10.0 L26.2 H 池 5, 最終沈殿池 W5.0 L45.5 H3.0 4 池 910 2, ) 既設浄化センターの運転状況各浄化センターに関する運転状況から主要な事項について比較を行う表 5-7 に各浄化センターの主要項目について平成 17 年度から 20 年度の4 年間の月平均最大最小値の比較表を示す Ⅲ-73

9 項目処理人口対計画人口流入汚水量 1 人流入水量 BOD SS COD T-N T-P 電力原単位 PAC 注入率表 5-7 各浄化センター運転実績の対比浄化センター名高蔵寺勝西南部平均最大最小平均最大最小平均最大最小人 63,434 63,955 62,989 82,576 83,409 81,768 34,255 39,728 29,733 % 平均 m3/ 日 17,471 22,505 15,180 29,779 42,420 22,990 9,935 11,870 8,410 対計画 % 変動率 * l/ 人日入 mg/l 出 mg/l 入 mg/l 出 mg/l <5 16 <5 <5 6 <5 <5 6 <5 入 mg/l 出 mg/l 入 mg/l 出 mg/l 入 mg/l 出 mg/l kwh/m mg/l m3/ 日 % t/ 日 mg/l kg/m % kg/m mg/l kg/ 千 m ケーキ発生量ケーキ含水率固形物発生量固形物発生原単位高分子使用量固形物当り使用量ポリ鉄使用量次亜塩注入量沈砂しさ処分量 * 月間最大水量 / 年間平均水量以下に主な事項について比較する 5) 計画に対する設計諸元の比較現行計画と認可計画全体計画に対する計画人口流入水量原単位等の比較を行うと表 5-8 のとおりとなるまた晴天時の日最大流入量実績を表 5-9 に示す Ⅲ-74

10 表 5-8 各浄化センターの計画諸元の実績値に対する対比浄化センター名高蔵寺勝西南部比較項目現計画 68,000 69,500 20,900 計画人口 ( 人 ) 認可計画 61,706 81,375 47,254 全体計画 61,480 85,810 88,180 実績 63,434 82,576 34,255 普及率 (%) 対現計画対認可対全体現計画 28,800 36,960 15,100 日平均流入水量 (m 3 / 日 ) 認可計画 21,800 33,000 19,400 全体計画 22,100 35,200 42,800 実績 17,471 29,779 9,935 反応槽整備率 (%) 流入負荷率 (%) 対現計画対認可対全体現計画原単位 (L/ 人日 ) 認可計画全体計画実績原単位割合 (%) 対現計画対認可対全体家庭排水 + 工場排水 + 地下水を含む表 5-9 日最大流入量実績 ( 晴天時 ) 単位 :m 3 / 日 H17 H18 H19 H20 H21 処理能力高蔵寺 22,240 25,690 23,290 31,220 28,860 36,600 勝西 37,040 41,150 44,820 47,220 46,990 44,550 南部 10,400 12,640 12,900 14,630 16,110 18,200 Ⅲ-75

11 以上の内容を以下にまとめる (1) 計画処理人口は超過していること高蔵寺浄化センターはほぼ計画処理人口に達している状態である勝西浄化センターはすでに 20% 程度計画処理人口を上回り南部浄化センターも 64% も上回っている (2) 汚水量原単位は小さいこと計画処理人口が達しているにもかかわらず流入汚水量が尐ないことから排水量原単位は計画値を大きく下回っている流入水量の計画汚水量対する負荷率は高蔵寺南部浄化センターで特に低い実績の原単位 ( 家庭排水 + 工場排水 + 地下水 ) は勝西浄化センターが 361 l/ 人日と大きく他浄化センターは高蔵寺 275 l/ 人日南部が 290 l/ 人日と小さい汚水量原単位は見直されてきているが実績値に比較するとさらに小さい特に南部浄化センターについては実績値が大きく異なる現処理区毎の人口は地区毎に増減傾向が予測されているまた近年の社会情勢から工場排水は誘致地区工場を除く新規立地工場の急激な増加は見込めない状況にあり現状の工場排水が継続して排出されるものと考えることができるこれまでの算定においては家庭排水 + 工場排水 + 地下水の合計値が計画一日平均汚水量として算定されているそこで計画一日平均汚水量を検証するために排水量原単位 ( 家庭排水 + 工場排水 + 地下水を含む ) を処理区毎に提案する高蔵寺 :280 l/ 人日勝西 :360 l/ 人日南部 :290 l/ 人日 (3) 雤天時に不明水の流入があること勝西浄化センターは豪雤時に処理能力を大幅に超過しているが小中降雤により浸入する不明水量は比較的小さい高蔵寺南部浄化センターは表 5-10 に示すように平均流入水量が小さいこともあって雤水による水量の増加量は大きいが処理能力の超過の度合いは小さい表 5-10 各浄化センターの処理能力に対する最大汚水量の対比番号項目浄化センター名高蔵寺勝西南部 1 日最大処理能力 ( 現行計画 ) 36,600 49,550 18,200 2 最大月平均流入量実績 22,505 42,420 11,870 H17~H20 年度 3 割合 2/ 最大流量実績値 44,100 82,340 26,210 H17~H20 年度 5 割合 4/ 日最大流入量実績 ( 晴天時 ) 31,220 47,220 16,110 H17~H21 年度 7 割合 6/ 最大値備考 Ⅲ-76

12 放流水の技術上の基準 ( 下水道法施行令第 6 条 ) は雤水の影響の尐ないときにおいて定めているそこで晴天時の日最大流入量と処理能力の関係は表 5-10 に示すとおり各浄化センター共に処理能力限界であることが判る (4) 流入と処理水質について表 5-10 各浄化センター運転実績の対比から以下のことが考察される 1 流入水質流入水の BOD SS 等の濃度は南部浄化センターが高く高蔵寺浄化センターが低いこれは南部浄化センターの雤水による浸入水の割合が尐ないと見られることから流入水質は高く高蔵寺浄化センターは工場排水量が尐ないことから流入水質が低いことに起因するものと考えられる 2 処理水質処理水の BOD COD T-P については各浄化センターとも大差はないが処理水の T-N の値には大きな差がある表 5-11 に各浄化センターの反応タンクと滞留時間を比較しているが勝西浄化センターの滞留時間が最も短いにもかかわらず最も処理水窒素の濃度が低い一方滞留時間が最も長い南部浄化センターの処理水濃度が最も高い通常十分な窒素除去のためには滞留時間が 12 時間程度必要とされるが勝西浄化センターは大幅にその滞留時間を下回っているものの窒素除去は順調であるこれは硝化のための空気供給量の差によるものと考えられる表 5-11 浄化センター毎の反応槽滞留時間と処理水窒素濃度項目浄化センター名高蔵寺勝西南部平均実処理水量 (m 3 / 日 ) 17,471 29,779 9,935 反応槽容量 (m 3 ) 7,168 10,645 5,400 反応槽平均滞留時間 ( 時 ) 処理水平均 T-N (mg/l) (5) 汚泥処理処分について汚泥の処理処分は下水処理の内でも技術面および費用の面で大きな割合を占める 3 浄化センターについて汚水処理水量当たりの脱水汚泥発生量高分子凝集剤注入量ポリ硫酸第 2 鉄 ( 高蔵寺のみ ) 注入量を算定すると表 5-12 のとおりとなる Ⅲ-77

13 表 5-12 各浄化センターの水量当たり脱水汚泥発生量と助剤使用量項目単位浄化センター名高蔵寺勝西南部脱水汚泥発生量 m 3 / 汚水 1000m 脱水汚泥含水率 % 固形物発生原単位 mg/l 高分子凝集剤使用量 kg/ 汚泥 m kg/ 汚水 1000m 固形物当り使用量 % ポリ鉄使用量 kg/ 汚泥 m kg/ 汚水 1000m 固形物発生原単位は南部浄化センターが最も大きく脱水汚泥発生量も大きい高分子凝集剤 ( 脱水助剤 ) は高蔵寺浄化センターの使用量が大きいこれは高蔵寺浄化センターのみが遠心脱水機を用いており勝西南部浄化センターはベルトプレス脱水機を用いていることによる高分子凝集剤使用量の差と考えられる (6) 維持管理コストについて維持管理コストに関わる費用としては 1) 電力費 2) 薬品費 ( 脱水助剤凝集剤消毒剤脱臭薬剤等 ) 3) 脱臭活性炭費 ( 場合により ) 4) 潤滑油費等 5) 交換部品費 6) 管理人件費 7) 汚泥処分費 8) 点検補修修理費 9) 汚泥しさ沈砂処分費 10) 上水費等があるここでは管理日報に記載があり比較的大きな費用になる 1) 電力費 2) 薬品費 ( 脱水助剤 : 高分子凝集剤およびポリ鉄凝集剤 :PAC 消毒剤 : 次亜塩素酸ナトリウム ) 汚泥し渣沈砂処分費について検討する以上の費用について処理水量 m 3 当たりと処理人口人当たりについて算定すると表 5-13 になる Ⅲ-78

14 表 5-13 各浄化センターの維持管理費の算定項目単位浄化センター名高蔵寺勝西南部費用契約電力 kw 契約電力量円 /m ,710 円 /kw 月消費電力量円 /m 円 /kw 月脱水汚泥処分費円 /m ,000 円 /m 3 高分子円 /m ,100 円 /kg 薬品費ポリ鉄円 /m 円 /kg PAC 円 /m 円 /kg 次亜塩円 /m 円 /kg しさ沈砂処分費円 /m ,000 円 /m 3 処理水量当処分費円 /m 比率処理人口当処分費円 / 人比率注 ) 平成 17~20 年度実績の平均を用いて維持管理費を算定した表に示すように電力量と脱水汚泥処分費が費用の大部分を占めており薬品費の占める割合は小さい契約電力量消費電力量が高い南部浄化センターは南部ポンプ場計画雤水排水量 28.0 m 3 / 秒 (1,680m 3 / 分 ) 現有雤水排水量 14.5 m 3 / 秒 (870 m 3 / 分 ) を併設して 1 ヶ所で受電しているためと考えられる Ⅲ-79

国土技術政策総合研究所　研究資料

国土技術政策総合研究所　研究資料 4. 参考資料 4.1 高効率固液分離設備の処理性能 (1) 流入水 SS 濃度と SS 除去率各固形成分濃度の関係高効率固液分離設備は重力沈殿とろ過処理の物理処理であるため SS が主として除去されるそのため BOD N P についても固形性成分 (SS 由来 ) が除去され溶解性成分はほとんど除去されないしたがって高効率固液分離設備での除去性能についてはまず流入水 SS 濃度から前処理における

第１編 春日井市下水道事業の現状と課題

第１編　春日井市下水道事業の現状と課題