資料 4-2「無曝気循環式水処理技術導入ガイドライン（案）」の概要

国土交通省国土技術政策総合研究所

本 編
第１章
総則
〇目的
〇ガイドラインの構成◆下水道事業におけるエネルギー消費とコスト削減を実現する革新的技術である「無曝気循環式水処理技術」をあなたの施設に適用することと適用の効果を検討するためのガイドブックです。
◆２年間の実証施設における成果に基いて国土交通省が評価した、本技術のエネルギーならびにコスト削減機能が、あなたの施設ではどの様に発現されるか、導入に伴う問題は無いか、どんな施設になって維持管理はどの様になるか、がわかります。

〇ガイドラインの適用範囲〇用語の定義技術の概要・特徴の把握

高速担体ろ床の前後にろ過を組み込み、前処理および仕上げ処理を安定化

第２章
技術の概要と評価

流入下水循環による処理安定化
処理水

処理水ろ材

【高速担体ろ床の特徴】（§9）①処理の高性能化②通気量の適正制御による処理安定化③洗浄機能の確保④覆蓋・生物脱臭等による環境対策⑤バルキング等の問題がなく、運転管理が容易

既設導入容易SSの効率的除去
溶解性BOD除去
負荷変動平準化
従来の高速散水ろ床法よりも優れる
標準法よりも優れる

ろ材

微細なSSを除去【技術の適用条件・推奨条件】（§11）
適用条件

推奨条件

項目
流入水温

適 用 条 件
15℃を下回る地域への適用については、十分な検討が必要

既存土木構造物

反応タンクの内寸高さが4m以上

シ ナ リ オ
既設機械更新時に導入
既設処理水量を増加させる
散水装置

下部装置
高速担体ろ床流出水ｹﾞｰﾄ

洗浄排水ｹﾞｰﾄ

散水ろ床法の原理を活用
低動力で有機物を除去

推 奨 条 件
〇省エネニーズが高い〇更新時期（機械、土木）が近い【導入シナリオ】（§12）

流入水路

担体

最終ろ過施設

循環水〇技術の概要〇適用条件〇実証研究に基づく評価の概要【技術の概要】（§5～12）「無曝気循環式水処理技術」は、下水中に酸素を供給するための動力をほとんど使用しない生物処理技術です。
生物処理の前後にろ過技術を取り入れて沈殿池を廃し、省エネで高速かつ安定した処理を実現しました。

高速担体ろ床

前段ろ過施設期待される導入効果
電力費削減
新設時期の先延ばし、もしくは新設不要【技術の評価結果】（§14）
項
目
処理水質および処理の安定性
消費電力量
建設費（年価）
維持管理費
既設改造
汚泥発生量
脱臭

評 価 結 果処理水BODが安定して15mg/L以下
0.105kWh/m3（対標準法比53％削減※1）
279百万円/年（対標準法比11％削減※1）
257百万円/年（対標準法比32％削減※1）
標準法の既設土木構造物に設置可能流入SSを100としたときに、汚泥発生量は80
高速担体ろ床での生物脱臭効果あり※1 日最大処理水量50,000m3/日におけるFS結果に基づく。

【既設への設置可否の判断】

導入効果の把握高速担体ろ床への流入負荷の概略計算〇導入検討手順 〇導入効果の検討例【導入検討手順】（§15）

導入効果の検討（§17）
導入

判

断66m

前段ろ過施設（8池／系列）高速担体ろ床（27区画／系列）

最終ろ過施設(3池/系列)高速担体ろ床（27区画／系列）

最終ろ過施設(3池/系列)前段ろ過施設（8池／系列）53m

一次濃縮施設

担体容積、層厚さから担体面積を算定

1)既設への設置可否
2)建設費および維持管理費

グレー部分が使用エリア21m

一次濃縮施設

BOD容積負荷からろ床容積を算定

1) 土木構造物の寸法、水位高低
2)処理水量、流入水質、水温
3)更新計画コスト比較、本技術の特長や既設特有の事項を勘案

6m

ほとんどの標準法の土木構造物に導入可能

第３章
導入検討

基礎調査（§20）【導入効果の検討例】（日最大処理水量50,000m3/日）

（不使用）

（不使用）

（不使用）

（不使用）

（不使用）

（不使用）

No
設置可否

建設費（年価）

流入下水量を減らし、再計算

削減率：11％

Yes

維持管理費

単位：百万円/年

削減率：32％

標準法（376）

標準法（312）電力費（49）【コスト試算】本技術（279）

本技術（257）

補修・点検費（46）

最初沈殿池設備コスト試算が容易

前段ろ過施設

建設費
費用関数

汚泥処理・処分費（268）

高速担体ろ床原単位

電力費（23）

脱臭用薬品費（13）反応タンク設備
および送風機設備

維持管理費

単位：百万円/年

最終沈殿池設備
最終ろ過施設補修・点検費（28）
脱臭用薬品費（0）
汚泥処理・処分費（206）

導入可能性を判断のうえ、導入に向けた具体的な検討に進む
第４章
計 画・設 計

【各施設における有機物除去】

流入水BODを溶解性および固形性に分けて、各施設のBOD除去率を算定

〇導入計画
〇施設設計
〇前段ろ過施設〇高速担体ろ床〇最終ろ過施設〇一次濃縮施設〇その他留意点

BOD

循環水２

実証施設

【システムの運転管理】（§45～47）

SS除去に伴って除去

SS除去に伴って除去

一次濃縮
分離水 微生物による除去

水量、水質、既存施設の水位高低

高速担体ろ床・できる限り、自然流下となるように検討する。
・既存施設活用の場合には、揚水ポンプの揚程増加および高速担体ろ床から最終ろ過施設への揚水が必要
揚程増加（1.5m）

汚泥発生量算定、物質収支図

P

前段ろ過施設・循環水量の調整
・ろ床洗浄の管理
最終ろ過施設

循環ポンプ揚程（6.2m）
送水ポンプ揚程（3.6m）

P

試算結果の検証

・ろ過損失水頭の管理【水位高低例】

流入条件、既設土木構造物から各処理施設を設計

P PP
高速担体ろ床維持管理が容易
前段ろ過施設

流入下水 前段ろ過施設 高速担体ろ床 最終ろ過施設

施設計画の検討（§23）
導入効果の検証(§24)

微生物による除去

P

最終ろ過施設・ろ過損失水頭の管理
・洗浄頻度の調整
・沈殿汚泥引抜頻度の調整
4.0m

汚泥発生量の算定と汚泥処理能力の確認（§22）

〇運転管理
〇保守点検
〇緊急時の対応と対策

P-BOD
S-BOD

3.5m

水処理施設の容量計算（§21）

循環水

循環水１

【導入計画手順】（§19）
基本事項の検討（§20）

第５章
維持管理

一次濃縮施設・固液分離状況の管理

資料編【実証研究概要】
項
目
研究名称
実 施 者
実施期間
実施場所
実施内容

【様々な課題指標（BM）の改善に寄与】
概要
無曝気循環式水処理技術実証研究
高知市・高知大学・日本下水道事業団・メタウォーター共同研究体
平成26年6月～平成28年3月
高知市下知水再生センター「既存施設を活用し、良好な処理水質を確保しながら消費エネルギーを抑制する」標準活性汚泥法代替技術として、『無曝気循環式水処理技術』を実証する。

①経営

導入後
100

⑥災害・安全概②水量減少

10050・災害時復旧対応
・曝気槽への落下なし【実証施設概要】
項目処 理 水 量設置工事期間実 証 期 間・電力消費量低減
・汚泥処分費低減
・技術者不足対応

100505050

要100

6,750m3/日
平成26年6月～平成27年1月
平成27年1月～平成27年2月および平成27年6月～平成28年3月

50⑤老朽化・再構築
・新規土木の縮小
・既存活用【実証研究結果】

50・水量減少に応じた池利用・規模減少しても消費電力量原単位は不変

100③資源化・創エネ

導入前

100・汚泥の減容化・発生汚泥はエネルギー
価値が高い
・脱水、消化、焼却に適する④環境・地球温暖化
・省エネ化
・生物脱臭と薬品の不使用

イメージ図【消費電力量の比較※】
標準活性汚泥法
0.222kWh/m3（単位：kWh/m3）
削減率：

最初沈殿池施設（0.003）
反応タンク施設（0.043）

53％
本技術
0.105kWh/m3

送風機施設（0.142）
循環ポンプ（0.050）
送水ポンプ（0.023）
最終沈殿池施設（0.023）

流入下水および処理水BODの経日変化

洗浄排水ポンプ（0.008）
通気ファン（0.007）
揚水ポンプ（0.007）
その他（0.010）

脱臭設備（0.011）※

2頁で示した「導入効果の検討例」と同条件【維持管理性の比較】
項 目

固形物収支（実測値平均）

本 技 術

標 準 法

日常管理

・前段ろ過および最終ろ過のろ過損失水頭の管理
・ポンプおよび弁類の管理※1

・MLSSの管理
・汚泥の沈降性の管理（SV30およびSVI）・DOの管理(送気風量)

自動運転

・自動運転が基本※2・困難※3※1 標準活性汚泥法に比べるとポンプ類および弁類の台数は多い。
※2 ろ床バエの駆除を目的とした高速担体ろ床の浸漬操作、高速担体ろ床の空気洗浄等も含まれる。
※3 MLSSの制御は自動化が困難と考えられる。また、バルキング発生時の対応は、維持管理者の経験に依存するところが大きい。