平成２８年度

調査研究報告書

公益財団法人福島県下水道公社

目

次

Ⅰ 県北浄化センターにおける硫化水素発生要因調査（その２）・・・・・ １

Ⅱ あだたら清流センター分配槽における返流水調査（その２）・・・・・ ９

Ⅲ 調査研究の実績 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１７

県北浄化センターにおける硫化水素発生要因調査（その 2）

１．はじめに当センターの汚泥処理棟にある濃縮余剰汚泥貯留槽では、腐食性ガス（硫化水素）による長期間の曝露により、貯留槽のコンクリート壁面に塗布された防食塗装が劣化、剥離するという事象が起こり、この塗装片によって汚泥ポンプを閉塞・停止させるという事故が平成25 年度に発生した。
このような事故が水処理施設、汚泥処理施設で発生すると、最悪の場合、施設機能を停止せざるを得ない状況となる。この事故事例を受けて、これまで漠然と「腐食が著しい」と認識していた箇所について、それを数値として捉える必要性を感じた。
そこで、本調査は昨年度実施した調査（以下、前回調査）と同様に、背景となった事故が発生した汚泥処理施設において、硫化水素が発生しやすい設備に硫化水素測定機器を設置し、その濃度の連続記録、関連機器運転との関係を調査することにより原因を捉え、その影響を緩和・低減しうる運転管理の手がかりをつかむことを目標として実施した。

写真１ ポンプ分解

写真２ 配管内部異物

写真３ 回収塗装片

２．調査内容・結果（１）測定対象設備選定及び測定項目
始めに、平成 25 年度の塗装片剥離が No.1 濃縮余剰汚泥貯留槽にて発生したことを踏まえ、濃縮余剰汚泥を貯留し同様事象の発生が懸念される設備である「No.2 濃縮余剰汚泥貯留槽（以下、貯留槽）」を対象設備に選定した。
また、測定項目として硫化水素濃度に加え、前回調査にて判明した撹拌機インペラと液面との接触による影響を確認するため貯留槽液位についても測定を実施した。概略系統図及び測定対象は以下のとおり。

−1−

図１ 概略系統図（汚泥処理）○測定対象・貯留槽：奥行 7.0ｍ×幅 3.7ｍ×水深 5.0ｍ

有効水深 4.0m 容積 82ｍ3（２）調査１
まずは、現状を確認するために通常運転時における貯留槽内の硫化水素濃度及び貯留槽液位変化について測定を実施した。測定結果をグラフ１に示す。

−2−

603.0硫化水素濃度[ppm]液位[m]2.5402.030

1.520

1.0100.500.0

液位[m]硫化水素濃度[ppm]50

2016/9/16 0:00 2016/9/18 0:00 2016/9/20 0:00 2016/9/22 0:00 2016/9/24 0:00 2016/9/26 0:00

時刻

グラフ１ 貯留槽 硫化水素濃度・液位
グラフ１より得られた所見は以下のとおり。
・硫化水素濃度の測定最小値は 3ppm、測定最大値は 32ppm。
・貯留槽液位は、1.69 1.91m の間で変動している。
・9 月 21 日以降 変動幅が変化している。
・硫化水素濃度最大値は貯留槽液位が変化していない時間帯（9 月 23 日 14:20 14:32）
で記録している。
上記所見について、前回調査した No.1 混合汚泥貯留槽内のような硫化水素濃度 100ppmを超える急激な変化は見られなかった。貯留槽液位の変動については、前回調査結果で確認された撹拌機上段インペラと貯留槽液面の接触を回避した管理を実施するために、貯留槽液位による濃縮余剰汚泥移送ポンプの運転・停止条件を見直した間欠運転による結果である。これにより急激な硫化水素濃度変化をある程度抑制していると考えられる。
また、貯留槽液位が変化していない時間帯があり、前後の時間帯に比べ、この時間帯で硫化水素濃度が高い値を示している。液位が変化しないということは、この貯留槽に関連した機器が停止し濃縮余剰汚泥の投入及び引抜が行われていない状態である。これを裏付けるために、グラフ１に No.3 汚泥濃縮機の運転時間を加えたグラフ２を示す。

−3−

3.060硫化水素濃度[ppm]

2.5

液位[m]
No.3汚泥濃縮機運転中

40

2.030

1.5201.0100.5

液位[m]硫化水素濃度[ppm]

50

0.00
2016/9/21 0:00

2016/9/22 0:00

2016/9/23 0:00

2016/9/24 0:00

2016/9/25 0:00

時刻

グラフ２ 貯留槽 硫化水素濃度・液位・汚泥濃縮機運転
グラフ２より、No.3 汚泥濃縮機が停止した時間帯と硫化水素濃度が上昇している時間帯がほぼ一致し、貯留槽液位が上昇すると硫化水素濃度が減少することが分かり、関連機器の運転状況が硫化水素濃度に影響していると考えられる。
これらの結果を踏まえ、貯留槽に関係する機器である No.3 汚泥濃縮機、No.3･4 濃縮余剰汚泥移送ポンプ及び No.2 濃縮余剰汚泥貯留槽撹拌機（以下、撹拌機）の運転・停止により、硫化水素濃度がどのように変化するか調査することとした。
（３）調査２
２．（２）より、貯留槽に関係する機器を停止した場合の硫化水素濃度変化を下記の条件で測定を実施した。
【条件】
a. No.3 汚泥濃縮機、No.3･4 濃縮余剰汚泥移送ポンプ及び撹拌機の停止（関連機器全て停止）
b. 撹拌機のみ運転（No.3 汚泥濃縮機、No.3･4 濃縮余剰汚泥移送ポンプは停止）
条件 a での測定結果をグラフ３に示す。

−4−

3.050

2.540

2.030

1.520

1.0

10

0.5

液位[m]

硫化水素濃度[ppm]

60

0.00
2016/11/7 12:00

2016/11/8 12:00

2016/11/9 12:00

2016/11/10 12:00

2016/11/11 12:00

時刻
硫化水素濃度[ppm]

汚泥投入・引抜・撹拌停止

液位[m]グラフ３ 貯留槽 関連機器停止（条件 a）
グラフ３より得られた所見は以下のとおり。
・関連機器が全て停止している時間帯は硫化水素濃度が低下している。
【停止時間】 11 月 8 日

5:10 10:51

11 月 9 日

4:46 10:57

11 月 10 日 4:11 10:52【測定値】

11 月 8 日

5:10 関連機器停止前最大値

38ppm

10:51 関連機器運転再開前最小値 7ppm
11 月 9 日

4:46 関連機器停止前最大値

39ppm

10:57 関連機器運転再開前最小値 2ppm
11 月 10 日 4:10 関連機器停止前最大値

30ppm

10:52 関連機器運転再開前最小値 2ppm
・停止前最大値を記録した時間は、関連機器が全て停止した時間とほぼ同一。
・運転再開前最小値を記録した時間は、撹拌機が運転再開した時間と同一。
これらの結果から、貯留されている汚泥に動きがなければ、硫化水素の放出・拡散がされにくいことが分かる。
次に、条件 b での測定結果をグラフ４に示す。

−5−

3.050

2.540

2.030

1.5201.0

100.50液位[m]硫化水素濃度[ppm]600.02016/12/12 12:00

2016/12/13 0:00

2016/12/13 12:002016/12/14 0:00

2016/12/14 12:00

時刻
硫化水素濃度[ppm]撹拌機のみ運転

液位[m]（汚泥投入・引抜停止中）

グラフ４ 貯留槽 撹拌機のみ運転（条件 b）
グラフ４より得られた所見は以下のとおり。
・撹拌機のみの運転では、硫化水素濃度が上昇・低下傾向を示した後 27 29ppm を記録している。
【撹拌機のみ運転時間】 12 月 13 日 9:00 19:30【測定値】

12 月 13 日 9:00 測定値 5ppm
13:27 最大値 46ppm
16:00 測定値 27ppm まで減少
16:00 19:30 測定値 27 29ppm を記録

これらの結果から、撹拌により硫化水素は放出・拡散されるが、撹拌を継続していくと硫化水素の発生が安定し、濃度は増減した後にほぼ一定となったと推測される。
３．結果及び考察
２．の調査結果を以下に記載する。
・硫化水素濃度最大値は貯留槽液位が変化していない撹拌機のみ運転している時間帯で記録している。
・関連機器が全て停止している時間帯は、硫化水素濃度が低下している。
・撹拌機のみの運転を継続すると、硫化水素濃度が上昇・低下傾向を示した後ほぼ一定の−6−値を記録している。
以上の結果から、貯留されている汚泥に動きがなければ硫化水素は放出・拡散されにくい。
しかしながら、現状の運転管理において急激な硫化水素濃度上昇は確認されなかったことから、現状の管理方法でも施設への影響は小さいと考えられる。
４．まとめ
貯留槽内の硫化水素濃度は、前回調査の No.1・2 混合汚泥貯留槽内に比べ低濃度の硫化水素で曝露されていることが確認された。従って、現状では汚泥処理施設への影響は小さいと考えられる。また、同様の濃縮余剰汚泥を貯留している No.1 濃縮余剰汚泥貯留槽においても同様の状況と推測される。
また、平成 25 年度に発生した防食塗装剥離の件について、汚泥処理棟供用開始後の汚泥処理は現在に比べ汚泥量が少なく脱水機の運転時間も短いことから、グラフ４における撹
拌機のみ運転状態が長時間且つ頻繁にあったため、内壁が腐食・剥離したと推測される。
今後も日々の運転状況を確認することで、より良い維持管理運転方法を見出し硫化水素による施設への影響度合いを少なくしたいと考えている。

−7−

−8−

調査研究テーマ：あだたら清流センター分配槽における返流水調査その２

１． 調査目的
あだたら清流センターは平成１０年１０月に供用開始から本年度で１８年を経過し、各所・各設備での経年劣化が顕在化してきている。
そのうち分配槽可動堰では、№３、№４について平成２５年１０月の年間点検時にゲートハンドルの回転動作不具合故障を確認し、処理場全体計画の見直しを踏まえて同機器の開閉機能を休止する措置を講じている。
さらに、平成２６年度は№１、№２についても同様の故障が発生し、機能保全が必要な№１について緊急修繕を実施し、その機能回復を図っている。
あだたら清流センター内には多数のゲート設備が設置されているが、上述のとおり分配槽関連設備での不具合が顕著に発生していることから、一昨年度に調査を実施したところ、当該分配槽に流入する場内返流水に起因すると考えられる比較的高濃度の硫化水素ガスが、槽内で発生していることを確認した。
これらのことから、昨年度に引き続き返流水影響の本格的調査およびその対応策について検討し、設備の延命化に寄与することを目的とする。
２． 施設の概要（１）あだたら清流センターの分配槽および分配槽可動堰腐食状況（写真１）分配槽および分配槽可動堰（写真２）分配槽可動堰腐食状況−9−

分配槽に流れるまで混合汚泥貯留槽

返流水

脱水機（脱水ろ液、ろ布洗浄水）

排水槽

分配槽

うわ水はねポンプ

図１ 測定箇所と返流水の関連図
３． 調査条件
表１ 調査条件
名称

調査期間

測定箇所

土日脱水の有無調査１

平成２８年６月１１日（土）〜１７日（金）

分配槽内上部、排水槽内上部

無調査２

平成２８年６月１８日（土）〜２４日（金）

分配槽内上部、排水槽内上部

有調査３

平成２８年８月２０日（土）〜２６日（金）排水槽内上部、№１混合汚泥貯留

無槽内上部
調査４

平成２８年１０月１日（土）〜７日（金）排水槽内上部、№１混合汚泥貯留

有槽内上部

名称

調査期間

測定箇所

年末年始の脱水

調査５

平成２８年１２月２４日（土）〜３０日（金）排水槽内上部、№１混合汚泥貯留

土、木→脱水無し

槽内上部
調査６

平成２８年１２月３１日（土）〜平成２９年

排水槽内上部、№１混合汚泥貯留

１月６日（金）槽内上部※ 調査５及び調査６は年末年始の特別調査−10−

土、日→脱水無し

４． 調査内容（１）分配槽
分配槽に流入する汚泥処理棟返流水（排水槽排水ポンプ運転時間）と分配槽内の硫化水素濃度との関係性調査。
（２）排水槽
排水槽に流入する脱水汚泥のろ液・ろ布洗浄水（汚泥脱水機運転時間）、混合汚泥貯留槽うわ水はね時間と排水槽内硫化水素濃度との関係性調査。
（３）№１混合汚泥貯留槽（池幅 ５．０ｍ×池長 ５．１ｍ×水深 ４．２ｍ

実容量 １０２．５ｍ３）№１混合汚泥貯留槽撹拌機運転時間と№１混合汚泥貯留槽内の硫化水素濃度との関係性調査。
５． 調査結果（１）調査１
測定期間：平成２８年６月１１日(土)〜６月１７日（金）図２ 分配槽と排水槽の硫化水素濃度と各ポンプ運転時間
分配槽における硫化水素の挙動は、排水ポンプ（返流水）の運転時間とほぼ一致していることが確認された。
土日の汚泥貯留後、１４日（火）に最大ピーク（120ppm）が発生し、金曜に向けて硫化水素濃度が下がっている。
汚泥の貯留時間と脱水汚泥のろ液、ろ布洗浄水等が関係していると思われる。
排水槽における硫化水素の挙動は、汚泥脱水機、混合汚泥貯留槽うわ水はね時間とほぼ一致していることが確認された。 分配槽同様、土日の汚泥貯留後、１４日（火）に最大ピーク（190ppm）が発生し、１７日（金）に向けて硫化水素濃度が下がっている。

−11−

（２）調査２
測定期間：平成２８年６月１８日（土）〜６月２４日（金）図３ 分配槽と排水槽の硫化水素濃度と各ポンプ等運転時間
分配槽における硫化水素の挙動は、１８日（土）、１９日（日）は排水槽排水ポンプ（返流水）の運転時間とほぼ一致していることが確認された。そのほかの日は、硫化水素の発生は確認できなかった。
排水槽における硫化水素の挙動は、汚泥脱水機、混合汚泥貯留槽うわ水はね時間とほぼ一致していることが確認された。日最大で 30ppm の検出だった。
上記の結果より、排水槽で硫化水素の発生を抑制できれば、分配槽での硫化水素の発生を抑制できると考えられる。

−12−

（３）調査３
測定期間：平成２８年８月２０日（土）〜８月２６日（金）図４ 混合汚泥貯留槽と排水槽の硫化水素濃度と各ポンプ等運転時間
混合汚泥貯留槽における硫化水素の挙動は、混合汚泥貯留槽撹拌機運転時間とほぼ一致していることが確認された。２３日（火）に硫化水素濃度 250ppm を確認した。また、混合汚泥貯留槽は排水槽とピーク形状が酷似し、排水槽と比較すると硫化水素が高濃度であった。
上記の結果より、混合汚泥貯留槽で硫化水素の発生を抑制できれば、排水槽での硫化水素の発生を抑制できると考えられる。

−13−

（４）調査４
測定期間：平成２８年１０月１日（土）〜１０月７日（金）図５ 混合汚泥貯留槽と排水槽の硫化水素濃度と各ポンプ等運転時間
混合汚泥貯留槽における硫化水素の挙動は、混合汚泥貯留槽撹拌機運転時間とほぼ一致していることが確認された。また毎日汚泥脱水を実施し貯留槽に汚泥を貯めないことで、硫化水素の発生を抑制できた。
排水槽では、硫化水素の発生はほぼなかった。

−14−

６． 考察
３箇所硫化水素濃度を測定したが、通常運転時の№１混合汚泥貯留槽からもっとも高い硫化水素濃度が検出された。
№１混合汚泥貯留槽、排水槽、分配槽の硫化水素濃度変化に関係性が見られた。返流水は分配槽に向かうにつれて希釈され、硫化水素濃度が下がると考えられる。
土日を含み毎日汚泥脱水を実施することで、各槽硫化水素濃度の低下が見られた。これは、汚泥の貯留時間が短くなったことで汚泥の腐敗を抑制できたからと考えられる。
７． まとめ毎日汚泥脱水を実施することで、硫化水素濃度を低減できることを確認できた。
８． 今後の調査について
昨年度、今年度と夏季に混合汚泥性状の悪化により汚泥処理に影響を及ぼした。これは汚泥の腐敗によるものと考えられる。来年度以降、夏季に汚泥の腐敗を抑制することで、安定した汚泥処理が実施できるか検討する。

−15−

−16−

Ⅲ 調査研究の実績
実施年度

内 容

実施部署

昭和 63 年度

県中浄化センター初期運転対策及び発生汚泥の質と量の推移

県中浄化センター

平成元年度
平成２年度
平成３年度

下水汚泥の処理方法、コンポスト化による緑農地還元等の有効利用の可能性について
下水汚泥の処理方法、コンポスト化による緑農地還元等の有効利用の可能性について
下水汚泥の処理方法、コンポスト化による緑農地還元等の有効利用の可能性について

県中浄化センター
県中浄化センター
県中浄化センター

Ⅰ.下水汚泥の処理方法、コンポスト化による緑農地還元等の平成４年度

有効利用の可能性について

県中浄化センター

Ⅱ.消臭剤実機テストⅢ.エアレーションタンク余裕分を利用した好気性汚泥消化
Ⅰ.生汚泥・余剰汚泥の濃縮性を高める調査研究

平成５年度

Ⅱ.消臭剤実機テスト

県中浄化センター

Ⅲ.下水中の総窒素・塩素イオンの原因調査
Ⅰ.消化槽初期運転における消化過程及び引き抜き時期確認テ
平成６年度

スト
Ⅱ.消化槽及び濃縮タンク発生の硫化水素ガスの漏洩状況及び

県中浄化センター作業時の影響調査
平成７年度

消化槽の効率的運転調査

県中浄化センター

Ⅰ.脱水汚泥の処理・処分の一つとして、セメント原料の一部
平成８年度に利用することについて

県中浄化センター

Ⅱ.県中浄化センター内主要機器の点検整備についてⅠ.県北浄化センター初期運転について
平成９年度

Ⅱ.脱水汚泥消臭剤選定試験結果
Ⅲ.凝集剤選定実機テスト結果

県北浄化センター
県中浄化センター

Ⅰ.硝化促進運転結果報告
平成 10 年度

Ⅱ.消化タンク運転に係るアンケート調査結果について
Ⅲ.簡易送風による脱水汚泥の含水率低減調査結果について

県中浄化センター

Ⅳ.最初沈殿池の使用池削減によるバルキング対策について
平成 10 年度

平成 11 年度

Ⅰ.汚泥脱水用高分子凝集剤選定実機テスト試験結果

県中浄化センター

Ⅱ.余剰汚泥の低減化について

県北浄化センター

Ⅰ.余剰汚泥の低減化について

県北浄化センター

Ⅱ.擬似２液添加法による汚泥脱水用高分子凝集剤選定実機テ
スト−17−

県中浄化センター

実施年度
平成 12 年度
平成 13 年度
平成 14 年度

内 容

実施部署

Ⅰ.窒素・リン同時除去運転について

県北浄化センター

Ⅱ.汚泥脱水用高分子凝集剤選定実機テスト試験結果

県中浄化センター

処理場内における悪臭発生調査について

県北浄化センター

汚泥処理施設における液体消臭剤の添加量と硫化水素濃度との関係について

県北浄化センター

Ⅰ.脱水汚泥セメント原料化調査
平成 15 年度

Ⅱ.溶融スラグ有効利用基礎調査

業務部企画管理課

Ⅲ.溶融スラグ有効利用調査
平成 16 年度
平成 17 年度
平成 18 年度

ポリ硫酸第二鉄溶液添加による硫化水素抑制効果について

県北浄化センター

下水道管理技術研究

業務部企画管理課

Ⅰ.汚泥処理施設における硫化水素濃度と液体消臭剤添加量と平成 19 年度の関係について
Ⅱ.水処理施設Ａ系列余剰汚泥の混合濃縮による機械濃縮設備

県中浄化センター

使用電力量の低減について
平成 20 年度

一部合流区域の流入に伴うコスト縮減調査

県中浄化センター

平成 21 年度

汚泥処理における効率的な運転方法調査

県北浄化センター

Ⅰ.市町村下水道施設維持管理業務調査

業務部企画管理課

平成 22 年度

Ⅱ.反応タンクにおける散気装置の違いによる効率的運転手法調査
Ⅲ.処理場における小水力発電（マイクロ発電）設備調査研究

平成 23 年度

東日本大震災における維持管理業務等実施状況
Ⅰ.市町村公共下水道事業の企業会計への支援（平成２４年度）
Ⅱ.下水道排水設備工事責任技術者資格認定業務の運営等に関

平成 24 年度

する中長期予測

県中浄化センター
全部署
総務部総務課
業務部企画管理課

Ⅲ. 放射性物質に汚染された下水汚泥保管に伴う臭気対策

県北浄化センター

Ⅳ.県中浄化センター・あだたら清流センターにおける放射性県中浄化センター

物質除染に関する一考察

あだたら清流センター

Ⅰ.市町村公共下水道事業の企業会計への支援(平成２５年度)
Ⅱ.管渠内硫化水素濃度調査
平成 25 年度

県北浄化センター

総務部総務課
業務部

Ⅲ.下水汚泥に含まれる放射性濃度変遷と今後の見込み

県北浄化センター

Ⅳ.放射性セシウムの下水汚泥への移行検証及び下水道施設除県中浄化センター・あだたら清流染に関する考察

センター・大滝根水環境センター

Ⅴ.最初沈殿池の使用開始による水処理改善調査−18−

大滝根水環境センター

実施年度

内 容

実施部署

Ⅰ.管渠内硫化水素濃度調査その２

業務部

Ⅱ. GPS 機能付きデジタルカメラ撮影による位置情報の収得
平成 26 年度とスマートフォン等を利用したナビゲーション実験
Ⅲ. 仮設焼却施設稼働による水処理への影響について【汚泥県中浄化センター・あだたら清流溶融施設との比較検証】センター・大滝根水環境センター

Ⅰ．クラウドサービス導入調査における最適サービスの検討
平成 27 年度

Ⅱ．県北浄化センターにおける腐食性ガス（硫化水素）調査
その１
Ⅲ．あだたら清流センター分配槽における返流水影響調査
Ⅰ．県北浄化センターにおける硫化水素発生要因調査（その平成 28 年度

県北浄化センター

２）
Ⅱ．あだたら清流センター分配槽における返流水調査（その２）

−19−

総務課
県北浄化センター
あだたら清流センター

県北浄化センター
あだたら清流センター

公益財団法人〒960−8041

福島県下水道公社

福島市大町5町6号 日本生命福島ビル2F

TEL 024-524-3510、FAX 024-524-3513
http://www.fspc.or.jp
E-mail：info@fspc.or.jp