Jarus
集落排水・バイオマス・農村環境

集落排水

農業集落排水処理施設の維持管理基礎講座（第 11 回 JARUS 型嫌気性ろ床槽の逆洗と浮遊生物法の維持管理（その１））
Shibata（一社）地域環境資源センター

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はじめに集落排水部

上席研究員

柴田

Hirohiko浩彦

しかし、負荷が低い状況でも嫌気性ろ床槽のろ材には汚泥が徐々にそして確実に蓄積されるた

前回までの２回で JARUS 型生物膜法の接触め、汚泥管理を行わない施設では数年単位で槽内ばっ気槽と嫌気性ろ床槽についてお話しました。の嫌気状態が進行し、硫化水素が発生したり、目今回は前半で嫌気性ろ床槽の逆洗方法と留意点に詰まりした汚泥の除去が困難な状況になる事例がついて、後半では農業集落排水処理施設で生物膜発生しました。嫌気性ろ床槽の逆洗は保守点検毎法に代わり主流となっている JARUS 型におけるに行う必要はありませんが、接触ばっ気槽同様必浮遊生物法（活性汚泥法）の特徴についてお話しず実施すべき重要な維持管理項目です。

ます。
（２）逆洗の時期

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嫌気性ろ床槽の逆洗（１）逆洗の必要性

嫌気性ろ床槽が逆洗しなければならない状況であるかどうかを的確に判断するのは、限られた開口部から嫌気性ろ床槽を目視観察することになる

嫌気性ろ床槽はばっ気や撹拌を行わないため、ため、予想以上に難しいものです。目視観察から槽内の水流は緩慢で沈殿槽のような静置状態にあ得られる情報には限りはありますが、以下に目視り、接触ばっ気槽よりろ材内の変化を把握するこ観察のポイントと判断方法を示しますので参考にとが難しい反応槽であると言えます。また、開口してください。なお、槽内水の ORP 値は逆洗の部が通常５ヶ所と少なく面積も小さいという構造必要性を判断する指標になるので、ORP 計があ上の制約もあり、槽内の状況を目視観察するにはる場合は保守点検時に測定し記録することを推奨

苦労を伴います。

します。

農業集落排水事業の創生期、生物膜法が普及し

ORP 値の目安は -250mV で、これ以下の場合だした当初には、“嫌気性ろ床槽は、逆洗やそれは硫化水素が発生しやすい状況にあるため、逆洗に伴う汚泥引抜き等の汚泥管理を実施しなくてを検討してください。

も、処理性能を維持できる処理方式である。”と

１）スカム量いう、誤った認識で運転管理を行っていた処理施

ろ材内の目詰まり発生状況の目安になりま設が散見していた時期がありました。おそらく、す。スカム発生の頻度が多い場所の下にあるろ滞 留 時 間（HRT） が 接 触 ば っ 気 槽 よ り 数 倍

材が目詰まりしています。

（JARUS-Ⅲ型の場合は 2.7 倍）長い嫌気性ろ床槽

スカムが水面全体に広がりスカム厚が数 cmの構造上の特徴に加え、新規処理施設では供用開程度ある場合は、ろ材の目詰まりが進行してい始直後に接続率が低い時期が続くと、流入汚水量る可能性があります。

が設計水量より大幅に少ない等の理由で懸濁物質

２）気泡の有無や微生物の捕捉量が少なくなり、目視等で嫌気性嫌気性ろ床槽で水面下から発生する気泡の正ろ床槽を観察する限り一見汚泥管理（嫌気性ろ床体は、大部分が硫化水素（H2S）です（二酸化槽第１室の堆積汚泥引抜きは実施）を行わなくて炭素（CO2）も発生する）。H2S は、槽内の嫌も処理に問題がないように錯覚してしまうこと等

気状態が進行すると発生量が多くなります。スが理由として考えられます。

カム量に拘わらず、気泡が絶え間なく槽全体か30

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ら発生する場合は、ろ材内が大量の汚泥で閉塞捕捉された汚泥を除去することは次の理由で困難している可能性があります。

な場合があります。

３）槽内水の透視度① 捕捉されてから時間が経過した汚泥は、圧懸濁物質の捕捉能力が適切なときの透視度

密された状態になっていることがあり、短時は、30cm 以上と良好な数値を示します。目詰間の逆洗では流動化せず容易にろ材から除去

まりの初期段階は、捕捉した汚泥が部分的に剥できない。

離するため透視度が悪化します。

② ろ材から排出された汚泥の一部はそのまま一方、ろ材が微細な懸濁物質も捕捉すると、底部に沈殿するが、大部分はばっ気（逆洗）

透視度はさらに良くなり 100cm 程度になるこによって槽内を浮遊する。除去されずろ材にとがあります。１）や２）の症状が出ていないと捕捉されたままの汚泥が多くなると、ばっ気きは問題ありませんが、症状が出ているときにが停止し沈降しだした浮遊汚泥が通過するろ透視度が良く槽内水が何となく黒っぽく感じた材に再捕捉される可能性が高くなる。

り、脱離液に似た臭いがある場合は注意が必要

この様な現象が認められると、逆洗による効果です。ろ材内の目詰まりが、極端に進行していは低くなるため、嫌気性ろ床槽の目詰まりを解消る可能性があります。

するには短期間で数回の逆洗を繰り返す必要があ１）から３）の症状が観察されなくても、嫌気性ります。

ろ床槽は１回／年程度の頻度で逆洗操作とその後ろ材の目詰まりを効果的に解消することを意識の可搬式汚泥引抜ポンプによる汚泥引抜き等の汚した嫌気性ろ床槽の逆洗手順の例を以下に示しま泥管理は必要と考えてください。

す。
①

流量調整ポンプの停止
逆洗を行うと、槽内にはろ材から排出された嫌気性汚泥が多量に発生します。前段の水槽からの流入水（移流水）があると発生した嫌気性汚泥が混入した槽内水が後段の水槽に移流することになります。特に後段の水槽が接触ばっ気槽の場合、接触ばっ気槽の酸化処理に多大な影響を与える恐図－１ 嫌気性ろ床槽槽の逆洗れがあるので、嫌気性汚泥が流出しないよう細心の注意が必要です。

（３）逆洗方法

逆洗作業時に流量調整ポンプを停止できる場合

嫌気性ろ床槽の逆洗で最も注意が必要なこと

はポンプを停止し、逆洗を行う水槽の水位を予めは、確実なろ材の逆洗により目的を達成すること下げてください。流入水量が多い等の理由で流量です。逆洗の目的は目詰まりを解消することです

調整槽ポンプを停止できないときは、図－２に示が、その目的を達成するのは容易なことではありすようなバイパスで後段に嫌気性汚泥を流出させません。

ない方法もあります。

接触ばっ気槽の逆洗は接触ろ材に付着し肥厚化した生物膜を剥離させることですが、嫌気性ろ床②逆洗装置（ブロック）毎の逆洗槽の逆洗はろ材内部に捕捉された汚泥を除去（排接触ばっ気槽と同様、逆洗は槽全体で行わず逆出）する作業になります。逆洗を毎年定期的に行洗装置毎に行うことを基本とします。ばっ気風量

い、長期間ろ材内に汚泥が捕捉された状態になっはブロワに無理が掛からない範囲で可能な限り多ていない嫌気性ろ床槽の場合は別ですが、数年間くの風量を送風します。
１ブロックの逆洗時間は、逆洗を行っていない嫌気性ろ床槽の場合はろ材に10 分程度を目安に行います。各ブロックの逆洗

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集落排水・バイオマス・農村環境が終わったら最後に槽全体（４ブロックを同時に）を入念に逆洗します。
ORP 計を用意できる場合は、ORP がプラス（＋）

引抜いた汚泥量が少ない場合は、以下の事項を疑って下さい。
・逆洗時のばっ気風量が少なかった。になるまで逆洗してください。ORP の動きは、・逆洗時間が短かった。

逆洗開始時は数値が下がり、しばらくすると数値・ろ材に再捕捉された汚泥量が多かった。

が上がり出しますので、ORP の最小値を記録し逆洗が不十分であったと判断した場合は、嫌気て下さい。目詰まり状態が進行している程数値が性ろ床槽の構造やろ材の性質を理解した上で、目低くなる傾向があるので、逆洗前の嫌気性ろ床槽的を達成するまで根気強く繰り返し入念に実施すの目詰まり状況の記録になります。

ることを推奨します。

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浮遊生物法について（１）浮遊生物法の特徴
浮遊生物法の微生物は、固定された接触ろ材の表面に増殖する生物膜（生物膜法）ではなく、ばっ気や撹拌装置によって反応槽内を浮遊し自由に動き回るフロックという状態で存在しています。浮
遊生物法はフロックという形態の微生物を用いることによって、生物膜法より多くの微生物を効率的に維持し機能させることができ、それによって高い処理能力を発揮する処理方式といえます。
図－３にばっ気槽と沈殿槽を組み合わせた浮遊生物法の概念図を示します。

図－２ 嫌気性ろ床槽第２室及び第３室のバイパス方法（例）③

堆積汚泥の引抜き逆洗終了後 30 分〜１時間程度静置し、槽底部に堆積した汚泥を引き抜きます。嫌気性ろ床槽第１室は自動汚泥引抜ポンプで、第２室と第３室は図－３ 浮遊生物法の概念図

可搬式汚泥引抜ポンプで汚泥引抜ガイド管から堆積した汚泥を可能な限り引き抜きます。

（２）負荷に対する生物膜法との違い嫌気性ろ床槽の逆洗は、単に機械的に実施すれ浮遊生物法は、生物膜法と比較し高負荷でも安ば良いものではありません。目的はろ材内に捕捉定した処理性能を発揮する処理方式です。一方、された汚泥を除去することで、槽内の目詰まりを流入負荷が低いと微生物と栄養のバランスを維持解消し嫌気状態を緩和することです。逆洗後は、することが難しくなり、活性汚泥の固液分離性能処理性能が安定化し硫化水素の発生量が低減するが低下し、処理水に活性汚泥が混入する等で処理ことが期待できます。

水質が悪化することがあります。

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生物膜法では処理する汚水量を均等に保ち、一響が大きい処理方式といえます。特に、ばっ気工時的な高負荷運転になることを避ける運転管理が程の時間設定と汚泥管理（MLSS 濃度、余剰汚泥安定した処理性能を維持する上で重要といえます引抜量）を適切に行うことが重要です。

が、浮遊生物法の場合は常に低負荷運転をするよ

JARUS 型の浮遊生物法に共通する特徴と運転り設計負荷（流入汚水量×流入 BOD 濃度）の範管理の留意点について、以下に示します。

囲であれば一時的でも負荷が高い処理を行う時間① 長
 時間ばっ気方式（標準活性汚泥方式の一変法）

帯を設けるほうが、活性汚泥の固液分離性能に・水理学的滞留時間（HRT）は、16 〜 27 時間

とってはより好ましい運転条件であるといえま・BOD-SS 負荷は、0.06 〜 0.15kg-BOD/（kg-SS・日）す。常に設計負荷より極端に低い状態で処理を・MLSS 濃度は、2,000 〜 3,000mg/L行っていると、本講座第４回の４．
（５）で示した②

窒素除去は間欠ばっ気方式

フロックの解体が進行し、固液分離性能が悪い活ばっ気工程は、非ばっ気工程または撹拌工程性汚泥となり処理が不安定になる可能性があります。

より短い③

非ばっ気工程は無撹拌
反応槽内の撹拌は、ばっ気工程のみでも大丈（３）JARUS 型の特徴

夫

表－１に JARUS 型浮遊生物法の主な水槽と処④

活性汚泥の沈降性
SVI 250mL/g は、正常範囲理方式の関係を示します。
⑤

表－１ JARUS 型の浮遊生物法
主な水槽

JARUS 型

摘要

回分槽

ⅩⅠ型
ⅩⅡ、ⅩⅡＧ、ⅩⅡＨ型

BOD、SS
窒素除去

ばっ気槽

ⅩⅣ、ⅩⅣＧ、ⅩⅣＨ、ⅩⅣＲ型
ⅩⅤ型

窒素除去
窒素除去脱窒槽、硝化槽

FM 型
膜分離活性汚泥方式

窒素除去
窒素除去

OD 槽

（JARUS 仕様）
OD 型
ODH 型

BOD、SS
窒素除去

汚泥発生量
汚泥転換率（BOD 除去当たり）は、60% 程度

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おわりに

今回は、JARSU 型浮遊生物法について、簡単ですが紹介しました。次回は JARSU 型浮遊生物法の２大勢力である回分方式（JARUS-ⅩⅠ型とⅩⅡ型）と連続流入間欠ばっ気方式（JARUS-ⅩⅣ

浮遊生物法は生物膜法と比較し、運転管理の影型シリーズ）の維持管理について、お話します。

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