農業集落排水施設の更新整備における省エネ技術導入マニュアル

平成２９年３月

一般社団法人 地域環境資源センター

はじめに
農業集落排水施設は、昭和 58 年度の補助事業制度創設以来整備が進められ、平成 27
年度末時点で約 341 万人を対象におよそ 5,100 施設が供用され、農村地域の重要なイ
ンフラとなっています。そのような中で、補助事業の創設から約 30 年、新規整備のピークである平成一桁代から約 20 年が経過し、これまで整備してきた施設の老朽化等による機能低下が懸念されています。特に、耐用年数が比較的短い機械設備及び電気設
備については、今後、全国的に設備更新の時期に入っていくことが想定されます。
国においても、平成 26 年 8 月に農林水産省農村振興局において策定された「インフラ長寿命計画」や平成 28 年 8 月に閣議決定された「土地改良長期計画」等において、機能診断実施率及び最適整備構想の目標が設定されるなど、ストックマネジメント手法を取り入れた適時適切な更新整備等による施設の持続的な機能発現を目指しているところです。
そのような中、農業集落排水施設を管理する市町村は、厳しい財政状況の中で、老朽化施設のストックマネジメント対策、維持管理費の削減、再編統合の検討等、運営
管理の効率化を目指しているところです。特に、老朽化施設の効率的な更新整備と維持管理費の２～４割を占める電気料金の削減が重要なポイントとなっています。
このため、当センターは、平成26年度から平成28年度に農林水産省の補助事業（小水力等再生可能エネルギー導入推進事業（省エネ型集落排水施設実証事業））を活用
して、農業集落排水施設の効率的な更新整備技術の確立に向けた実証事業を行いました。具体的には、実際に更新整備を行う地区において電気料金の削減につながる省エ
ネ機器や省エネ運転を導入し、その省エネ効果の実証調査を行いました。調査の結果、一定の省エネ効果が確認されるとともに、処理方式ごとの省エネ技術の効果的な組み合わせを確認することができました。
本マニュアルは、これらの実証結果を基に作成したものであり、今後、増加が見込
まれる機械・電気設備の更新整備を実施しようとする地区において、更新整備に併せて省エネ技術の導入が加速化されるように、市町村担当者等向けに、省エネ技術の効
果を「見える化」し、省エネ技術を導入しやすくなるように作成したものです。本マニュアルが、全国の集落排水施設を管理する市町村に向けて情報発信することにより、省エネ技術の導入拡大の一助となれば幸いです。
最後に、本マニュアルの作成に当たりまして、ご指導いただきました省エネ技術導入マニュアル検討委員会の委員各位、並びに、本実証調査にご協力いただいた関係各
位に、厚く御礼申し上げます。

平成２９年３月
一般社団法人 地域環境資源センター
理事長
田中 忠次

(1)

本マニュアルの作成に当たっては、「省エネ技術導入マニュアル検討委員会」を設置し、管路施設や汚水処理施設に関する専門知識を有する学識経験者等からなる委員及び当センターの担当メンバーで最終原案を取りまとめた。

「省エネ技術導入マニュアル検討委員会」に参画したメンバーは以下のとおりである。

委員長

茨城大学 農学部 名誉教授

中曽根 英雄委 員

北里大学 医療衛生学部健康科学科 専任講師

伊与 亨

委 員

一般社団法人 日本産業機械工業会 風水力機械部会
ロータリ・ブロワ委員会 委員長

小森 勲

委 員

埼玉県土地改良事業団体連合会 集落排水課長

齊藤 靖

委 員

JARUS 型農業集落排水施設 適合審査委員

月橋 伸夫

委 員

一般社団法人 日本産業機械工業会 風水力機械部会
排水用水中ポンプシステム委員会 副委員長

徳江 隆

山口県土地改良事業団体連合会 事業部 事業第１課長

義嶋 毅士

委 員

委員は五十音順にて掲載

(2)

目 次

第１章 省エネ技術導入の目的及び概要

１－１

第２章 省エネ技術の調査方法

２－１

第３章 省エネ技術の導入内容
3. 1 ①高効率Ｖベルトの導入

３－１

3. 2 ②流量調整槽への高効率撹拌装置の導入

３－２

3. 3 ③微細気泡散気装置の導入

３－３

3. 4 ④汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入

３－４

3. 5 ⑤高効率汚泥引抜ポンプの導入

３－５

3. 6 ⑥管路施設への高効率水中ポンプの導入

３－６

3. 7 ⑦真空式管路施設への吸気弁の導入

３－７

3. 8 ⑧遠方監視システムの導入

３－８

3. 9 ⑨トップランナーモータ搭載型ブロワの導入

３－９

3.10 ⑩処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入

３－１０

3.11 ⑪ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入

３－１１

3.12 ⑫脱臭ファンの間欠運転の導入

３－１２

3.13 ⑬流量調整槽撹拌装置の間欠運転の導入

３－１３

3.14 ⑭ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転時間調整の導入

３－１４

3.15 ⑮流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整の導入

３－１５

3.16 ⑯汚泥引抜ポンプの間欠運転の導入

３－１６

第４章 総括４－１(3)

更新整備と併せて省エネ技術を導入したい（ 設備別に導入できる省エネ技術を確認したい ）表-ⅰ 設備ごとに導入可能な省エネ技術

設備名

流量調整設備処理槽

導入可能な省エネ技術

p.3-2⑬ 流量調整槽撹拌装置の間欠運転

p.3-13⑮ 流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整

p.3-15③ 微細気泡散気装置の導入

p.3-3⑤ 高効率汚泥引抜ポンプの導入

p.3-5⑩ 処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入

p.3-10

時間調整

p.3-16④ 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入

p.3-4⑪ ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導p.3-11① 高効率Ｖベルトの導入

p.3-1⑨ トップランナーモータ搭載型ブロワの導入

p.3-9⑭ ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転
時間調整
換気設備

p.3-14⑯ 汚泥引抜ポンプの間欠運転

入

ブロワ設備

ページ

② 流量調整槽への高効率撹拌装置の導入⑭ ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転

汚泥処理設備掲載

p.3-14⑫ 脱臭ファンの間欠運転

p.3-12⑥ 管路施設への高効率水中ポンプの導入

p.3-6⑦ 真空式管路への吸気弁の導入

p.3-7⑧ 遠方監視システムの導入

p.3-8

流入管路

設備全体

(4)

省エネ効果（使用電力量の縮減効果）のある技術を導入したい
表-ⅱ 省エネ技術ごとの使用電力量の縮減率

縮減率※１
算術平均

標準誤差

掲載
ページ

① 高効率Ｖベルトの導入

5.4 %※３± 1.4 %

p.3-1

② 流量調整槽への高効率撹拌装置の導入

64.6 %± 3.1 %

p.3-2

③ 微細気泡散気装置の導入

53.1 %※４± 6.7 %

p.3-3

④ 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入

15.2 %± 1.8 %

p.3-4

⑤ 高効率汚泥引抜ポンプの導入

26.4 %－

p.3-5⑥ 管路施設への高効率水中ポンプの導入

17.1 %± 2.6 %

p.3-6

⑦ 真空式管路への吸気弁の導入

39.9 %※５－

p.3-7⑧ 遠方監視システムの導入

12.8 %－

p.3-8

21.4 %※６± 6.7 %

p.3-9

3.4 %

－

p.3-1024.3 %－

p.3-11⑫ 脱臭ファンの間欠運転

30.0 %－

p.3-12⑬ 流量調整槽撹拌装置の間欠運転

46.6 %± 4.9 %

p.3-1315.2 %± 2.2 %

p.3-1434.1 %± 5.5 %

p.3-15

20.5 %－

p.3-16

省エネ技術

省
エ
ネ
機
器

⑨ トップランナーモータ搭載型ブロワの導入⑩ 処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入
⑪ ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入省エ
ネ
運
転⑭ ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロ
ワの風量・運転時間調整⑮ 流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整⑯ 汚泥引抜ポンプの間欠運転※２※１：縮減率は、地域間及び導入機器の能力等の違いにより変動がある。これらの違いを考慮せずに、各地区の実証調査で確認された縮減率の平均値を記載している。
※２：標準誤差は、標準偏差の値をデータ数のルートで除したものである。
※３：ばっ気槽ブロワに設置した効果である。
※４：ばっ気撹拌装置を微細気泡散気装置に更新する場合の効果である。
※５：真空ポンプのオーバーホールの効果を含む。
※６：ばっ気槽ブロワをトップランナーモータ搭載型ばっ気槽ブロワに更新した場合の効果である。
※７：－印は省エネ技術の導入件数が１～２件のため、標準誤差は求めていない。

(5)

コストをかけずに電気料金を削減したい

表-ⅲ 少額の予算で導入可能な省エネ技術

導入可能な省エネ技術

掲載
ページ① 高効率Ｖベルトの導入

p.3-1⑫ 脱臭ファンの間欠運転

p.3-12⑬ 流量調整槽撹拌装置の間欠運転

p.3-13⑭ ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転時間調整

p.3-14⑮ 流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整

p.3-15⑯汚泥引抜ポンプの間欠運転

p.3-16

(6)

(7)

土佐町

H27

H27

北部中央

須々万

H27

H28

下田万

H27

H28

旭・吉定

H27

西部

西山

H27

H28

売木

H27

間野々

駒衣

H27

H28

吉部

H26

宮前

花香

H26

中土佐
立野川内
・三間坂
牧・楠木原

下小野

H26

H27

西粟倉

H26

H27

岡保

砂川第３

長柄町

H26

H26

昭和

H26

H26

地区名

採
択
年
度

高知県

埼玉県

茨城県

岩手県

土佐町

吉見町

土浦市

矢巾町

有田町

武雄市

佐賀県

佐賀県

中土佐町

佐那河内村

周南市

萩市

伯耆町

伊賀市

売木村

美里町

宇部市

宇部市

宇部市

西粟倉村

日野町

福井市

かほく市

昭和村

高知県

徳島県

山口県

山口県

鳥取県

三重県

長野県

埼玉県

山口県

山口県

山口県

岡山県

滋賀県

福井県

石川県

群馬県

市町村名

省エネ機器

省エネ技術
省エネ運転

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

○

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○

○

○

○

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○

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縮装置)

○

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○

○

○

○

○

○

○

○

⑪
⑩
⑨
⑧
⑦
⑥
⑯
⑤
⑮
④
⑭
③
⑬
①
②
⑫
高効率 高効率 微細気 汚泥濃 高効率 管路施 真空式 遠方監 ﾄｯﾌﾟﾗﾝ 処理工 ﾍﾞﾙﾄ式 脱臭 流量調 ばっ気 流量調 汚泥引
Vベル 撹拌装 泡散気 縮装置 汚泥引 設への 管路へ 視シス ﾅｰﾓｰﾀ 程自動 ろ過濃 ファン 整槽撹 ﾌﾞﾛﾜ等 整ﾎﾟﾝ 抜ﾎﾟﾝﾌﾟ装置 （ﾋﾟｹｯﾄ 抜ポン 高効率 の吸気 テム 搭載型 制御装 縮機 の間欠 拌装置 風量･ ﾌﾟ等運 間欠運置
ト
ブロワ 置（DO (ろ布式 運転 間欠運 運転時 転調整 転
水中ポ 弁ﾌｪﾝｽ） プ制御） 汚泥濃ンプ
間調整
転地区別の省エネ技術導入内容

都道府
県名【 参 考 】 表 -ⅳ

第１章 省エネ技術導入の目的及び概要
1.1

省エネ技術の目的

省エネ技術（省エネ機器及び省エネ運転手法）の導入は、農業集落排水施設における維持管
理費（電気料金）の縮減のために行うものである。
【解説】
農業集落排水施設については、今後急増する老朽化施設の更新や、電気料金及び汚泥処理費などに要する維持管理費の軽減が喫緊の課題となっている。
これまで維持管理コスト縮減や汚泥の濃縮、減容化等の省エネルギー（以下「省エネ」という。）技術（省エネ機器及び省エネ運転手法）の開発が行われてきており、その効果を現場で実証し、施設の更新整備と併せて速やかに導入していくことが急務となっている。
（一社）地域環境資源センター（以下、「当センター」という。）は、農林水産省の補助を受けて、平成26～28年度までの３年間において、22地区（20市町村）で省エネ技術（省エネ機器及び省エネ運転手法）の導入に関する実証調査を行ったところである。
これらの実証調査の結果を踏まえて、その省エネ技術を一般化して「農業集落排水施設の更新整備における省エネ技術導入マニュアル」として取りまとめたので、施設の新設や更新整備に際して農業集落排水施設の維持管理費（電気料金等）を縮減するための参考資料として活用願いたい。
なお、この省エネ技術の中で省エネ運転手法は、安価で導入できる手法であり、通常の維持管理においても検討することが望ましい。
省エネ技術を導入した地区を表 1.1.1 に示した。
表1.1.1
地区名

県名

市町村名

地区名

やはばちょうにしあわくら

岩手県

矢巾町

西粟倉

つちうらし

しも お

茨城県

土浦市

下小野

しょうわむら

はな が

群馬県

昭和村

花香

よしみまち

き

埼玉県

吉見町

吉部

みさとちょうし もた ま

埼玉県

美里町

下田万

うるぎむら

す

長野県

売木村

須々万

石川県

かほく市

宮前

ふ く い し

とさちょう

福井県

福井市

土佐町

し

な か と さ

三重県

伊賀市

中土佐

ひのちょう

た て の かわうち

滋賀県

日野町

立野川内・三間坂

ほ う き ちょう

まき

鳥取県

伯耆 町

牧・楠木原

あ い の の

間野々
せ いぶ

西部
しょうわ

昭和
ほ く ぶ ちゅうおう

北部 中 央
こま ぎぬ

駒衣
う るぎ

売木

省エネ技術の導入地区

ながらまち

長柄町

にしやま

西山

い

すながわだい

砂川第３
あさひ

よし さだ

旭 ・吉定

市町村名

岡山県

西粟倉村

山口県

宇部市

山口県

宇部市

山口県

宇部市

山口県

萩市

山口県

周南市

徳島県

佐那河内村

高知県

土佐町

高知県

中土佐町

佐賀県

武雄市

佐賀県

有田町

にしあわくらそん

の

う

う

べ

す

う

が

1-1

べ

べ

べ

し

し

し

は ぎし

ま

しゅうなんし

みやまえ

おか ぼ

岡保

県名

さ な ご う ち そ んとさちょう

なかとさちょう

み ま さ かた け お しくすのきばるありたちょう1.2 省エネ技術の概要
省エネ技術は、11 種の省エネ機器及び５種の省エネ運転手法である。
【解説】
平成 26～28 年度までの３年間において、22 地区（20 市町村）で省エネ技術（11 種の省エネ機器及び５種の省エネ運転手法）の導入し、その実証調査を行った。
省エネ技術を導入した地区を表 1.2.1 に示した。
表1.2.1

省エネ技術の一覧

省エネ技術

省エネ技術の概要①高効率Ｖベルトのばっ気槽ブロワの動力伝達部である従来型Ｖベルトを高効率のＶ
導入
ベルトに交換することにより伝達効率を改善する。
②流量調整槽への高流量調整槽撹拌装置として、既設の水中撹拌ポンプを消費電力が少効率撹拌装置の導 ない高効率撹拌装置（水中ミキサ）に交換する。
入③微細気泡散気装置
ばっ気撹拌装置を酸素溶解効率の高い微細気泡散気装置と機械撹
の導入
拌装置（水中ミキサ）に交換する。
④汚泥濃縮装置（ピケ
既設の汚泥濃縮槽に回転棒（ピケットフェンス）を取り付けて、汚泥ットフェンス）の導 濃縮槽からの引き抜き汚泥濃度を向上させ、汚泥運搬費を縮減する。
入
省
エ
ネ
機
器
の
導
入

⑤高効率汚泥引抜ポ
沈殿槽汚泥引抜ポンプの無閉塞ポンプ等を高効率の竪型槽外式汚ンプの導入
水汚物ポンプに交換する。
⑥管路施設への高効
ボルテックス型等の水中ポンプを、異物通過性も良く、ポンプ効率率 水中ポン プの導 も高い高効率タイプのノンクロッグ型水中ポンプに交換する。
入⑦真空式管路への吸真空式管路に吸気弁を設置し、エアロックを解消することにより、真気弁の導入
空ステーションの真空ポンプの運転真空度を下げ、運転時間及び運転回数を軽減する。
⑧遠方監視システム
遠方監視システムで各機器の運転状況を監視し、処理に影響ない範の導入
囲で各機器の運転時間を短縮する。
⑨トップランナーモ
経済産業省の省エネ対策に基づく、三相誘導電動機（モータ）の高ー タ搭載 型ブロ ワ 効率化に伴い、ばっ気槽ブロワ等をトップランナーモータ搭載型ブロの導入ワに交換する。
既存の運転コントローラのプログラムを変更し、既存の溶存酸素計に⑩処理工程自動制御て計測された DO 値により、ばっ気槽ブロワの自動運転を行い、供給す装置（DO 制御）のる空気量を適正にすることで、ばっ気槽ブロワの運転時間を短縮す
導入る。
⑪ベルト式ろ過濃縮
遠心式汚泥濃縮機をベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮機：エンド機（ろ布式汚泥濃縮 レスのベルト（ろ布）上に凝集汚泥を通過させることで、水分と汚泥を装置）の導入分離させる構造）に更新し、引き抜き汚泥濃度を向上させ、汚泥運搬費等を縮減する。

1-2

省
エ
ネ
運
転
手
法
の
導
入

⑫脱臭ファンの間欠
脱臭装置のファンを、連続運転ではなく、近隣の民家等への影響の運転ない範囲で間欠運転（夜間の運転停止等）を導入することにより、脱臭ファンの運転時間を短縮する。
⑬流量調整槽撹拌装
通常は常時運転している流量調整槽撹拌装置を流入負荷量に合わ
置の間欠運転せて間欠運転し、流量調整槽撹拌装置の運転時間を短縮する。
⑭ばっ気撹拌装置及び流入負荷量に合わせてばっ気撹拌装置の運転時間及びばっ気槽ブ
ばっ気槽ブロワの風 ロワの運転時間や風量を調整する。
量・運転時間調整⑮流量調整ポンプ及汚水計量槽の四角堰を高めて戻り水量を少なくし、流量調整ポンプのび汚水計量槽の運 運転時間を短縮する。
転調整⑯汚泥引抜ポンプの間欠運転

流入負荷量に合わせて汚泥引抜ポンプの運転時間を短縮する。

主な省エネ技術②流量調整槽への高効率撹拌装置の導入①高効率Ｖベルトの導入
【導入前】

【導入後】

【導入後】

【導入前】

高効率Ｖベルト

従来型Ｖベルト

水中撹拌ポンプ

高効率撹拌装置（水中ミキサ）③微細気泡散気装置の導入
【導入前】

【導入後】

水中ミキサ

ばっ気撹拌装置

微細気泡散気装置⑬流量調整槽撹拌装置の間欠運転⑮流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転調整【間欠運転をする機器】【運転調整をする機器】

タイマ

汚水計量槽
の四角堰

水中撹拌ポンプ
流量調整ポンプ

1-3

汚水計量槽

1.3

更新整備における省エネ技術の導入検討時期

省エネ技術は処理方式によっては対応する処理設備が元々なかったり、省エネ技術の適用が難しい場合がある。また、導入の検討時期は省エネ技術の種類により異なるため、導入時期を逸しないようにする必要がある。
【解説】
処理施設に適用する省エネ技術は、各集排処理方式によっては、対応する処理設備が元々なかったり、省エネ技術の適用が難しい場合がある。また、省エネ技術の内容と導入の費用等により導入検討時期は、３段階（新設の設計段階、維持管理段階、更新整備段階）に分けられ、
この導入タイミングを逸しないように検討する必要がある。
総じて、省エネ技術の中でも省エネ機器は機器費が高額になるケースがあるので、設計段階
や更新整備の検討段階で漏れないようにすべきである。また、省エネ運転技術は日常の維持管
理段階での創意工夫であり、維持管理上で色々な省エネ運転がなされていると思われる。中でも機器の間欠運転を行うためのタイマ運転は設置コストが安価であり、通常の維持管理でも積極的に実施すべき技術とみられる。

1.4 更新整備における省エネ技術導入の手法
市町村担当者は、農業集落排水施設の更新整備に当たり、施設ごとに省エネ技術の機器の適用や運転手法を確認し、その費用対効果を検討の上で、具体的な導入を図る必要がある。
【解説】
本マニュアルは、機械電気設備の更新整備を実施しようとする地区において、更新整備に併せて省エネ技術の導入がスムーズにされるように、市町村担当者向けに省エネ技術の効果を「見える化」し、省エネ技術を導入しやすくなるように作成したものである。なお、省エネ技術の導入に当たっては当該施設に導入可能な技術の検討とその費用対効果をチェックした上で、具体的な導入を図る必要がある。
省エネ技術の導入を図るための検討手順を図 1.4.1 に示した。また、主な処理施設ごとに導入可能な省エネ技術の組み合わせを参考として表 1.4.1 に示した。なお、省エネ技術は日々開発・更新される技術であり、最新の技術情報の収集にも注力すべきである。

1-4

更新整備に併せて省エネ技術の導入を検討したい。

現状の施設の使用機器や運転手法の把握

省エネ技術の導入の可能性はあるか（表1.4.1を参照）

ｎｏ

yes

省エネ技術の費用対効果の検討①省エネ機器（据付含む） ②従前の機器（据付含む）の機器価格及び維持管理費の差額と③使用電力量縮減額（数年分から10年分）を比較検討

機器価格の差額の方が安価となるか（②－①）＜③ｎｏyes

省エネ機器の導入の実施

省エネ機器の導入はなし。

図 1.4.1 省エネ技術導入のための検討手順

1-5

表 1.4.1 主な処理施設ごとに導入可能な省エネ技術の組み合わせ処理方式（JARUS 型）
省エネ技術
Ⅰ型

Ⅲ型

ⅩⅠ型 ⅩⅣ型 ＯＤ型

掲載
ページ

省エネ機器

①

高効率Ｖベルトの導入

○

○

○

○

○

p.3-1

②

流量調整槽への高効率撹拌装
置の導入

×

○

○

－

○

p.3-2

③

微細気泡散気装置の導入※１

×

×

○

○

△

p.3-3

④

汚泥濃縮装置（ピケットフェン
ス）の導入※２

×

×

△

△

△

p.3-4

⑤

高効率汚泥引抜ポンプの導入

×

×

×

○

○

p.3-5

○

○

○

○

○

p.3-6

４

△

△

△

△

△

p.3-7

遠方監視システムの導入

○

○

○

○

○

p.3-8

○

○

○

○

○

p.3-9

×

×

○

△

○

p.3-10

△

△

△

△

△

p.3-11

○

○

○

○

○

p.3-12

×

○

○

○

○

p.3-13

×

×

○

○

○

p.3-14

×

△

○

△

△

p.3-15

×

×

×

○

○

p.3-16

⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫

省エネ運転

⑬
⑭
⑮
⑯

管路施設への高効率水中ポンプの導入※３真空式管路への吸気弁の導入※

トップランナーモータ搭載型
ブロワの導入処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入※５
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入
脱臭ファンの間欠運転
流量調整槽撹拌装置の間欠運
転ばっ気撹拌装置及びばっ気槽
ブロワの風量・運転時間調整
流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整
汚泥引抜ポンプの間欠運転

凡例：○（適用可能）、△（条件付きで適用可能）、×（適用不適切）、－（設置済み）※１：微細気泡散気装置の導入は、JARUS ｰⅩⅣＧとⅩⅣＧＰ型は既に微細気泡散気装置を設置済
み。OD 型への導入の場合には、ばっ気は微細気泡散気装置で行うが、OD 内の撹拌装置はエアを供給しない機器であること。
※２：汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）は、現状の搬出汚泥濃度が 2.0 %以下の場合に導入を行う（汚泥濃度が 2.0 %以上では、導入効果が低いため。）。
※３：高効率水中ポンプは、モータ動力が既設水中ポンプよりも下げられるものは効果が大きい。
※４：真空式管路に対してのみ適用可能であり、真空式管路メーカーの専門技術者の指導のもとで実施すること。
※５：ⅩⅣ型のばっ気槽が２槽の場合は、DO 計の設置場所を検討する必要がある。
注意：網掛けは、各処理方式で省エネ効果の高い技術を示す。

1-6

1.5 維持管理費における電気料金の割合
電気料金は、維持管理費の中では汚泥処理費に次いで２番目の費用であり、電気料金の維持
管理費の中で占める割合は、処理方式により異なるが、汚泥処理費と技術点検費の小さい JARUS－Ⅲ型では 38 %程度、また、汚泥処理費と技術点検費の大きな JARUS－ⅩⅣ型では 23 %程度で
あった。
【解説】
農業集落排水施設に適用される主要な汚水処理方式である嫌気性ろ床と接触ばっ気を組み合わせた方式（以下、「JARUS-Ⅲ型」という。）、連続流入間欠ばっ気方式（以下「JARUS-ⅩⅣ型」という。）を事例に、維持管理費の内訳を表 1.5.1 及び図 1.5.1 に示した。
電気料金は、処理方式によらず処理対象人口 1,000 人規模で 2,700 千円程度/年である。
結果として、どちらの方式においても、費用の大きい順に、①汚泥処理費、②電気料金、③
技術点検費となっている。
また、電気料金が維持管理費に占める割合は、汚泥処理費と技術点検費（維持管理業者の点検頻度）の小さい JARUS-Ⅲ型では 38 %程度であり、一方、汚泥処理費と技術点検費の大きな
JARUS-ⅩⅣ型では 23 %程度であった。

表 1.5.1 JARUS-Ⅲ型及びⅩⅣ型における維持管理費の内訳
維持管理費及びその割合
No.

項 目

①

汚泥処理・利用費

3,106 千円

（44 %）

7,095 千円

（60 %）②

電気料金

2,748 千円

（38 %）

2,723 千円

（23 %）③

技術点検費

780 千円（11 %）

1,560 千円

（13 %）④

薬品代

351 千円（5 %）351 千円

（3 %）

⑤

水質検査費

135 千円（2 %）135 千円

（1 %）

⑥

水道料

18 千円

（0 %）

18 千円

（0 %）

JARUS-Ⅲ型（1,000 人）

JARUS-ⅩⅣ型（1,000 人）※汚泥処理・利用費は、発生汚泥をし尿処理場で処理・利用した場合の金額である。
※消耗品費、補修費、諸経費及び消費税は除く。

1-7

JARUS-Ⅲ型
1,000 人供用率 100 %

水質検査費
135千円
2%
薬品費

水道料
18千円
0%

351千円
5%
技術点検費
780千円
11%

電気料金
2,748千円
38%

汚泥処理
・利用費
3,106千円
44%

維持管理費合計：7,138千円／年

JARUS-ⅩⅣ型
1,000 人供用率 100 %

薬品費
351千円
3%

水質検査費
135千円
1%

水道料
18千円
0%

技術点検費
1,560千円
13%

電気料金
2,723千円
23%

汚泥処理
・利用費
7,095千円
60%

維持管理費合計：11,882千円／年

図 1.5.1 JARUS－Ⅲ型及びⅩⅣ型における維持管理費の内訳

1-8

維持管理費の試算条件を表 1.5.2 に示す。
この中で電気料金単価は、基本料金を 1,164.24 円/kW に、また電力量料金は夏、その他の時期を問わずに 15 円/kWh で統一して算出した。

表 1.5.2 維持管理費の試算条件
処理方式
処理対象
人口等

JARUS-Ⅲ型

JARUS-ⅩⅣ型

1,000 人1,000 人

（１系列）

（１系列・
ばっ気槽２室）供用率
汚泥処理単価
電気料金単価

水道料金単価

100 %

100 %

10,000 円/m3
基本料金 ：1,164.24 円/kW
電力量料金：

15 円/kWh

基本料金：1,000 円/月（基本使用量 10 m3/月）
使用料金： 100 円/m3 （月使用量15 m3/月）

技術点検費30,000 円/回（Ⅲ型は１回/２週、ⅩⅣ型は１回/週）

保安点検費

該当なし（高圧受電のみ）

薬品費単価

500 円/kg（ 次亜塩素酸カルシウム 注入量 ５ mg/L）

水質検査費単価

BOD： 3,600 円/回･検体×1 回/月

SS： 1,800 円/回･検体×1 回/月

大腸菌群数： 3,100 円/回･検体×1 回/６ヶ月

1-9

第２章 省エネ技術の調査方法
省エネ効果は、省エネ技術の導入前・後の使用電力量を測定し、この使用電力量の縮減量及び縮減率を算定するとともに、その縮減量から換算した電力量料金等により評価する。
【解説】
省エネ効果を算定するために、省エネ技術を導入する機器ごとに簡易電力量計を設置する。
なお、簡易電力量計は、１秒間隔で電流値、電力量、積算電力量が測定できるものを使用している。簡易電力量計の設置状況を写真2.1に示す。
省エネ効果は、簡易電力量計により省エネ技術の導入前・後の使用電力量を測定し、その使用電力量の比較により縮減量及び縮減率を算定した結果と、その縮減量から縮減できる電力量
料金等を算定した結果により省エネ効果を評価した。
なお、電力量料金の縮減額について、年度間又は地域間で比較しやすいように、統一単価（電力量単価 15円/kWh）を使用している。

制御盤外観

制御盤内状況

簡易電力量計 計測箇所

簡易電力量計 設置状況

写真2.1 簡易電力量計の設置状況

2-1

第３章 省エネ技術の導入内容
3.1 ①高効率Ｖベルトの導入
3.1.1 省エネ技術の概要
ばっ気槽ブロワ等の動力伝達用の従来型Ｖベルトから、高効率Ｖベルトに交換することにより、動力効率を改善し、ばっ気槽ブロワ等の使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
高効率Ｖベルトは、ばっ気槽ブロワ、ばっ気沈砂槽用ブロワ及び汚泥貯留槽ブロワ等に設置している動力伝達用の従来型Ｖベルトに代えて取り付けるものであり、この高効率Ｖベルトに交換することにより、動力効率が改善され、使用電力量を縮減する省エネ技術である。
高効率Ｖベルトの構造上の特長としては、ベルト底面部にノッチ加工が施されており、これによってベルトがプーリに巻き付く力（曲げ応力）が小さくなる。これにより、ベルト曲げ応力による損失が軽減されることから、省エネ効果が得られる技術である。
（図 3.1.1 及び図 3.1.3 参照）
【導入前】

【導入後】

従来型Ｖベルト

ノッチ加工

高効率Ｖベルト

図 3.1.1 従来型Ｖベルトと高効率Ｖベルトの構造図

3.1.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
高効率Ｖベルトの導入は、ブロワを使用する全ての処理方式で適用できる。

【解説】
高効率Ｖベルトを導入して動力効率を改善する方法は、ブロワを使用するすべての処理方式で適用することができる。
高効率Ｖベルトの導入は、ブロワの動力効率が良くなることから、電動機入力を低減できるので省エネ効果が得られる。

3-1-1

高効率Ｖベルトの導入に当たっては、図 3.1.2 の選定フロー図を参考にする。なお、この選定
フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、計画処理水質、機器の価格等）を踏まえて検討する。

【選定フロー図】

Ｖベルトを交換したい

高効率Ｖベルトを選定する①従来型Vベルトと②高効率Ｖベルトの価格の差額と③使用電力量縮減額（数年分）を比較検討

ｙｅｓ

価格の差額の方が安価となるか（①－②）＜③ｎｏ

従来型Ｖベルトに交換

高効率Ｖベルトに交換

図 3.1.2 高効率Ｖベルト導入の選定フロー図

3.1.3 設計・施工における留意点
高効率Ｖベルトの導入に当たっては、ブロワを特別に改造する必要がなく、ベルトの交換のみで対応できるため比較的容易に採用できる。
【解説】
高効率Ｖベルトの導入に当たっては、ブロワを特別に改造する必要がなく、ベルトの交換のみで対応できるため比較的容易に採用できる。

3-1-2

3.1.4 維持管理における留意点
高効率Ｖベルトの保守点検頻度は、従来型Ｖベルトの保守点検頻度を参考とする。

【解説】
高効率Ｖベルトは、省エネ実証事業において採用事例はあるが、調査期間が短かったため、耐久性は十分確認できていない。このため、高効率Ｖベルトの保守点検頻度は、従来型Ｖベルトの保守点検頻度を参考とする。

3-1-3

【事例紹介】3.1.5 ①高効率Ｖベルトの導入の実証事例
高効率Ｖベルトの導入の実証調査は７地区で行っており、その代表的な事例として、滋賀県日野町砂川第３地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
砂川第３（すながわだいさん）地区は、計画処理対象人口 1,040 人の JARUS－OD 型で、平成３年から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.1.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.1.1 に示した。
表 3.1.1 砂川第３地区の施設概要
県/市町村名滋賀県/日野町

地区名

砂川第３地区処理方式

オキシデーションディッチ

処理対象人口

1,040 人計画流入汚水量281 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS
T-N

計画処理水質写真 3.1.1 砂川処理施設の全景

3-1-4

20 ㎎/L50 ㎎/L20 ㎎/L(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
砂川第３地区では、表 3.1.2 の施設において高効率Ｖベルトを導入しているが、ばっ気槽ブロワの事例を紹介する。
なお、本 OD のばっ気撹拌機は、ドラフトチューブ型であり、エア供給にはばっ気槽ブロワを使用している。
表 3.1.2 高効率Ｖベルトを導入した施設
施設名・機器名

規 格

台数

ばっ気槽ブロワ(No.1,No.2)

φ50 mm×1.5 kW

２台

汚泥貯留槽用ブロワ

φ50 mm×2.2 kW

１台

ばっ気沈砂槽用ブロワ

φ32 mm×0.75 kW

１台

エアリフト用ブロワ

φ32 mm×0.75 kW

１台

汚泥引抜ポンプ(No.1,No.2)

No.1:φ80 mm×1.5 kW、No.2:φ80 mm×2.2 kW

２台

イ． 機器の運転条件
ばっ気槽ブロワは２台あるが、この運転は長期スパンで１台運転を基本に行っている。
この２台のばっ気槽ブロワに従来型Ｖベルトと高効率Ｖベルトを設置し、それぞれのブロワの使用電力量を測定した。
ばっ気槽ブロワの状況写真を写真 3.1.2 に、高効率Ｖベルトの写真を写真 3.1.3 に示した。

ばっ気槽ブロワ No.1

ばっ気槽ブロワ No.2

写真 3.1.2 ばっ気槽ブロワ等の状況写真

高効率Ｖベルト(拡大)

高効率Ｖベルト

写真 3.1.3 高効率Ｖベルトの状況

3-1-5

(3) 使用電力量及び省エネ効果
ア．ばっ気槽ブロワの使用電力量及び省エネ効果
省エネ技術の導入前後におけるばっ気槽ブロワ（No.1 及び No.2）の使用電力量と電力量料金を表 3.1.3 に示す。
導入前後でのばっ気槽ブロワ No.1 の使用電力量は、導入前が⑨9,399 kWh/年、導入後が⑪
8,626 kWh/年であり、773 kWh/年 程度の縮減量となった。ばっ気槽ブロワ No.2 の使用電力量
は、導入前が⑩5,974 kWh/年、導入後が⑫5,635 kWh/年であり、340 kWh/年程度の縮減量となった。
ばっ気槽ブロワ２台全体でみた場合には、導入前後での使用電力量は導入前が⑬15,373 kWh/
年、導入後が⑭14,261 kWh/年であり、1,100 kWh/年程度の縮減量となり、縮減率は 7.2 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は⑲－⑳＝16,700 円/年程度となった。
表 3.1.3 省エネ効果の確認
ばっ気槽ブロワ

導入前運転結果

導入後運転結果

NO.1

NO.2

NO.1

NO.2

平均使用電力量（kWh/日）

25.8

16.3

23.6

15.5

データ日数（日）

64

6

78

16

積算電力量 合計（kWh）

1,652.0

97.9

1,839.4

248.7

稼働時間 合計（時間）1,317.48

111.82

1,577.30

298.10① 1.25② 0.88③ 1.17④ 0.83⑤ 20.6⑥ 18.6⑦ 20.2⑧ 18.6⑨(①*⑤*365)⑩(②*⑥*365)⑪(③*⑦*365)⑫(④*⑧*365)

9,399

5,974

8,626

5,635

時間当たり使用電力量（kWh/時間）
平均稼働時間（時間/日）
平均使用電力量（kWh/年）
平均使用電力量 合計（kWh/年）⑬ 15,373⑭ 14,261－

7.2 %導入前後での使用電力量の縮減率 (⑬－⑭)/⑬
平均使用電力量料金（円/年）※⑮（⑨×単価） ⑯（⑩×単価） ⑰（⑪×単価） ⑱（⑫×単価）
140,985

89,610129,390

84,525平均使用電力量料金⑲（⑬＊単価）⑳（⑭＊単価）（円/年）※

230,595

213,915※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-1-6

イ．その他ブロワ等の使用電力量及び省エネ効果
ばっ気槽ブロワ以外のブロワ等の省エネ効果についても、ばっ気槽ブロワと同様の方法により、省エネ効果を算定している。その結果については、表 3.1.4 のとおりである。
表 3.1.4 高効率Ｖベルトの導入に伴う省エネ効果
規 格

台数

ｲﾝﾊﾞｰﾀ等
の有無

縮減量
（縮減率）

縮減額
（円/年）

φ50 mm×1.5 kW

２台

有1,112 kWh（7.2 %）

16,680

汚泥貯留槽用ブロワ

φ50 mm×2.2 kW

１台

無51 kWh（7.7 %）

771

ばっ気沈砂槽用ブロワ

φ32 mm×0.75 kW

１台

無73 kWh（3.9 %）

1,095

エアリフト用ブロワ

φ32 mm×0.75 kW

１台

無37 kWh（25.0 %）

365

汚泥引抜ポンプ(No.1,No.2)

φ80 mm×1.5 kW
φ80 mm×2.2 kW

２台

有

329 kWh（4.1 %）

5,110

施設名・機器名
ばっ気槽ブロワ(No.1,No.2)※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出(4) 価格と耐久性
高効率（省エネ）タイプのＶベルト価格は、従来の標準品に比べ約 1.3 倍の価格となっている。
高効率（省エネ）タイプのＶベルトの耐久性については、省エネ実証事業において導入地区が少なく、調査期間も短かったため、耐久性が十分に確認できていないが、メーカーのパンフレット（次ページ参照）によれば耐久性は、従来の標準型のＶベルトより長寿命とのことである。

3-1-7

（参考）

図 3.1.3 高効率Ｖベルトのメーカーパンプレット（抜粋）3-1-8

3.2 ②流量調整槽への高効率撹拌装置の導入
3.2.1 省エネ技術の概要
流量調整槽撹拌装置として設置されている水中撹拌ポンプから、消費電力が少ない高効率撹拌
装置（水中ミキサ）に交換し、流量調整槽撹拌装置の使用電力量を縮減する省エネ技術である。

【解説】
ほとんどの農業集落排水施設には流量調整槽が設置されており、その機能は二次処理設備の処
理機能を十分発揮させるために流入汚水の流量変動を緩和し、移送する汚水量を一定の変動幅以下に抑えるものである。
この流量調整槽には、汚水の均質化や腐敗防止等を図るために撹拌装置を設置しているが、この撹拌装置に水中撹拌ポンプを使用している場合には、消費電力が少ない高効率撹拌装置（水中ミキサ）に交換し、使用電力量を縮減することが可能である。（図 3.2.1参照）
また、導入した高効率撹拌装置（水中ミキサ）を間欠運転（3.13 ⑬流量調整槽撹拌装置の間
欠運転を参照）することにより、更に使用電力量を縮減することが可能である。
【導入後】

【導入前】

水中撹拌ポンプ（エジェクタ型）

高効率撹拌装置（水中ミキサ）

図 3.2.1 水中撹拌ポンプと高効率撹拌装置（水中ミキサ）の構造図

3.2.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
流量調整槽の撹拌装置に、水中撹拌ポンプを使用している場合に適用することができる。

【解説】
流量調整槽の撹拌装置に、水中撹拌ポンプを使用している場合に適用することができる。
高効率撹拌装置（水中ミキサ）は、水中撹拌ポンプに比べて高額ではあるが、撹拌効率が良い
ため、水中撹拌ポンプが２台設置されている流量調整槽の場合は、高効率撹拌装置（水中ミキサ）が１基で運転できる場合もあることから、これらを十分踏まえた上で適用すること。
高効率撹拌装置（水中ミキサ）の導入に当たっては、図 3.2.2 の選定フロー図を参考にする。
なお、
この選定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、

3-2-1

詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、計画処理水質、機器の価格等）を踏まえて検討する。

【選定フロー図】

流量調整槽の撹拌装置を更新したい

既存の撹拌装置は水中撹拌ポンプ（エジェクタ型）か

ｙｅｓ

高効率撹拌装置（水中ミキサ）の撹拌能
力を算定し、既存の水中撹拌ポンプよりも台数が削減できるか確認

ｎｏ

ｙｅｓ

高効率撹拌装置（水中ミキサ）の設置において、スラブ開口・吊り上げ装置が必要になるか検討

台数が削減できるかｎｏｙｅｓ
スラブ開口等が必要か（①高効率撹拌装置（水中ミキサ）、②スラブ
開口等の費用）と③水中撹拌ポンプの機器
価格と維持管理費の差額、④使用電力量縮減額（数年分から10年分）を比較検討

ｎｏ

ｙｅｓ

機器価格等の差額の方が安価となるか（①＋②－③）＜④ｎｏ

高効率撹拌装置（水中ミキサ）に更新

水中撹拌ポンプ（エジェクタ型）に更新

図3.2.2 高効率撹拌装置導入の選定フロー図

3-2-2

3.2.3 設計・施工における留意点
高効率撹拌装置（水中ミキサ）の設置は、流量調整槽の水を抜いて作業する必要があることから、仮設計画を検討する必要がある。
【解説】
高効率撹拌装置（水中ミキサ）は、流量調整槽の形状や撹拌効果等を考慮し、汚水の撹拌混合を通じて汚水中の汚物等の腐敗や固形物の沈殿防止等を十分に図られるような能力を確保しなけ
ればならない。
高効率撹拌装置（水中ミキサ）の設置に当たっては、流量調整槽の水を抜いて作業する必要があるため、汚泥の抜き取り費用、仮設備のリース費用などの掛かり増し経費があることを踏まえた上で、導入に向けた検討を行う。

3.2.4 維持管理における留意点
高効率撹拌装置（水中ミキサ）については、長期間安定した機能を維持するため、巡回管理、定期点検等により計画的、効率的に維持管理を行う必要がある。また、故障等の異常が発生した
場合には、迅速かつ的確に対処する必要がある。
【解説】
高効率撹拌装置（水中ミキサ）の維持管理は、定期点検等を計画的、効率的に実施することにより、故障等の発生を未然に防止し、長期間安定した機能を維持する必要がある。また、万が一の機器故障等に対しては迅速に対応する必要がある。

3-2-3

【事例紹介】3.2.5 ②流量調整槽への高効率撹拌装置の導入の実証事例
流量調整槽への高効率撹拌装置の導入の実証調査は６地区で行っており、その代表的な事例として、鳥取県伯耆町旭・吉定地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
旭・吉定（あさひ・よしさだ）地区は２つの処理施設を対象としており、このうち旭地区処理
施設は、計画処理対象人口 860 人の JARUS－Ⅲ型で、平成９年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.2.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.2.1 に示した。
表 3.2.1 旭・吉定地区（旭地区）の施設概要
県/市町村名鳥取県/伯耆町

地区名

旭・吉定地区

処理施設名

旭地区処理施設

処理方式

JARUS－Ⅲ型

処理対象人口860 人

計画流入汚水量233 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質写真 3.2.1 旭地区処理施設の全景

3-2-4

20 ㎎/L50 ㎎/L(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
旭・吉定地区の旭地区処理施設では、水中撹拌ポンプ（2.2 kW）から、高効率撹拌装置（水中ミキサ 1.5 kW）に更新している。
表 3.2.2 流量調整槽撹拌装置の仕様
設置箇所名
流量調整槽仕様
省エネ技術導入時期

旭地区処理施設 流量調整槽
幅 4.6 m×長さ 4.9 m×水深 2.75 m の１槽導入前（既設）導入後（取替）水中撹拌ポンプ

高効率撹拌装置（エジェクタ型）（水中ミキサ型）

台数

１台

１台

出力

2.2 kW

1.5 kW

撹拌装置形式

イ． 機器の運転条件
流量調整槽撹拌装置の運転時間は、既設の水中撹拌ポンプ、導入後の高効率撹拌装置（水中ミキサ）ともに撹拌装置の起動レベル以上では連続運転を行っており、これらの機器に簡易電力量計を設置し、使用電力量を測定した。
水中撹拌ポンプの撤去時の写真を写真 3.2.2 に、高効率撹拌装置（水中ミキサ）の設置時の写真を写真 3.2.3 に示した。

高効率撹拌装置（水中ミキサ）の設置状況

水中撹拌ポンプ（撤去時）

写真 3.2.3 高効率撹拌装置（水中ミキサ）の写真

写真 3.2.2 水中撹拌ポンプの写真

3-2-5

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ機器の導入前後における流量調整槽撹拌装置の日当たり使用電力量と電力量料金を表
3.2.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①83.4 kWh/日、導入後が②26.9 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝56.5 kWh/日、年間では 20,600 kWh/年程度となり、縮減率は 68 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝847.5 円/日、年間では 309,000 円/年程度となった。
表 3.2.3 省エネ効果の確認
流量調整槽撹拌装置

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①②（kWh/日）

83.4

26.9

－

67.7 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

1,251.0403.5

１日当たり平均稼働時間（分/日）

1,421

1,382

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①〔参考〕※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-2-6

3.3 ③微細気泡散気装置の導入
3.3.1 省エネ技術の概要
浮遊生物法において、生物反応槽のばっ気と撹拌を行う一体型のばっ気撹拌装置を微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）に交換し、ばっ気と撹拌に要する使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
浮遊生物法における生物反応槽では、槽内の微生物（活性汚泥）に酸素を供給するとともに流入汚水と活性汚泥を十分に接触させるために、ばっ気及び撹拌を行うための装置が必要である。
生物反応槽のばっ気及び撹拌を行うための装置として、これまで多く採用されてきた一体型のばっ気撹拌装置の代わりに、酸素溶解効率の高い微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）を併用することにより、ばっ気と撹拌に要する使用電力量を縮減する省エネ技術である。（図3.3.1 参照）
【導入後】

【導入前】

微細気泡散気装置＋

ばっ気撹拌装置（一体型）

機械撹拌装置（水中ミキサ）Ａ型

Ｂ型

Ａ型：一体型のばっ気撹拌装置を用いて、ばっ気と撹拌を行う装置
Ｂ型：微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）を併用して、ばっ気と撹拌を行う装置

図 3.3.1 生物反応槽のばっ気と撹拌を行う装置の構造

従来は、Ａ型のばっ気撹拌装置を採用する事例が多数であったが、ばっ気撹拌装置は所要動力が大きく維持管理費（電力量料金）が高額であること、かつ、補修費が高額であることが課題とされていた。また、ばっ気撹拌装置の予備機がない場合は、ばっ気撹拌装置のオーバーホール期
間中の運転方法についても検討が必要であった。
このばっ気撹拌装置の代わりに、Ｂ型の酸素溶解効率の高い微細気泡散気装置と機械撹拌装置

3-3-1

（水中ミキサ）を併用した方式を採用することにより、主に生物反応槽を撹拌する動力を軽減でき、維持管理費（電力量料金）を縮減することが可能となる。さらに、ばっ気撹拌装置と比較して、微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）の補修費が安価であることから、補修費も縮減できると見込まれる。

3.3.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）の導入は、回分槽及びばっ気槽でばっ気撹拌
装置を使用している場合に適用することができる。
【解説】
微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）の導入は、主に回分式活性汚泥方式の回分槽及び連続流入間欠ばっ気方式（間欠流入間欠ばっ気方式を含む）のばっ気槽で、ばっ気撹拌装置を使用している場合に適用することが可能である。
適用できる JARUS 型は、以下の型式である。
○ 回分式活性汚泥方式（JARUS-ⅩⅠ96 型、ⅩⅡ96 型、ⅩⅡG96 型、ⅩⅡH 型）○ 連続流入間欠ばっ気方式（JARUS-ⅩⅣ96 型、ⅩⅣP 型、ⅩⅣP1 型、ⅩⅣH 型、ⅩⅤ96 型）
また、一定の条件があるが、以下の型式にも適用は可能である。
○ 活性汚泥併用生物膜方式（JARUS-ⅣS 型、ⅣH 型）○ オキシデーションディッチ方式（JARUS-OD96 型、ODH 型）
なお、連続流入間欠ばっ気方式（JARUS-ⅩⅣG 型、ⅩⅣGP 型、ⅩⅣＲ型）は、生物反応槽のばっ気及び撹拌を微細気泡散気装置のみ（機械撹拌装置（水中ミキサ）を設置しない）で行う方法となっている。
微細気泡散気装置と機械撹拌装置を組み合わせた方式の場合、ばっ気撹拌工程時には、機械撹
拌装置を止めることが可能なので、この点でも省エネが可能である。
微細気泡散気装置の導入に当たっては、図 3.3.2 の選定フロー図を参考にする。なお、この選
定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、計画処理水質、機器の価格等）
を踏まえて検討する。

3-3-2

【選定フロー図】

ばっ気撹拌装置を微細気泡散気装置に更新したい

微細気泡散気装置の酸素溶解効率を算定し、配置場所等を検討
また、機械撹拌装置（水中ミキサ）の設計等を検討

点検等を行う維持管理用の開口部を設けるか

ｙｅｓ

点検等を行う維持管理用の開口部を設計ｎｏ

ばっ気槽ブロワの能力を算定

ばっ気槽ブロワの出力を下げることが可能か

ｙｅｓ

ばっ気槽ブロワの更新又はインバータの設置を検討

ｎｏ①微細気泡散気装置（水中ミキサ含む）＋ばっ気槽ブロ
ワ等と②ばっ気撹拌装置＋ばっ気槽ブロワの機器価格
及び維持管理費の差額、③使用電力量縮減額（数年分から10年分）を比較検討

機器価格の差額の方が安価となるか（②－①）＜③ｙｅｓｎｏ

微細気泡散気装置（ばっ気槽ブロワ＋機械撹拌装置（水中ミキサ））への交換

ばっ気撹拌装置に交換

図3.3.2 微細気泡散気装置導入の選定フロー図

3-3-3

3.3.3 設計・施工における留意点
設計・施工における留意点は以下のとおりである。
また、新設と既設の改修（ばっ気撹拌装置の交換）では前提条件が異なるので、注意が必要である。
（１）生物反応槽の平面形状（２）微細気泡散気装置の配置位置（３）微細気泡散気装置の選定（４）水槽上部のスラブ開口（５）微細気泡散気装置の据付【解説】
生物反応槽のばっ気及び撹拌に微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）を用いる場合の留意点は以下のとおりであるが、新設と既設の改修（ばっ気撹拌装置の交換）では前提条件（水槽形状やスラブ開口の位置）は異なるので、注意が必要である。
(1) 生物反応槽の平面形状
生物反応槽の平面形状は、回分式活性汚泥方式と連続流入間欠ばっ気方式とでは、設計指針に記載されている条件が異なるので注意が必要である。
回分式活性汚泥方式及び連続流入間欠ばっ気方式の場合
均等な槽内汚水の撹拌とばっ気を図る観点から、原則としてばっ気撹拌装置を用いる場
合には、正方形又はできるだけ正方形に近い矩形とする。なお、微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）を用いる場合（図 3.3.3 及び図 3.3.4 を参照）には、水深に対しての横幅の寸法比等の規定はないが、槽内の撹拌が十分なされることを確認・検討する必要がある。

ばっ気撹拌装置

微細気泡
散気装置

微細気泡
散気装置

ばっ気撹拌装置

機械撹拌装置（水中ミキサ）ばっ気撹拌装置を採用した例

機械撹拌装置（水中ミキサ）

微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）を採用した例

図 3.3.3 回分槽における「ばっ気撹拌装置」及び「微細気泡散気装置等」の配置例

3-3-4また、既存の回分槽のばっ気撹拌装置を撤去し、代わりに微細気泡散気装置と水中ミキサを設置するような改修を行った事例を以下に示す。

微細気泡散気装置

ばっ気撹拌装置

機械撹拌装置（水中ミキサ）導入後（微細気泡散気装置と機械撹拌装置）

導入後（ばっ気撹拌装置）

図 3.3.4 「ばっ気撹拌装置」から「微細気泡散気装置等」への更新例(2) 微細気泡散気装置の配置位置
微細気泡散気装置は、生物反応槽内に良好な旋回流を生じさせる必要があるので、原則として槽底部より 60cm 程度高い位置に配置し、微細気泡散気装置同士の設置間隔については 60cm
以下を標準とする。
また、メンテナンス時等の引き上げを考慮して、極力、上部に障害物がないようにするとともに、吊り金具の設置や、散気管の途中にフランジ等を設けて分解できるようにしておくなど、
微細気泡散気装置の引き揚げ作業を容易に行えるように配慮する必要がある。
また、１本の散気管に多数の微細気泡散気装置をつけると、メンテナンスを行う際に水槽から引き揚げる作業が難しくなるので、散気管 1 本あたりの微細気泡散気装置を２～４本にグループ分けして配置することが望ましい。グループ分けすることにより、１つのグループをメンテナンスしている間は、他のグループで運転を継続することも可能となる。
なお、回分式活性汚泥方式や連続流入間欠ばっ気方式（ⅩⅣG 型、ⅩⅣGP 型、ⅩⅣＲ型を除く）のばっ気撹拌装置は槽内の中央部に設置されており、この機器の開口に併せてスラブ上部の梁が作られている。したがって、ばっ気撹拌装置を微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）に置き換える改修を行う場合には、梁の位置や槽内で最適な旋回流となる微細気泡散気装置の設置位置を十分に検討する必要がある。
(3) 微細気泡散気装置の選定
微細気泡散気装置は、間欠ばっ気運転を行っても閉塞が生じにくいものを選定する必要がある。また、微細気泡散気装置の酸素溶解効率は、単位容積当たりの送気量が多くなるほど小さ
くなる。

3-3-5

微細気泡散気装置の溶解効率、散気水深、送気量の関係を示した「酸素溶解効率曲線」が、メーカーのカタログや技術資料等に提示されている。カタログ事例を図 3.3.5 に示す。この酸
素溶解効率曲線から、微細気泡散気装置の本数と溶解効率を決定する。
なお、散気水深とは微細気泡散気装置の設置されている箇所の水深のことで、水槽の有効水深のことではないので注意する。

図 3.3.5 微細気泡散気装置の酸素溶解効率の事例(4) 水槽上部のスラブ開口
ばっ気撹拌装置、微細気泡散気装置、機械撹拌装置（水中ミキサ）には、それぞれメンテナ
ンス時等に水槽から引き揚げるための開口が必要であるが、当然設置場所によって開口の位置も異なってくる。
従前のばっ気撹拌装置を微細気泡散気装置と機械撹拌装置（水中ミキサ）を組み合わせたものに変更する場合には、適切な位置に開口がない場合が多いことから、原則として、新たに開口を設置する必要がある。この場合は、スラブ構造及び梁の位置等も含めて慎重に検討する必要がある。
(5) 微細気泡散気装置の据付
全ての微細気泡散気装置から均等に微細気泡を散気させるためには、微細気泡散気装置の据付水平精度が重要である。水平精度が悪いと、散気水深の浅い微細気泡散気装置からの散気量が多くなるため、槽内のばっ気・撹拌が不均一となり、処理性能に悪影響を及ぼす懸念がある。
微細気泡散気装置の据付精度は、散気管の据付水平精度が重要であり、昇降機付きの微細気泡散気装置以外では、施設の供用開始以降の調整が難しいので、施工時に十分調整しておくことが重要である。

3-3-6

3.3.4 維持管理における留意点
維持管理における留意点は以下のとおりである。
（１）微細気泡散気装置の保守・点検時の確認（２）微細気泡散気装置の適正な空気量（３）流入汚水中の砂の除去（４）機械撹拌装置（水中ミキサ）の潤滑油の交換【解説】
維持管理における留意点は以下のとおりである。
(1) 微細気泡散気装置の保守・点検時の確認
微細気泡散気装置は、散気装置の散気部表面及び内部の清掃、メンブレンゴムの交換などのために、定期的に点検（水槽から引き揚げるなど）する。
巡回点検において、風量計でばっ気風量に変化がないか、目視で散気風量が十分で旋回流が均等かを確認する。ばっ気風量が十分でかつ旋回流が均等でないと、槽内の撹拌が不十分になり活性汚泥の底部堆積等、処理性能に支障をきたす恐れもある。
ばっ気風量が低下したり、目視観察でばっ気状況に片寄りが認められた場合は、散気装置の目詰まりやブロワの故障、配管（ライザー管）の不具合等が発生している疑いがある。散気管のバルブを開閉し、部分的に風量を増やしても散気状況に改善がみられない場合は、散気状況が弱い場所の微細気泡散気装置が目詰まりしている可能性があるので、微細気泡散気装置を引き揚げて、清掃もしくはメンブレンゴムの交換を行う。
(2) 微細気泡散気装置の適正な空気量
各微細気泡散気装置は１本当たりの適正な空気量が製品ごとに決まっており、その空気量内で運転することが必要がある。適正な空気量を超過した運転では酸素溶解効率が低下し、メンブレンゴムが損傷する恐れがあるので注意が必要である。
微細気泡散気装置にはメンブレンゴムが使用されているものが多いが、メンブレンゴムの寿命は、微細気泡散気装置１台あたりの散気風量が多いほど短くなる。そのため、処理水質や生物反応槽の DO を管理指標として適切な空気量でばっ気を行い、過大な空気量でのばっ気は極力避けるようにする。
(3) 流入汚水中の砂の除去
メンブレンゴムの摩耗劣化を防ぐためには、流入汚水中の砂が生物反応槽に混入するのを極力避ける必要がある。そのため、前処理設備のばっ気沈砂槽、排砂槽等の適切な管理が必要である。
(4) 機械撹拌装置（水中ミキサ）の潤滑油の交換
機械撹拌装置（水中ミキサ）は定期点検とともに１年ごとに潤滑油の交換が必要である。
これを怠ると、故障して運転に支障をきたすことがあるので注意が必要である。

3-3-7

【事例紹介】3.3.5 ③微細気泡散気装置の導入の実証事例
微細気泡散気装置の導入の実証調査は６地区で行っており、その代表的な事例として、佐賀県
武雄市立野川内・三間坂地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
立野川内・三間坂（たてのかわうち・みまさか）地区は２つの処理施設を対象としており、このうち立野川内地区の処理施設は、計画処理対象人口 3,050 人の JARUS－ⅩⅠ型で、平成 11 年度
から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.3.5 に、処理施設の全景写真を写真 3.3.1 に示した。
表 3.3.1 立野川内・三間坂地区（立野川内地区）の施設概要
県/市町村名佐賀県/武雄市

地区名

立野川内・三間坂地区

処理施設名

立野川内地区浄化センター

処理方式

JARUS－ⅩⅠ型処理対象人口3,050 人計画流入汚水量824 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質20 ㎎/L50 ㎎/L

写真 3.3.1 立野川内地区浄化センターの全景

3-3-8

(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
立野川内・三間坂地区の立野川内地区浄化センターでは、ばっ気撹拌装置（3.7 kW×２台）から、微細気泡散気装置（２ヶ所）に更新している。なお、撹拌装置について、新たに機械撹拌装置（水中ミキサ）を設置するのではなく、既存のばっ気撹拌装置を撹拌装置として使用している。
表 3.3.2 微細気泡散気装置等の仕様
設置箇所名
流量調整槽仕様
省エネ技術導入時期

立野川内地区浄化センター 回分槽
幅 8.8 m×長さ 8.8 m×水深 5.0 m の２槽導入前（既設）導入後（取替）微細気泡散気装置

ばっ気・撹拌装置

ばっ気ブロワ

ばっ気撹拌装置（3.7 kW×２台）

ばっ気ブロワ（5.5 kW×３台）（２ヶ所）
ばっ気撹拌装置〔撹拌装置として使用〕（3.7 kW×２台）
同 左

イ． 機器の運転条件
回分槽には、槽の中心にばっ気撹拌装置が設置されている。ばっ気撹拌装置は、処理に必要な空気を供給し、汚水処理施設に流入した汚水と回分槽内の微生物（活性汚泥）を回分槽内で撹拌混合する装置である。
一方、微細気泡散気装置では、ブロワから供給された空気がディフューザに設けられた微細な口径の孔を通過することで微細な気泡となり、気泡の上昇流で槽内に旋回流を形成する。また、
微細気泡散気装置は、
ばっ気撹拌装置と同様に空気の供給と槽内の撹拌混合を行う装置で、酸素溶解効率はばっ気撹拌装置と同等以上である。
微細気泡散気装置の導入に関する省エネ効果の検討は、導入前後の回分槽に空気を供給する
ばっ気ブロワと回分槽に設置しているばっ気撹拌装置の使用電力量（kWh/日）を合計しその動きを比較することで行った。
なお、回分槽内の撹拌用としてばっ気撹拌装置を微細気泡散気装置の設置後も存置しているが、処理性能への影響がないことが確認できたことから、実証調査中は、ばっ気撹拌装置を運転停止している。
ばっ気撹拌装置等の写真を写真 3.3.2 に、
微細気泡散気装置の設置状況等の写真を写真 3.3.3
に示した。

3-3-9

ばっ気ブロワ

ばっ気撹拌装置

写真 3.3.2 ばっ気撹拌装置及びばっ気ブロワの写真

微細気泡散気装置の運転状況

微細気泡散気装置の設置状況

写真 3.3.3 微細気泡散気装置の設置状況等の写真

縦断図

平面図
図 3.3.6 微細気泡散気装置の配置図

3-3-10(3) 使用電力量及び省エネ効果
微細気泡散気装置の導入における日当たりの使用電力量と電力量料金を表 3.3.3 に示す。
導入前の１日当たりの使用電力量は、ばっ気ブロワが①102.9 kWh/日、ばっ気撹拌装置が②78.7 kWh/日、計③ 181.6 kWh/日であり、導入後の１日当たりの使用電力量は、ばっ気ブロワ
が④113.0 kWh/日、ばっ気撹拌装置が⑤0.0 kWh/日、計⑥ 113.0 kWh/日であり、使用電力での両者の差は③－⑥＝68.6 kWh/日、年間では 25,000 kWh/年程度となり、縮減率は 37.8 %の省エ
ネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－⑥＝1,028.6 円/日となり、年間では 375,000 円/年程度となった。
表 3.3.3 省エネ効果の確認
導入前運転結果

微細気泡散気装置

ばっ気

ばっ気

ブロワ

撹拌装置

出力（kW）

5.5

3.7

台数（台）

３

平均稼働時間（分/日）の導入

稼働時間当たりの
使用電力量（Wh/分）
平均使用電力量（kWh/日）

導入後運転結果
ばっ気

ばっ気

ブロワ

撹拌装置

－

5.5

3.7

－

２

－

３

２

－

2,510.8

1,408.0－

2,419.6

0.0

－

41.0

55.9

－

46.7

0.0

－

①

②

③

④

⑤

⑥

102.9

78.7

181.6

113.0

0.0

113.0

－

－

－

－

－

37.8 %

1,544.0

1,180.0

2,724.0

1,695.4

0.0

1,695.4計

計

導入前後での使用電力量の縮減率（③－⑥）/③
平均使用電力量料金（円/日）※※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-3-11

3.4 ④汚泥濃縮装置（回転棒（ピケットフェンス））の導入
3.4.1 省エネ技術の概要
既設のホッパー構造の汚泥濃縮槽に回転棒（ピケットフェンス）を取り付けて、汚泥濃縮槽からの引き抜き汚泥濃度を向上させ、汚泥運搬費等を縮減する省エネ技術である。
【解説】
汚泥濃縮槽に取り付けられる回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置は、鉛直方向に取り付けられた数本の回転する棒を円周方向に低速で回転させて、回転棒（ピケットフェンス）の後部に「みずみち」を作ることで、汚泥粒子の沈降速度を増して高濃度に濃縮した汚泥を得るものである。
重力濃縮は、濃縮槽内において汚泥粒子が重力により液体中を沈降し、底部に沈積した汚泥を引抜くことで汚泥を濃縮する方法である。しかしながら、汚泥粒子の沈降速度は粒子群の間隙の液体の通過抵抗に左右されるため、沈降するにしたがって汚泥粒子の密度が高くなり、徐々に狭くなった粒子群の間隙では液体の通過抵抗が増えることになる。その結果、粒子群の沈降速度が減少して時間の経過とともに濃縮効率が落ちてしまうことになる。このため、重力濃縮槽内に、鉛直方向に取り付けた棒をゆっくり回転させ、これにより鉛直方向にみずみちを形成させること
で、汚泥粒子群の間隙における液体の通過抵抗が局所的に緩和され、粒子群の沈降速度が高くなる原理である（図 3.4.1 におけるみずみち棒が「回転棒（ピケットフェンス）
」である。
）
。
回転棒（ピケットフェンス）により処理施設から搬出する汚泥濃度が高くなり、汚泥搬出量を縮減することで汚泥運搬費等を縮減する省エネ技術である。

図 3.4.1 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の概念図（再生と利用 VOL.37 No.139 2013/4 下水汚泥および有機性廃棄物の有効利用に関する土木研究所リサイクル
チームの研究展開）より引用

3-4-1

回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置の概要を図 3.4.2 に、汚泥濃縮装置の全景を写真 3.4.1 に示した。

回転棒

図 3.4.2 回転棒（ピケットフェンス）の概略構造

回転棒（ピケットフェンス）

回転棒（ピケットフェンス）駆動部

写真 3.4.1 回転棒（ピケットフェンス）

3-4-2

3.4.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入は、汚泥濃縮槽のある全ての処理方式に適用できるが、本装置の汚泥濃縮度合いから、浮遊生物法の汚泥濃縮槽への導入が適切と考えられる。
【解説】
生物膜法の濃縮汚泥は2.0 %程度に濃縮が可能であるため、回転棒（ピケットフェンス）を取り付けても濃縮性能に大きな効果は望めない。一方、浮遊生物法の濃縮汚泥は1.5 %程度であり、回転棒（ピケットフェンス）を導入した場合には、その濃縮効果が大きいことから浮遊生物法の型式への適用が効果的である。
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入に当たっては、図 3.4.3 の選定フロー図を参考にする。

【選定フロー図】

汚泥運搬費を軽減したい

汚泥濃縮槽があるか

ｙｅｓ

ｎｏ

ｙｅｓ

ｎｏ

①汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の設置費用及び使用電力量料金、②汚泥濃縮による汚泥運搬費の減額費用×（5～10年分）を比較検討

汚泥運搬費の減額費用
×（5～10年分）より機器価格等の方が安価となるか①＜②

汚泥の搬出濃度が2.0％以上かｙｅｓｎｏ

汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）は導入しない

汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入を検討図3.4.3 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）導入の選定フロー図

3-4-3

3.4.3 設計・施工における留意点
回転棒（ピケットフェンス）は外径 15～20 mm 程度で長さ 1.5～3.0 m 程度の細長い棒であり、構造的に外的衝撃等には弱いので、設計・施工時は設計強度と据え付け方法に十分に留意する。
【解説】
回転棒（ピケットフェンス）は、下水道施設では沈殿槽や濃縮槽の汚泥掻き寄せ機の上部に設置され、槽内の汚泥濃縮を図るために活用されている。一方、集落排水施設の汚泥濃縮槽は大部分がホッパー構造であり、汚泥掻き寄せ機構造とはなっておらず、回転棒が取り付けられない構造となっている。
このため、回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置ではセンターシャフトを汚泥揚泥管の中を通し、回転棒（ピケットフェンス）の底部端部を濃縮槽底部で固定せずに軸受け構造の懸垂型としている。これにより数本の回転棒（ピケットフェンス）を低速（0.2～1.2 m/分程度）
で円周方向に回転させる構造としている。
設計・施工における留意点は以下の４点である。
① 回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置では、引き抜き濃縮汚泥濃度として 2.0～2.5 %程度を設計値とする。
② 回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置ではセンターシャフトが汚泥揚泥管内を貫通しており、汚泥引抜ポンプ（エアリフトポンプ）の揚泥機能が十分発揮できる管径とする。また、施工後の試運転時に揚泥機能の確認を行う必要がある。
③ 回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置は、構造的に外的衝撃等には弱く、点検口から工具等の異物を落とし、底部回転軸周りで回転棒の回転を阻害した場合には、回転棒（ピケットフェンス）のセンターシャフトが破損する懸念がある。このため、濃縮槽の上部蓋や点検口にネット等を適宜張ることが望ましい。
④ 濃縮汚泥の引き抜き時間は分単位での設定が多いが、こまめな濃縮汚泥引き抜きが可能なように、濃縮汚泥の引き抜き時間を秒単位での設定する必要がある。

3.4.4 維持管理における留意点
回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置により汚泥濃縮槽の引抜き濃縮汚泥濃度を高濃度に保つためには、濃縮汚泥引抜き時間を適切に調整する必要がある。
【解説】
回転棒（ピケットフェンス）による汚泥濃縮装置により汚泥濃縮槽の引抜き汚泥濃度は向上す
るが、この濃縮汚泥引抜き時間を適切に調整することで高濃度な汚泥を引抜くことが可能となる。
濃縮汚泥引抜き時間が短いと汚泥濃縮槽内に汚泥が堆積し、時間経過とともに腐敗・浮上しスカムとなって脱離液に混入する事態となる。一方、濃縮汚泥引抜き時間が長いと濃度の低い汚泥まで引抜くことになり、全体として引抜き汚泥濃度を下げる結果となる。

3-4-4このため、維持管理時に引抜き濃縮汚泥濃度を MLSS 計や目視等で確認しながら、濃縮汚泥引抜き時間を適切に調整する必要がある。
また、夏期に汚泥の腐敗等によるガス付着によるスカムが顕著に発生する場合があり、これにより引き抜き濃縮汚泥濃度が低下する場合がある。このため、スカムを破砕し再度沈降させる対策や濃縮汚泥引き抜きの回数を増やす対策を行う必要がある。
なお、回転棒（ピケットフェンス）の運転状況は、汚泥濃縮槽内に水没して設置されるため目視観察はできない。このため、①モータの電流値及び②引抜き濃縮汚泥の濃度により運転状況を確認する必要がある。

3-4-5

【事例紹介】3.4.5 ④汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入の実証事例
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入の実証調査は３地区で行っており、その代表的な事例として、山口県宇部市吉部地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
吉部（きべ）地区の処理施設は、計画処理対象人口 1,200 人の JARUS－ⅩⅣP1 型で、平成 16 年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.4.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.4.2 に示した。
表 3.4.1 吉部地区の施設概要
県/市町村名山口県/宇部市

地区名

吉部地区

処理施設名

吉部排水処理場

処理方式

JARUS－ⅩⅣp1 型

処理対象人口1,200 人計画流入汚水量32 4 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS
T-N
T-P

計画処理水質写真 3.4.2 吉部排水処理場の全景

3-4-6

20 mg/L
50 mg/L
15 mg/L
1 mg/L(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
吉部地区の処理施設では、汚泥濃縮槽に汚泥濃縮装置である回転棒（ピケットフェンス４本）
を設置（表 3.4.2）し、搬出汚泥量の減少による汚泥運搬費の縮減を図っている。
表 3.4.2 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の仕様
設置箇所名
汚泥濃縮槽仕様

吉部排水処理場 汚泥濃縮槽
幅 2.0 m×長さ 2.0 m×水深 5.75 m の１槽

省エネ技術導入時期

導入前（既設）導入後（取替）汚泥濃縮装置形式－

基数－

１基（４本）

出力－

0.2 kW

汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）

イ． 機器の運転条件
導入後の汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の運転時間は 24 時間連続運転を行っており、この機器に簡易電力量計を設置し、使用電力量を測定した。
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の構造図を図 3.4.4 に、取付状況の写真を写真 3.4.3 に示した。
回転棒（ピケットフェンス）の駆動部

回転棒（ピケットフェンス）

図 3.4.4 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の構造図

3-4-7

汚泥濃縮装置導入前の汚泥濃縮槽内部

汚泥濃縮装置の駆動部

汚泥濃縮装置（回転棒（ピケットフェンス））
写真 3.4.3 汚泥濃縮装置の取付状況(3) 使用電力量及び省エネ効果の算定方法
汚泥濃縮装置（回転棒（ピケットフェンス））設置による省エネ効果は、搬出汚泥量の減少によって汚泥運搬費の縮減を図るものである。
吉部地区においては汚泥濃縮槽より引き抜かれた汚泥を汚泥貯留槽で更に中間水を排出して高濃度にする作業を行うことで、汚泥貯留槽から搬出する汚泥の含水率は 98.5～98.0 %としている（導入前の運転条件）。したがって、汚泥濃縮装置導入後も、同じように汚泥貯留槽で中間水を排出する作業を行い、同一条件で比較する必要がある。
なお、処理施設の搬出汚泥は、バキューム車（２～４t）により約 30 km 離れた宇部市環境保全センター内のし尿処理場に運搬されている。

3-4-8

汚泥濃縮装置による汚泥運搬時の燃料費（軽油）の縮減による省エネ効果の試算方法
汚泥量縮減に伴う汚泥運搬時の燃料費（軽油）の縮減効果は以下のとおり試算した。
導入前の搬出汚泥の含水率は汚泥貯留槽から搬出する際の汚泥含水率である。一方、汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入後の汚泥含水率は、汚泥濃縮槽から汚泥貯留槽に送る引き抜き汚泥の含水率とした。
① 試算条件
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入前の引き抜き汚泥量（m3）と汚泥含水率（%）
を表 3.4.3 に示す。導入前の平均引き抜き汚泥量（搬出汚泥量）は 180 m3 であり、汚泥の含水率は 98.3 %（固形物濃度 1.7 %）であった。
表6.9.7 平成
平成２６年度
吉部処理施設 汚泥引抜集計票
表 3.4.3
26 年度 吉部排水処理場
汚泥引抜き集計票
回数
１回目
２回目
３回目
４回目
合計

引抜日
平成26年5月28,29日
平成26年8月26日
平成26年11月20日
平成27年2月26,27日

汚泥貯留槽
No.1
No.2
No.1
No.2

引抜汚泥量（m3)
44.75
44.45
44.95
45.86
180

含水率（％）
98.4
98.3
98.2
98.1
平均 98.3

また、汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入後における汚泥濃縮槽引き抜き汚泥において、(ⅰ)平成 27 年 3 月 20 日の含水率：97.4 %、(ⅱ)平成 28 年 2 月 24 日の含水率：
97.8 %であった。この２つの平均含水率 97.6 %を用いて今後の搬出汚泥量を試算すると、汚泥搬出量は 128 m3/年となる。
180 m3/年×（１－0.983）÷（１－0.976）＝128 m3/年
○ バキューム車による運搬経費の計算諸元
ベース車両

４t

タンク容量

3.6 m3/台

基礎価格

10,600 千円/台(平成 26 年度土地改良工事積算基準（機械経費）
P108)

耐用年数

11.5 年

維持修理費率35 %

軽油単価

129 円/L

一般運転手

C1 14,200 円/日

普通作業員

C2 14,300 円/日

3-4-9

② バキューム車による運搬経費の算定
ａ）走行距離の算出
表 3.4.4 バキューム車の走行距離

回転棒導入前後

年間発生 し尿処理施 出動回数
設までの
汚泥量
(回/年)
3
距離(km)(m /年)

年間走行
距離(km/年)

導入前

180

29.9

50

2,990

導入後

128

29.9

36

2,153

ｂ）前の年間稼働日数の算出
平均距離29.9 km

往復運搬距離29.9 km×2＝59.8 km

往復運搬時間59.8 km÷25 km/hr＝2.4 hr

1 回当たり給泥、排泥時間

20 分(給泥)+10 分(排泥)＝0.5 hr/回

1 日当たり往復可能回数

5.0 hr÷(2.4 hr+0.5 hr)＝1.72 回/日

1 日当たり運搬能力

1.72 回/日×3.6 m3/回＝6.2 m3/日

年間稼働日数

180 m3/年(年間収集汚泥量)÷6.2 m3/日＝29.0 日/年

年間走行距離2,990 km/年ｃ）導入前の運搬経費の算定
表 3.4.5 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入前の運搬経費
区分
維持修理費

算定式
基礎価格×維持修理費率÷100÷耐用年数＝10,600×35÷100÷11.5

金額

単位

323

千円/年･台

827

千円/年

123

千円/年

42

千円/年

1,315

千円/年

7,310

円/m3

(一般運転手＋普通作業員)×年間稼働日
運転人件費

数÷1,000＝(14,200＋14,300)×29.0÷1,000

A1 走行に伴う燃料費
A2 給泥、排泥操作に伴う燃料費

0.32×年間走行距離×軽油単価÷1,000＝0.32×2,990×129÷1,000
年間稼働日数×１日当たり往復可能回数
×0.5 hr/回×13 L/hr×軽油単価÷1,000＝29.0×1.72×0.5×13×129÷1,000

計
単位当たり経費

計÷年間収集汚泥量（m3/年）×1,000＝1,315÷180×1,000

注：単位当たり経費は濃縮汚泥 １ m3 当たりの経費である。

3-4-10なお、燃料（軽油）量は以下のとおりである。
A1 走行に伴う燃料（軽油）量は0.32×2,990＝957 L/年→ 2.62 L/日

A2 給泥、排泥操作に伴う燃料量は 29.0×1.72×0.5×13＝324 L/年 → 0.89 L/日ｄ）導入後の年間稼働日数の算出①～⑥ までは導入前と同一⑦ 年間稼働日数

128 m3/年(年間収集汚泥量)÷6.2 m3/日＝21.0 日/年⑧ 年間走行距離

2,153 km/年ｅ）汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の電力量料金
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入後の駆動部の平均の使用電力量は、3.3
kWh/日であった。
ｆ）導入後の運搬経費の算定
表 3.4.6 汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入後の運搬経費
区分
維持修理費

算定式
基礎価格×維持修理費率÷100÷耐用年数＝10,600×35÷100÷11.5

金額

単位

323

千円/年･台

599

千円/年

88

千円/年

30

千円/年

18

千円/年

1,058

千円/年

8,270

円/m3

(一般運転手＋普通作業員)×年間稼働日
運転人件費

数÷1,000＝ (14,200＋14,300)×21.0÷1,000

B1 走行に伴う燃料費
B2 給泥、排泥操作に伴う燃料費B3 汚泥濃縮装置の使用電力量料金

0.32×年間走行距離×軽油単価÷1,000＝0.32×2,153×129÷1,000
年間稼働日数×１日当たり往復可能回数
×0.5hr/回×13 L/hr×軽油単価÷1,000＝21.0×1.72×0.5×13×129÷1,000
3.3 kWh/日×15 円/kWh×365 日/年

計
単位当たり経費

計÷年間収集汚泥量（m3/年）×1,000＝1,058÷128×1,000

注：単位当たり経費は濃縮汚泥 １ m3 当たりの経費である。
なお、燃料（軽油）量及び使用電力量は以下のとおりである。
B1 走行に伴う燃料（軽油）量は0.32×2,153＝689 L/年→ 1.89 L/日

B2 給泥、排泥操作に伴う燃料量は 21.0×1.72×0.5×13＝234 L/年 → 0.64 L/日
B3 汚泥濃縮装置の使用電力量 3.3 kWh/日

3-4-11→ 3.3 kWh/日ｇ）導入前後での燃料費（軽油）の縮減額
導入前後での燃料費（軽油）＋電力量料金の縮減額は年間では以下のとおりである。
（A1＋A2）－（B1＋B2+B3）＝（123＋42）－（88＋30＋18）＝29 千円/年
なお、バキューム車の運転人件費を含めた試算では、表 3.4.5 及び表 3.4.6 の「計」から 1,315－1,058＝257 千円/年の縮減となる。

(4) 使用電力量及び省エネ効果のまとめ
汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の導入前・後の１年間当たりの、搬出汚泥量の縮減による運搬時の燃料費、駆動モータの電力量料金から、省エネ効果について表 3.4.7 に示した。
導入前での燃料費は⑥165,000 円/年、導入後は汚泥濃縮装置（ピケットフェンス）の使用電
力量金も含めて⑦136,000 円/年であり、両者の差は⑥－⑦＝29,000 円/年程度となり、縮減率
は 17.6 %の省エネ効果が確認された。
なお、汚泥濃縮度合いが向上したことにより、汚泥量が減少するため、バキューム車の運搬回数が減少し、運転人件費が軽減される。この人件費を含めた試算では 257,000 円/年の縮減となる。

表 3.4.7 省エネ効果の確認
汚泥濃縮槽及び汚泥貯留槽
燃料費と導入前運転結果①走行に伴②給泥、排泥 ③走行に伴

④給泥、排

⑤汚泥濃縮

う燃料費

に伴う燃料

泥に伴う燃

装置の使用

料費

電力量料金

使用電力量料金（千円/年）
合計の燃料費と使用電力量料金（千円/年）※
導入前後での縮減率（⑥－⑦）/⑥【参考】
使用電力量への換算値（kWh/年）

導入後運転結果

う燃料費

費
123

42

88

30

⑥＝①＋②

⑦＝③＋④＋⑤

165

136

－

17.6 %⑥/15 円⑦/15 円

11,0009,067※軽油単価を 129 円/L、電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-4-1218

3.5 ⑤高効率汚泥引抜ポンプの導入
3.5.1 省エネ技術の概要
沈殿槽汚泥引抜ポンプを無閉塞ポンプ等から、消費電力が少ない高効率の竪型槽外式汚水汚物
ポンプに交換し、汚泥引抜ポンプの使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
汚泥引抜ポンプは、原則として設計移送汚泥量に相当する汚泥をばっ気槽に返送できるとともに、余剰汚泥を汚泥処理設備（汚泥濃縮貯留槽、汚泥濃縮槽、又は汚泥受槽）に円滑に移送するためのものである。
この沈殿槽汚泥引抜ポンプとして設置している自吸式一軸ネジ式汚泥引抜ポンプ等を、消費電力が少ない高効率の竪型槽外式汚水汚物ポンプに交換することにより、汚泥引抜ポンプの使用電力量を縮減する省エネ技術である。
（図 3.5.1参照）
また、導入した汚泥引抜ポンプを間欠運転（3.16 ⑯汚泥引抜ポンプの間欠運転を参照）する
ことにより、更に使用電力量を縮減することが可能である。
【導入前】

【導入後】

自吸式一軸ネジ式汚泥引抜ポンプ（11 kW）

竪型槽外式汚水汚物ポンプ（1.5 kW）

図 3.5.1 自吸式一軸ネジ式汚泥引抜ポンプと竪型槽外式汚水汚物ポンプの設置状況

3.5.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
竪型槽外式汚水汚物ポンプの本体及び吸込管が、沈殿槽の設計水位以下に設置できる場合に適用することができる。
【解説】
竪型槽外式汚水汚物ポンプは、自給のための呼び水やチャッキシート付水槽部を不要とするため、吸込押込みで使用する。そのため吸込管及びポンプ本体を沈殿槽の水位以下に設置する。

3-5-1

竪型槽外式汚水汚物ポンプは、ケーシングやインペラは水中汚水汚物ポンプと同様の形式で、電動機は水中ポンプをベースとした完全防水型と汎用電動機を使用する通常型とがある。
水中ポンプをベースとした型式は、空気中でも電動機の放冷を効率的に行うように設計されており、ポンプ設置場所が浸水のおそれがある場合には、完全防水型が望ましい。
高効率汚泥引抜ポンプの導入に当たっては、図 3.5.2 の選定フロー図を参考にする。
なお、この選定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、計画処理水質、機器の価格等）を踏まえて検討する。

【選定フロー図】
沈殿槽の汚泥引抜ポンプを更新したい

既存の汚泥引抜ポンプ
は竪型槽外式汚水汚物
ポンプ以外かｙｅｓｎｏｎｏ

吸水管及びポンプ本体を沈殿槽の設計水位以下に設置することが可能か

ｙｅｓ①既存の汚泥引抜ポンプと②竪型槽外式
汚水汚物ポンプの機器価格の差額、③使用電力量縮減額（数年分から10年分）を比較検討ｎｏ

機器価格の差額の方が安価となるか（①－②）＜③
ｙｅｓ

竪型槽外式汚水汚物ポンプへの交換を検討

既存と同型の汚泥引抜ポンプに交換

図3.5.2 高効率汚泥引抜ポンプ導入の選定フロー図

3-5-2

3.5.3 設計・施工における留意点（１）ポンプの選定に当たっては、要求される仕様（口径×全揚程×揚水量）に対してポンプ効率の高い型式を選定する。
（２）沈殿槽汚泥引抜管口径は、固形物による閉塞を防止するため 100 A 以上とし、ポンプ吸込
口径は 65A 以上とする。
（３）沈殿槽汚泥引抜管は、耐腐食性の材質（SUS 管、DIP 等）とし、元弁を設ける。
（４）ポンプ数量は、原則として１系列当たり３台（沈殿槽流出水量×３台、内１台予備）とする。施設流入負荷が将来に亘って比較的安定している場合や吐出量を 50 %以下に減じる方法を設ける場合には２台（沈殿槽流出水量の２倍×２台、内１台予備）とすることもできる。
ポンプの吐出量は、吐出弁、汚泥計量タンク、電動機回転数制御（周波数変換）等で調節できる設備を設けるものとするが、容積型ポンプの吐出量を吐出弁で調節してはならない。
【解説】（１）吐出量と全揚程で決まるポンプ効率は、ポンプ型式によって大きく異なる。破砕機や細目
スクリーンを通過した汚水には、汚水汚物ポンプを閉塞させる粗大な夾雑物を含まないが、小さな夾雑物がばっ気槽等で、ある程度の大きさまで成長する場合がある。そのため、沈殿
槽汚泥引抜ポンプの型式は、汚水汚物用とする。
（２）夾雑物による沈殿槽引抜汚泥管の閉塞は、施設の停止に直結する重大な支障であり、引抜管口径、ポンプ吸込口径の下限値以上とする。
（３）沈殿槽汚泥引抜ポンプの設置場所は、地下等であり、湿気が多く、他の場所に比べて腐食しやすい環境である。特に、沈殿槽壁貫通部は、結露水に晒されることが多く腐食の危険性が高い。腐食による水漏れは施設運転にとって重大な支障となる。そのため、管材質は、耐食性に優れたものとする。また、ポンプや吸引管弁の修繕等で、一時的に沈殿槽と切り離す必要が生じる場合に備えて元弁を設ける。
（４）設計汚泥引抜量は、最大で沈殿槽流出水量の 200 %の量が求められる。しかし、施設への流入負荷が供用率の長期的変化や短期的な季節変動で大きく変化する場合には、それに応じた
汚泥返送率とするポンプ能力が求められる。
汚泥引抜量を細やかに調節するには、遠心ポンプ吐出弁による開閉調節や汚泥計量槽調節が通常であるが、汚泥計量槽による調節では、基本的には省エネとはならない。また、容積型ポンプでは、弁による調節はできない。省エネ推進を考慮すると、遠心ポンプでの弁の絞り、タイマ運転、電動機回転数制御（周波数変換）によるポンプ吐出量調節が有効である。
設置時のポンプ吐出量を所定の吐出量へ調節する方法として、①吐出弁を絞る、②電動機回転数を下げる方法がある。

3-5-3

最高効率点弁絞りによる
省エネ効果

管路抵抗曲線

b
a

Ｃ

Ａ

c

調節流量点
計画流量・揚程

流量-揚程特性曲線(Q-H 特性曲線)ａ：設置時の特性
A :設置時の Q-H 特性曲線
ｂ：弁絞り時の特性

ｃ：周波数低減時の特性
C :調節後の Q-H 特性曲線
図 3.5.3 遠心ポンプの吐出量調整（一般的渦巻きポンプの特性曲線）【参考】
電動機周波数変換（インバータ）による省エネ効果
図 3.5.3 の特性を持つポンプについて、実揚程をパラメータとしてバルブ調整に対する回転数制御の省エネ量を計算すると、回転数制御の省エネ効果は負荷率が約 60 %のところで最大になる。しかし、負荷率が 50 %以下になると回転数制御による省エネ効果が減少していき、回転数制御が有効なのは、負荷率が 40～50 %程度までとなる。
また、吐出量が減少するとポンプ効率、電動機効率も低下するため、回転数制御の適用範囲
は、負荷率 40 %位が限界といえる。これ以下の吐出量調整ではポンプの台数制御やタイマ運転の組合せを考慮する。（タイマ設定の際は、返送汚泥に影響をおよぼさない様に、長時間の停止はしない設定を行う必要がある。
）（参考：「回転数制御による省エネの実際」（公社）電気技術者協会：
http://www.jeea.or.jp/course/contents/09202/ ）3-5-4

3.5.4 維持管理における留意点
汚泥引抜ポンプについては、長期間安定した機能を維持するため、巡回管理、定期点検等により計画的、効率的に維持管理を行う必要がある。また、ポンプの故障等の異常が発生した場合には、迅速かつ的確に対処する必要がある。
【解説】
汚泥引抜ポンプの維持管理は、定期点検等を計画的、効率的に実施することにより、故障等の発生を未然に防止し、長期間安定した機能を維持する必要がある。また、万が一の機器故障等に対しては迅速に対応する必要がある。
汚泥引抜量は、吐出配管に取り付けられた電磁流量計で測定する。
返送汚泥の役割は、沈殿槽の重要な機能である固液分離で分離した固形物（活性汚泥）をばっ気槽に戻すことであり、必要以上の量を戻すことはエネルギーの無駄となる。
返送汚泥量は、保持すべき MLSS 濃度（XA）をもとに下記の式で算出できる。
R≒

XA

QR、XR

XR－XA

Q、XP

R ：汚泥返送比

XA

XＡ： ばっ気槽内の MLSS 濃度（mg/L）

Q＋QR、
XA

XＲ：返送汚泥の浮遊物濃度（mg/L）
Q ：流入水量（m3/日）
XＰ：流入汚水中の浮遊物濃度（mg/L）
返送汚泥の濃度は活性汚泥沈殿率が良好な値であれば 8,000 mg/L 程度であり、MLSS 濃度を3,000 mg/L に保持するためには流入汚水量の約 60 %｛3,000/(8,000-3,000)×1,000,000｝となる。この値は浄化槽に要求される返送汚泥比 200 %に比べて十分に小さい値である。
また、流入汚水量が設計値に対して大幅に少なく沈殿槽下部沈殿汚泥貯留域に余裕があればタイマで返送汚泥を定期的に停止することも可能であり省エネ効果に貢献する。
省エネ運転のための管理では、流入負荷に要求される活性汚泥量（MLSS 濃度）、活性汚泥沈殿率、返送汚泥濃度（SS 濃度）、沈殿槽汚泥界面高を測定し、必要とされる汚泥返送量に多少の余裕を見た最低限の返送比とすることが重要である。
汚泥引抜ポンプは、沈殿槽の設計水位以下の地下の部屋に設置することになるため、ポンプ点検の際には、十分換気を行った後に入室すること。また、地下室は換気が悪いので、採泥等で室内を汚したときには、直ちに清掃することも重要である。
（水中ポンプをベースとした完全防水型のポンプ電動機は、放熱板を有した空冷式の電動機であることから、狭いスペースに設置する場
合には、温度上昇をしないように、換気システムを設置することが望ましい。
）

3-5-5

【事例紹介】3.5.5 ⑤高効率汚泥引抜ポンプの導入の実証事例
高効率汚泥引抜ポンプの導入の実証調査は２地区で行っており、その代表的な事例として、埼
玉県美里町駒衣地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
駒衣（こまぎぬ）地区の処理施設は、計画処理対象人口 2,950 人の JARUS－ⅩⅣ型で、平成 16
年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.5.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.5.1 に示した。
表 3.5.1 駒衣地区の施設概要
県/市町村名埼玉県/美里町

地区名

駒衣地区

処理施設名

こまきべだいクリーンセンター

処理方式

JARUS－ⅩⅣ型

処理対象人口2,950 人計画流入汚水量797 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質20 ㎎/L50 ㎎/L

写真 3.5.1 駒衣地区の処理施設の全景

3-5-6

(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
駒衣地区の処理施設では、無閉塞ポンプ（3.7 kW×３台）から、竪型槽外式汚水汚物ポンプ（1.5 kW×３台）に更新している。
表 3.5.2 汚泥引抜ポンプの仕様
設置箇所名
沈殿槽仕様
省エネ技術導入時期

駒衣地区の処理施設 沈殿槽
直径 9 mφ×有効水深 4 m×１槽
導入前（既設）導入後（取替）無閉塞ポンプ

竪型槽外型汚水汚物ポンプ（φ80×80 mm）（φ80×65 mm）

台数

３台

３台

出力

3.7 kW

1.5 kW

汚泥引抜ポンプ形式

イ． 機器の運転条件
当実証試験地区の供用率は 40 %以下であり、汚泥引抜ポンプの導入前後の運転は、タイマ運
転（0.5 時間運転、0.5 時間停止）を行っている。これらの機器に簡易電力量計を設置し、省エネ機器導入前後の使用電力量を測定した。
撤去前の無閉塞ポンプの写真を写真 3.5.2 に、竪型槽外式汚水汚物ポンプの設置時の写真を写真 3.5.3 に示した。

写真 3.5.2 無閉塞ポンプの写真

写真 3.5.3 竪型槽外式汚水汚物ポンプの写真

3-5-7

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ機器の導入前後における汚泥引抜ポンプの日当たり使用電力量と電力量料金を表
3.5.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①9.22 kWh/日、導入後が②5.31 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝3.91 kWh/日、年間では 1,430 kWh/年程度となり、縮減率は 42.4 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝58.6 円/日、年間では 21,400 円/年程度となった。
本省エネ効果は、連続運転時の結果ではなく、両者ともタイマ運転での結果である。
表 3.5.3 省エネ効果の確認
汚泥引抜ポンプ

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①②（kWh/日）

9.22

5.31

－

42.4 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

138.3

79.7

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-5-8

3.6 ⑥管路施設への高効率水中ポンプの導入
3.6.1 省エネ技術の概要
管路施設の中継ポンプ場に設置している水中ポンプを、ボルテックス型から高効率のノンクロッグ型に交換することにより、使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
管路施設で使用される水中ポンプは、従来、異物による詰まりが懸念されるため、ボルテック
ス型が採用され、高揚程及び送水管延長が長い場合においては、吸込スクリュー型が使用されてきた。
近年では、異物通過性能が良く、効率も高いノンクロッグ型の水中ポンプが開発されていることから、この高効率のノンクロッグ型水中ポンプに交換し、使用電力量を縮減するものである。
水中ポンプの特徴と羽根車の形状をそれぞれ表 3.6.1 及び図 3.6.1 に示す。また、高効率のノンクロッグ型水中ポンプの羽根車の形状を図 3.6.2 に示す。
表 3.6.1 水中ポンプの種類別構造と特徴
種類

ボルテックス型

項目

吸込スクリュー型

ノンクロッグ型

固形物の通過性は良い。

固形物の通過性は良い。

構 造 概 要

異物通過性

ポンプ性能

維持管理性

固形物・長尺な異物の通過性に優れている。

比較的低揚程に向いてい 比較的高揚程に向いてい 比較的中揚程に向いてい
る。

る。

る。

詰り、絡みが少ないので 長尺な異物による絡みに 長尺な異物による絡みに管理が容易である

注意が必要である。

3-6-1

注意が必要である。

ボルテックス型

吸込スクリュー型

ノンクロッグ型

図 3.6.1 羽根車の形状

図 3.6.2 高効率ノンクロッグ型水中ポンプの羽根車の形状

3-6-2

3.6.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
既存の管路施設の水中ポンプを高効率ノンクロッグ型に更新する場合は、現地状況を十分把握した上で詳細な設計を行い、省エネ効果があると判断された場合に導入する。
なお、高効率ノンクロッグ型水中ポンプへの更新により、出力が下がる場合には、使用電力量の縮減に加えて、基本料金も縮減されることから、このことも踏まえた上で検討する。
【解説】
既存の管路施設の水中ポンプが、高効率ノンクロッグ型水中ポンプ以外の場合に適用することができるが、送水流量が少ない場合などは省エネ効果が発揮しにくいため、現地状況を十分把握した上で詳細な設計を行い、省エネ効果があると判断された場合に適用する。
また、従前の水中ポンプから高効率ノンクロッグ型水中ポンプへの更新により出力が下がる場
合には、使用電力量の縮減に加えて、基本料金も縮減されることから、このことも踏まえた上で検討する。
なお、水中ポンプの動力変更に伴い、既設制御盤の改造が必要になる場合がある。
高効率水中ポンプの導入に当たっては、図 3.6.3 の選定フロー図を参考にする。なお、この選
定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（送水量、機器の価格等）を踏まえて検討する。

3-6-3

【選定フロー図】

中継ポンプ場の水中ポンプを更新したい高効率ノンクロッグ型水中ポンプの選定表で出力を確認

既存の水中ポンプよりも出力が下がるか

ｙｅｓｎｏ①既存の水中ポンプと②高効率ノンクロッグ型
水中ポンプの機器価格の差額と③使用電力量縮減額（数年分から10年分）を比較検討

機器価格の差額の方が安価となるか（①－②）＜③

ｙｅｓｎｏ

高効率ノンクロッグ型水中ポンプへの交換を検討

既存と同型の水中ポンプに交換

図3.6.3 高効率水中ポンプ導入の選定フロー図

3-6-4

3.6.3 設計・施工における留意点
設計・施工における留意点は以下のとおりである。また、新設と既設の更新では前提条件が異なるので、注意が必要である。
（１）ポンプ口径とモータ出力の組み合わせ（２）ポンプの性能曲線（３）設置台数【解説】
管路施設に高効率水中ポンプを導入するときの留意点は以下のとおりであるが、新設と既設の更新では前提条件（着脱装置の取替や既設制御盤改造等）は異なるので、注意が必要である。
(１) ポンプ口径とモータ出力の組み合わせ
ポンプ口径とモータ出力の組み合わせは表 3.6.2 に示すように大別される。
なお、ポンプの型式選定については、
汚水中に混入した夾雑物による閉塞防止等を考慮して、65 mm以上を採用することを基本とする。ただし、グラインダポンプを一度通過した汚水のみが流入する場合においては、ポンプ口径50 mmを採用できるものとする。
表 3.6.2 ポンプ口径とモータ出力の組み合わせ
ポンプ口径 (mm)

モータ出力 (kW)

50

0.4

50/65

0.75

50/65/80

1.5

65/80

2.2

65/80/100

3.765/80/100

5.5

65/80/100

7.5

100/15011

100/15015

100/150

22

電源

三相３線
AC200 V

注：２台同時運転しても高圧受電とならないようにモータ出力は 22 kW までとする。

(２) ポンプの性能曲線
ポンプの種類別の性能曲線はメーカーにより多少の差異があるため、設計時には十分な注意が必要である。

3-6-5

(３) 設置台数
中継ポンプ施設の水中ポンプは、グラインダポンプと比べてポンプの口径・出力が大きく、同様に圧送する汚水量も多いので施設に異常が発生した場合、汚水の圧送不能による地域への影響が大きいことから２台設置型を基本とする。この場合、ポンプ１台に異常が発生しても残り１台のポンプのみで汚水圧送機能を代用する事が可能である（単独交互運転方式）。
ただし、想定できない流入量にそなえ、非常時２台運転としても良い（単独交互非常時並列
運転方式）。なお、この場合は、電気契約について２台分の契約電力となるため、契約変更や基本料金変更についても十分な検討が必要である。

3.6.4 維持管理における留意点
中継ポンプ施設については、長期間安定した機能を維持するため、巡回管理、定期点検等により計画的、効率的に維持管理を行う。また、ポンプの故障等の異常が発生した場合には、迅速かつ的確に対処する。
【解説】
中継ポンプ施設の維持管理は、巡回管理を基本に定期点検等を計画的、効率的に実施することにより、故障等の発生を未然に防止し、長期間安定した機能を維持する必要がある。また、万が一の機器故障等に対しては迅速に対応する必要がある。
参考文献：『農業集落排水施設設計指針 平成19年度改定版』
第10章10.9.2 維持管理 322～323
ページ

3-6-6

【事例紹介】3.6.5 ⑥管路施設への高効率水中ポンプの導入の実証事例
管路施設への高効率水中ポンプの導入の実証調査は 12 地区で行っており、その代表的な事例として、高知県中土佐町中土佐地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
中土佐（なかとさ）地区は２つの処理施設を対象としており、このうち奈路地区の処理施設は、
計画処理対象人口 880 人の JARUS－ⅩⅣ96 型で、平成 13 年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.6.3 に、処理施設の全景写真を写真 3.6.1 に示した。
表 3.6.3 中土佐地区（奈路地区）の施設概要
県/市町村名高知県/中土佐町

地区名

中土佐地区（奈路地区）

処理施設名

奈路地区農業集落排水処理施設

処理方式

JARUS－ⅩⅣ96 型

処理対象人口880 人

計画流入汚水量238 m3/日

写真 3.6.1 奈路地区農業集落排水処理施設の全景

3-6-7

(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
中土佐地区（奈路地区）の奈路４号中継ポンプでは、ボルテックス型水中ポンプ（φ65 mm
×3.7 kW）から、高効率ノンクロッグ型水中ポンプ（φ65 mm×2.2 kW）に更新している。
表 3.6.4 水中ポンプの仕様
設置箇所名
省エネ技術導入時期

奈路地区処理施設 奈路４号中継ポンプ
導入前（既設）導入後（取替）ボルテックス型

高効率ノンクロッグ型

水中ポンプ（φ65 mm）

水中ポンプ（φ65 mm）

台数

２台

２台

出力

3.7 kW

2.2 kW

水中ポンプ形式

イ． 機器の運転条件
奈路４号中継ポンプには、同仕様のものが２台設置されており、この運転は自動交互運転で、
マンホールの水位が設定高水位以上で起動し、設定低水位以下で停止する。また、先発ポンプの故障や１台運転では揚水量不足となるなど、マンホールの水位が高水位となった場合は後発ポンプが予備機として稼働している。これらの機器に簡易電力量計を設置し、使用電力量を測定した。
導入した高効率ノンクロッグ型水中ポンプの写真を写真 3.6.2 に、設置状況の写真を写真
3.6.3 に示した。

写真 3.6.2
高効率ノンクロッグ型

写真 3.6.3 高効率ノンクロッグ型水中ポンプの設置状況

水中ポンプの写真

3-6-8

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ機器の導入前後における奈路４号中継ポンプの日当たり使用電力量と電力量料金を表
3.6.5 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①6.3 kWh/日、導入後が②6.0 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝0.3 kWh/日、年間では 109.5 kWh/年となり、縮減率は 4.8 %の省エ
ネ効果が確認された。
この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝5 円/日、
年間では 1,800
円/年程度となった。
また、今回は定格出力が導入前の 3.7 kW から、導入後は 2.2 kW に変更となったため、電力の基本料金が以下のようになる見込みである。
○ 導入前：3.7 kW (２台)で１契約とし、契約電力は 9.0 kW。
1,164.24 円/kWh × 9.0kW × 0.95 (力率割引分)/月 ×12 ヵ月 ≒ 119,500 円○ 導入後：2.2 kW (２台)で１契約とし、契約電力は 6.0 kW。
1,164.24 円/kWh × 6.0 kW × 0.95 (力率割引分)/月 ×12 ヵ月 ≒ 79,600 円
導入前後での基本料金の差は、119,500 円 － 79,600 円 ＝ 39,900 円/年となる。
これにより、使用電力量料金と基本料金との合計では、1,800 円 ＋ 39,900 円 ＝ 41,700 円/年 程度となる。
表 3.6.5 省エネ効果の確認
高効率水中ポンプ

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①②（kWh/日）

6.3

6.0

－

4.8 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※１95

90

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※１：電力量料金単価を 15 円/kWh として算出※２：基本料金単価を 1,164.24 円/kWh として算出

3-6-9なお、管路施設の水中ポンプの契約電力は、（一社）日本産業機械工業会 排水用水中ポンプシステム委員会資料を参考した。
表 3.6.6 管路施設の水中ポンプの契約電力

水中汚水ポンプの契約電力（低圧電力）
電動機出力（kW×台）

契約電力（kW）

三相 0.75×２

２

三相 1.5×２

４

三相 2.2×２

６

三相 3.7×２

９

三相 5.5×２

13

三相 7.5×２

17

三相 11.0×２

25

三相 15.0×２

33

三相 22.0×２

46（一社）日本産業機械工業会 排水用水中ポンプシステム委員会 資料（平成 19 年 12 月 18 日）

3-6-103.7 ⑦真空式管路への吸気弁の導入
3.7.1 省エネ技術の概要
自動吸気弁は、真空式管路システムの適切な位置（真空弁ユニットなど）に設置し、真空式管路内で発生したエアロックを解消する。これにより、真空ステーションに設置した真空ポンプの運転真空度を下げ、運転時間及び稼働回数を軽減することで、真空ポンプの使用電力量を縮減す
る省エネ技術である。
【解説】
自動吸気弁（装置）は、図 3.7.1 のように、真空式管路の真空圧を受けるダイヤフラムと、それに連動して作動する弁体と、ダイヤフラムに反力を付与するスプリングとから構成される。
あらかじめ設定した圧力まで真空式管路内の真空度が低下した場合に、弁が自動的に開き、空気を真空式管路内に吸引する。吸引された空気は真空式管路内で気液混相流を作り汚水を搬送するとともに、エアロックを解除する。エアロックが解除されると下流側の高い真空度が自動吸気弁（装置）に到達し、弁が閉じ空気の吸引が止まる。自動吸気弁（装置）のスプリングに付与される力をスピンドルで調整することによって、その開作動真空度を調整可能である。
この自動吸気弁（装置）を真空式管路に設置することにより、エアロック等を解消し、管路全体の真空度を維持することで汚水の移送を改善し、真空ステーションに設置した真空ポンプの運転時間及び稼働回数を軽減することで、真空ポンプの使用電力量を縮減するものである。
自動吸気弁（装置）の構造を図 3.7.1 に、設置状況の写真を写真 3.7.1 に示す

図 3.7.1 自動吸気弁（装置）の構造

3-7-1

自動吸気弁（装置）
自動吸気弁の設置状況
写真 3.7.1 自動吸気弁の設置状況

3.7.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
自動吸気弁（装置）は、真空式管路の障害物横断システムのほか、管路における補助的な空気の補給を目的とした場合にも用いることができる。
【解説】
自動吸気弁（装置）は、真空式管路の障害物横断システムのほか、管路における補助的な空気の補給を目的とした下記の場合に用いることができる。
リフト前後などの真空式管路の一部でエアロックが生じることにより上流側に真空度が到達しづらくなる場合がある。自動吸気弁（装置）は、このような真空式管路のエアロックの生じやすい場所に設置を検討する。
① 管路末端で設計真空度が低いためにエアロックを生じやすいところ② 短時間に大流量（設計許容内）の汚水流入が見込まれる真空弁ユニット③ 真空弁ユニット数が少ない、又は供用率が低いなど、管路の途中の真空弁ユニットから空気吸引が少なく、エアロックが生じやすい本管・枝管④ 1.5 m 以上の高リフトとなる接続管｢原則として接続管のリフト高さの上限は 1.5 m であるが、自動吸気弁（装置）と組み合わせた場合、３ m のリフトを接続管に設計することが可能である。ただし真空弁ユニッ
トへの流入汚水量は 120 L/分以内とする。｣
また、自動吸気弁（装置）の設定作動真空度は、任意に設定可能であるが、原則として、図3.7.2 の１）のように多段リフト最下流部の設計真空度よりも、５ kPa 低めの設定とする。

3-7-2

図 3.7.2 自動吸気弁（装置）の作動模式図（例）
自動吸気弁（装置）は、図 3.7.2 の２）のように管路がエアロックしはじめ真空度が設定作動
真空度に下がると作動し、管路に給気を行う。図 3.7.2 の３）のように、給気で管内の真空度は下がり、空気が多段リフトのエアロックを解除する。エアロックが解除されると、多段リフト下
流側の高い真空度により真空度が回復し図 3.7.2 の４）のように自動吸気弁（装置）が停止する。
この時、自動吸気弁（装置）の設置箇所の真空度は、図 3.7.2 の４）のように設定真空度よりも高い真空度となる。
その後再び汚水が流れ込み、
多段リフト部にエアロックが発生したとしても、真空式管路内が自動吸気弁（装置）の設定真空度よりも高い真空度を保った状態では自動吸気弁（装置）は作動せず、再び図 3.7.2 の２）のように設定真空度（設計真空度が-35 kPa の場合-30
kPa に設定）まで下がると、自動吸気弁（装置）が作動してエアロックを解除する。
図 3.7.3 は、実際の供用現場において、多段リフトのある管路の末端真空弁ユニットに自動吸気弁（装置）を取り付け、ユニットから清水を流入させて自動吸気弁（装置）の作動の様子を実際の圧力測定グラフで示したものである。これを、図 3.7.3 の模式図にあてはめると、１）の状
態から徐々にエアロックが発生して真空度が下がり、２）で作動設定真空度に達して吸気が始まり、エアロックの解除とともに真空度が上がってくる。４）で自動吸気弁（装置）が閉止するまでの３）の区間が給気時間となる。

3-7-3

図 3.7.3 自動吸気弁（装置）の作動時の圧力変化
既存の真空式管路への自動吸気弁（装置）の導入に当たっては、図 3.7.4 の選定フロー図を参考にする。なお、この選定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（送水量、機器の価格等）を踏まえて検討する。

【選定フロー図】
当初設計と比較して、真空ポンプの設定運転真空度が高い

エアロックの発生について検証するとともに、不明水調査を実施

ｙｅｓ
不明水があるか
不明水対策の検討・修繕

ｎｏ

エアロックが発生しているか
ｎｏ

ｙｅｓ

ｎｏ

風量補正分の余裕があるかｙｅｓ

自動吸気弁の設置を検討

真空ポンプの風量増加を検討

図3.7.4 真空式管路への自動吸気弁導入の選定フロー図

3-7-4

3.7.3 設計・施工における留意点
設計・施工における留意点は以下のとおりである。
（１）真空ポンプの能力（風量）（２）真空ポンプの設定運転真空度（３）自動吸気弁の設定位置及び設置個数【解説】（１）真空ポンプの能力（風量）については、管路に導入される空気量が増加するため、真空ポンプの容量計算に風量の補正を行う。自動吸気弁の設置台数をｎ個とした場合、次式による。
N ≧ 2 のとき Q =（0.63×n）/ 2 （m3/min）n ＝ 1 のとき Q = 0.63×n（m3/min）【参考】水理設計① 静的な状態のリフト損失 Hs
自動吸気弁の作動場所においては、静的な状態（自動吸気弁作動していない状態）の真空度は常に設定真空度（設計真空度 -５ kPa）より高い。これにより水理計算上の静的な状態のリフト損失 Hs の最大値は Hs ＝５（kPa）となる。
② 動的な状態のリフト損失 Hc
自動吸気弁の作動直前は、エアロックした真空下水内に汚水が満管近い状態となり、吸気による汚水流動が短時間発生する。エアロックの解除とともにリフト損失は減少していく。自動吸気弁設置による動的な状態のリフトの損失（摩擦損失水頭とを合わせた
場合のもの）Hc は、リフト高さＨに一定の係数βを乗ずることにより近似する。
βは実験によって確認された数値 0.3 を用いるものとし、H は多段となるリフト高さの合計（m）とする。
Hc ＝ β × H × 9.8 [β＝0.3]（kPa） となる。
（２）真空ポンプの設定運転真空度については、通常、集水タンク内圧力 -70 kPa～-60 kPa で設定する。更新計画時に真空ポンプの設定運転真空度が通常より高い場合には、自動吸気弁の設置を検討し、より低い設定運転真空度に再調整を行う。
（３）自動吸気弁の設定位置については、以下のとおりとする。
① 管路末端で設計真空度が低いためにエアロックを生じやすいところ② 短時間に大流量（設計許容内）の汚水流入が見込まれる真空弁ユニット③ 真空弁ユニット数が少なかったり、供用率が低かったりと、管路の途中の真空弁ユニッ
トから空気吸引が少なく、エアロックが生じやすい本管・枝管（多段リフトの上流部等）④ 1.5 m 以上の高リフトとなる接続管「原則として接続管のリフト高さは 1.5 m であるが、自動吸気弁と組合せた場合、３ mのリフトを接続管に設計することが可能である。ただし、真空弁ユニットへの流入汚水量は 120 L/分以内とする。
」

3-7-5

また、設置位置が適切でない場合又は設置個数が多すぎると電力量が増加する場合があるので注意が必要である。
なお、真空式管路施設の施工については、真空式管路システムメーカーの専門技術者の指導のもと実施するものとする。
参考文献：『農業集落排水施設設計指針 平成 19 年度改定版』第９章 9.8 施工 217 ページ及び 227 ページ

3.7.4 維持管理における留意点
維持管理は、真空式管路システムメーカーの専門技術者の指導のもと実施するものとする。

【解説】
真空式管路施設の維持管理については、真空式管路システムメーカーの専門技術者の指導のもと実施するものとする。
参考文献：『農業集落排水施設設計指針 平成 19 年度改定版』第９章 9.9 維持管理 228～238
ページ
また、自動吸気弁（装置）を設置した場合、真空ポンプにおける設定運転真空度を再度調整して、効率的な動作状況にすることにより、省エネルギー運転につながる。適正な調整をしないと省エネ効果がなくなることもあるため、専門技術者の指導のもと実施することが必要である。
自動吸気弁（装置）は、電気を使わず、真空圧と大気圧の差圧のみで開閉するため、保守点検
としては部材のメンテナンスを行う。交換部品は、主にゴム製のダイヤフラム、弁座ゴムである。
なお、電力消費量は、真空ポンプの状態によって大きく影響されるため、真空ポンプの運転真空度、絶縁抵抗値、運転時間及び稼働回数を定期的に確認し、大幅な変化があれば、真空ポンプのオーバーホール等を検討する。

3-7-6

【事例紹介】3.7.5 ⑦真空式管路への吸気弁の導入の実証事例
真空式管路への吸気弁の導入の実証調査は、福井県福井市岡保地区の１地区で実施しており、この地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
岡保（おかぼ）地区の処理施設は、計画処理対象人口 1,150 人の JARUS－Ⅲ型で、平成８年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.7.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.7.2 に示した。
表 3.7.1 岡保地区の施設概要
県/市町村名福井県/福井市

地区名

岡保地区

処理施設名

岡保処理区農業集落排水処理施設

処理方式

JARUS－Ⅲ型

処理対象人口1,150 人計画流入汚水量311 m3/日

写真 3.7.2 岡保処理区農業集落排水施設の全景

3-7-7

(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
岡保地区では、真空式管路施設に自動吸気弁を３台設置し、処理施設の真空ポンプ（φ80 mm
×15 kW×２台）の運転時間等を軽減している。
表 3.7.2 自動吸気弁及び真空ポンプの仕様
設置箇所名
省エネ技術導入時期

省エネ機器等の形式

岡保地区処理区 真空管路施設
導入前

導入後

－

自動吸気弁 ３台

真空ポンプ ２台

真空ポンプ ２台

φ80 mm×15 kW

φ80 mm×15 kW

イ． 機器の運転条件
岡保地区の管路施設は、真空管路施設である。
真空式管路施設では、汚水処理施設内の真空ポンプが稼働することで真空弁ユニットに流入した生活排水が汚水処理施設に送られる。真空ポンプの稼働時間は真空弁ユニットに流入した
生活排水の量によって左右されるが、省エネ機器として設置した自動吸気弁により真空式管路内の気液比を調整すると、真空ポンプの効率が改善する等により真空ポンプの負荷が軽減し稼
働時間当たりに消費する電力量が少なくなる。また、流入汚水量当たりの使用電力量も同様に少なくなることが考えられる。
なお、岡保地区では、真空管路施設に自動吸気弁（装置）を設置し、処理施設内の真空ポン
プの設定真空度を再度調整（真空ポンプ 450 mmHg;60 kPa(稼動)から 525 mmHg;70 kPa (停止)）
して、効率的な動作状況にすることにより、省エネ運転を行っている。
省エネ効果を確認するための電力量計は、処理施設に設置している真空ポンプに設置しており、処理施設への流入汚水量のデータと組み合わせることで、単位流入汚水量当たりの使用電力（kWh/m3）を求め、真空式管路に自動吸気弁を設置した前後の使用電力量とを比較し省エネ
効果の確認を行った。また、真空ポンプは交互運転となっており、２台の真空ポンプの使用電力量を合計し、省エネ効果を取りまとめた。

3-7-8

導入した自動吸気弁の写真を写真 3.7.3 に、真空ポンプ等の写真を写真 3.7.4 に示した。

写真 3.7.3 自動吸気弁の設置状況の写真

真空ポンプ（既存施設）

集水タンク（既存施設）

写真 3.7.4 真空ポンプ等の設置状況(3) 使用電力量及び省エネ効果
真空式管路への自動吸気弁設置の前後における真空ポンプの日当たり使用電力量と電力量料金を表 3.7.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が③0.619 kWh/m3、導入後が④0.516 kWh/m3 であり、平均使用電力量は、導入前が①164.7 kWh/日、導入後が②99.1 kWh/日である。導入前後での使用電力量の差は①－②＝65.67 kWh/日、年間では 24,000 kWh/年となり、縮減率は 39.9 %の省エ
ネ効果が確認された。
この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は⑤－⑥＝985.1 円/日、年間では360,000 円/年程度となった。
なお、
この省エネ効果については、
真空ポンプのオーバーホールによる効果も含まれている。

3-7-9

表 3.7.3 省エネ効果の確認（真空ポンプ）
真空式管路への吸気弁設置による

導入前

導入後

真空ポンプの改善

運転結果

運転結果※２出力（kW）

15

15

台数（台）

２

２

真空ポンプ平均稼働時間（分/日）

705.8

549.2

真空ポンプ稼働時間当たりの使用電力量（Wh/分）

233.4

180.4

平均使用電力量（kWh/日）① 164.7② 99.1

平均流入汚水量（m3/日）

266.3

192.0※３

流入汚水量当たりの真空ポンプ稼働時間（分/m3）

2.65

2.86

流入汚水量当たりの使用電力量（kWh/m3）③ 0.619④ 0.516－39.9 %⑤ 2,471.0⑥ 1,485.9

導入前後での使用電力量の縮減率（導入前－導入後）/ 導入前
平均使用電力量料金（円/日）※１※１：電力量料金単価を 15 円/kWh として算出※２：真空ポンプのオーバーホールによる効果を含む※３：導入後の平均流入汚水量が減少した要因は、不明水対策による不明水量の削減による

3-7-103.8 ⑧遠方監視システムの導入
3.8.1 省エネ技術の概要
遠方監視システムを活用した省エネ技術とは、以下の（１）～（３）を繰り返し、各機器の運転時間を短縮することで使用電力量を縮減する技術である。
（１）モニタリングしている各機器の運転時間（稼働時刻）を検討する。
（２）ばっ気槽ブロワや流量調整ポンプ等の運転時間を短縮する。
（３）処理水質等に悪影響がないことを確認する。
【解説】
遠方監視システムは、農業集落排水施設の機器やセンサー類の信号を収集し親局（サーバー）に送信する子局（遠方監視装置）と、子局（遠方監視装置）で収集した信号やデータを保存・解析（積算・集計）し、表やグラフ化等にする親局（サーバー）、運転状況を監視（モニタリング）する端末で構成されている。
子局（遠方監視装置）は、処理施設の管理室や中継ポンプ施設の制御盤内に設置され、農業集落排水施設の機器やセンサー類の信号（警報を含む）を連続的に収集し親局（サーバー）に送信する。親局（サーバー）は子局（遠方監視装置）で収集した信号やデータを保存・解析（積算・集積）し、表やグラフ化することで運転状況等の情報を提供する。親局が提供する情報は施設外の端末で受信し、施設の運転状況を確認し保守点検や運転管理に活用する。なお、警報に関して
は、受信設定した端末にその都度送信される。
子局（遠方監視装置）と親局（サーバー）、親局（サーバー）と端末の通信手段としては有線又は無線がある。
近年はインターネットの利用が進んでおり、親局（サーバー）をインターネット上に設置する
クラウド型のものも普及している。また、親局（サーバー）に接続する端末では、タブレット等の携帯端末の活用が進んでいる。
遠方監視システムを活用した省エネ技術とは、以下の①～③を繰り返し、各機器の稼働時間を短縮することで使用電力量を縮減する技術である。
① モニタリングしている各機器の運転時間（稼働時刻）を検討する。
② ばっ気槽ブロワや流量調整ポンプ等の運転時間を短縮する。
③ 処理水質等に悪影響がないことを確認する。
クラウド型を利用した場合の子局（遠方監視装置）側の機器について、図 3.8.1 に示す。

3-8-1

子局（遠方監視装置）

子局（遠方監視装置）（機器の運転状況監視）

のアンテナ

クラウド
親局（サーバー）

携帯端末（受信機）（運転状況確認）
図 3.8.1 子局（遠方監視装置）の機器概要（クラウド型）

3-8-2

3.8.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
遠方監視システムを省エネ技術として活用するには、機器の ON/OFF 信号やセンサーの計測値と時刻を組合せることが必要である。
【解説】
本技術は、
機器の ON/OFF 信号やセンサーの計測値データを収集する遠方監視システムを導入したすべて処理施設で可能な省エネ技術である。
ただし、収集した信号やデータを時系列に整理し、表やグラフ化する機能が必要である。
各機器の稼働時刻やセンサーの数値を比較し、停止可能な時刻を検討し、機器の運転時間を短縮する。その際、処理水質等に悪影響がないことを必ず確認する。比較検討に必要な機器の信号やセンサーのデータが揃うこと、信号やデータの収集期間が十分確保（数週間から数ヶ月程度）
できることが重要である。
遠方監視システムの導入に当たっては、図 3.8.2 の選定フロー図を参考にする。なお、この選
定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、計画処理水質、機器の価格等）
を踏まえて検討する。

【選定フロー図】

施設全体の使用電力量を軽減したい①遠方監視システムの機器価格及び通信費と②ばっ気ブロワ等の運転監視により縮減可能な使用電力量※及び巡回管理等の維持管理費の縮減額（数年分から10年分）を比較検討

機器価格の方が安価となるか
①＜②

ｙｅｓ

ｎｏ

遠方監視システムは導入しない

遠方監視システムの導入を検討※ 例えば、ばっ気ブロワ等の運転監視により縮減可能な使用電力量は、現在の流入負荷量から試算されるばっ気ブロワ等の運転条件と実際のばっ気ブロワ等の運転状況の差から算出する。

図 3.8.2 遠方監視システム導入の選定フロー図

3-8-3

3.8.3 設計・施工における留意点
導入する遠方監視システムによって、設計・施工における留意点が異なるため、遠方監視シス
テムのメーカーの専門技術者の助言のもと実施するものとする。
【解説】
導入する遠方監視システムによって、設計・施工における留意点が異なるため、遠方監視シス
テムのメーカーの専門技術者の助言のもと実施するものとする。
また、遠方監視システムで収集する主な信号やデータは、以下のとおりである。
① 機器類の運転状況の把握② センサー類のデータ収集③ 機器類の故障や異常の通報
遠方監視システムを活用した省エネ技術では、①と②の機能により、処理状況の確認及び省エ
ネ運転の結果を確認することができる。

3.8.4 維持管理における留意点
遠方監視システムは、導入初期や機器またはセンサー類を交換するときは、信号やデータが正常に収集できているかを確認することが必要である。
また、通信エラー等の異常の発生頻度が高いときは、対処方法や留意点が異なるため導入した
遠方監視システムのメーカーの専門技術者の助言のもと対応するものとする。
【解説】
遠方監視システムは、導入初期や機器またはセンサー類を交換するときは、信号やデータが正常に収集できているかを確認することが必要である。
また、導入した遠方監視システムによって対処方法や留意点が異なるため、監視システム通信
エラー等の異常の発生頻度が高いときは、遠方監視システムのメーカーの専門技術者の助言のもと対応するものとする。

遠方監視システムに異常が発生したときにも対応できるよう、必要に応じて収集したデー
タを出力しておくことを検討すること。

3-8-4

【事例紹介】3.8.5 ⑧遠方監視システムの導入の実証事例
遠方監視システムの導入の実証調査は、石川県かほく市長柄町地区の１地区で実施しており、この地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
長柄町（ながらまち）地区は、かほく市内の 10 処理施設を１つにまとめた地区である。各処理施設の概要を表 3.8.1 に示す。
また、代表事例の宇ノ気第１（森）の処理施設の全景写真を写真 3.8.1 に示した。
表 3.8.1 長柄町地区注１）の施設概要
県/市町村名石川県/かほく市

地区名

長柄町地区注１）

処理地区名

長柄町

夏栗

内高松

野寺

若緑

供用開始年度

平成６年度

平成７年度

平成 10 年度

平成２年度

平成７年度

Ⅲ型

Ⅰ型

Ⅲ型

Ⅰ型

Ⅰ型

920 人

370 人

990 人

90 人

150 人

処理方式
(JARUS 型)
処理対象人口
計画流入汚水量249 m /日

99.9 m /日

268 m /日

24.3 m /日

40.5 m3/日

系列数

２系列

１系列

２系列

１系列

１系列

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

二ツ屋

箕打

平成６年度

平成元年度

昭和 61 年度

平成 10 年度

平成５年度

Ⅲ型

Ⅲ型

－注２)

ⅩⅣ型

Ⅰ型

1,150 人

990 人

150 人

1,160 人150 人

計画処理水質処理地区名
供用開始年度処理方式(JARUS 型)
処理対象人口

3

宇ノ気第１
（森）

3

3

3

3

宇ノ気第２
（狩鹿野）

311 m /日

268 m /日49.5 m /日

314 m /日

40.5 m3/日

系列数

２系列

２系列

１系列

１系列

１系列

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

BOD:20 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

SS:50 mg/L

注１）省エネ技術導入事業の地区名である。
注２）JARUS 型以外の型式。

3-8-5

3

黒川

計画流入汚水量

計画処理水質33

写真 3.8.1 代表事例の宇ノ気第１（森）処理施設の全景(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
長柄町地区の遠方監視システムは、機器の運転履歴等の検証を行うことで、故障の未然防止や、効率的な運転による使用電力量の抑制を図ることを目的に、表 3.8.2 の処理施設において導入している。
この遠方監視システムは、各処理施設に子局（遠方監視装置）を設置し、FOMA 回線によりデータセンターを介し、インターネットに接続されたパソコンやタブレット端末から管理上必要な情報を閲覧及びダウンロードできる。図 3.8.3 に遠方監視システムのシステム図を示す。
表 3.8.2 遠方監視システム（子局（遠方監視装置））を導入した処理施設
地区名

処理地区名

備 考

長柄町

長柄町

子局（遠方監視装置）は別事業で実施

夏栗

本省エネ実証事業対象地区

内高松

〃

野寺

〃

若緑

〃

宇ノ気第１（森）

〃

二ツ屋

〃

箕打

〃

宇ノ気第２（狩鹿野）

〃

黒川

〃

3-8-6

図 3.8.3 長柄町地区の遠方監視システムのシステム図

3-8-7

47点
1点
2点

6点
1点

電源

避雷器

電源

長柄地区MP×2

デジタル信号
アナログ信号

ISO

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

UPS

避雷器

長柄地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

PLC

RS-232C

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

長柄町地区

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

PLC

UPS

電源

避雷器

内高松地区処理場

43点
1点
2点

RS-232C

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

電源

避雷器

UPS

内高松地区

シ ス テ ム 構 成 図MPデジタル信号
各6点

MP

MP

MP

MP

内高松地区MP×11MPMP

自営計装ケーブル

PLC

RS-232C

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

MP

MP

MP

MP

18点
1点
2点

ＭＰ

通報装置

Web閲覧

夏栗地区MP×1

電源

避雷器

夏栗地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

夏栗地区

庁舎

13点
1点
2点
電源

ＭＰ

通報装置

MP

電源

11点
1点
2点

46点
1点
1点

ISO

UPS

21点
1点
2点

宇ノ気第１地区
MP×3

50点
1点
1点

UPS

電源

避雷器

宇ノ気第２地区
MP×6

デジタル信号
各6点

MPMP

自営計装ケーブルMPMP

宇ノ気第２地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

MP

電源

ﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰﾀ

ISO

RS-232C

信号変換器

PLC

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

宇ノ気第２地区（狩鹿野）MP

箕打地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

信号変換器

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

避雷器

若緑地区MP×1

ＭＰ

通報装置

箕打地区

電源

避雷器

MP

電源

6点

若緑地区MP×1

デジタル信号

ISO

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

避雷器

二ツ屋地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

PLC

RS-232C

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

二ツ屋地区

電源

避雷器

若緑地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

若緑地区

メー ル通
報

MP

自営計装ケーブル

デジタル信号
各6点

UPS
避雷器

宇ノ気第１地区処理
場

48点
1点
1点

RS-232C

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

PLC

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

宇ノ気第１地区（森）

野寺地区MP×2

ＭＰ

通報装置

野寺地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

監視通報装置LAN

NTTドコモ FOMA網

避雷器

野寺地区

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

インターネット網

Web閲覧

デー タセンター（東日本、西日本）

メー ル通報維持管理担当者

13点
1点
1点

電源

避雷器

黒川地区処理場

デジタル信号
アナログ信号
パルス信号

ﾃﾞｨｽﾄﾘﾋﾞｭｰﾀ

信号変換器

監視通報装置LAN

FOMA
通信モジュール
内蔵ルータ

黒川地区

整備箇所

イ． 機器の運転条件『遠方監視システムを活用した省エネ運転について』
遠方監視システムで機器の運転状況を監視することで運転時間を把握し、処理水質等に悪影響がない範囲で運転時間を削減できるかを検討し実践することで、遠方監視システムの導入による省エネ効果について検討する。
以下に、機器ごとに実施する遠方監視を活用した運転状況の把握方法と省エネ運転の検討例を示す。
（図 3.8.4 参照）① ばっ気槽ブロワについては、施設の流入負荷と処理水質を把握し、ばっ気時間の削減が可能かどうかを検討する。
流入負荷の把握では、遠方監視システムから電磁流量計のデータ（流入汚水量）を把握し、巡回管理から流入汚水の水質（透視度や色等の測定データ）を参考にし、流入負荷を算出する。なお、流入汚水の分析データがある場合、より正確に流入負荷が算出できる。処理水質の把握では、巡回管理時に測定するばっ気槽や接触ばっ気槽の DO（溶存酸素）、ORP（酸化還元電位）、ｐH（水素イオン濃度）データと可能なら簡易水質測定法で処理水のアンモニア態窒素を測定し酸化処理の進行状況を把握する。
流量調整槽のある生物膜法の場合は、流量調整ポンプの稼働時間に連動させ、さらに可能
な停止時間や稼働台数の制限について検討し、ブロワの運転時間を監視する。浮遊生物法の場合は、流入負荷から必要酸素量を算出しサイクル時間とばっ気工程及び撹拌工程を検討し、ブロワの運転時間を監視する。
② 現在、流量調整ポンプと連動し稼働している水中撹拌ポンプ又は水中撹拌装置（水中ミキサ）については、この運転時間を基本とし、流量調整ポンプが連続稼働する時間帯にどのよ
うに間欠運転を設定するかについて検討する。間欠運転の設定には、遠方監視システムから得られる流量調整ポンプの稼働時間のデータを活用する。
③ ばっ気沈砂槽用ブロワと汚泥濃縮槽のエアリフト用ブロワ、汚泥貯留槽の撹拌装置用ブロ
ワ、沈殿槽の返送汚泥用ブロワ、汚泥受槽用ブロワについては、遠方監視システムがないと運転時間の短縮等の省エネ運転は通常困難であるが、遠方監視システムで機器の運転状況を把握し運転方法に改善余地がある場合は、より適切な運転方法について検討する。

遠方監視システム

巡回管理・流入汚水量・流量調整ポンプの運転時間
・ブロワの運転時間

・流入汚水や処理水、ばっ気槽等の水質データ

省エネ運転の実践

・ブロワの運転時間と台数・流量調整ポンプの運転時間

図 3.8.4 遠方監視を活用した運転状況の把握方法と省エネ運転の検討

3-8-8

【遠方監視システムの監視項目と計測内容】
長柄町地区の宇ノ気第１（森）処理施設の遠方監視システムで監視の対象としている項目と計測内容を代表例として表 3.8.3 に、施設の写真を写真 3.8.3 に示す。
表 3.8.3 遠方監視システムの監視項目と計測内容
監視項目

表 示

警 報

No.1 ばっ気槽ブロワ

運転/停止

故障

No.2 ばっ気槽ブロワ

運転/停止

故障

No.3 ばっ気槽ブロワ

運転/停止

故障

No.4 ばっ気槽ブロワ

運転/停止

故障

自動荒目スクリーン

運転/停止

故障

破砕機

運転/停止

故障

No.1 原水ポンプ

運転/停止

故障

No.2 原水ポンプ

運転/停止

故障

No.1 水中撹拌ポンプ

運転/停止

故障

No.2 水中撹拌ポンプ

運転/停止

故障

No.1 流量調整ポンプ

運転/停止

故障

No.2 流量調整ポンプ

運転/停止

故障

No.3 流量調整ポンプ

運転/停止

故障

No.1 自動微細目スクリーン

運転/停止

故障

No.2 自動微細目スクリーン

運転/停止

故障

排砂用電動弁開/閉No.1 沈殿汚泥電動弁

開/閉No.2 沈殿汚泥電動弁

開/閉

原水槽

高水位、低水位

流量調整槽

高水位、低水位

主電源（動力）停電

主電源（電灯）

停電

計測機器

計測

積算

流入流量計

○

受電電力量

○

マンホールポンプ表示

警報

No.1 ポンプ

運転/停止

故障

No.2 ポンプ

運転/停止

故障

ポンプ井

高水位

ポンプ場

停電

3-8-9

クラウド

子局（遠方監視装置）のアンテナ

子局（遠方監視装置）

スマートフォン
で運転状況確認（機器の運転状況監視）

写真 3.8.3 遠方監視システム（宇ノ気第１（森）処理施設）の機器(3) 使用電力量及び省エネ効果
遠方監視システムを用いて対象機器（ばっ気槽ブロワ）の運転条件を検討し、稼働時間の削減を行った。ばっ気槽ブロワの運転条件は、遠方監視システムで得られる流量調整ポンプや流量調整槽水中撹拌ポンプ、自動微細目スクリーンの運転時刻を参考に、ばっ気槽ブロワを停止
しても処理水質等に悪影響を与えないと考えられる時間帯を絞り込み、ばっ気を停止する時間帯を決定した。
宇ノ気第１（森）処理施設において、省エネ技術の導入前後における対象機器（ばっ気槽ブロワ）の平均使用電力量（Wh/分）と電力量計でデータ収集した期間の平均稼働時間から算出した平均使用電力量料金を表 3.8.4 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①97.3 kWh/日、導入後が②84.3 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝13.0 kWh/日、年間では 4,724 kWh/年となり、縮減率は 13 %の省エネ効果が確認された。この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝
194.2 円/日、年間では 70,900 円/年程度となった。
また、その他の処理施設についても同様の方法で省エネ効果を算定しており、その結果を表
3.8.5 に示す。

3-8-10表 3.8.4 宇ノ気第１（森）処理施設における省エネ効果の確認
宇ノ気（森）地区 運転結果
遠方監視システムを導入した処理施設と対象機器

ばっ気槽ブロワ
導入（遠方監視）前

導入（遠方監視）後

出力（kW）

5.5

2.2

5.5

2.2

台数（台）

２

２

２

２

(Wh/分)(kWh/日)導入前後の使用電力量の縮減率（①-②）/①
平均使用電力量料金
※

（円/日）

53.7

52.9

①

②

97.3

84.3

－

13.3 %③④

1,459.1

1,264.9※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

表 3.8.5 省エネ技術導入及び省エネ運転による効果
縮減量

地区名/省エネ機器

縮減率（kWh/年）

省エネ効果
（円/年）

① 長柄町地区/ばっ気槽ブロワ

－

－

－

② 夏栗地区/ばっ気槽ブロワ

760.8

4.1 %

11,412③ 内高松地区/ばっ気槽ブロワ

9,574.3

17.1 %

143,614④ 野寺地区/ばっ気槽ブロワ

1,310.4

19.3 %

19,656⑤ 若緑地区/ばっ気槽ブロワ

485.6

5.6 %

7,284

⑥ 宇ノ気第１（森）地区/ばっ気槽ブロワ

4,724.1

13.3 %

70,862⑦ 二ツ屋地区/ばっ気槽ブロワ

3,649.3

7.5 %

54,740⑧-1 箕打地区/ばっ気槽ブロワ

592.1

7.4 %

8,882

⑧-2 箕打地区/撹拌用槽ブロワ

134.8

3.4 %

2,022

7,405.5

21.9 %

111,083

389.2

7.1 %

5,838

⑨ 宇ノ気第２（狩鹿野）地区/ばっ気槽ブロワ⑩ 黒川地区/ばっ気槽ブロワ
合 計

435,480

3-8-11

3.9 ⑨トップランナーモータ搭載型ブロワの導入
3.9.1 省エネ技術の概要
経済産業省の省エネ対策に基づく、三相誘導電動機（モータ）の高効率化「トップランナーモータ化」に伴い、ばっ気槽ブロワ等をトップランナーモータ搭載型のばっ気槽ブロワ等に交換し、そのブロワの使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
トップランナーモータ制度は、1999 年の「エネルギーの使用の合理化に関する法律（省エネ法）」の改正により開始したトップランナー制度であり、2013 年に三相誘導電動機（産業用モータ）が指定され、対象となる国内向け単一速度三相かご形誘導電動機の製造は、2015 年 4 月からエネル
ギー消費効率のクラス（IE コード）が IE3 となり、従来品（IE１，IE2）より電動機のエネルギ
ー消費効率（モータ効率）の値が高くなっている。トップランナーモータは、従来品と特性が若干異なっており、この特性に合わせた設計をすることで、ブロワ等の回転機器では新製品の動力が従来品より減ずることもある。
この省エネ技術は、既存のばっ気槽ブロワ等をトップランナーモータ搭載型のばっ気槽ブロワに交換することにより、ばっ気槽ブロワ等の使用電力量を縮減する技術である。（写真3.9.1、図3.9.1参照）

トップランナーモータ搭載型ブロワ
写真 3.9.1 トップランナーモータ搭載型ばっ気槽ブロワの設置状況

出典：一般社団法人 日本電機工業会「トップランナーモータ」パンフレット

図 3.9.1 導入のメリット

3-9-1

出典：一般社団法人 日本電機工業会「トップランナーモータ」パンフレット

図 3.9.2 トップランナーモータ化の対象範囲

3.9.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
トップランナーモータ搭載型ブロワを導入に当たっては、次の点に注意が必要である。
（１）モータサイズが現行機より大きくなる場合がある。
（２）モータの定格回転速度が高くなる傾向にある。
（３）始動電流が大きくなる傾向にある。
（４）モータ発生トルクが大きくなる傾向にある。
（５）低始動電流仕様のモータの製作ができなくなる。
（一般社団法人 日本電機工業会「トップランナーモータ」パンフレットより）【解説】
トップランナーモータ搭載型ブロワの導入に当たっては、一般社団法人 日本電気工業会のパンフレット「地球環境保護・省エネルギーのために『トップランナーモータ』2015 年度の基準達成に向けて!」に記載されている注意事項等（図 3.9.3 参照）を理解した上で適用する。
なお、現在では、陸上に設置する電動機については、特殊な機器を除いては、トップランナー
モータしかメーカーから供給されないため、オーバーホールで電動機のみを交換する場合は、機種によっては載せ替えられないケースがあり、注意が必要である。
また、トップランナーモータ搭載型ブロワの導入に当たっては、図 3.9.4の選定フロー図を参
考にする。

3-9-2

出典：一般社団法人 日本電機工業会「トップランナーモータ」パンフレット

図 3.9.3 トップランナーモータ採用の注意事項【選定フロー図】

ばっ気槽ブロワ等を更新したい

ばっ気槽ブロワ等の規格を選定

動力回路の保護協調を確認

トップランナーモータ搭載型ブロワを導入

図 3.9.4 トップランナーモータ搭載型ブロワの選定フロー図

3-9-3

3.9.3 設計・施工における留意点
汎用三相誘導電動機を使用する場合には、前述の「図 3.9.3」に記した注意事項を十分に理解する必要がある。特に、既設施設で電動機本体を交換する場合には、次の事項に留意する。
（１）新規電動機取り付け部及び近接機器等との寸法・距離を確認する。
① モータサイズが現行機より大きくなる場合がある。
② コモンベース、プーリー、Ｖベルト等の動力伝達部品との接続寸法確認、近接物（Ｖベルトカバー、配管、同支持金物など）との距離を確認する。
（２）モータの定格回転速度が高くなり、風量・動力が増加するので既存設備の仕様を確認する。
（３）電気系動力配線機器（配線用遮断器やサーマルリレー）の保護協調を確認する。
① 始動電流が大きくなる傾向にある。
② 力率が低下する傾向にある。
【解説】（１）トップランナーモータ搭載型ブロワの設置に当たっては、電動機の外形寸法が若干大きくなる、センターハイトが高くなる等の周辺部品との取り合い寸法が変わる場合がある。そのため、同じ定格出力の電動機であっても、既設機器に据え付ける場合には寸法確認が必要である。また、外形寸法が若干大きくなる場合もあり、近接物との管理スペース確保等に留意が必要である。
また、定格回転速度が高くなり動力が増加することで、不要な電力消費量が増える場合には、プーリーでブロワの回転数を調節することで、省エネを図ることも検討する。
（２）トップランナーモータは、従来型に比べて効率が良く省エネとなるが、始動電流が大きくなる傾向にあり、電動機交換に伴う動力回路の保護協調の確認が必要である。配線用遮断器、電磁開閉器、配線などの適正検討を忘れてはならない。
また、既設電動機が直入れ始動電動機の場合には、スターデルタ始動などの低電流始動方式も検討する必要がある。
力率が低下するとエネルギーの浪費が増加するので、力率改善（進相コンデンサー取り付
け、インバータで調節等）を検討する。

3.9.4 維持管理における留意点
ブロワ施設については、長期間安定した機能を維持するため、巡回管理、定期点検等により計
画的、効率的に維持管理を行う。また、ブロワの故障等の異常が発生した場合には、迅速かつ的確に対処する。
【解説】
ブロワ施設の維持管理は、定期点検等を計画的、効率的に実施することにより、故障等の発生を未然に防止し、長期間安定した機能を維持する必要がある。また、万が一の機器故障等に対しては、迅速に対応する必要がある。

3-9-4

【事例紹介】3.9.5 ⑨トップランナーモータ搭載型ブロワの導入の実証事例
トップランナーモータ搭載型ブロワの導入の実証調査は３地区で行っており、その代表的な事例として、埼玉県美里町駒衣地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
駒衣（こまぎぬ）地区の処理施設は、計画処理対象人口 2,950 人の JARUS－ⅩⅣ型で、平成 16
年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.9.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.9.2 に示した。
表 3.9.1 駒衣地区の施設概要
県/市町村名埼玉県/美里町

地区名

駒衣地区

処理施設名

こまきべだいクリーンセンター

処理方式

JARUS－ⅩⅣ型

処理対象人口2,950 人計画流入汚水量797 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質20 ㎎/L50 ㎎/L

写真 3.9.2 駒衣地区の処理施設の全景

3-9-5

(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
駒衣地区の処理施設では、従来型ばっ気槽ブロワ（15 kW×３台）から、トップランナーモータ搭載型のばっ気槽ブロワ（11 kW×３台）に更新している。
表 3.9.2 ばっ気槽ブロワの仕様
設置箇所名

駒衣地区処理施設 ブロワ室

省エネ技術導入時期

導入前（既設）導入後（取替）撹拌装置形式

従来型ばっ気槽ブロワ

台数

３台

３台

規格

φ125 mm×15 kW

φ125 mm×11 kW

トップランナーモータ
搭載型ばっ気槽ブロワ

導入前後の性能曲線を比較すると、トップランナーモータの回転速度が速くなり同じ定格出力の電動機でブロワの吐出風量が仕様点によっては多くなった。
下図（図 3.9.5 参照）の▲点が計画仕様点であり、今回事業では 15kW から 11kW へ電動機の出力を下げることができた。

図 3.9.5 ブロワの性能曲線

3-9-6

イ． 機器の運転条件
トップランナーモータ搭載型ばっ気槽ブロワの運転は、従来型ばっ気槽ブロワと同様の運転を行っており、これらの機器に簡易電力量計を設置し、使用電力量を測定した。
従来型のばっ気槽ブロワ及びトップランナーモータ搭載型のばっ気槽ブロワの写真を写真
3.9.3 に示した。
【導入後】

【導入前】

トップランナーモータ搭載型

従来型のばっ気槽ブロワのばっ気槽ブロワ
写真 3.9.3 ばっ気槽ブロワの設置状況(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ機器の導入前後におけるばっ気槽ブロワの日当たり使用電力量と電力量料金を表
3.9.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①52.03 kWh/日、導入後が②44.61 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝7.42 kWh/日、年間では 2,700 kWh/年程度となり、縮減率は 14.3 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝111.3 円/日、年間では 40,600 円/年程度となった。
表 3.9.3 省エネ効果の確認
ばっ気槽ブロワ

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①②（kWh/日）

52.03

44.61

－

14.3 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

780.5

669.2

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-9-7

3.10 ⑩処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入
3.10.1 省エネ技術の概要
処理工程自動制御装置は、溶存酸素計（DO 計）にて測定された DO 濃度により、ばっ気槽ブロ
ワの運転を自動制御（運転コントローラにより制御）し、過剰な酸素供給を抑制することにより、
ばっ気槽ブロワの使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
ばっ気槽に供給する酸素量は、ばっ気工程時の流入負荷量や MLSS 濃度によって異なる。
処理工程自動制御装置は、酸素供給量の自動制御を行うものであり、ばっ気槽の DO 濃度の動きを制御に取り入れたものである。
処理工程自動制御装置は、溶存酸素計（DO 計）にて測定された DO 値により、ばっ気槽ブロワを自動運転（運転コントローラにより制御）を行い、過剰な酸素供給を抑制し、ばっ気槽ブロワの運転時間の短縮（使用電力量を縮減）等を行う省エネ技術である（図 3.10.1 参照）。
酸素供給量の制御方法には、酸素消費量（活性汚泥呼吸酸素量）から次のばっ気時間を決める
方法や DO 値を設定（通常 0.5～2.0 mg/L 程度）し超過したらばっ気を停止する方法、設定 DO を
設定時間維持する方法等がある。

①ばっ気槽の DO 値を確認

②運転コントローラによりばっ気槽ブロワの運転時間を自動制御③ばっ気状況
図 3.10.1 処理工程自動制御装置（DO 制御）の構造

3-10-1

3.10.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
浮遊生物法で間欠ばっ気による窒素除去を行う処理方式や、連続ばっ気方式でも設計負荷以下
で間欠ばっ気が可能な処理施設に適用可能な省エネ技術である。
通常は、処理工程自動制御装置を管理室の計装盤内に設置し、DO 計は生物反応槽に設置し連続
的に DO 濃度の測定を行う。
【解説】
ばっ気槽ブロワを間欠運転し、硝化反応と脱窒反応を組み合わせた窒素除去を行う間欠ばっ気方式や、設計負荷では連続ばっ気を行うが、実負荷では間欠ばっ気が可能なばっ気方式の処理施設で適用可能な省エネ技術である。生物反応槽に DO 計を設置し DO 濃度を連続的に測定し、生物反応槽に必要な酸素量を過不足なく供給するためばっ気槽ブロワの運転を自動制御する技術である。
処理工程自動制御装置は管理室の計装盤内に設置するのが一般的であり、DO 計は生物反応槽に設置する。
処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入に当たっては、図 3.10.2 の選定フロー図を参考にする。なお、この選定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、計画処理水質、機器の価格等）を踏まえて検討する。

【選定フロー図】
処理工程の自動制御を行うにあたり、新たにＤＯ制御を導入したい①ＤＯ制御を新たに導入することで追加設置となる機器
価格やカスタマイズによる割り増し等の価格②ばっ気槽
ブロワ等の自動制御により縮減可能な使用電力量縮減
額（数年分から10年分）を比較検討

追加費用等の方が安価となるか
①＜②

ｙｅｓ

ｎｏ

処理工程の自動制御装置にＤＯ制御は導入しない処理工程自動制御装置（DO制御）の導入を検討

図3.10.2 処理工程自動制御装置（DO制御）導入の選定フロー図

3-10-2

3.10.3 設計・施工における留意点
DO 計は、生物反応槽の DO 濃度を適切に計測できる場所に設置することが重要である。
処理工程自動制御装置は、生物反応槽の DO 濃度を連続的に計測するため、DO 計の保守点検時に計測が長時間中断しないよう DO センサーを容易に引き上げる構造にする等、設置方法等に工夫することが必要である。
生物反応槽が直列に２槽ある施設では、事前に DO 計を設置する位置について十分な検討を行うことが必要である。
【解説】
処理工程自動制御装置は、
生物反応槽の適切な場所で測定した DO 濃度によってばっ気槽ブロワの運転を自動制御するため、DO 計の信頼性を確保することが重要である。現在普及している一般
的な DO 計は、定期的な校正や隔膜等の部品交換が必要であり、保守点検時に DO センサーを引き上げることがあるので、これらの作業が容易に行える構造並びに設置方法にすることが重要である。
DO 計の設置位置は、生物反応槽が単槽の場合は汚水の流入地点の対角に当たる位置（ただし、完全混合の場合は、流入地点以外なら可）で設置空間が十分確保できる場所に設置する。DO センサーの設置水深は、空気中の酸素の影響を受けない水深とし、非ばっ気工程がある場合は常に汚泥界面以下になる位置に設置する。
なお、直列の２槽の場合は、運転状況（処理水量、流入汚水濃度、MLSS 濃度等）によって適切な設置場所が異なるため、第１室（移流口付近）にするか第２室にするか事前に十分な検討が必要である。

3.3.4 維持管理における留意点
生物反応槽に設置している DO 計は、定期的に校正（ゼロ校正、スパン校正）や部品交換（隔膜と内部充填液、カートリッジ式隔膜等）を行う。
また、ポータブル式の DO 計で測定した結果と比較し調整・記録を行う。なお、自己診断機能を有する DO 計では、診断結果を記録し、校正や部品交換の頻度を調整する。
処理工程自動制御装置は、マニュアル等に基づき保守点検を行う。
【解説】
生物反応槽に設置している DO 計は、定期的に校正（ゼロ校正、スパン校正）や部品交換（隔膜と内部充填液、カートリッジ式隔膜等）を行う。また、DO センサーに付着した汚泥や生物膜を拭き取り、付着物（髪の毛、繊維状物質等）は取り除く。
また、ポータブル式の DO 計で測定した結果と比較し、数値差が大きい場合は適宜校正あるいは部品交換を行い記録する。なお、自己診断機能を有する DO 計では、診断結果を記録し、校正や部品交換の頻度を調整する。
処理工程自動制御装置は、マニュアル等に基づき保守点検を行う。

3-10-3

【事例紹介】3.10.5 ⑩処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入の実証事例
処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入の実証調査は２地区で行っており、その代表的な事例
として、佐賀県武雄市立野川内・三間坂地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
立野川内・三間坂（たてのかわうち・みまさか）地区は２つの処理施設を対象としており、このうち三間坂地区の処理施設は、計画処理対象人口 2,520 人の JARUS－ⅩⅠ型で、平成 11 年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.10.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.10.1 に示した。
表 3.10.1 立野川内・三間坂地区（三間坂地区）の施設概要
県/市町村名佐賀県/武雄市

地区名

立野川内・三間坂地区

処理施設名

三間坂地区浄化センター

処理方式

JARUS－ⅩⅠ型処理対象人口2,520 人計画流入汚水量681 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質写真 3.10.1 三間坂地区処理施設の全景

3-10-420 ㎎/L50 ㎎/L(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
立野川内・三間坂地区の三間坂地区浄化センターでは、既存の運転コントローラのプログラ
ム及びリレーを変更し、既存の溶存酸素計（DO 計）にて計測された回分槽の DO 値により、ばっ気ブロワの自動運転を行っている。
表 3.10.2 ばっ気ブロワ等の仕様
設置箇所名

三間坂地区浄化センター ブロワ室・回分槽

回分槽仕様

幅 8.0 ｍ×長さ 8.0 ｍ×水深 5.0 ｍ の２槽

省エネ技術導入時期
処理工程自動制御装置

ばっ気ブロワ

導入前

導入後

従来型の

DO 制御型の運転コントローラ

運転コントローラ

ばっ気ブロワ

同 左（3.7 kW×３台）

イ． 機器の運転条件
DO 制御による自動制御装置（酸素供給量）の導入に関する省エネ効果の検討は、導入前後のばっ気ブロワの使用電力量（kWh/日）を比較することで行った。
処理工程自動制御装置（運転コントローラ）等の写真を写真 3.10.2 に示した。

自動運転

DO 計
ばっ気ブロワ処理工程自動制御装置（運転コントローラ）
写真 3.10.2 処理工程自動制御装置等の写真

3-10-5

ばっ気状況

(3) 使用電力量及び省エネ効果
処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入における日当たりの使用電力量と電力量料金を表
3.10.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①99.9 kWh/日、導入後が②98.2 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝1.7 kWh/日、年間では 620.5 kWh/年となり、縮減率は 1.74 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝26.2 円/日とな
り、年間では 9,560 円/年程度となった。
表 3.10.3 省エネ効果の確認（ばっ気ブロワ）
導入前運転結果

導入後運転結果（ばっ気ブロワ）（ばっ気ブロワ）

出力（kW）

3.7

3.7

台数（台）

３

３

平均稼働時間（分/日）

1,727.3

1,689.3

稼働時間当たりの使用電力量（Wh/分）

57.8

58.1

①

②

99.9

98.2

－

1.74 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

1,498.5

1,472.3

処理工程自動制御装置（DO 制御）の導入

平均使用電力量（kWh/日）
導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-10-6

3.11 ⑪ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入
3.11.1 省エネ技術の概要
遠心式汚泥濃縮装置を消費電力が少ないベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置：エンドレ
スのベルト（ろ布）上に凝集汚泥を通過させることで、水分と汚泥を分離させる構造）に更新し、使用電力量及び汚泥運搬費を縮減する省エネ技術である。
【解説】
汚水処理施設の余剰汚泥の濃縮に使用している汚泥濃縮装置について、遠心式汚泥濃縮装置か
ら消費電力の少ないベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）に更新することで、汚泥濃縮時の使用電力量の縮減と併せて、汚泥運搬費を縮減する省エネ技術である。
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）は、エンドレスのベルト（ろ布）上に凝集汚泥を通過させることで、水分と汚泥を分離させる濃縮装置であり、凝集フロックを作ることで濃縮率を上げることが可能となっている。
（図 3.11.1 参照）

凝集撹拌槽

ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）

内部構造

脱離液分離状況

汚泥の投入状況（上部カバーを外して撮影）

図 3.11.1 ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の構造図

3-11-1

3.11.2 省エネ技術の導入条件及び適用方法
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入は、汚泥濃縮装置を設置している処理施設に適用できる。
ただし、適用に当たっては、既設処理施設の構造（濃縮汚泥排出管の口径、勾配等）を含めた検討が必要である。
【解説】
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）を導入する際には、既設処理施設の構造（濃縮汚泥排出管の口径、勾配等）によって濃縮汚泥濃度を十分に高めることができない場合もある。このため、省エネ効果に汚泥運搬費減額費用も見込むには、慎重な検討が必要である。
また、ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）は凝集剤を使用するため、適用に当たっては凝集剤の費用を考慮した比較検討が必要である。汚泥の農業利用を進める場合は、凝集剤の種類の検討が必要である。
加えて、ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の運転を維持管理時にのみ行う場合は、濃縮により発生するろ液や洗浄排水（通常、運転時は常時洗浄水を使用する）が水処理に与える影響を考慮する必要がある。また、洗浄水に処理水が使用できない場合は、洗浄水の費用について考慮も必要となる。
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入に当たっては、図 3.11.2 の選定フロー図を参考にする。なお、この選定フロー図は、省エネ機器を導入する上での基本的な条件等をまとめたものであり、詳細な検討に当たっては、各地区の状況（処理方式、供用率、流入負荷量、機器の価格等）を踏まえて検討する。

3-11-2

【選定フロー図】

汚泥運搬費を軽減したい

汚泥濃縮装置があるか

ｙｅｓ

ｎｏ

①既存の汚泥濃縮装置の設置費用及び使用電力量料金、②ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の設置費用及び使用電力量料金、③
汚泥濃縮による汚泥運搬費の減額費用（数年分から10年分）を比較検討

ｎｏ

汚泥運搬費の減額費用より機器価格及び使用電力量料金の差額の方が安価となるか（②－①）＜③ｙｅｓ

ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）は導入しない

ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入を検討

図3.11.2 ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）導入の選定フロー図

3-11-33.11.3 設計・施工における留意点（１）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）は、原則として汚泥濃縮機本体、凝集剤添加
設備、汚泥受槽、余剰汚泥引抜管、汚泥供給ポンプ、余剰汚泥供給管、余剰汚泥バイパス管、
脱離液排出管及び濃縮汚泥移送管等により構成する。
（２）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）により濃縮された汚泥を、濃縮汚泥移送管により汚泥貯留槽に円滑に移送できる構造とする。
（３）汚泥濃縮機本体の設置台数は、原則として１台とする。
（４）凝集剤添加設備は、運転頻度に見合った能力を確保するとともに、凝集剤タンク、凝集剤
注入ポンプ及び凝集剤混和槽等により構成する。
（５）脱離液排出管は、汚泥濃縮機本体により分離した脱離液を流量調整槽に円滑に移送できる構造とする。
（６）濃縮汚泥移送管は、垂直に配管するなど汚泥濃縮機本体により濃縮された汚泥を汚泥貯留槽に閉塞することなく移送できる構造とする。
【解説】（１）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）は、汚泥受槽からの余剰汚泥を余剰汚泥引抜管により円滑に引抜くとともに、汚泥供給ポンプにより余剰汚泥供給管を通じて汚泥濃縮機
本体に適切に供給できる構造とする。なお、ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）には、汚泥濃縮機本体の故障時等において余剰汚泥の移送経路を余剰汚泥供給管から余剰汚泥
バイパス管に自動で切替え可能な機能を有するものとする。
（２）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）による濃縮汚泥については、汚泥の搬出先における汚泥処理や汚泥の搬出方法などの条件に対応して適切に設定するものとする。
（３）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）本体は、濃縮汚泥による濃縮汚泥移送管の閉塞防止を図るため、原則として汚泥貯留槽の近傍に設ける。
（４）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）には、凝集剤添加設備を設ける必要がある。
凝集剤添加設備における構造上の留意点は、次のとおりとする。
① 凝集剤タンクは、十分な耐蝕性と耐久性を有するものとする。
② 凝集剤注入ポンプは、凝集剤を定量注入できるものを選定する。また、凝集剤注入ポン
プは、薬品に対し十分な耐食性を有するとともに、十分な耐久性のあるものを用いる。
③ 凝集混和槽は、汚泥と凝集剤を適切に混和できるとともに、凝集したフロックを破壊しない構造とする。
（５）脱離液排出管は、汚泥の管内堆積を生ずることなく円滑に脱離液を移送できるようにする
ため、原則として 1/50 以上の勾配を設けるとともに、汚泥濃縮機本体からの配管延長が長くなる場合には、配管途中又は曲がり部分等の適切な位置に掃除口を設置する。なお、脱離液
排出管は、脱離液を容易にサンプリングできる位置に設ける。

3-11-4

3.11.4 維持管理における留意点
濃縮運転が正常に行われているかどうかを確認する。

【解説】（１）各部処理状況の点検
濃縮運転が正常に行われているかどうかを確認する。
① ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）本体･ 汚泥濃縮機による汚泥の濃縮状態を確認する。定期的に濃縮汚泥の水分測定を行うことが望ましい。
･ 長期の運転によりベルト（ろ布）の閉塞・破損等が生じた場合は、ベルト（ろ布）を交換する。
② 凝集混和槽･ 極端な水位の上昇があった場合移流口の閉塞が疑われるので、移流口の清掃を行う。
③ 凝集剤タンク･ 凝集剤の補充は、次回点検時までに使い切る量とすることで、凝集剤の劣化を防ぐことができるので、補充する量が多すぎないように注意する。
･ 凝集剤の補充に当たっては、補充した水量の 0.2 %に相当する量の凝集剤を、凝集剤撹
拌機を作動させた状態で点検窓から少量ずつ投入する。
･ 凝集剤タンク内に付着物が発生することがあるので、定期的にタンク内の清掃を行う。
（２）運転中の騒音・振動
運転中は各機器の異常音、振動、発熱等を点検し異常のないことを確認する。異常があった場合は、ただちに全機器の運転を停止し、異常の原因を取り除く。

3-11-5

【事例紹介】3.11.5 ⑪ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入の実証事例
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入の実証調査は、三重県伊賀市西山地区の１地区で実施しており、この地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
西山（にしやま）地区の処理施設は、計画処理対象人口 520 人の JARUS－ⅩⅣ型で、平成 18 年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.11.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.11.1 に示した。
表 3.11.1 西山地区の施設概要
県/市町村名三重県/伊賀市

地区名

西山地区

処理施設名

西山地区集落排水処理場

処理方式

JARUS－ⅩⅣ型

処理対象人口520 人

計画流入汚水量141 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS
T-N

計画処理水質20 mg/L
50 mg/L
15 mg/L

写真 3.11.1 西山地区集落排水処理場の全景

3-11-6

(2) 機器仕様及び運転条件
ア． 機器の仕様
西山地区の処理施設では、遠心式汚泥濃縮装置から消費電力の少ないベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）に更新し、汚泥濃縮時の使用電力量の縮減と併せて、汚泥運搬費の縮減を図っている。
表 3.11.2 汚泥濃縮装置の仕様
設置箇所名

西山地区集落排水処理場

省エネ技術導入時期

導入前（既設）汚泥濃縮装置形式

遠心式汚泥濃縮装置

基数

１基

１基

2.95 kW

0.88 kW（駆動、差動）（付属施設含む）

出力

導入後（取替）ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）

イ． 機器の運転条件
汚泥濃縮装置の運転時間は毎日３時間程度自動での運転を行っており、この機器に簡易電力量計を設置し、使用電力量を測定した。
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）等の写真を写真 3.11.2 に示した。
【導入前】

【導入後】

内部構造

遠心式汚泥濃縮装置

内部構造

ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）

汚泥の投入状況

脱離液分離状況

写真 3.11.2 ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）等の設置状況

3-11-7

(3) 使用電力量及び省エネ効果の算定方法（汚泥濃縮装置変更による汚泥運搬時の燃料費（軽油）の縮減による省エネ効果の試算方法）
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の導入前後の搬出汚泥量を以下に示した。導入前（遠心式汚泥濃縮装置使用）の搬出汚泥の含水率は汚泥貯留槽から搬出する際の汚泥含水率（平均）である。一方、ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）導入後の汚泥の含水率は、汚泥貯留槽からの搬出汚泥を搬出できるまでの汚泥量ではないため、汚泥濃縮装置から汚泥貯留槽に移送する濃縮汚泥の含水率とした。
①試算条件
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）導入前の引き抜き汚泥量（搬出汚泥量）は年間102.06 m3 であり、汚泥の含水率は平均値で 97.16 %（固形物濃度 2.84 %）であった。
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）導入後における汚泥濃縮装置排出汚泥の含水率（平成 28 年 1 月～12 月の平均）は、95.53 %（固形物濃度 4.47 %）であった。この含水率を用いて搬出汚泥量を試算すると、汚泥搬出量は 65 m3/年となる。
102.06 m3/年×（1－0.9716）÷（1－0.9553）＝ 64.8 m3/年
○ バキューム車による運搬経費の計算諸元
ベース車両

４ t

タンク容量

3.6 m3/台

基礎価格

10,600 千円/台(平成 26 年度土地改良工事積算基準（機械経費）
P108)

耐用年数

11.5 年

維持修理費率35 %

軽油単価

129 円/L

一般運転手

C1 14,200 円/日

普通作業員

C2 14,300 円/日※ 軽油単価、労務費単価については、平成 26 年度事業との統一を図るため、山口県の平成 26 年度単価を使用。
②バキューム車による運搬経費の算定
a)年間走行距離の算出
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）導入前後年間発生

し尿処理施設汚泥量までの(m /年)

距離(km)

導入前

102.06

6.2

29

360

導入後

64.8

6.2

18

223

3

3-11-8

出動回数
(回/年)

年間走行
距離
(km/年)

b)導入前の年間稼働日数の算出① 平均距離6.2 km② 往復運搬距離

6.2 km×2＝12.4 km③ 往復運搬時間

12.4 km÷25 km/hr＝0.5 hr④ 1 回当たり給泥、排泥時間

20 分(給泥)＋10 分(排泥)＝0.5 hr/回

⑤ 1 日当たり往復可能回数

5.0 hr÷(0.5 hr＋0.5 hr)＝5 回/日⑥ 1 日当たり運搬能力

5 回/日×3.6 m3/回＝18 m3/日

⑦ 年間稼働日数

102.06 m3/年(年間収集汚泥量)÷18 m3/日＝5.67 日/年⑧ 年間走行距離

360 km/年

c)遠心式汚泥濃縮装置の使用電力量
導入前の遠心式汚泥濃縮装置の使用電力量の平均は 17.7 kWh/日であった。
d)導入前の運搬経費の算定
区分
維持修理費

算定式
基礎価格×維持修理費率÷100÷耐用年数
10,600×35÷100÷11.5

金額

単位

323

千円/年･台

162

千円/年

15

千円/年

24

千円/年

97

千円/年

621

千円/年

(一般運転手＋普通作業員)×年間稼働日数
運転人件費

÷1,000(14,200＋14,300)×5.67÷1,000

A1 走行に伴う燃料費
A2 給泥、排泥操作に伴う燃料費A3 汚泥濃縮装置の電力量料金

0.32×年間走行距離×軽油単価÷1,000
0.32×360×129÷1,000
年間稼働日数×１日当たり往復可能回数
×0.5 hr/回×13 L/hr×軽油単価÷1,000
5.67×5×0.5×13×129÷1,000
17.7 kWh/日×15 円/kWh×365 日/年÷1,000

計

なお、一日当たりの燃料（軽油）量、電力量は以下のとおりである。
A1 走行に伴う燃料（軽油）量は0.32×360＝115 L/年→ 0.315 L/日

A2 給泥、排泥操作に伴う燃料量は 5.67×5×0.5×13＝184 L/年→ 0.505 L/日

A3 汚泥濃縮装置の電力量→ 17.7 kWh/日

17.7 kWh/日e)導入後の年間稼働日数の算出①～⑥までは導入前と同一。
⑦年間稼働日数64.8 m3/年(年間収集汚泥量)÷18 m3/日＝3.6 日/年⑧年間走行距離223 km/年

3-11-9f) ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の使用電力量
導入後のベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）の使用電力量の平均は 1.89 kWh/日であった。
g)凝集剤費用
ベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）は、凝集剤を使用するので、導入後費用に凝集剤費用を加算する。
凝集剤の使用条件は、以下のとおりである。
凝集剤添加率

1.0 %（対 DS）

凝集剤単価

2,000 円/kg

凝集剤添加量（設計計算値） 34.46 kg/年h)導入後の運搬経費の算定
区分
維持修理費

算定式

金額

単位

323

千円/年･台

103

千円/年

9

千円/年

15

千円/年

1.89 kWh/日×15 円/kWh×365 日/年÷1,000

10

千円/年

34.46 kg/年×2,000 円/kg

69

千円/年

529

千円/年

基礎価格×維持修理費率÷100÷耐用年数
10,600×35÷100÷11.5(一般運転手＋普通作業員) ×年間稼働日数

運転人件費

÷1,000(14,200＋14,300) ×3.6÷1,000

B1 走行に伴う燃料費
B2 給泥、排泥操作に伴う燃料費B3 汚泥濃縮装置の電力量料金B4 凝集剤費用

0.32×年間走行距離×軽油単価÷1,000
0.32×223×129÷1,000
年間稼働日数×１日当たり往復可能回数
×0.5 hr/回×13 L/hr×軽油単価÷1,000
3.6×5×0.5×13×129÷1,000

計

なお、一日当たりの燃料（軽油）量、電力量及び凝集剤量は以下のとおりである。
B1 走行に伴う燃料（軽油）量

0.32×223＝71.4 L/年→ 0.20 L/日

B2 給泥、排泥操作に伴う燃料量

3.6×5×0.5×13＝117 L/年→ 0.32 L/日B3 汚泥濃縮装置の電力量

1.89 kWh/日→ 1.89 kWh/日

B4 凝集剤量34.46 kg/年

→ 0.0944 kg/日

3-11-10i) 導入前後での燃料費（軽油）及び電力量料金等の縮減額
導入前後での燃料費（軽油）、電力量料金等の縮減額は以下のとおりである。
（A1＋A2＋A3）－（B1＋B2＋B3＋B4）＝（15＋24＋97）－（9＋15＋10＋69）＝ 33 千円/年
なお、バキューム車の運転人件費を含めた試算では 621－529＝92 千円/年の縮減となる。
(4) 使用電力量及び省エネ効果のまとめ
既設の遠心式汚泥濃縮装置をベルト式ろ過濃縮機（ろ布式汚泥濃縮装置）に更新したことによって縮減した電力量料金及び汚泥濃縮装置の導入前・後の１年間当たりの搬出汚泥量の縮減による運搬費の省エネ効果について表 3.11.3 に示した。
導入前での電力量料金と燃料費の合計は⑧136,000 円/年、導入後は汚泥濃縮に係る凝集剤費用も含めて⑨103,000 円/年となり、両者の差は⑧－⑨＝33,000 円/年程度となり、縮減率は24.3 %の省エネ効果が確認された。
なお、汚泥濃縮度合いが向上したことにより、汚泥量が減少するため、バキューム車の運搬回数が減少し、運転人件費も軽減される。この人件費を含めた試算では 92,000 円/年の縮減となった。
表 3.11.3 省エネ効果の確認
汚泥濃縮装置及び導入前運転結果

導入後運転結果

汚泥貯留槽
燃料費(千円/年)
使用電力量料金（千円/年）①走行に②給泥、③汚泥濃 ④走行に

⑤給泥、

⑥汚泥濃

⑦凝集剤

伴う燃料

排泥に伴

縮装置の 伴う燃料

排泥に伴

縮装置の

費用

費

う燃料費

使用電力 費

う燃料費

使用電力

量料金

凝集剤費用
（千円/年）

15

24

97

量料金
9

15

10

燃料費(千円/年)と⑧＝①＋②＋③⑨＝④＋⑤＋⑥＋⑦

使用電力量料金

136

103

－

24.3 %（千円/年）※
導入前後での縮減率(⑧－⑨)/⑧※軽油単価を 129 円/L、電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-11-1169

3.12 ⑫脱臭ファンの間欠運転の導入
3.12.1 省エネ技術の概要
脱臭ファンの間欠運転は、脱臭装置の脱臭ファンの運転をタイマにより間欠運転を行い、脱臭
ファンの使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
農業集落排水施設において脱臭装置は、処理施設の臭気対策のために活用されている。脱臭装
置及び換気装置の構成例を図 3.12.1 に示した。
これらの装置は 24 時間連続運転されている場合が多い。このうち、脱臭装置の脱臭ファンは処
理施設の設置位置や処理方式によっては 24 時間連続運転ではなく、間欠運転（例えば夜間の運転停止等）でも十分対応できる場合があることから、脱臭ファンの運転手法の変更により、使用電力量を縮減するものである。
なお、本技術は、換気ファンへの適用も可能であるが、安全上及び機械・電気設備の腐食環境の防止の観点から十分な検討が必要である。

排気ダクト

排気口

排気ダクト

ガラリ

ガラリ

給気口

ガラリ

給気ダクト

ウェザーカバー

有圧換気扇

排気ファン

給気ファン
給気口
排気ファン
防音装置

集気ダクト

天井扇

ブロワ室
脱臭ファン

排気ファン

ガラリ
防音装置

臭気発生源

WL
集気ダクト

WL
臭気発生源

槽

ばっ気槽

臭気発生源

WL

流量調整槽

図 3.12.1 脱臭装置など換気装置の構成例

3-12-1排気口

3.12.2 省エネ技術の適用方法
脱臭装置の脱臭ファンの運転をタイマによる間欠運転とする手法は、すべての脱臭方式で適用
できる。
【解説】
農業集落排水施設の脱臭方式には、一般的に下記の方式が用いられている。
① 活性炭吸着法② 生物脱臭法③ 土壌脱臭法④ 組合せ脱臭法（②＋①）
すべての脱臭方式で脱臭ファンを使用するため、脱臭ファンの省エネ運転手法はどの脱臭方式にも適用できる。

3.12.3 設計・運転設定における留意点
脱臭装置の脱臭ファンをタイマ運転とする場合、処理施設の近隣に民家等がなく、脱臭ファンを停止しても特に支障がないことの確認が必要である。また、換気装置の運転方法も確認した上で脱臭ファンの運転時間を設定する必要がある。
【解説】
処理施設の主な臭気発生源である前処理室や処理槽等の臭気は、局所排気として捕集し脱臭装
置で脱臭した後排気している。脱臭装置の設置は近隣に民家等がある場合や風向きによってにおいがする等の理由から設置する場合が多いため、タイマ運転によって脱臭ファンを停止しても周辺に影響を与えることなく、
特に支障がないことが条件であり、近隣住民への配慮が必要である。
また、換気装置の運転時間によっては脱臭ファンをタイマ運転によって停止した場合、臭気が処理施設内にこもり機器類に悪影響を与える場合もあるので、換気装置の運転方法も確認した上で脱臭ファンの運転時間を設定する必要がある。

3.12.4 維持管理における留意点
安全上の観点から維持管理者等が処理施設建屋内に入室する場合には、換気装置と合わせて脱臭装置を運転することが望ましい。
【解説】
安全上の観点から維持管理者等が処理施設建屋内に入室する場合には、換気装置と合わせて脱臭装置も運転することが望ましい。特に日常管理を地元住民が行っている場合や地下室に前処理施設がある場合には注意が必要である。

3-12-2

【事例紹介】3.12.5 ⑫脱臭ファンの間欠運転の導入の実証事例
脱臭ファンの間欠運転の導入の実証調査は、
高知県土佐町土佐町地区の１地区で実施しており、この地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
土佐町（とさちょう）地区は２つの処理施設を対象としており、このうち地蔵寺地区の処理施設は、計画処理対象人口 310 人の JARUS－Ⅰ型で、平成 11 年から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.12.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.12.1 に示した。
表 3.12.1 土佐町地区（地蔵寺地区）の施設概要
県/市町村名高知県/土佐町

地区名

土佐町地区

処理施設名

地蔵寺クリーンセンター

処理方式

JARUS－Ⅰ型

処理対象人口

310 人

計画流入汚水量83.7 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質写真 3.12.1 地蔵寺処理施設の全景

3-12-320 ㎎/L50 ㎎/L

地蔵寺処理施設の脱臭装置は、生物脱臭装置である。
本法の脱臭の原理は、微生物を付着させた多孔体シ－トを円筒状のディスク内部に固定化し、通過させた臭気を微生物に分解させる脱臭方法である。
多孔体シ－トの保水性が必要であるため、ドラムの回転により散水する。中～高濃度の腐敗臭の処理に適しているが、生物分解性が悪い臭
気成分には不適である。
(2) 運転手法の導入方法
現状の生物脱臭装置の運転方法について維持管理業者への聞き取り調査と現地調査により確認した。
生物脱臭装置の脱臭ファンには 24 時間タイマを設置しているが、現状では間欠運転を行わず
24 時間運転を行っている。このため、近隣の民家等への影響のない範囲で間欠運転を行った。
生物脱臭装置の脱臭ファンの仕様を表 3.12.2 に示す。また、脱臭装置及び脱臭ファンの設置状
況を写真 3.12.2 に示した。

表 3.12.2 生物脱臭装置の仕様
機

器

仕

脱臭装置

生物脱臭方式

脱臭ファン

通気量：12 m3/分
回転数：3,070 rpm
静 圧：0.98 kPa様

1.5 kW×１台

脱臭ファン

生物脱臭装置

3-12-4

脱臭ファンのタイマ
制御盤内部の状況

脱臭ファン

生物脱臭装置の制御盤

生物脱臭装置の脱臭ファン

写真 3.12.2 生物脱臭装置の設置状況

脱臭ファンのタイマ変更条件を表 3.12.3 に示した。
表 3.12.3 脱臭ファンのタイマ変更条件
導入前（運転条件変更前）
運転条件

稼働・停止時刻

24 時間連続運転

導入後（運転条件変更後）
昼間間欠運転（60 分稼働/30 分停止）
夜間停止（30 分稼働/45 分～60 分停止）
夜間
0:00～ 1:15
1:15～ 3:45
3:45～ 5:00
昼間
5:00～24:00－

45 分停止/30 分稼働
120 分停止/30 分稼働
30 分稼働/45 分停止
60 分稼働/30 分停止

停止時間

－

9 時間 30 分

稼働時間

24 時間

14 時間 30 分

稼働率

100 %

60.4 %

3-12-5

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ運転手法の導入前後における生物脱臭装置の脱臭ファンの日当たり使用電力量と電力量料金を表 3.12.4 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①26.0 kWh/日、導入後が②18.2 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝7.8 kWh/日、年間では 2,847 kWh/年となり、縮減率は 30.0 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝117 円/日、年間
では 42,700 円/年程度となった。
表 3.12.4 省エネ効果の確認
生物脱臭装置

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①②（kWh/日）

26.0

18.2

－

30.0 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

390

273

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-12-6

3.13 ⑬流量調整槽撹拌装置の間欠運転の導入
3.13.1 省エネ技術の概要
流量調整槽撹拌装置の間欠運転は、流量調整槽に設置されている撹拌装置（水中撹拌ポンプ又は水中撹拌装置（水中ミキサ））の運転をタイマによる間欠運転、又は運転台数の間引き運転により実施することにより、撹拌装置の使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
ほとんどの農業集落排水施設には、流量調整槽が設置されている。その機能は、施設へ流入す
る汚水の流量及び水質の変動を抑制して、後段の生物処理の負荷をできるだけ均一化して、汚水処理機能を十分に発揮させることを目的としている。
この流量調整槽内の汚水混合撹拌には、図 3.13.1 及び写真 3.13.1 に示す水中撹拌ポンプ又は水中撹拌装置（水中ミキサ）等が使用されている。この撹拌装置の運転は 24 時間連続運転が一般的となっているが、これをタイマによる間欠運転や運転台数の間引き運転を行っても大きな支障は生じないことから、撹拌装置の運転手法の変更により、使用電力量を縮減するものである。

図 3.13.1 流量調整槽における撹拌装置の設置状況

水中撹拌ポンプ（エジェクタ型）

水中撹拌装置（水中ミキサ）

写真 3.13.1 流量調整槽撹拌装置

3-13-1

3.13.2 省エネ技術の適用方法
流量調整槽撹拌装置の間欠運転や運転台数の間引きの運転手法は、流量調整槽を有する全処理方式に適用できる。
【解説】
流量調整槽撹拌装置のタイマによる間欠運転手法は、流量調整槽を有する全ての農業集落排水施設に適用できる。また、流量調整槽撹拌装置の運転台数の間引き運転は、撹拌装置が２台以上設置されている流量調整槽において検討される。
流量調整槽は計画汚水量に対して６時間以上の容量があるが、流入する生活排水の水質は１日の時間帯で変化しており主処理設備へ移送する質的負荷も時間的にはある程度変動している。
JARUS 型の生物処理槽は最少でも 16 時間以上の滞留時間（HRT）を有しており、流量調整槽での質的均等化操作（混合撹拌）を間欠運転（例えば、30 分稼働、30 分停止）しても生物処理機能に重大な影響を与えることは少ないとみられる。
また、JARUS 型膜分離活性汚泥方式では流量調整槽はないが、流量調整機能を有する脱窒槽があり、混合撹拌の間欠運転は処理性能と直結する。このため、本方式の適用には処理水質の確認が必要となる。

3.13.3 設計・運転設定における留意点
流量調整槽撹拌装置は水位制御による運転の稼動・停止の他に、稼動時に間欠運転できるようにタイマの設置を検討する。
【解説】
流量調整槽撹拌装置には水位制御の他に、流入負荷変動等に応じた間欠運転ができるようタイマ（24 時間タイマ 写真 3.13.2 参照）を設けることにより、省エネ運転を行うことができる。
タイマによる間欠運転は、稼動（30 分程度）と停止（30 分程度）の繰り返しとし、流量調整槽内の底部に沈殿物等が堆積するようであれば、稼働時間を長くするなどの調整を行う。
なお、改築時の処理方式により、流量調整槽撹拌装置の更新を行う場合には、タイマ運転の追加の他に設定水位の検討が必要となる場合があるので留意すること。

写真 3.13.2
24 時間タイマ設置例

3-13-2

3.13.4 維持管理における留意点
流量調整槽撹拌装置の間欠運転や運転台数の間引き運転を実施する場合には、流入汚水や脱離液の懸濁物の沈殿により槽底部に汚物が堆積する懸念がある。このため、定期的に流量調整槽底部の沈殿物堆積厚を確認する必要がある。
【解説】(1) タイマ運転
流量調整槽撹拌装置の間欠運転や運転台数の間引き運
転で最も懸念される事項は、流量調整槽底部への沈殿物堆積である。沈殿堆積物が多くなると、流量調整槽の有
効容量が少なくなることや、通常の撹拌に戻した場合に堆積していた沈殿物が生物反応槽に流入するため、処理性能が低下するおそれがある。
このため、汚水計量槽での汚水の性状（色や懸濁物濃度）を目視で確認する他に、流量調整槽底部の沈殿物堆積状況を界面計（写真 3.13.3 参照）や MLSS 計等で定期的に確認

写真 3.13.3 界面計の事例する必要がある。
(2) 運転台数の調整
流量調整槽撹拌装置が複数（図 3.13.2 の事例では４台）ある場合、このうちの１台を週１回等の巡回管理の際又はタイマ等により順番に停止し、撹拌装置の運転を切り替えていくことで、使用電力量を縮減する手法である（図 3.13.2 参照）。
なお、この運転台数の変更運転においても流量調整槽底部の沈殿物堆積状況を界面計及びMLSS 計等で定期的に確認する必要がある。巡回管理の際に撹拌装置の運転を切り替える場合は、事前に維持管理業者と十分調整を行う必要がある。

ローテーション

図 3.13.2 流量調整槽撹拌装置の運転停止の切替手法
なお、流量調整槽底部への沈殿堆積物の増加を生じた場合には、撹拌装置の運転条件を調整して速やかに流量調整槽底部に沈殿物堆積を解消する必要がある。

3-13-3

【事例紹介】3.13.5 ⑬流量調整槽撹拌装置の間欠運転の導入の実証事例
流量調整槽撹拌装置の間欠運転の導入の実証調査は９地区で行っており、その代表的な事例として、群馬県昭和村昭和地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
昭和（しょうわ）地区は４つの処理施設を対象としており、このうち糸井・三ツ谷地区の処理
施設は、
計画処理対象人口 2,800 人の JARUS－ⅩⅠ型で、平成 12 年から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.13.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.13.4 に示した。
表 3.13.1 昭和地区（糸井・三ツ谷地区）の施設概要
県/市町村名群馬県/昭和村

地区名

昭和地区

処理施設名

糸井・三ツ谷地区農業集落排水処理施設

処理方式

JARUS－ⅩⅠ型処理対象人口2,800 人計画流入汚水量756 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質20 ㎎/L50 ㎎/L

写真 3.13.4 糸井・三ツ谷地区処理施設の全景

3-13-4

(2) 運転手法の導入方法
流量調整槽撹拌装置は、流量調整槽の水位によって運転制御されており、水位が設定高水位以上で起動し、設定低水位以下となると停止する。
本地区の流量調整槽は、仕切り壁で２槽形状となっているが連通開口があり、両水槽は同じ水位変動をしている。撹拌装置の運転動作は、No.1 と No.3、No.2 と No.4 が同時刻に起動停止している。また、No.1 と No.2、No.3 と No.4 はそれぞれ交互自動運転となっている（撹拌装置の配置は図 3.13.4 を参照）。
省エネ技術は、撹拌装置の動力系統に 24 時間タイマを挿入して、稼動（30 分）、停止（30 分）の間欠的な稼働運転となるように計画した。
流量調整槽撹拌装置の仕様を表 3.13.2 に、省エネ技術の概念図を図 3.13.3 に、タイマの設置状況写真を写真 3.13.5 に示した。
表 3.13.2 流量調整槽撹拌装置の仕様
箇所名

糸井･三ツ谷処理場 流量調整槽

槽寸法 [m]（2 槽）

W 6.025 × L 7.0 × H 5.7
W 6.025 × L 7.0 × H 5.7

省エネ技術

間欠運転

撹拌装置形式水中撹拌ポンプ（エジェクタ型）

台数

４ 台

出力

3.7 kW

流量調整槽 撹拌装置の運転制御

HWL

起動 水位

水中撹拌ポンプ（エジェクタ型）
停止 時間

稼働 時間

省エネ技術
タイマーによる間欠運転

LWL

停止 水位

図 3.13.3 流量調整槽撹拌装置の運転制御の概念図

写真 3.12.5
タイマの設置状況写真

3-13-5流量調整槽(2)

No.3

No.1

No.4

No.2

流量調整槽(1)

図 3.13.4 昭和地区（糸井･三ツ谷地区処理施設）
流量調整槽撹拌装置（水中撹拌ポンプ）の配置図
省エネ技術導入前の撹拌装置は、流量調整槽水位によって稼働・停止の運転をされている。また、流量調整槽の水位変動は、流入汚水量と後段処理工程への設定移送量（日変動を考慮した日
平均汚水処理量）との差であり、流入汚水量が設定移送量より多い場合に流量調整槽水位が上昇する。後段処理工程への移送量は流入汚水量が最大となる日の時間平均値に合わせて設定されており、流入汚水量が多い日には撹拌装置が 24 時間連続運転となる日もある。
省エネ技術導入後の撹拌装置は、導入されたタイマによって 30 分稼働・30 分停止の運転操作がされている。なお、タイマによる間欠運転を導入することによって約 55 %の稼働時間の短縮となっている。
(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ運転手法の導入前後における流量調整槽撹拌装置の日当たり使用電力量と電力量料金を表 3.13.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①165.38 kWh/日、導入後が②80.02 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝85.36 kWh/日、年間では 31,200 kWh/年となり、縮減率は 51.6 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝1,280 円/日、年間では 467,000 円/年程度となった。

3-13-6

表 3.13.3 省エネ効果の確認
流量調整槽撹拌装置

導入前運転結果

導入後運転結果

45.55

20.80

４台の平均使用電力量①②（kWh/日）165.3880.02－

51.6 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

2,480.7

1,200.3（水中撹拌ポンプ）
４台の平均稼働時間（h/日）

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-13-7

3.14 ⑭ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転時間調整の導入
3.14.1 省エネ技術の概要
ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転時間調整による運転手法は、処理水質及び運転管理に支障のない範囲で、対象機器の稼働時間等を調整することにより、対象機器の使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
処理施設への流入条件やばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの運転状況を把握し、対象機器の稼働時間等を調整した運転手法へ変更し、処理水質を確保しながら使用電力量を縮減するものである（写真 3.14.1 及び図 3.14.1 を参照）。
本手法は、ばっ気撹拌装置の稼働時間の短縮やインバータによるモータ動力の縮減及びばっ気槽ブロワのばっ気風量、ばっ気時間の調整を主とした運転方法を、簡易水質測定キット（パック
テスト等）により処理性能を現場で確認しながら、適切な省エネ運転条件を見つけ出す手法である。

＋
ばっ気槽ブロワ

ばっ気撹拌装置

写真 3.14.1 対象機器類の写真

3-14-1図 3.14.1 ばっ気撹拌装置の構造及びばっ気・撹拌状態

3-14-2

3.14.2 省エネ技術の適用方法
本運転手法は、ばっ気撹拌装置以外にも、ばっ気槽に散気装置を用いた方式にも適用できる。

【解説】
本運転手法は、ばっ気撹拌装置とばっ気槽ブロワの組み合わせ運転以外に、散気装置とばっ気
槽ブロワを組み合わせた運転にも適用できる。
ばっ気撹拌装置の場合は、ばっ気撹拌装置の稼働時間の短縮やインバータによるモータ動力の縮減及びばっ気槽ブロワの風量調整により適用が可能となる。また、散気装置を用いた場合は、
ばっ気槽ブロワのタイマ運転によるばっ気時間調整や風量調整により適用が可能となる。
なお、JARUS 型施設で適用できる方式は、回分式活性汚泥方式、連続流入間欠ばっ気方式及びOD 方式が該当する。

3.14.3 設計・運転設定における留意点
設計段階では供用開始時の低負荷を考慮した運転の選定が可能なこと、また、実運転時には、その機能を生かして、流入負荷量に見合う運転設定が容易に対応できることが必要である。
【解説】
ばっ気槽は、硝化及び脱窒を効率的に行うため、ばっ気撹拌工程、撹拌工程を時間で区切って運転している。このため、設計では、ばっ気撹拌・撹拌の両工程のそれぞれが変更可能なことが必要である。特に供用開始時の低負荷運転は適切な運転方法が難しいため、この低負荷運転に対応した運転方法が設定されることが望ましい。
また、ばっ気撹拌・撹拌工程時間を設定する自動制御機器（コントローラ等）及びばっ気撹拌
装置等の取扱いについては、それぞれの取扱説明書により、容易に運転調整できることが必要である。

3.14.4 維持管理における留意点
本省エネ運転手法は、流入負荷量に併せた運転を行うものであり、現状の流入負荷の把握と水）の確認を継続して行う必要がある。
質分析値（特に NH4-N、NO3-N（NO2-N）【解説】
ばっ気撹拌装置の運転方法でどのような運転方法が可能なのか、また、現状の運転方法がどのような方法なのかを把握する。その上で流入負荷量に見合った運転方法（ブロワの風量調整、ばっ気時間調整方法等）を選択し、実施する必要がある。
また、本省エネ運転手法では適正なばっ気量とする必要があるため、定期的に現場での簡易水質測定キット等で NH4-N、NO3-N（NO2-N）濃度を測定（写真 3.14.2）し、その硝化・脱窒状況を確認する必要がある。本省エネ運転手法は当該施設での水質結果をばっ気撹拌装置の運転に反映さ

3-14-3

せることを継続することが求められる。現場での簡易水質測定キットの値を用いた具体的な本省
エネ運転手法を図 3.14.2 に参考として示した。
ここで、NH4-N 濃度が高い場合には、硝化のために必要な空気量が増加し電力量は増加するが、NH4-N 濃度が低減し、NO2-N＋NO3-N の合計濃度が 10 mg/L 以下に落ち着いた場合には、本省エネ運
転手法による省エネ効果が可能となる。
アンモニア態窒素

硝酸態窒素

読取り値：0.2

読取り値：0.5

写真 3.14.2 簡易水質測定キットの実施状況

運転状況の確認ＮＯ

NH4-N：３ mg/L
以下か？

ばっ気撹拌装置のばっ気撹
拌時間を増加（5～10 %）YES
ばっ気撹拌装置のばっ気撹拌時間を5～10％短縮
１週間後に再測定

NH4-N：３ mg/L
以下か？

ＮＯ

YES
NO2＋NO3-Ｎ：
10 mg/L以下
か？

ＮＯ

ばっ気撹拌装置の撹拌時間を増加（5～10 %）YES
現状運転の継続

図 3.14.2 簡易水質測定キットによるばっ気撹拌装置のばっ気撹拌時間の変更例

3-14-4

【事例紹介】3.14.5 ⑭ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転時間調整の導入の実証事例
ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量・運転時間調整の導入の実証調査は６地区で行っており、その代表的な事例として、徳島県佐那河内村宮前（みやまえ）地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
宮前地区の処理施設は、計画処理対象人口 780 人の JARUS－ⅩⅣ型で、平成 14 年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.14.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.14.3 に示した。
表 3.14.1 宮前地区の施設概要
県/市町村名徳島県/佐那河内村

地区名

宮前地区

処理施設名

宮前地区汚水処理場

処理方式

JARUS－ⅩⅣ型

処理対象人口780 人

計画流入汚水量211 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質20 ㎎/L50 ㎎/L

写真 3.14.3 宮前地区処理施設の全景

3-14-5

(2) 運転手法の導入方法
ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの風量調整を行う運転手法は、処理水質への影響が大きい
ことから、
ばっ気槽内のアンモニア態窒素濃度等を測定しながら、処理性能に支障のない範囲で、風量調整を行うことにより省エネ化を図るものである。
具体的には維持管理業者の巡回管理時にばっ気槽内のアンモニア態窒素、硝酸態窒素や亜硝酸
態窒素を測定し、ばっ気槽内での硝化・脱窒の状態を確認しながら、徐々に風量調整することとした。
ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの仕様を表 3.14.2 に、ばっ気槽ブロワ等の写真を写真
3.14.4 に示した。
表 3.14.2 ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの仕様
設置場所
ばっ気槽
ばっ気撹拌装置
ばっ気槽ブロワ

ばっ気槽 第１室、第２室
設計滞留時間：27.5 時間
幅 5.5 m×長さ 5.5 m×水深 4.2 m の２槽
水中ばっ気撹拌装置 NO.1、NO.2
2.2 kW×２台
常用：φ65 mm×3.7 kW ２台
予備：φ50 mm×2.2 kW ２台コントロールパネル

ばっ気槽ブロワ

写真 3.14.4 ばっ気槽のコントロールパネル及びばっ気槽ブロワの状況

ばっ気槽（ばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワ）の運転条件は表 3.14.3 に示すように変更していくこととし、ばっ気時間を５分づつ短縮していき、最終的にはばっ気時間を 20 分、撹拌時間を40 分とした。参考としてばっ気槽のばっ気撹拌状況を写真 3.14.5 に示した。

3-14-6

表 3.14.3 ばっ気槽の運転設定
ばっ気時間

撹拌時間

合 計

（分）

（分）

（分）

35

25

60

第一段階

30

30

60

第二段階

25

35

60

第三段階

20

40

60

種 別
導入前運転

導入後

写真 3.14.5 ばっ気槽のばっ気撹拌状況

3-14-7

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ運転手法の導入前後におけるばっ気撹拌装置及びばっ気槽ブロワの日当たり使用電力量と電力量料金を表 3.14.4 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が⑤136.1 kWh/日、導入後が⑥105.5 kWh/日であり、使用電力量での両者の差は⑤－⑥＝30.6 kWh/日、年間では 11,200 kWh/年程度となり、縮減率は22.4 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は⑪－⑫＝459 円/日、年間
では 168,000 円/年程度となった。

表 3.14.4 省エネ効果の確認

ばっ気撹拌装置・
ばっ気槽ブロワ
平均使用電力量（kWh/日）

導入前運転結果
ばっ気撹拌

ばっ気槽

ばっ気撹拌

ばっ気槽

装置

ブロワ

装置

ブロワ

① 37.2② 98.9③ 35.1④ 70.4平均使用電力量 計（kWh/日）導入前後での使用電力量の縮減率 (⑤－⑥)/⑤
平均使用電力量料金（円/日）※

導入後運転結果⑤ 136.1⑥105.5－22.4 %⑦（①×単価） ⑧（②×単価） ⑨（③×単価） ⑩（④×単価）
1,484

558

平均使用電力量料金 計（円/日）※⑪ 2,042※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-14-8527

1,056⑫ 1,583

3.15 ⑮流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整の導入
3.15.1 省エネ技術の概要
流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間を調整し、流量調整槽への戻り汚水量を少なくする
ことで、流量調整ポンプの稼動時間（使用電力量）を縮減する省エネ技術である。

【解説】
ほとんどの農業集落排水施設には流量調整槽が設置されており、二次処理設備の処理機能を十分発揮させるために汚水の流量変動を調整し、汚水を均等に移送するため流量調整ポンプ及び汚水計量槽が設置されている。
流量調整ポンプにより汚水計量槽に揚水された汚水は多めに送水され、汚水計量槽の四角堰からオーバーフローで流量調整槽に戻ることで、後段水槽への流入量の調整を行っており、流量調
整ポンプの稼働時間が大きくなっているのが実状である（図 3.15.1 参照）。
流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整の導入は、流入負荷や処理状況の確認を行った
上で、汚水計量槽の四角堰の堰を高くして戻り汚水量を少なくし、流量調整ポンプの稼動時間を短縮（使用電力量を縮減）するものである。

汚水計量槽

流量調整ポンプ

流量調整槽へのｵｰﾊﾞｰﾌﾛｰ
図 3.15.1 流量調整ポンプと汚水計量槽の関係

3-15-1

3.15.2 省エネ技術の適用方法
流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整の導入は、特に沈殿槽を持たない回分式活性汚泥方式には有用である。
【解説】
汚水計量槽の調整用四角堰を高くして、流量調整槽への戻り汚水量を少なくし、流量調整ポン
プの稼動時間を短縮する運転手法は、流入汚水量が少ない場合には、流量調整槽を有するすべての農業集落排水施設に適用できる。
特に回分式活性汚泥方式の場合は、後段に沈殿槽を有していないため、戻り汚水量を少なくして回分槽への移送水量が多くなっても、処理性能に与える影響は少ない。
なお、流量調整槽を有していない JARUS 型式はⅠ型、Ｓ型、Ⅱ型及びⅤ型であり、これらの型式は適用外となる。
また、JARUS－膜分離活性汚泥方式では流量調整機能を有している脱窒槽があり、適用可能であるが、流量調整時間が他処理方式に比較して小さく、また、膜フラックスへの影響が大きいため本方式への適用には留意が必要である。

3.15.3 設計・運転設定における留意点
処理水質への影響や沈殿汚泥の流出が発生しないように、流量調整ポンプの稼動時間を適正に設定することが必要である。
【解説】
流入負荷や処理状況の確認を行った上で汚水計量槽における戻り汚水量を少なくし、後段の処
理槽への汚水投入時間が短くなるように、流量調整ポンプの稼動時間を適正に設定することが必要である。
特に回分式活性汚泥方式以外の処理方式でこの運転手法を検討する場合には、流入水量負荷が小さいこと、また、沈殿槽の水面積負荷に十分な余裕があることが前提となる。単位時間当たりの処理水量が設計水量を超えないように留意することが必要である。

3.15.4 維持管理における留意点
処理施設の流入特性や現状の流量調整槽の運転方法及び流量調整ポンプの運転手法を把握した上で、後段の水槽における水位及び沈殿槽の汚泥界面等の状況を確認しながら流量調整ポンプの運転時間を調整することが必要である。
【解説】
処理施設の流入特性や現状の流量調整槽の運転方法及び流量調整ポンプの運転手法については、維持管理業者への聞き取りと現地調査を行い、処理状況を確認した上で流量調整ポンプの運転設

3-15-2

定を行うことが必要である。特に回分式活性汚泥方式においては、汚水の流入時間が通常の２時間以下/１サイクルとなり、サイクル間で流入負荷量が不均一となるため、全体の処理性能を確認の上で、流量調整ポンプの稼働時間の設定を行うことが必要となる。
加えて、処理性能へ影響を与えて処理水質を悪化させたり、沈殿槽汚泥の流出をまねくことがないように、後段の水槽における水位及び沈殿槽の汚泥界面等を確認しながら実施することが重要である。

3-15-3

【事例紹介】3.15.5 ⑮流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整の導入の実証事例
流量調整ポンプ及び汚水計量槽の運転時間調整の導入の実証調査は４地区で行っており、その代表的な事例として、山口県宇部市花香地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
花香（はなが）地区の処理施設は、計画処理対象人口 1,540 人の JARUS－ⅩⅡG 型で、平成 13
年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.15.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.15.1 に示した。
表 3.15.1 花香地区の施設概要
県/市町村名山口県/宇部市

地区名

花香地区

処理施設名

花香地区クリーンセンター

処理方式

JARUS－ⅩⅡG 型

処理対象人口1,540 人計画流入汚水量416 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS
T-N
T-P

計画処理水質10 mg/L
15 mg/L
15 mg/L
3 mg/L

写真 3.15.1 花香地区処理施設の全景

3-15-4

(2) 運転手法の導入方法
この省エネ運転手法は、汚水計量槽からの戻り汚水量を減量することで、流量調整ポンプの稼
動時間を短縮するものである。本地区では戻り汚水量を止め、流量調整ポンプで揚水した汚水を全て回分槽に流入させることとした。
流量調整ポンプの仕様を表 3.15.2 に、また、汚水計量槽の状況を写真 3.15.2 に示した。
表 3.15.2 流量調整ポンプ等の仕様
設置箇所名
流量調整槽

流量調整槽
設計滞留時間：7.06 時間
幅 4.8 m×長さ 8.6 m×水深 3.7 m の１槽
水中汚水汚物ポンプ型式

φ80 mm×2.2 kW

台数

２台（内１台は予備）

汚水計量槽

汚水計量槽の四角堰の状況

写真 3.15.2 汚水計量槽の設置状況

3-15-5

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ運転手法の導入前後における流量調整ポンプの日当たり使用電力量と電力量料金を表
3.15.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が③20.7 kWh/日、導入後が④15.0 kWh/日であり、使用電力での両者の差は③－④＝5.7 kWh/日、年間では 2,100 kWh/年となり、縮減率は 27.5 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は⑤－⑥＝86 円/日、年間では 31,400 円/年程度の削減となった。
表 3.15.3 省エネ効果の確認
流量調整ポンプ

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①:NO.1②:NO.2①:NO.1②:NO.2（kWh/日）

9.8

10.9

6.69

8.35

平均使用電力量（２台当たり）

③

④

（①＋②）
（kWh/日）

20.7

15.0

－

27.5 %

平均使用電力量料金⑤⑥（円/日）※

311

225

導入前後での使用電力量の縮減率（③－④）/③※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-15-6

3.16 ⑯汚泥引抜ポンプの間欠運転の導入
3.16.1 省エネ技術の概要
汚泥引抜ポンプの間欠運転の導入は、処理水質及び運転管理に支障のない範囲で、汚泥引抜ポ
ンプの稼働時間を調整し、使用電力量を縮減する省エネ技術である。
【解説】
汚泥引抜ポンプは、原則として設計移送汚泥量に相当する汚泥をばっ気槽に返送できるとともに、余剰汚泥を汚泥処理設備（汚泥濃縮貯留槽、汚泥濃縮槽、又は汚泥受槽）に円滑に移送するためのものである。
この沈殿槽汚泥引抜ポンプの稼働時間を、処理水質及び運転管理に支障のない範囲で調整し、汚泥引抜ポンプの使用電力量を縮減する省エネ技術である。
（写真 3.16.1参照）

タイマ

写真 3.16.1 汚泥引抜ポンプ及び稼働時間の制御機器

3.16.2 省エネ技術の適用方法
沈殿槽に汚泥引抜ポンプが設置されている全型式に適用できる。

【解説】
生物反応槽から沈殿槽へ移流する微生物を含む固液混合液は、沈殿槽で固形物（微生物）が沈殿し、上澄水は、処理水として次の処理工程へ流出する。
沈殿槽へ移流する固液混合液は、水塊として上澄水より比重が大きくセンターウェル下方へ密度流として拡散し、沈殿槽下部の沈降汚泥領域で濃縮され、汚泥引抜ポンプで生物反応槽へ送られる。汚泥濃縮現象が生じると、流入汚水量に相当する汚泥粒子間の間隙水が上方へ排出され、この間隙水に同伴した微小フロックは、汚泥沈降領域で沈降し、下部の沈降汚泥と合一する。
（図
3.16.1 参照）

3-16-1図 3.16.1 汚泥引抜ポンプの運転工程

生物反応槽固液混合液（MLSS）の汚泥沈降性が良好であれば、汚泥沈降領域で速やかに固液分離・汚泥濃縮が行われるので、沈降汚泥領域に占める汚泥容量は少ない。
JARUS 型の沈殿槽容量は、計画汚水量に対して３時間分以上の容量があり、供用率が少な
い（流入汚水量が少ない）、汚泥沈降性が良好な場合には、汚泥沈降領域にかなりの余裕が生じるので、汚泥引抜ポンプを多少止めても沈殿槽下部で、ある程度汚泥貯留が可能となる。
また、返送汚泥を止めると生物反応槽から沈殿槽への移流量も減り、生物反応槽からの活性汚泥も減るため、生物処理機能に重大な影響を及ぼさない。
このことに着目して省エネを目的とした汚泥引抜ポンプの間欠運転を行っている。

3.16.3 設計・運転設定における留意点（１）汚泥引抜ポンプをタイマ等で間欠運転する場合には、24 時間サイクルタイマで汚泥引抜ポ
ンプと余剰汚泥引抜電動弁の動作を制御する。
（２）余剰汚泥引抜には汚泥引抜ポンプが稼働している必要がある。
（３）既設施設で、汚泥引抜ポンプ動力系に単純にタイマを差し込む場合には、余剰汚泥引抜弁
開閉時刻のセットに留意が必要である。
【解説】
初期の施設運転開始時や処理対象人員の減少等で供用率が低くなった施設では、施設設計能力に余裕があり、実際の処理量当たりの消費エネルギーが過大となる。汚泥引抜ポンプの場合には吐出弁を運転操作することで、ある程度の省エネを図ることができるが、汚泥であるため、閉塞を考慮すると弁絞りの程度には限界があり、施設処理能力に余裕がある場合には、間欠運転とすることが有効である。

3-16-2

（１）余剰汚泥引抜を自動で行う場合は、通常、１日に４回以下、１回分当たり 10 分以下であり、汚泥引抜ポンプ稼働時間を１回分当たり 15 分以上とすると、汚泥返送と余剰汚泥引抜は支障なく自動制御することができる。
（２）余剰汚泥引抜時に汚泥引抜ポンプ稼働条件を入れた制御の例を図 3.16.2 に示す。

図 3.16.1 返送汚泥引抜ポンプの運転工程

図 3.16.2 汚泥引抜ポンプ稼働条件の制御例

写真 3.16.2 24 時間タイマ

3-16-3

（３）既設汚泥引抜ポンプ動力系に 24 時間タイマを取り付け、24 時間タイマだけで ON/OFF 制
御をすると、余剰汚泥電動弁開閉制御と関連付けできないので、それぞれの時刻設定に留意する必要がある。

3.16.4 維持管理における留意点（１）沈殿槽越流水の透視度が良好であることを確認する。
（２）沈殿槽汚泥界面を測定し、沈積汚泥が過剰に蓄積されていないことを確認する。
（３）生物反応槽内微生物濃度（MLSS 濃度）が所定の値を維持していることを確認する。
（４）生物反応槽内溶存酸素（DO）濃度を測定し、汚泥返送を間欠に行っても槽内 DO 濃度変動が許容される範囲内にあることを確認する。
【解説】
沈殿槽からの汚泥返送は、沈殿槽で固液分離した汚泥（微生物）を連続して生物反応槽へ返送
して生物反応槽の微生物量を一定に保つ役割を果たしている。
汚泥返送を停止している間は、生物反応槽へ流入する水量分が処理に必要な微生物を含んで沈殿槽へ流入し、微生物は沈積汚泥として沈殿槽下部に滞留する。この沈積汚泥を生物反応槽へ返送しないと生物反応槽内の微生物は反応槽への流入汚水分だけ洗い流され微生物量（MLSS 濃度）
は、減少し生物処理機能に支障を来す。
一方、沈殿槽下部に著しく沈積汚泥が堆積すると沈殿槽移流水によって、汚泥界面が乱れ沈積
汚泥の巻き上げが生じ沈殿槽からの汚泥（微生物）流出となる。汚泥（微生物）の過大な流出は、
放流水質の悪化だけでなく、水処理機能の回復に多大な時間を要することになる。
したがって、汚泥引抜ポンプを間欠運転する場合には、下記の状況を随時確認する。
① 沈殿槽越流水中に生物フロックの過剰な流出が見られないことを確認する。
② 沈殿槽沈積汚泥界面がセンターウェル下端より下にあることを確認する。
③ 生物反応槽内微生物濃度（MLSS 濃度）が維持されていることを確認する。
④ 生物反応槽内溶存酸素（DO）濃度の変動を確認する。
生物反応槽ばっ気中：汚泥返送開始直後に一旦減少する DO が速やかに上昇すること、
生物反応槽ばっ気停止中：ばっ気開始後に DO が徐々に上昇すること、を確認する。

3-16-4

【事例紹介】3.16.5 ⑯汚泥引抜ポンプの間欠運転の導入の実証事例
汚泥引抜ポンプの間欠運転の導入の実証調査は２地区で行っており、その代表的な事例として、
埼玉県美里町駒衣地区の実証事例を紹介する。
(1) 実証地区の概要
駒衣（こまぎぬ）地区の処理施設は、計画処理対象人口 2,950 人の JARUS－ⅩⅣ型で、平成 16
年度から供用開始した施設である。
本地区の施設概要を表 3.16.1 に、処理施設の全景写真を写真 3.16.2 に示した。
表 3.16.1 駒衣地区の施設概要
県/市町村名埼玉県/美里町

地区名

駒衣地区

処理施設名

こまきべだいクリーンセンター

処理方式

JARUS－ⅩⅣ型

処理対象人口2,950 人計画流入汚水量797 m3/日

系列数

１系列
BOD
SS

計画処理水質20 ㎎/L50 ㎎/L

写真 3.16.2 駒衣地区の処理施設の全景

3-16-5

(2) 運転手法の導入方法
沈殿槽の汚泥引抜ポンプは、ばっ気槽内で生物処理を受けた汚水と微生物の混合液を、沈殿槽で処理水と活性汚泥とに固液分離し、分離した活性汚泥をばっ気槽へ返送する役割を担う。連続した生物学的水処理システムの重要な単位操作を構成している。
通常の水処理では沈殿槽からの活性汚泥の返送は、連続して行われるが、当該施設の供用率が40 %以下と低いこと、またばっ気槽滞留時間が約 88 時間（実容量 944 m3）、沈殿槽滞留時間が約、水面積負荷が約４ m/日(実水面積 63.6 m2）と生物処理工程・固液分離
23 時間（実容量 254 m3）
工程ともに十分な大きさを持つことから、沈殿槽からの汚泥返送を間欠で行っても水処理機能上は、何ら問題とならない。
ただし、供用率が上がって、汚泥返送量が設計値に近い値で汚泥返送を間欠で行うと、一時的に沈殿槽内の流速が上昇することになり、汚泥沈降阻害により汚泥流出のおそれがあるので注意が必要である。
本地区の間欠運転の設定は、24 時間連続運転のエネルギー消費の約 1/2 を目安にし、従来から「0.5 時間運転、0.5 時間停止」
間欠運転を実施しているが、処理機能上の支障は見られていない。
本事業で、高効率汚泥引抜ポンプを導入し、同じ間欠運転を実施しているが、従来と同じ処理機能が得られ、高効率ポンプ導入によって、更に起動動力を小さくした省エネ効果が得られている。
汚泥引抜ポンプの仕様を表 3.16.2 に、汚泥引抜ポンプの写真を写真 3.16.2 に示した。
表 3.16.2 汚泥引抜ポンプの仕様
設置箇所名
型 式

沈殿槽
竪型槽外式汚水汚物ポンプ（φ80×65 mm）

台数

３ 台

出力

1.5 kW

操作パネル

写真 3.16.3 汚泥引抜ポンプ及び運転時間の設定状況（竪型槽外式汚水汚物ポンプ）

3-16-6

(3) 使用電力量及び省エネ効果
省エネ機器の導入前後における汚泥引抜ポンプの日当たり使用電力量と電力量料金を表
3.16.3 に示す。
導入前後での使用電力量は、導入前が①5.31 kWh/日、導入後が②4.28 kWh/日であり、使用電力での両者の差は①－②＝1.03 kWh/日、年間では 376 kWh/年となり、縮減率は 19.4 %の省エネ効果が確認された。
また、この省エネ効果を使用電力量料金に換算すると、両者の差は③－④＝15.5 円/日、年間では 5,660 円/年程度となった。
なお、本地区は、導入前からある程度の間欠運転を実施していたため、間欠運転の効果が小さい結果となった。
表 3.16.3 省エネ効果の確認
汚泥引抜ポンプ

導入前運転結果

導入後運転結果

平均使用電力量①②（kWh/日）

5.31

4.28

－

19.4 %

平均使用電力量料金③④（円/日）※

79.7

64.2

導入前後での使用電力量の縮減率（①－②）/①※電力量料金単価を 15 円/kWh として算出

3-16-7

第４章 総括
4.1 総括省エネ技術は電気料金のコスト縮減に向けて積極的に実施すべき技術である。
省エネ技術の導入に当たっては、省エネ機器は費用対効果の確認、並びに、処理性能に係わる主要な機器の省エネ運転手法は処理性能への影響を確認する必要がある。
【解説】
本マニュアルは、省エネ技術ごとに以下の技術概要や各段階での留意点を取りまとめている。
① 省エネ技術の概要② 省エネ技術の導入条件及び適用方法③ 設計・施工（運転設定）における留意点④ 維持管理における留意点⑤ 省エネ技術導入地区の事例紹介
取りまとめた省エネ技術（16 種類）は、今後とも集落排水施設にて積極的に導入し、電気料金のコスト縮減を行うべき技術であり、今後とも開発や適用が進むものとみられる。このため、最新の技術情報の収集に注力し、更新整備を実施する時点で最適な技術を導入する。
なお、省エネ機器を導入する際には、導入費用に対する費用対効果や導入時期（更新整備）の見極めが必要である。
また、省エネ運転手法の省エネ効果の評価は、現状の流入負荷量、運転条件及び処理状況等により異なってくるので、留意する必要がある。加えて、処理性能に係る主要な機器（ばっ気槽ブ
ロワ、ばっ気撹拌装置等）の省エネ運転を導入する際には、処理性能への影響を確認する必要がある。

4-1