３．革新的技術の詳細（４）固定床型アナモックスプロセスによる高効率窒素除去技術
NH4-N
アナモックス細菌（担体に固定化）

N2

NO2-N

熊本市・地方共同法人日本下水道事業団・株式会社タクマ 共同研究体

熊本市・JS・タクマ共同研究体

第２章
技術の概要と評価「技術概要・特徴を把握する」
第１節 技術の概要
第２節 実証研究に基づく評価の概要
2

 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の目的 （§5）
嫌気性消化導入の課題

消化汚泥脱水ろ液・・・アンモニア性窒素濃度が高い！
※通常は水処理施設に返送して流入水とともに処理される。

水処理施設の流入窒素負荷量の増大

放流水窒素濃度の上昇

本技術導入の目的

嫌気性消化汚泥脱水ろ液を個別に処理
水処理施設の流入窒素負荷量を低減

放流水窒素濃度の低減・安定化
放流水窒素濃度の低減

水処理施設
流入水

沈砂池

最初沈殿池

反応タンク

生汚泥
窒素負荷量の低減

重力濃縮

余剰汚泥
機械濃縮

返流水（汚泥濃縮脱離液）

個別処理（革新的技術）

処理水

最終沈殿池

嫌気性消化返流水（消化汚泥脱水ろ液）
汚泥処理施設

汚泥脱水

消化ガス
脱水汚泥3

 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

アナモックスプロセスの概要 （§6）
アナモックス(anammox)とは「嫌気条件下におけるアンモニアの酸化」を意味する
anaerobic ammonium oxidation の頭文字に基づく造語
1990年代にオランダで発見された新規の生物学的窒素変換反応
嫌気条件下において、アンモニアと亜硝酸を窒素ガスに変換
窒素ガス
（N2）
アナモックス反応

有機物

脱窒反応
アナモックス細菌

アンモニア性窒素（NH4＋-N）
アナモックス反応の実験式

亜硝酸性窒素（NO2－-N）

硝酸性窒素（NO3－-N）

硝化反応

NH4＋＋1.32NO2－＋0.066HCO3－＋0.13H＋→1.02N2＋0.26NO3－＋0.066CH2O0.5N0.15＋2.03H2O

酸素

有機炭素源(メタノールなど)を必要としない窒素除去が可能

4 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

アナモックスプロセスの概要 （§6）
アナモックスプロセスには様々な方式がある。
●プロセス構成
2槽式プロセス

1槽式プロセス

原水バイパス

原水

構成

NH4-N
↓
NO2-N

NH4-N
＋NO2-N↓
N2部分亜硝酸化

アナモックス

原水

処理水

処理水

NH4-N
↓
NO2-N
↓
N2
部分亜硝酸化 ＋ アナモックス●アナモックス槽に流入するアンモニアと亜硝酸の濃度比率(NO2/NH4比)の調整方法
バイパス方式

ワンパス方式※NO2/NH4比=1.3に調整する場合※NO2/NH4比=1.3に調整する場合

原水バイパス（バイパス水量比=43%）

構成

NH4-N
NH4-N
亜硝酸化率=100%
亜硝酸化槽

NH4-N

NH4-N

NO2-N

NO2-N

亜硝酸化率=57%（NO2/NH4比=1.3）

亜硝酸化槽●反応槽形式・・・生物膜法(固定床、流動床など)、自己造粒法など（NO2/NH4比=1.3）

5

 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

固定床型アナモックスプロセスの概要 （§7）
固定床型アナモックスプロセス【バイパス方式】
アンモニアと亜硝酸の濃度比率をバイパス水量の制御のみでコントロール

アナモックス槽に流入する
アンモニアと亜硝酸の濃度比率→窒素除去率の安定性に重要

流量調整槽

BOD酸化
BOD酸化槽 沈殿槽

流量調整施設有機物除去施設

混和槽
凝集槽 凝集沈殿槽 分配槽
SS除去施設

分配施設

混合槽
脱気槽
調整槽

亜硝酸化槽

亜硝酸化沈殿槽

亜硝酸化施設混合･脱気･調整施設 ｱﾅﾓｯｸｽ施設

アナモックス槽 処理水貯留槽
処理水貯留施設

前処理工程

部分亜硝酸化工程

アナモックス工程

流入負荷量の調整/平滑化。
原水中の有機物濃度，SS濃度などを低減。

アンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に変換。

アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を窒素ガスに変換。

【2槽式プロセス】
・運転制御が容易
・高い負荷での運転に対応【固定床方式】
・維持管理が容易
・負荷変動に強く安定した運転を実現

6

 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

固定床型アナモックスプロセスの概要 （§7）
各生物反応槽の固定床担体

亜硝酸化槽担体

硝化細菌が付着した担体

ｱﾅﾓｯｸｽ槽担体

ｱﾅﾓｯｸｽ細菌が付着した担体

7

 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

固定床型アナモックスプロセスの概要 （§7）
バイパス方式によるNO2-N/NH4-N比の調整方法(水量自動制御方法）
混合･脱気･調整槽にて計測したNO2-N濃度とNH4-N濃度よりNO2-N/NH4-N比を算出し、その算出値が設定した範囲内に維持されるように、分配槽からのバイパス水量を自動で制御して、NO2-N/NH4-N比を安定的に維持。
バイパス水供給ポンプ

Ｐ

NO2-N
NH4-N

1.5

設定値
実測値

1.41.3

Ｐ

分配槽

1.2

亜硝酸化槽

亜硝酸化沈殿槽

混合槽
脱気槽
調整槽

バイパス水量自動制御の概略図

1.1
1.0
H25.9.29

H25.10.1

H25.10.3

H25.10.5

自動制御時の調整槽におけるNO2-N/NH4-N比8 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の特徴 （§8）
従来の窒素除去法(生物学的硝化・脱窒法など)と比べて・・・
一般的なアナモックスプロセスの特徴(本技術も含む)
曝気動力の削減

送風量の削減〔省エネ〕

ﾒﾀﾉｰﾙ添加が不要

有機物なしで窒素除去が可能〔低コスト〕

設置ｽﾍﾟｰｽの縮小

アナモックス細菌の高密度化により、容積あたりの処理速度を高く設定できる〔低コスト〕

汚泥発生量の削減

アナモックス細菌の増殖速度が小さいため、余剰汚泥発生量が少ない〔低コスト〕

さらに、固定床型アナモックスプロセス(本技術)は以下の特徴を有する。
処理の安定性が高い

2槽式プロセス・バイパス方式・固定床方式の適用

9 第２章 第１節 技術の概要熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の適用条件 （§9）
本技術の対象排水および適用条件
項目

条件

備考

対象排水

嫌気性消化汚泥脱水ろ液

脱水方式により濃度が異なる。

適用条件

アンモニア性窒素濃度
300㎎-N/L 以上

NH4-N濃度が低い排水では、亜硝酸化反応が安定しない可能性がある。

一般的に、低濃度の排水では亜硝酸化反応(硝酸化抑制)が安定しない傾向がある。

NO3-N生成率

流入NH4-N濃度

100

1000

80

8006060040400300

200
H25.2.5

200
0H25.2.9

H25.2.13 H25.2.17 H25.2.21

亜硝酸化槽における窒素変換率の挙動（H24年度冬季データ 処理対象：ベルトプレス脱水ろ液）

NH4-N残留率

NO2-N生成率

NO3-N生成率

流入NH4-N濃度0亜硝酸化槽流入NH4-N濃度（mg-N/L）

NO2-N生成率

NH4-N残留率・NO2-N・NO3-N生成率（%）

NH4-N残留率

亜硝酸化槽流入NH4-N濃度（mg-N/L）

NH4-N残留率・NO2-N・NO3-N生成率（%）

実証施設ではアンモニア性窒素濃度300㎎-N/L(※実証の最小濃度) 以上の運転において安定した亜硝酸化反応を実証。

亜硝酸化槽における窒素変換率の挙動（H25年度冬季データ 処理対象：スクリュープレス脱水ろ液）

101001000808006060040400202000
H26.1.26

H26.2.1

H26.2.7

H26.2.13

H26.2.19

 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入シナリオ例 （§10）
本技術の導入シナリオ例①嫌気性消化が導入されているが、返流水個別処理施設を有しない場合。
②汚泥処理に嫌気性消化を導入する場合。
③外部からバイオマスなどを受入れる場合。
④既存の返流水個別処理施設(従来技術)を再構築する場合。

水処理施設の流入窒素負荷量が増加

放流水の窒素濃度が上昇

本技術を返流水個別処理に導入することで・・・
低コストで省エネルギーに返流水の窒素負荷量を低減

放流水の窒素濃度を低減
11 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入シナリオ例① （§10）①嫌気性消化が導入されているが，返流水個別処理施設を有しない場合。
⇒既存の消化槽由来の窒素負荷量を低減し、放流水の窒素濃度の低減・安定化を図る。

導入前

放流水窒素濃度の低減

窒素負荷量の低減

導入後

12 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入シナリオ例② （§10）②汚泥処理に嫌気性消化を導入する場合。
⇒汚泥処理において嫌気性消化を導入する際に、上昇が見込まれる当該消化槽由来の窒素負荷量を低減し、放流水の窒素濃度の低減・安定化を図る。

導入前

放流水窒素濃度の低減

窒素負荷量の低減

導入後

13 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入シナリオ例③ （§10）③外部からバイオマスなどを受入れる場合。
⇒外部からバイオマスなどを受入れる場合(汚泥集約処理、MICS事業、地域バイオマス受入など)、上昇が見込まれる既存の消化槽由来の窒素負荷量を低減し、放流水の窒素濃度の低減・安定化を図る。

導入前

放流水窒素濃度の低減

窒素負荷量の低減

導入後

14 第２章 第１節 技術の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入シナリオ例④ （§10）④既存の返流水個別処理施設(従来技術)を再構築する場合。
⇒既存の返流水個別処理施設(従来技術)の再構築により、コスト縮減、温室効果ガス排出量・エネルギー使用量削減などを目指す。

導入前

放流水窒素濃度の低減

窒素負荷量の低減

導入後

15 第２章 第２節 実証研究に基づく評価の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の評価結果 （§11，12，資料編）＜B-DASHにおける実証研究の概要＞
平成24年度
実証設備の製作・設置工事、種菌培養、連続運転データ収集。
平成25年度
連続運転データ収集、その他各種試験実施。

実証研究の全体工程

実証施設写真種汚泥移設風景16 第２章 第２節 実証研究に基づく評価の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の評価結果 （§11，12，資料編）＜窒素除去機能に係る評価結果＞
プロセス全体の窒素除去率として、いずれの季節でも平均80%以上を確認。
四季毎の詳細調査データ収集期間中のアナモックスプロセスにおける処理水質
H25年度夏季データ
流入水T-N
処理水T-N
T-N除去率[mg-N/L][mg-N/L][%]

H25.8.28～H25.10.8
540～790（663）
84～130（114）
77～87（83）

H25年度秋季データ
H25.10.29～H25.12.11
591～719（673）
103～164（135）78～84(80)※秋季はT-IN（総無機態窒素）での算出。
H25年度冬季データ
流入水T-N
処理水T-N
T-N除去率[mg-N/L][mg-N/L][%]

H26.1.25～H26.2.21
760～1,000（860）
130～170（154）
80～83（81）※括弧内の数値は平均値を示す。

H24年度冬季データ
H25.2.5～H25.2.22
360～430（393）
57～78（69）81～83（82）17 第２章 第２節 実証研究に基づく評価の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の評価結果 （§11，12，資料編）＜窒素除去機能に係る評価結果＞●前処理工程
前処理工程にてBOD濃度、SS濃度ともに100mg/L以下を安定して維持。

●部分亜硝酸化工程
NO2生成率80%以上、NO3生成率5%以下を概ね安定して維持。一時的に低下した場合でも早急に対応。

●アナモックス工程
流入するNO2-N/NH4-N比およびNO2-N濃度を適切に維持し、窒素変換率85%以上を達成。
有機性窒素NO3-N

NO2-N

800
600
400
200
0

NH4-N

100
窒素変換率・除去率[%]

窒素濃度[mg/L]

1000

流入水
原水
（前処理工程前）

亜硝酸化槽流入水
ｱﾅﾓｯｸｽ槽流入水
処理水
分配槽
脱気槽
処理水
（前処理工程後） （部分亜硝酸化工程後） （ｱﾅﾓｯｸｽ工程後）プロセスの窒素濃度の挙動（H25年度冬季データ平均値）

変換率

除去率80
6040200H26.1.26 H26.2.1

H26.2.7 H26.2.13 H26.2.19

アナモックス槽における窒素変換率の挙動（H25年度冬季データ 処理対象：スクリュープレス脱水ろ液）

18

 第２章 第２節 実証研究に基づく評価の概要

熊本市・JS・タクマ共同研究体

技術の評価結果 （§11，12，資料編）＜コストおよびGHG排出量、エネルギー使用量に係る評価結果＞
規模別の本技術による返流水個別処理施設の試算条件
項目

試算条件
m3/日

10,00050,000100,000

処理返流水量m3/日

47235470

処理窒素除去量

㎏-N/日

39.9

199.3

398.6

窒素除去量あたりのLCC（百万円/t-N）
温室効果ガス排出量（t-CO2/t-N）

12LCC
GHG排出量ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量10240200

8160

6120

480

24010,000

0050,000

40,00080,000
下水処理場規模（m3/日）

100,000

0120,000

窒素除去量あたりのｴﾈﾙｷﾞｰ使用量（GJ/t-N）

下水処理場規模（流入下水量）

窒素除去量あたりのLCCおよびGHG排出量、エネルギー使用量の試算結果

19

熊本市・JS・タクマ共同研究体

第３章
導入検討

「導入効果を検討する」
第１節 導入検討手法
第２節 導入効果の検討例20

 第３章 第１節 導入検討手法

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入検討手順 （§13）
本技術の導入検討の流れ①
実態調査②導入効果の検討
導入検討Ⅰ

導入検討Ⅱ

有効性が明らかな場合は【導入検討Ⅰ】を省略可

③
導入判断

計画・
設計

導入検討中止①実態調査・・・関連下水道計画の整理、対象施設の実態調査
現状の把握と課題の明確化。
②導入効果の検討
本技術を導入する有効性について、以下の2段階で確認。
導入検討Ⅰ・・当該処理場において、返流水個別処理を導入する有効性があるか。
導入検討Ⅱ・・他の技術に比べて、本技術による返流水個別処理の導入効果があるか。
③導入判断・・・関連下水道計画の整理、対象施設の実態調査
本技術の導入に係る意思決定を行い、返流水個別処理施設の計画・設計に移行。

21

 第３章 第１節 導入検討手法

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入効果の検討 【導入検討Ⅰ】 （§15）
本技術の導入検討の流れ①
実態調査②導入効果の検討
導入検討Ⅰ

導入検討Ⅱ

有効性が明らかな場合は【導入検討Ⅰ】を省略可

③
導入判断

計画・設計

導入検討中止【導入検討Ⅰ】 返流水個別処理の有効性の検討
当該処理場において、返流水個別処理を導入する有効性があるか。
※有効性とは、返流水個別処理を導入することで、どれだけ返流水の窒素負荷量を低減できるか、また放流水T-N濃度を低減できるかなどの水質改善効果を表す。

下水処理場全体の物質収支について概略試算を実施。
※返流水個別処理のT-N除去率は実証成果より80%と設定。

水処理施設の流入窒素負荷量の低減量、放流水T-N濃度の低減量を算出。
返流水個別処理施設を導入する有効性を評価。

22

 第３章 第２節 導入効果の検討例

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入効果の検討例 【導入検討Ⅰ】 （§17）◆導入検討Ⅰ(§17)：
流入下水量50,000m3/日(TN濃度30mg/Lを想定)の下水処理場に嫌気性消化の導入および外部バイオマス（濃縮汚泥）を受入れる場合の当該処理場の水質改善効果を検討。

③④
水処理施設

流入水

沈砂池

最初沈殿池

反応タンク

生汚泥

②

重力濃縮

機械濃縮

返流水（消化汚泥脱水ろ液）
汚泥処理施設①処理水

余剰汚泥

返流水（汚泥濃縮脱離液）

個別処理施設
（本技術）

最終沈殿池

嫌気性消化

消化ガス

汚泥脱水

脱水汚泥

外部バイオマスの受入（集約汚泥，し尿汚泥，食品廃棄物系バイオマスなど）

返流水個別処理導入における水質改善効果の試算例①脱水ろ液窒素負荷量（kg-N/日）

②返流水
窒素負荷量
（㎏-N/日）③初沈流入水
窒素負荷量（㎏-N/日）④放流水
T-N濃度（㎎-N/L）

個別処理導入前後のT-N濃度低減量（㎎-N/L）

・消化槽なし・バイオマス受入なし
・返流水個別処理なし

-123

1,623

8.7-

・消化槽導入将来・バイオマス受入あり(導入前)
・返流水個別処理なし

714

870

2,370

12.2

-

・消化槽導入将来・バイオマス受入あり(導入後)・返流水個別処理導入

695

292

1,792

9.2

-3.0

導入対象の下水処理場の状況

現状23 第３章 第１節 導入検討手法

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入効果の検討 【導入検討Ⅱ】 （§15）
本技術の導入検討の流れ①
実態調査②導入効果の検討
導入検討Ⅰ

導入検討Ⅱ

有効性が明らかな場合は【導入検討Ⅰ】を省略可

③
導入判断

計画・
設計

導入検討中止【導入検討Ⅱ】 本技術による返流水個別処理の導入効果の検討
他の技術に比べて、本技術による返流水個別処理の導入効果があるか。
※導入効果とは、従来技術の導入に対するコスト縮減、温室効果ガス排出量・エネルギー使用量削減効果を表す。

算定式（費用関数）を用いる簡易な方法により概算し導入効果を検証。
※従来技術については、既存の設計指針や実績に準じて算出。
本技術の導入に係るコスト、温室効果ガス排出量、エネルギー使用量を算出。
従来技術を導入する場合と比較して、本技術による返流水個別処理の導入効果を検証。

24

 第３章 第２節 導入効果の検討例

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入効果の検討例 【導入検討Ⅱ】 （§18）◆導入検討Ⅱ(§18)：
流入下水量50,000m3/日(T-N濃度30mg/Lを想定)の下水処理場に本技術を導入した際の従来技術導入と比較した場合の導入効果を検討。

各種算定式 (※規模別の試算結果より算定)
項目単位算出式

備考

建設費

百万円

Y=2.7×N＋378.88

N:窒素除去量（㎏-N/日）

維持管理費

百万円/年

Y=0.19×N＋18.20〃

LCC百万円/年

Y=0.36×N＋52.33〃

GHG排出量t-CO2/年

Y=2.1×N＋69.42〃

ｴﾈﾙｷﾞｰ使用量

GJ/年

Y=29.3×N＋980.60〃

本技術による返流水個別処理の導入効果の試算例
項目

従来技術

本技術削減率(%)

建設費(総額)

百万円

1,17091722

維持管理費

百万円/年

845633

ライフサイクルコスト

百万円/年

164

12325

温室効果ガス排出量

t-CO2/年

1,32048064

エネルギー使用量

GJ/年

1.17×104

6.81×1034225

 資料編 ケーススタディー

熊本市・JS・タクマ共同研究体

参考 積上げによる試算 試算条件

26

 資料編 ケーススタディー

熊本市・JS・タクマ共同研究体

参考 積上げによる試算 試算条件

27

 資料編 ケーススタディー

熊本市・JS・タクマ共同研究体

参考 積上げによる試算 試算結果（コスト）
建設費（年価） 削減率：20%
従来技術 67.8（百万円/年） 革新的技術 54.6（百万円/年）
100

土木・建築

電気

維持管理費 削減率：35%
従来技術 84.0（百万円/年） 革新的技術 54.3（百万円/年）
100

機械

604020電力

60402000

従来技術

革新的技術

ライフサイクルコスト 削減率：27%
従来技術 163.7（百万円/年） 革新的技術 118.8（百万円/年）
100

相対比（-）

薬品

80

相対比（-）

相対比（-）

80

点検補修

スクラップコスト

撤去コスト

維持管理コスト

建設コスト

従来技術

革新的技術

※建設費は「下流総指針」に基づいて算出した。
耐用年数：機械15年、電気10年、土木建築50年
利子率 ：2.3%80※維持管理費は電力、薬品、点検補修を考慮した。

60※ライフサイクルコストは建設コスト（年価）、維持管理コスト、撤去コスト、スクラップコストを合算して算出した。

40200
従来技術

革新的技術

概算による試算結果
建設コスト 22%↓ 維持管理コスト 33%↓
ライフサイクルコスト 25%↓28

 資料編 ケーススタディー

熊本市・JS・タクマ共同研究体

参考 積上げによる試算 試算結果（エネルギーなど）
エネルギー使用量 削減率：44%
従来技術 11654.0（GJ/年） 革新的技術 6550.4（GJ/年）
100100

薬品由来
電力由来

604020

薬品由来
電力由来

80相対比（-）

80相対比（-）

GHG排出量 削減率：65%
従来技術 1060.6（t-CO2/年） 革新的技術 370.1（t-CO2/年）

60402000

従来技術

革新的技術

従来技術

革新的技術

※エネルギー使用量は各ユーティリティの使用量に対し、それぞれのエネルギー原単位を乗じることによって算出した。

※GHG排出量は各ユーティリティの使用量に対し、それぞれの二酸化炭素排出量の原単位を乗じることによって算出した。

※それぞれの原単位は国総研より提供された数値を使用した。

※それぞれの原単位は国総研より提供された数値を使用した。
※亜酸化窒素（N2O）については実証試験では実測したが、比較対象の従来技術におけるN2Oに関するデータが少なく適正な数値の提示が困難なため、今回は検討対象から除外した。

概算による試算結果
エネルギー使用量 42%↓ GHG排出量 64%↓29

熊本市・JS・タクマ共同研究体

第４章
計画・設計

「計画・設計を行う」
第１節 導入計画
第２節 前処理工程の設計
第３節 部分亜硝酸化工程の設計
第４節 アナモックス工程の設計
第５節 各処理工程の設計に係る留意事項
第６節 計装制御30

 第４章 第１節 導入計画

熊本市・JS・タクマ共同研究体

導入計画手順 （§19）
本技術の導入計画の流れ①実態調査②施設計画の検討
流入条件の設定

ﾌﾟﾛｾｽ構成の検討

各処理工程の設計検討

配置計画の検討③
導入効果の検証④
導入計画のまとめ①実態調査
周辺設備の運転状況や水量・水質性状など、より具体的に施設の計画・現状を把握。
②施設計画の検討
流入条件を設定し、プロセス構成を検討・決定。その上で各処理工程の設計検討。
③導入効果の検証
第３章で試算した導入効果が得られるか検証。
④導入計画のまとめ
本技術の導入について導入計画書などとしてとりまとめ。

31

 第４章 第２節 前処理工程の設計

熊本市・JS・タクマ共同研究体

施設計画の検討 （§21）
流入条件の決定後、前処理工程における各施設の設置の要否について検討。
＜各施設の設置条件＞
有機物除去施設・・・計画水質のC-BOD濃度が100mg/Lを超える場合
SS除去施設・・・計画水質のSS濃度が100mg/Lを超える場合

流量調整槽
流量調整施設BOD酸化槽BOD酸化 混和槽
沈殿槽 凝集槽 凝集沈殿槽 分配槽

有機物除去施設

SS除去施設

分配施設

混合槽
脱気槽
調整槽

亜硝酸化槽

亜硝酸化沈殿槽

亜硝酸化施設混合･脱気･調整施設 ｱﾅﾓｯｸｽ施設

アナモックス槽 処理水貯留槽
処理水貯留施設

前処理工程

部分亜硝酸化工程

アナモックス工程

流入負荷量の調整/平滑化。
原水中の有機物濃度，SS濃度などを低減。

アンモニア性窒素の一部を亜硝酸性窒素に変換。

アンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を窒素ガスに変換。

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 第４章 第２節 前処理工程の設計

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各処理工程の設計概要 （§24）

各処理工程の設計

前処理工程

部分亜硝酸化工程

アナモックス工程①流量調整施設④分配施設⑦アナモックス施設②有機物除去施設⑤亜硝酸化施設⑧処理水貯留施設③SS 除去施設⑥混合･脱気･調整施設●各施設の水槽容量の決定 ●各施設の機器構成・仕様の決定 ●付帯設備の検討

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 第４章 第３節 部分亜硝酸化工程の設計

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亜硝酸化施設 （§30）
硝化(アンモニア酸化)を利用して、流入するアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に変換することを目的として設置する。
型式：固定床方式
担体ユニットの容量決定※担体ユニットの単位容積あたりの窒素負荷を諸元として算出。
※実証施設では、1.0kg-N/m3/d

亜硝酸化槽担体担体ユニット⇒槽容量は担体ユニット容量およびその他の付帯設備の配置などを考慮して決定。

構造：完全混合反応槽

仕切板を 設置し ， 槽中央にド ラ フ ト チ ュ ーブ を 形成する 。 中央部は下向流を 形成。

付帯設備
・pH調整装置・散気装置・逆洗装置 など

担体ユニ ッ ト 底部から 曝気する こ と で ， 担体部は上向流を 形成。
亜硝酸化槽

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 第４章 第４節 アナモックス工程の設計

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アナモックス施設 （§33）
嫌気条件下でアナモックス細菌により生物学的に、流入するアンモニア性窒素と亜硝酸性窒素を窒素ガスに変換することを目的として設置する。
型式：固定床方式
担体ユニットの容量決定※担体ユニットの単位容積あたりの窒素負荷を諸元として算出。
※実証施設では、2.5kg-N/m3/d

ｱﾅﾓｯｸｽ槽担体

担体ユニット⇒槽容量は担体ユニット容量およびその他の付帯設備の配置などを考慮して決定。

構造：押し出し流れ式反応槽
局所的な濃度勾配やショートパスをなくすよう、設計に配慮。

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 第４章 第５節 各処理工程の設計に係る留意事項

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各処理工程の設計に係る留意事項 （§35）
各処理工程の設計にあたっては、処理対象とする脱水ろ液の水質性状や運転状況によって、MAP対策、臭気対策、発泡対策に留意する必要がある。
各処理工程の設計に係る留意事項とその検討箇所
MAP対策

原水取水設備発泡対策○
流量調整施設

前処理工程

臭気対策

有機物除去施設○

SS除去施設○

備考
通常の脱水ろ液配管

○

○

○

○
○

部分亜硝酸化工程亜硝酸化施設○ｱﾅﾓｯｸｽ工程

ｱﾅﾓｯｸｽ施設○

空気撹拌式の場合

長期停止時

MAP対策・・・MAPの生成により配管閉塞などの処理阻害が懸念される場合は、MAPの影響を低減できる設計を実施。
臭気対策・・・処理過程におけるアンモニアの放散が懸念される場合は、臭気対策ができるよう設計を配慮。
発泡対策・・・運転の立上げ時や突発的な負荷の変動、流入水質の変動時などで発泡することがあるため、消泡設備の設置を検討。
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 第４章 第６節 計装制御

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計装機器 （§37）
運転状況および処理水質の監視・制御のために、計装機器を設置する。
⇒主に水量自動制御と亜硝酸化処理の制御に使用する。
部分亜硝酸化工程における計装機器(一部抜粋)
名称

用途

目的

ｱﾝﾓﾆｱ濃度計

監視

亜硝酸化槽の曝気風量の調整に使用

SS計

監視

基準濃度を超える場合には流入停止

pH計

制御

槽内のpH制御に使用(ｱﾝﾓﾆｱ濃度計)※1

監視

亜硝酸化槽単独で監視する必要がある場合に設置(硝酸濃度計)※2

監視

亜硝酸化槽単独で監視する必要がある場合に設置

ｱﾝﾓﾆｱ濃度計

制御

亜硝酸化槽の曝気風量制御や分配水量制御に使用

亜硝酸濃度計制御

分配水量制御に使用

pH計

制御

槽内のpH制御に使用

溶存酸素計

監視

槽内の濃度を監視

分配槽

亜硝酸化槽

調整槽

※1亜硝酸化槽の系列数が多く、亜硝酸化槽単独で監視する必要がある場合に設置。
※2亜硝酸化槽での硝酸性窒素濃度を把握することで、正確に亜硝酸化反応を確認する必要がある場合に設置。

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第５章
維持管理

「維持管理を行う」
第１節 固定床型アナモックスプロセスの維持管理38

 第５章 第１節 固定床型ｱﾅﾓｯｸｽﾌﾟﾛｾｽの維持管理

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固定床型アナモックスプロセスの立上げ （§38）
アナモックスプロセスの立上げ時には，増殖速度が遅いアナモックス細菌を用いるアナモックス工程の立上げが律速となる。そのためアナモックス工程の立上げを主眼とした手順で行う。

（１）種汚泥の確保立上げの設定期間を考慮して、必要な量の種汚泥(アナモックス細菌)を確保する必要がある。初期の投入種汚泥量が多ければ多いほど速やかな立上げが可能となるが、初期に確保できる種汚泥量はその準備期間や運送方法などによって制限される。

（２）立上げ手順

複数系列のアナモックスプロセス立上げ手順のイメージ

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 第５章 第１節 固定床型ｱﾅﾓｯｸｽﾌﾟﾛｾｽの維持管理

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固定床型アナモックスプロセスの運転管理 （§39）
本技術の運転管理は、運転状況の確認、負荷変動時の運転管理、流入停止時の運転管理について行う。

（１）運転状況の確認
各処理工程の運転操作を行うにあたり、対象となる水温、pHなど各項目について監視・測定し、適正に運転できていることを確認。
処理水T-N濃度

1000

亜硝酸化槽・・・流入する窒素負荷量に応じた曝気量の調整を行う。
アナモックス槽・・・負荷変動時においても特に影響を受けることなく安定した運転を維持することができる。

800

8060060400

4020020⇒窒素濃度が変動した場合でも窒素除去率80%程度を維持（３）流入停止時の運転管理

窒素濃度 [mg/L]（２）負荷変動時の運転管理

0H26.2.3100

窒素除去率 [%]

流入水T-N濃度
T-N除去率0
H26.2.6

H26.2.9

H26.2.12

負荷変動時の窒素除去性能の挙動

脱水機の運転パターンにより週末の2～3日間、原水の流入の停止が想定される短期停止時と、年末・年始休暇などで最長１週間程度、原水の流入の停止が想定される長期停止時を考慮。
短期停止・・・再開後速やかに復旧。 長期停止・・・再立上げ後2週間程度で復旧。

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 第５章 第１節 固定床型ｱﾅﾓｯｸｽﾌﾟﾛｾｽの維持管理

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トラブルシューティング （§41）
本技術の運転において発生し得るトラブルについてその影響および対処方法を事前に想定し、トラブルが発生した場合は適切に対処する。
本技術の運転において発生し得るトラブルと影響・対処方法の例
実証施設で発生したトラブルの例

影響

対処方法

対処後の結果脱水ろ液の停止

・過曝気による亜硝・週末などを想定した3日間の脱水ろ酸化槽の機能低下。
・亜硝酸化槽の間欠曝気を実施。
液の流入停止では亜硝酸化槽，アナ・基質不足にともな・流入停止条件の運転方法に切り換え。 モックス槽ともに，速やかに復旧を確うアナモックス槽の認。
機能低下。

部分亜硝酸化 亜硝酸化率
工程の低下

・運転条件の乖離があれば再調整。
・亜硝酸化率の低下時は担体洗浄を・点検用担体サンプルを目視にて確認。
・窒素除去率の低下。
実施し，速やかに回復を確認。
・曝気量を調整。
(アナモックス槽にお・担体洗浄後の回復が見られない場・担体洗浄の頻度を上げ，それでも回けるNH4-Nの残留)
合は，曝気量抑制運転を実施すること
復しない場合は曝気量抑制運転を実で回復を確認。
施。

アナモックス
工程

・処理機能の低下。
(NO2-N濃度による阻害)

脱水ろ液

残留NO2-N
濃度の増加

・速やかに原因を調査し，流入NO2N/NH4-N比の設定変更，内部循環などを実施。

・残留NO2-N濃度の増加時は処理水の内部循環（調整槽への返送）を実施することで，流入濃度を低減させてアナモックス槽の機能低下を防止。

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