下水処理システム
都市下水は主に生活排水と産業排水から成り、都市排水管網によって集められ、下水処理場に運ばれ、処理されます。都市下水処理とは、下水が環境水に悪影響を与えないように、その性質を変えるための措置を指します。
都市下水処理技術は、一般的に、都市下水の利用目的や排出方向、水域の自然浄化能力に応じて、下水の処理程度とそれに応じた処理技術を決定します。処理された下水は、工業用、農業用、地下水涵養用を問わず、国が定める関連水質基準を満たす必要があります。
現代の下水処理技術は、処理の程度によって、一次処理、二次処理、三次処理に分けられます。一次処理では、選別や沈殿などの物理的処理を用いて、下水中の不溶性懸濁物質や浮遊物質を除去します。二次処理では、主に生物学的処理法を適用します。つまり、微生物の代謝作用によって物質を変換し、下水中の様々な複雑な有機物を酸化分解して単純な物質に変えるプロセスです。生物学的処理には、下水の水質、水温、水中の溶存酸素、pH値などに対する一定の要件があります。三次処理では、一次処理と二次処理を基礎とし、凝集、ろ過、イオン交換、逆浸透などの物理的・化学的手法を用いて、下水中の不溶性有機物、リン、窒素、その他の栄養塩を除去します。下水中の汚染物質の組成は非常に複雑であり、処理要件を満たすには、これらの方法を組み合わせる必要があることがよくあります。
下水中の汚染物質の組成は非常に複雑であり、処理要件を満たすには上記の方法を組み合わせる必要があることがよくあります。
下水処理は一次処理が前処理であり、二次処理が主体です。処理済みの下水は概ね排出基準を満たすことができます。三次処理は高度な処理であり、処理水質は良好で、飲用水の水質基準にも達します。しかし、処理コストが高く、深刻な水不足に悩む一部の国や地域を除いて、ほとんど利用されていません。我が国の多くの都市では、深刻化する水質汚染問題を解決するために、二次下水処理場の建設や拡張が行われています。
水量の変化
人間の生産や生活の過程で使われる水のほとんどは下水管に排出されますが、これは汚水の量が与えられた水の量に等しいという意味ではありません。なぜなら、消防や洗濯などで使われた水が下水管に排出されず、雨水管に排出されたり蒸発したりすることがあり、下水管の漏水と相まって、下水の量が与えられた水の量よりも少なくなるからです。一般的に、都市の下水量は給水量の約80％～90％です。また、場合によっては、下水管に排出される実際の汚水の量が給水量よりも多くなることもあります。たとえば、管路インターフェースからの地下水の浸入、検査井戸uからの雨水の流入、工場やその他の分散型給水設備のないユーザーなどです。これらのユーザーの給水量は都市の集中給水に含まれない可能性があり、その場合、下水の量が給水量より多くなることがあります。
各工業企業における工業廃水の排出状況は非常に不均一であり、一部の工場では均一に工業廃水を排出しているが、多くの工場では排出量が多く、また個々の作業場の廃水でさえ短期間で排出されることがある。さらに、工場の新工程や新製品の出現と相まって、都市下水の水質も絶えず変化している。つまり、都市下水の水質と水量の変化は、都市の発展状況、人々の生活水準、衛生機器の数、都市の地理的位置、気候、季節にも関係している。
都市下水処理施設の設計規模は、下水道に排出される産業廃水の総量Q2と雨水量Q3、および都市住民が下水道を利用して排出する下水量によって決まります。
前処理
都市下水処理場の前処理工程は、通常、格子処理、ポンプ室揚水、砂沈殿処理から構成されます。格子処理の目的は、大きな塊を遮断し、後続のポンプ配管および設備の正常な運転を保護することです。ポンプ室揚水は、水頭を上昇させ、地上に設置された各種処理施設を重力で通過できるようにすることで、下水が確実に通過できるようにすることです。砂沈殿処理の目的は、下水中に含まれる砂、石、および大きな粒子を除去し、後続の構造物への沈降を低減し、施設の沈降による効率への影響、摩耗や閉塞の発生、および配管設備の正常な運転への影響を防ぐことです。一次処理工程：主に一次沈殿槽で、下水中の懸濁物質を沈殿させて可能な限り除去することを目的とします。通常、一次沈殿槽では、懸濁物質の約50％とBOD5の約25％を除去できます。
二次治療
主に曝気槽と二次沈殿槽で構成されています。曝気ファンと特殊な曝気装置は、曝気槽に酸素を供給するために使用されます。主な目的は、微生物の代謝を介して下水中のほとんどの汚染物質をCO2とH2Oに変換することです。これは酸素消費技術です。反応後、曝気槽内の微生物は水とともに二次沈殿槽に連続的に流入します。微生物は槽の底に沈み、パイプとポンプを通って曝気槽の前端に送り返され、新たに流入する下水と混合されます。二次沈殿槽より上の浄化された処理水は、排水堰を通って下水処理場から流出します。
高度処理：受水水質の高い基準を満たすため、または工業用水などの特殊用途に再利用し、さらに処理するためのもので、一般的な処理プロセスは凝集沈殿ろ過です。高度処理の最後には、塩素処理と接触プールが必要となる場合が多くあります。都市の社会経済発展の高度化に伴い、高度処理は将来の発展に不可欠です。
汚泥処理
主に濃縮、消化、脱水、堆肥化、家庭ごみの埋め立てなどが含まれます。濃縮は機械濃縮または重力濃縮が可能で、その後の消化は通常、嫌気性中温消化、つまり嫌気性技術で行われます。消化によって生成されたバイオガスは、エネルギーとして燃焼したり、発電に使用したり、化学製品などに使用したりできます。消化によって生成された汚泥は性質が安定しており、肥料効果があります。脱水後、容積が縮小してケーキ状になり、輸送に便利です。汚泥の衛生品質をさらに向上させるために、手作業または機械的に堆肥化することもできます。堆肥化された汚泥は優れた土壌改良剤です。基準を超える重金属含有量の汚泥は、脱水処理後に慎重に処分する必要があり、通常は埋めて密閉する必要があります。
下水処理場設備の一次強化処理プロセス
一次強化処理は、都市下水処理施設建設の計画要求と建設規模に応じて、物理化学強化処理法、AB法前段処理、加水分解好気法前段処理、高負荷活性汚泥法などの技術を選択する必要があります。
下水処理場設備の二次処理工程
1. 1日の処理能力が20万立方メートル（20立方メートル/日を除く）を超える下水処理施設では、一般的に従来の活性汚泥法が採用されていますが、他の成熟した技術も採用できます。
2、1日の処理能力が10万～20万立方メートルの下水処理施設では、従来の活性汚泥法、オキシデーションディッチ法、SBR法、AB法などの成熟したプロセスを選択できます。
3.日処理量10立方メートル未満の下水処理施設では、従来の活性汚泥法のほか、オキシデーションディッチ法、SBR法、加水分解好気法、AB法、生物ろ過法などが適用できます。
下水処理場設備二次強化処理
1. 二次強化処理プロセスとは、炭素源汚染物質を効果的に除去することに加え、強力なリンおよび窒素除去機能を備えた処理プロセスを指します。
2. 窒素、リン汚染物質の抑制が求められる地域では、日処理能力が10万立方メートル以上の下水処理施設では、一般的にA/O法、A/A/O法などの技術が選択されますが、同様の効果を持つ他の技術も慎重に選択する必要があります。
3. A日処理能力10万立方メートル未満の下水処理施設では、A/O法、A/A/O法に加え、リンや窒素の除去効果のあるオキシデーションディッチ法、ABR法、加水分解好気法、生物濾過法も選択できます。
4、必要に応じて、物理的、化学的方法を使用してリン除去効果を強化することもできます。
下水処理場設備の自然浄化処理プロセス
1. 厳格な環境影響評価を実施し、関連する国家基準の要求と水体の自己浄化能力を満たしているという条件下では、都市下水を河川や深海に排出する処理方法を慎重に採用することができる。
2、条件付き区域では、空き地、遊休地などの利用可能な条件を利用し、各種の土地処理と安定池などの自然浄化技術を使用することができます。
3. 都市下水二次処理からの排出水が水環境の要求を満たすことができない場合、条件が許せば、土地処理システムや安定した池などの自然浄化技術を利用してさらに処理することができます。
4、土地処理技術を利用して、地下水汚染を厳しく防止する必要があります。
下水処理場設備汚泥処理
1. 都市下水処理によって発生する汚泥は、嫌気性処理、好気性処理、堆肥化処理などの方法によって安定的に処理されるべきである。また、衛生埋立処分によって適切に処分することもできる。
2. 一日の処理能力が10万立方メートル以上の下水二次処理施設から発生する汚泥は嫌気性消化処理を行い、発生するバイオガスを総合的に利用する必要がある。
3. 1日の処理能力が10万立方メートル未満の下水処理施設から発生する汚泥は、堆肥化して総合的に利用することができます。
4、遅延曝気酸化溝法、SBR法などの下水処理施設の技術を用いて、汚泥の安定化を図る必要がある。物理化学一次強化処理を採用した下水処理施設では、発生した汚泥を適切に処理・処分する必要がある。
5. 処理後の汚泥は、安定化、無害化の要件を満たしていれば農地に利用することができます。農地に利用できない汚泥は、基準と要求に従って衛生的に埋め立て処分する必要があります。
治療方法
都市下水処理技術とは、様々な施設や設備、処理技術を用いて、下水に含まれる汚染物質を水から分離・除去し、有害物質を無害な物質や有用な物質に変換し、水を浄化し、資源を十分に活用することです。
都市下水処理技術には、通常、物理的処理技術、化学的処理技術、物理的化学的処理技術、生物学的処理技術などが含まれます。
都市下水処理には、沈殿技術、ろ過技術、空気浮上技術などの典型的な物理的処理技術が適用されます。
代表的な化学処理技術と物理化学処理技術としては、中和、凝結凝集、イオン交換などがあります。
代表的な生物学的処理技術としては、好気性酸化分解法と嫌気性生物学的発酵法があります。
都市下水処理技術は、実際にはこれらの技術の応用と組み合わせです。
物理的な治療法：
廃水中の不溶性浮遊汚染物質（油膜や油滴を含む）を物理的作用によって分離・回収する廃水処理方法は、重力分離法、遠心分離法、ふるい分け遮断法に分けられます。熱交換原理に基づく処理方法も物理的処理方法に属します。
化学処理方法：
廃水中の溶解性およびコロイド性汚染物質を化学反応および物質移動によって分離・除去、または無害な物質に変換する廃水処理方法。化学処理方法のうち、化学反応に基づく処理単位は凝集、中和、酸化還元などです。物質移動に基づく処理単位は抽出、剥離、剥離、吸着、イオン交換、電気透析、逆浸透などです。後者の2つの処理単位は総称して膜分離技術と呼ばれます。このうち、物質移動を利用する処理単位は化学的作用とそれに伴う物理的作用の両方を有するため、化学処理方法とは分離して物理化学的方法と呼ばれる別の種類の処理方法になることもあります。
生物学的処理法：
微生物の代謝により、廃水中の溶液、コロイド、微細懸濁液の状態にある有機汚染物質は、安定した無害な物質に変換されます。微生物の種類に応じて、生物学的処理は好気性生物学的処理と嫌気性生物学的処理に分けられます。好気性生物学的処理は、廃水生物学的処理で広く使用されています。伝統的に、好気性生物学的処理は活性汚泥法と生物膜法に分けられます。活性汚泥法自体は、複数の操作モードを持つ処理ユニットです。生物膜法に属する処理設備には、生物濾過器、生物回転テーブル、生物接触酸化槽、生物流動床などが含まれます。生物酸化池法は、天然生物学的処理法とも呼ばれます。嫌気性生物学的処理は、生物学的還元処理とも呼ばれ、主に高濃度有機廃水と汚泥の処理に使用されます。使用される主な処理設備は消化槽です。
生物学的接触酸化法：
生物接触酸化法は、廃水処理に用いられます。つまり、生物接触酸化法は、生物反応槽に充填材を充填し、酸素化された汚水を充填材全体に浸漬させ、一定の流量で充填材を通過させます。充填材はバイオフィルムで覆われ、汚水とバイオフィルムは広範囲に接触します。バイオフィルム上の微生物の代謝作用により、汚水中の有機汚染物質が除去され、汚水は浄化されます。最後に、処理された廃水は生物接触酸化処理システムに排出され、生活排水と混合して処理され、塩素消毒後に排出されます。生物接触酸化法は、活性汚泥法と生物濾過の中間に位置するバイオフィルム法の一種です。タンク内に充填材を設置し、タンク底部の曝気によって汚水に酸素を供給し、タンク内の汚水を流動させることで、汚水が充填材に完全に接触することを確保し、生物接触酸化槽内で汚水と充填材が不均一に接触する欠陥を回避することを特徴とする。この曝気装置はブラスト曝気と呼ばれる。
管理方法：リモート監視
各下水処理場およびポンプ場の運転データの収集、伝送、保管、予備処理を通じて、企業内の各レベルの担当者はいつでも生産・運転状況を把握できます。グループ企業が下位プロジェクト会社を遠隔監視するのに適しています。
企業の自動制御システムにオンライン機器や設備の稼働データをリアルタイムで自動的に収集して保存します。
企業の生産と運営をネットワークを通じてリモートでリアルタイムにグラフィック表示します。
過去の生産操作データをいつでも簡単に検索して表示できます。
生産データと運用データは、棒グラフ、円グラフ、曲線グラフなどの効果を通じて視覚的に比較できます。
各種生産操作データを自動的に監視し、異常をリアルタイムでアラームとして検出します。
アラーム処理プロセスと処理結果を追跡および記録できます。
履歴アラーム情報を照会、要約、統計的に分析できます。
編集可能なアラーム処理計画は、アラーム処理の参照を提供し、処理効率を向上させます。
機器のメンテナンス
設備台帳に基づき、作業指示書の提出、審査、実行を主軸として、故障修理、予防保守、信頼性重視保守、状態点検といった複数の可能なモードに従って、設備のライフサイクルプロセス全体を追跡・管理します。最新の情報技術を活用することで、設備運用の信頼性と利用価値を向上させ、保守・修理コストを削減し、企業の生産・運営を確保します。
完璧な設備ファイル管理、設備の基本情報を正確に把握します。
設備の包括的なメンテナンス管理。設備の給油、オーバーホール、大規模・中規模修理計画の策定を通じて、計画実施時に自動的に設備メンテナンス指示書を作成し、設備メンテナンス部門に提出します。設備メンテナンス作業を明確にし、設備の耐用年数を向上させます。
効率的な設備メンテナンス管理は、設備メンテナンス作業指示書の作成、処理、完了までの全プロセスを標準化して管理することで、設備メンテナンスをタイムリーかつ正確かつ効率的に行います。
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