省スペース化を追求した水質保全へ ～高速ろ過システム～ （ 「SPIRIT21」雨天時高速下水処理システム応用技術） 大阪市・千島下水処理場 千島下水処理場 「SPIRIT21」において日本ガイシ㈱（現 メタウォー 導入が進む高速ろ過システム ター㈱）は雨天時高速下水処理システム（簡易処理の 高度化）を開発しました。既存の沈殿池や滞水池に設 雨天時に汚水の一部が未処理のまま公共用水域へ放 置が可能で凝集剤を使用せずに高いろ過性能を発揮す 流される合流式下水道の問題に対処するため，これま る技術として大きな注目を集めており，全国32カ所 で多くの技術が開発されてきましたが，近年，気候変 で採用されています（平成27年12月末時点）。 動等の影響から全国的に降雨状況が局地化・激甚化し 一方，大阪市建設局では同システムを応用し，晴雨 ており，より効率的な対策の実施が求められていま 兼用運転に対応した高速ろ過システムを同社と開発し す。 ました。 こうした中，平成14 ～ 16年度に合流式下水道の 今回のユーザーレポートでは，平成21年から同局 改善を目的に行われた下水道技術開発プロジェクト の千島下水処理場に導入され，国内唯一の晴雨兼用運 24 —— 下水道機構情報 Vol.10 No.22 ろ過・洗浄の仕組み を使い，その水頭差による自然下向流で短時間に洗浄 を行います。 導入の経緯と大阪市の水質保全対策 大阪市では市域の約96％で合流式下水道を採用して います。そのため，下水道の役割の一つである「良好 な水環境の創造」に向けた取組みの一環として，平成 35年度を目標に合流改善対策を着実に実施していると ころです。 特殊ろ材 合流改善対策には貯留や連続処理などさまざまな手 法がありますが，同市では高度な市街化の影響から施 転を行う同システムの稼働状況や今後について同局下 設の改築に際して周辺用地を確保することが難しく， 水道河川部の方々にお聞きしました。 雨水滞水池や貯留池といった施設建設が行いにくいと 高速ろ過システムとは いう特性があることから，既存の施設を活用した合流 改善対策に軸足を置いています。一例としては，雨天 時下水の連続処理（3W処理法：雨天時下水活性汚泥 高速ろ過システムは，処理場では必要に応じて晴天 処理法）や最初沈殿池を改造した凝集剤添加型傾斜板 時の未処理下水も処理対象とすることが可能なほか， 沈殿池を導入しています。 ポンプ場では雨天時の未処理下水の簡易処理にも適用 一方で，傾斜板沈殿池を設置するためには，スペー できる技術です。システムの原理は風車型の専用浮上 スの確保が必要です。 ろ材を担体に用いた上向流ろ過であり，システムは複 そのため，最初沈殿池の面積を省面積化できる技術 数のろ過池，洗浄排水槽，洗浄排水分離槽から構成さ を導入し，既存の最初沈殿池を有効活用して雨天時下 れています。 水に対応することを目的に，SPIRIT21で開発が行わ ろ過工程は揚水ポンプで送水された原水が上向流 れた「雨天時高速下水処理システム（簡易処理の高度 ろ過された後，ろ過水が越流・放流される仕組みで， 化）」を応用し，最初沈殿池における晴雨兼用の代替 質，量的な変動が大きい雨天時流入水への対応が可能 えシステムとして，平成15年１月から同市共同研究制 です。 度を活用し千島下水処理場で研究に着手，21年から供 また，ろ材の洗浄には，ろ過池上部に貯めたろ過水 用開始しています。 下水道機構情報 Vol.10 No.22 —— 25 設に与える影響を最小限にしています。 また，千島下水処理場には最初沈殿池が12池ありま すが，システムの導入で晴天時に流入する全量を４池 で処理することが可能となり，単純に処理面積を３分 の１に縮小できることは，今後の利活用を含めて有益 な特徴と言えるでしょう。 現在の稼働状況 同部担当者は，「今年で供用開始から７年目になり 逆洗の様子 ますが，これまで大きなトラブルもなく順調な運転を 行っています。ろ材の流出や補充も行っていないほ 施設の特徴 か，システムを止めての大規模なメンテナンスについ ても行っていないという状況です。そのため，今後， このシステムでは上向流式でろ過を行いますが，ろ 経年変化に伴った何らかの設備的トラブルの発生も予 材の下部には流失防止のスクリーンを設置していませ 想されますが，今後も引き続き観察を続けていきたい ん。そのため，し渣等がスクリーンに絡まないことか と思っています。」と話しています。 らメンテナンスの必要がなく，連続の自動洗浄のみで 雨天時も含めた運転が可能となっています。洗浄時に 今後の課題と方向性 ろ過水が一時的に下向流となりますが，ろ材の比重を 調整しているため原理的に流出はほとんどありません。 同システムにおけるろ材の洗浄は，晴天時，雨天時 また，ろ過速度の幅広い変化に対する追従性が優れ ともに水位差でろ過損失水頭を感知する洗浄となりま ていることも特徴の一つです。同処理場では，雨天 すが，同市では25年度から晴天時のみタイマー洗浄に 時の最大ろ過速度は1200m／日，晴天時のろ過速度は 切り替える実験を進めており，消費電力の削減効果を 340m／日で設定しています。これは雨天時に増加す 検証しています。そのため市では本格的な晴天時のタ る流入量に最大限対処するために設定しているもの イマー洗浄の適用を視野に調整を進めており，こうし で，雨天時に流入量が増加しない処理場では，晴天時 た試行錯誤の積み重ねが今後，重要となってきます。 の除去率を重視したろ過速度の設定も行うことが可能 課題としては，こうした省エネ性の追求を含めたさ です。 らなるコスト縮減に向けて，システムにどう改良を加 同市では，中浜下水処理場にて国土交通省下水道革 えていくかという点が上げられます。加えて，同シス 新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト）で「超高 テムはし渣の回収率が高いため，後段の処理に与える 効率固液分離技術を用いたエネルギーマネジメントシ 影響を総合的に考慮していくことが求められます。 ステム」の実証が行われました。このうち超高効率固 一方で，同システムは従来，前処理として機械スク 液分離として同システムを導入していますが，中浜の リーンが必要であった担体法や膜分離活性汚泥法など 実証施設においては晴天時のろ過速度250m／日に設 の高度処理技術に適応可能であり，また，水処理ス 定し，SSで約70％，BODで約47％という高い除去率 ペースの省面積化が可能なため，今後の改築更新や新 を確認しています。 規の水処理建設時において，対応の幅を広けることが 夾雑物の除去率が高いことも同システムの大きなポ 可能な選択肢の一つになることは間違いないでしょ イントで，21年度の下水道機構の評価時で，２mm以 う。 上の夾雑物除去率は約100％だったほか，23 ～ 24年 最後になりましたが，取材の際にご協力いただきま に行った上記検証でも１mm以上の夾雑物除去率が約 した大阪市建設局の皆さまに誌面をお借りして御礼申 100％だったことが確認されており，後段の水処理施 し上げます。 26 —— 下水道機構情報 Vol.10 No.22
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