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高度処理の重要性

高度処理の目的

下水道において高度処理は、以下の4点を目的として実施しています。

  • 閉鎖性水域である伊勢湾・三河湾の富栄養化防止、水質環境基準の達成・維持
  • 河川の水質環境基準の達成・維持
  • 水道水源水域の水質保全
  • 下水処理水の再利用

閉鎖性水域である伊勢湾・三河湾の富栄養化防止、水質環境基準の達成・維持

閉鎖性水域とは

伊勢湾・三河湾は水深が浅く、湾口が渥美半島と志摩半島により狭くなっていることから、外海との水交換がうまくできない状況にあり、典型的な閉鎖性水域となっています。

富栄養化とは

閉鎖性水域が、自浄作用の能力を超える大量の有機物や窒素、燐などの栄養塩類の流入により、それらが蓄積する現象です。富栄養化が進行すると、魚介類などに悪影響を及ぼす赤潮や青潮(苦潮)が発生します。
なお、伊勢湾・三河湾の流域は、愛知、岐阜、三重の3県に広くまたがっており、これらの流域からは生活排水や産業排水のほか、畜産排水や農地からの排水も流入してきます。

赤潮

植物プランクトンの異常発生により海水が赤く変色するもの
赤潮が発生した様子

赤潮が発生した様子(愛知県水産試験場提供)

青潮(苦潮)

海底付近に堆積したプランクトンの死骸などの有機物の分解に酸素が消費されて酸素乏しくなった海水が、水面近くに上昇し青白く見えるもの
青潮が発生した様子

青潮(苦潮)が発生した様子(愛知県水産試験場提供)

赤潮・青潮(苦潮)の発生メカニズム

赤潮・青潮の発生メカニズム

赤潮・青潮(苦潮)の発生メカニズム

水質環境基準とは

「人の健康を保護し、生活環境を保全するうえで維持されることが望ましい基準」として定められたものであり、伊勢湾・三河湾をいくつかの水域に分けて、富栄養化の重要な指標となるCOD(化学的酸素要求量)、全窒素、全燐について環境基準が設定されています。平成19年度の伊勢湾・三河湾における環境基準達成率は、CODで64%、全窒素で100%、全燐で50%であり、環境基準が未達成の水域が残されています。

高度処理の必要性

富栄養化が進行する大きな原因のひとつが、陸上からの有機物や窒素、燐などの栄養塩類の流入です。そのうち、およそ半分が生活排水によるものです。(第5次水質総量削減計画(愛知県)における平成11年度実績)
その9割以上を処理する計画である下水道の整備促進が富栄養化防止のためには非常に重要です。 

河川の水質環境基準の達成・維持

愛知県内では、河川の環境基準の達成・維持のみを目的として高度処理を実施している事例はありませんが、富栄養化防止など他の目的で高度処理を順次導入しており、それにより放流先の河川水質も向上します。

水道水源水域の水質保全

愛知県内で、上水道取水地点より上流にある下水処理場で高度処理を実施している処理場は、1箇所(三好町の三好ヶ丘浄化センター)です。この処理場では、通常の二次処理の除去対象物質であるBOD、SS等のさらなる除去を目的として、処理水の全量に対して急速砂ろ過を実施しています。

下水処理水の再利用

愛知県内で、処理水の再利用を目的として高度処理を実施している処理場は、以下の2箇所です。これらの処理場では、利用用途に合わせて処理水の一部または全量に対して高度処理を実施しています。
処理水の再利用を目的とした高度処理
事業主体処理場名高度処理方法処理水の利用用途
蒲郡市蒲郡市浄化センター急速砂ろ過+オゾン処理雑用水
東栄町東栄浄化センター急速砂ろ過せせらぎ用水

高度処理の種類

高度処理は、その目的(除去の対象とする物質)によって、数多くの方法がありますが、ここでは主な高度処理方法を紹介します。
なお、以下の処理水質はあくまでも一般的な数値を示したものであり、各処理場の実態とは異なる場合があります。

凝集剤添加活性汚泥法

除去対象物質

リン

概要

凝集剤を添加し、化学的にりんを除去する方法です。既存の水処理施設で容易に実施できるので、りん除去法としては現在多く採用されています。
凝集剤添加活性汚泥法フロー図

凝集剤添加活性汚泥法フロー図

放流水質
BODSSCOD窒素リン
10~126~1210~1618~250.4~0.7

単位:ミリグラム/リットル

BOD:生物化学的酸素要求量

SS:浮遊物質

COD:化学的酸素要求量     (以下同様)

嫌気無酸素好気法(A2O法)

除去対象物質

窒素、リン

概要

生物反応槽を3つに分け、それぞれを異なる状態に保つことで、活性汚泥の働きにより生物学的に窒素、りんともに除去するものです。
嫌気無酸素好気法フロー図

嫌気無酸素好気法フロー図

放流水質
BODSSCOD窒素リン
10811~148~100.8~1.2
単位:ミリグラム/リットル

凝集剤添加ステップ流入式多段硝化脱窒法

除去対象物質

窒素、リン

概要

生物反応タンクを4つまたは6つに分け、それぞれを異なる状態に保つことで、活性汚泥の働きにより生物学的に窒素を除去するとともに、凝集剤を添加し、化学的にりんを除去する方法です。
凝集剤添加ステップ流入式多段硝化脱窒法フロー図

凝集剤添加ステップ流入式多段硝化脱窒法フロー図

放流水質
BODSSCOD窒素リン
7~106~129~158~100.4~0.7

単位:ミリグラム/リットル

(愛知県の多くの流域下水道では、凝集剤添加硝化脱窒法としてこの方法を採用し、事業計画に位置付けている。)

急速砂ろ過

除去対象物質

SS:濁り成分(同時にSS由来のBOD、COD,、リンも除去できる)

概要

砂などのろ材を充填した池(筒)内に処理水を通過させることで、処理水中の濁り成分を捕捉する。
急速砂ろ過フロー図

急速砂ろ過フロー図

放流水質
BODSSCOD窒素リン
5~84~68~1218~250.4~0.7
単位:ミリグラム/リットル