| 目 次 |
| | ページ |
| 第1章 家畜糞尿処理の基本的認識 | |
| (1)糞尿処理の目的 | 1 |
| 1−1 廃水処理は公衆衛生の出発点 | 1 |
| 1−2 養豚にとっての廃水処理の具体的な目的 | 2 |
| @ 各農場で必要十分な水を使い、医療以前の健康な豚を育てるため | 2 |
| A 消費者に安全な食肉を届けるため | 3 |
| B 従業員の働く職場の環境を改善するため | 3 |
| C 養豚業の仲間相互に迷惑をかけず、 かつ社会的な悪イメージを解消していくため | 4 |
| D 地域社会の人間の公衆衛生・環境保全のため | 4 |
| E 経営が持続・拡大され、生産性向上を果たすため | 6 |
| (2)法律と地元協定 | 7 |
| 2−1 法律 | 7 |
| 2−2 地元協定 | 8 |
| (3)家畜糞尿処理の世界的状況 | 9 |
| (4)糞尿処理の基本的方法 | 10 |
| 4−1 固形物とスラリーの処理 | 10 |
| @ 農地還元 | 10 |
| A 踏み込み豚舎 | 12 |
| B 直接的燃料と焼却処理 | 12 |
| C 炭化 | 13 |
| D バイオマスエネルギーとしての利用、メタン | 13 |
| E 藻類・ミジンコなどへの変換と食物連鎖を利用した再生産 | 15 |
| F 固結 | 16 |
| 4−2 液体の処理 | 16 |
| @ 農地還元 | 10 |
| @ 蒸散 | 16 |
| A 地下浸透 | 17 |
| B 浄化処理 | 18 |
| 第2章 養豚廃水の特性 | |
| (1)敵を知る | 19 |
| 1−1 敵を知る意味 | 19 |
| 1−2 処理コストは何で決まるか | 20 |
| (2)廃水の量と質の把握 | 20 |
| 2−1 豚の排泄量 | 21 |
| 2−2 農場の廃水量 | 21 |
| @ 給水量の把握 | 21 |
| A 廃水量のめやす | 22 |
| B 廃水量の把握 | 22 |
| C 水量設計 | 25 |
| 2−3 汚濁量 | 25 |
| @ 廃水の質の把握 | 25 |
| A BOD量のめやす | 26 |
| B T-N(全窒素) | 29 |
| C T-P(全リン) | 30 |
| 第3章 分離の原理と特徴 | |
| (1)物理的方法 | 31 |
| 1−1 粒径の違いを利用する方法 | 31 |
| @ 機械的スクリーン | 31 |
| A 砂濾過 | 32 |
| 1−2 比重の違いを利用する方法 | 33 |
| @ 沈澱分離 | 33 |
| A 浮上分離 | 34 |
| B 遠心分離(脱水機) | 35 |
| (2)微生物による分離 | 36 |
| 2−1 廃水処理は過酷な仕事 | 36 |
| 2−2 微生物の能力 | 37 |
| 2−3 活性汚泥の正体 | 37 |
| @ 活性汚泥の働き | 37 |
| A よい活性汚泥とは | 39 |
| B 手段と結果としての活性汚泥 | 40 |
| 2−4 活性汚泥による窒素の分離(脱窒) | 40 |
| (3)化学的方法 | 43 |
| 3−1 凝集処理とそのメカニズム | 44 |
| @ 無機系凝集剤 | 44 |
| A 有機系凝集剤 | 44 |
| B 原水の前処理としての凝集剤の利用 | 46 |
| C 余剰の活性汚泥液(余剰汚泥)の処理に用いる凝集剤 | 46 |
| (4)高度処理の方法 | 47 |
| 4−1 高度処理としての凝集剤の利用 | 48 |
| 4−2 膜処理 | 49 |
| 4−3 オゾン酸化 | 52 |
| 4−4 活性炭吸着 | 53 |
| (5)酵素の利用 | 54 |
| 第4章 主な処理システムの解説 | |
| (1)好気処理と嫌気処理 | 57 |
| 1−1 好気処理 | 57 |
| 1−2 絶対嫌気処理 | 58 |
| 1−3 好気・嫌気の繰り返し | 58 |
| (2)浮遊微生物と固着微生物による区分 | 59 |
| 2−1 浮遊微生物法(大部分は活性汚泥法) | 59 |
| 2−2 固着微生物法(生物膜法) | 59 |
| @ 散水濾床法 | 60 |
| A 接触酸化法 | 61 |
| B 回転円板法 | 62 |
| 2−3 特殊な種類の菌による方法 | 63 |
(3)処理時間工程の違いによる基本システムの区分 −連続式処理法と回分式処理法− | 64 |
| 3−1 基本時間工程とそれぞれの意味 | 64 |
| 3−2 各種の連続式活性汚泥法 | 66 |
| @ 標準型活性汚泥法 | 66 |
| A 長時間曝気法 | 67 |
| B 脱窒型循環式活性汚泥法 | 68 |
| C 連続式オキシデーションディッチ(酸化溝) | 68 |
| D 膜浸漬型活性汚泥法 | 68 |
| 3−3 各種の回分式活性汚泥法 | 69 |
| (4)曝気槽(反応槽)のBOD容積負荷による区分 | 71 |
| (5)希釈と無希釈 | 73 |
| (6)各種の曝気システム | 73 |
| @ ブロアー曝気 | 73 |
| A 水面からの曝気 | 73 |
| B 水中設置機械による曝気 | 73 |
| C 水面、水中からの複合曝気 | 74 |
| (7)いろいろシステムの組み合わせ | 74 |
| @ 活性汚泥法+接触曝気 | 74 |
| A 活性汚泥法+MF膜 | 74 |
| B 活性汚泥法+回転円板 | 74 |
| C 嫌気処理+活性汚泥法 | 74 |
| 第5章 処理方法の選択着眼点とチェックポイント | |
| (1)処理方法の選択着眼点 | 75 |
| 1−1 処理方法に魔法やショートカットはない | 75 |
| @ 魔法のような話 | 75 |
| A 思いつきでの商売・セオリー無視(無知)の話 | 75 |
| B プロセスにショートカットはない | 76 |
| 1−2 浄化設備に求められる基本要件 | 76 |
| @ 理論とそれに基づいた設計能力が正しいこと | 76 |
| A 開発の完成度:繰り返しの再現性が確保されていること | 77 |
| B 機能の持続性と耐久性が確保されていること | 77 |
| C 作用と反作用がキチンと説明できること | 78 |
| (2)システム選択の着眼点−具体的なチェックポイント | 78 |
| 2−1 単純なシステム | 78 |
| 2−2 希釈水の多寡 | 79 |
| 2−3 建設費とランニングコスト | 79 |
| @ 建設費 | 79 |
| A ランニングコスト | 80 |
| 2−4 楽な維持管理のための要件 | 81 |
| @ 省人力 | 81 |
| A 処理の安定性と余裕 | 81 |
| a 余裕 | 81 |
| b ショックの緩和 | 82 |
| c 曝気槽(反応槽)の容量とBOD容積負荷 | 82 |
| d 水温変化と曝気槽容量 | 83 |
| e 活性汚泥の濃度 | 84 |
| f 汚水の質的、量的変化と曝気槽容量 | 85 |
| B 情報処理 | 85 |
| C 汚泥量管理の容易性 | 87 |
| a 余剰汚泥処理の重要性 | 87 |
| b 余剰汚泥発生率 | 88 |
| D 脱水機の選択 | 89 |
| a 時間当たりの汚泥液の処理能力 | 89 |
| b 洗浄水水量 | 90 |
| c 消費電力 | 90 |
| d 使用する凝集剤の種類と消費量 | 90 |
| e 脱水後のケーキの性状と含水率 | 91 |
| f 扱いやすさ | 92 |
| g 消耗部品とそのコスト | 92 |
| h 機械の耐久性 | 92 |
| i 機械本体と付属設備の価格 | 92 |
| E 電力の出力調整 | 93 |
| a 最小のエネルギー消費を求めて | 93 |
| b 最適のエネルギー消費を追及する | 94 |
| c 曝気強度調節の手段 | 94 |
| F 汎用性のあるハード | 94 |
| G プラントメーカーのアフターケアシステム | 95 |
| 2−5 農場電力消費の最低化・夜間電力の利用 | 95 |
| @ 消費電力ピークの平均化 | 95 |
| A 季節別・時間帯別電力契約 | 96 |
| 2−6 最少の副資材 | 96 |
| 2−7 より高度な処理への対応 | 98 |
| 第6章 浄化槽設計の基礎−プラントメーカーへの要求事項 | |
| (1)プラントシステム・プラントメーカーの信頼性 | 99 |
| (2)浄化槽設計の基礎 | 100 |
| 2−1 処理対象と処理目標の決定 | 100 |
| @ 負荷設計例 | 100 |
| A 処理目標例 | 101 |
| 2−2 処理フローの決定 | 102 |
| 2−3 水量表 | 102 |
| 2−4 前処理設計 | 104 |
| @ 原水槽 | 104 |
| A 前処理の固液分離 | 104 |
| a 機械による固液分離 | 104 |
| b 沈澱分離 | 105 |
| 2−5 原水の流量と水質の調整 | 104 |
| @ 流量調整の意味 | 105 |
| A 流量調整槽の設計 | 106 |
| a 流量調整槽の容量決定 | 106 |
| b 流量調整槽の付帯設備 | 107 |
| 2−6 曝気槽・反応槽の設計 | 108 |
| @ BOD容積負荷の決定 | 110 |
| A 曝気槽(反応槽)の形 | 111 |
| a 箱型 | 111 |
| b 円形または長円形すり鉢型 | 111 |
| c 長円形・平底型 | 112 |
| B 汚泥負荷の検討 | 113 |
| C 必要酸素量の計算 | 114 |
| 2−7 曝気装置の設計と曝気のコントロール | 116 |
| @ 酸素供給(曝気)設備の設計 | 116 |
| A 曝気設備の機能 | 117 |
| B 曝気方法のいろいろ | 117 |
| a 空中跳ね上げ式の曝気 | 118 |
| b ブロアーによる曝気 | 118 |
| c 曝気ポンプによる曝気(水中エアレーター) | 119 |
| d スクリュー式 | 120 |
| e ブロアーと水中曝気ポンプとの組み合わせ | 120 |
| C 曝気(酸素供給)のコントロールの意味 | 121 |
| D 曝気コントロールの方法 | 121 |
| a 曝気機械の台数による方法 | 121 |
| b 空気吐出量による方法 | 122 |
| c インバーターによる方法 | 122 |
| d 出力時間制御による方法 | 122 |
| e 前記の組み合わせによる曝気制御 | 123 |
| 2−8 曝気コントロールの指標:浄化槽運転とセンサー | 123 |
| @ 浄化槽管理に必要な情報 | 123 |
| A 主なセンサーの説明 | 125 |
| a DO計=溶存酸素濃度計 | 125 |
| b ORP計=酸化還元電位計 | 126 |
| c pHセンサー | 126 |
| d 水温センサー | 126 |
| 2−9 沈澱槽の設計 | 127 |
| @ 初め沈澱槽 | 127 |
| A 最終沈澱槽(連続式) | 127 |
| B 回分式処理法の沈澱 | 129 |
| 2−10 活性汚泥と処理水の膜による分離 | 129 |
| @ 膜の種類 | 130 |
| A 膜処理のフロー | 130 |
| B 膜の能力設計 | 130 |
| 2−11 汚泥処理設備の設計 | 131 |
| @ 設備能力 | 131 |
| A 脱水機の機種選択 | 131 |
| B 汚泥貯留層 | 131 |
| C 脱水機の付帯設備 | 131 |
| 2−12 制御盤の設計と設置場所 | 132 |
| @ 制御盤の設計 | 132 |
| A 設置場所 | 132 |
| (3)寒冷地仕様および設備の部材 | 133 |
| 3−1 曝気槽・反応槽の水温維持 | 133 |
| @ 曝気槽・反応槽をできるだけ地下に埋め込む | 133 |
| A 機械のモーター熱を取り込む | 134 |
| B 曝気槽・反応槽の表面を断熱する | 134 |
| 3−2 配管などの凍結防止 | 134 |
| 3−3 設備の部材 | 134 |
| (4)共同利用設備の設計 | 135 |
| 4−1 負荷の把握と管理体制 | 135 |
| @ 負荷の決定 | 135 |
| A 管理体制 | 135 |
| 4−2 施設容量 | 135 |
| (5)プラントメーカーに求める設計・見積資料 | 136 |
| 第7章 浄化槽の管理とトラブルシューティング | |
| ■現場からの声 | 139 |
| (1)活性汚泥のトラブル | 141 |
| 1−1 活性汚泥の流出 | 141 |
| @ 活性汚泥濃度の不適正 | 142 |
| A 活性汚泥のバルキングの原因と対策 | 143 |
| a 糸状性菌のバルキング | 144 |
| b 過曝気性バルキング | 146 |
| c 曝気不足バルキング | 147 |
| d 粘性バルキング | 148 |
| e pHの異常によるバルキング | 149 |
| f 窒素三態の蓄積によるバルキング | 150 |
| g 水温の低下による汚泥の活性の低下 | 151 |
| h 薬剤の影響 | 151 |
| 1−2 曝気槽での発泡 | 152 |
| @ 発泡とは | 152 |
| A 曝気槽での発泡の原因 | 152 |
| a 曝気不足による発泡 | 153 |
| b 過負荷による発泡 | 153 |
| c 活性汚泥量不足による発泡 | 154 |
| B 急速腐熟(液肥化曝気)での発泡 | 154 |
| C 発泡対策 | 155 |
| a 活性汚泥処理発泡対策 | 155 |
| b 消泡剤による発泡対策 | 156 |
| 1−3 スカムの発生 | 157 |
| @ スカムの内容 | 157 |
| A 原水沈澱槽でのスカムの発生の原因と対策 | 157 |
| B 原水槽・流量調整槽でのスカム発生の原因と対策 | 159 |
| C 曝気槽でのスカム発生の原因と対策 | 160 |
| D 最終沈澱槽でのスカム発生の原因と対策 | 161 |
| 1−4 気候と活性汚泥 | 161 |
| @ 冬と活性汚泥 | 161 |
| A 脱窒素と低温 | 162 |
| B 冬季の対策 | 163 |
| a 水温の維持 | 163 |
| b 北海道での低温対策事例 | 163 |
| c 活性汚泥の温度馴化 | 164 |
| C 季節と活性汚泥 | 165 |
| (2)養豚諸資材の活性汚泥への影響 | 166 |
| 2−1 消毒剤と活性汚泥 | 166 |
| 2−2 抗生物質と活性汚泥 | 167 |
| 2−3 生物資材と活性汚泥 | 167 |
| 2−4 界面活性剤等と活性汚泥 | 169 |
| 2−5 消臭剤と活性汚泥 | 169 |
| 2−6 その他の無機資材と活性汚泥 | 170 |
| 2−7 凝集剤と活性汚泥 | 171 |
| (3)ハードのトラブル | 172 |
| |
| 3−1 機器 | 172 |
| @ スクリーン:スクリーンの目詰まり現象の原因と対策 | 172 |
| A ブロアー | 173 |
| B ポンプ類 | 174 |
| a 異物 | 174 |
| b 磨耗 | 174 |
| c 腐食 | 175 |
| d 凍結 | 175 |
| e オーバーホール | 175 |
| 3−2 電気系統 | 176 |
| @ 制御盤 | 176 |
| A 雷 | 176 |
| B 過負荷と漏電 | 176 |
| C 自動運転の機器 | 177 |
| 3−3 配管系統 | 177 |
| @ スケール | 177 |
| A ブロアーの散気管 | 178 |
| B 管の疲労破壊など | 178 |
| 3−4 その他 | 179 |
| (4)脱水設備のトラブル | 179 |
| 4−1 脱水設備そのものの機械的不具合とトラブル | 179 |
| @ 能力 | 179 |
| A 機械の磨耗 | 180 |
| B 機械の破損 | 180 |
| C 機械の腐蝕 | 180 |
| D 濾布の蛇行と破損 | 180 |
| 4−2 濾布・濾過部の目詰まり | 180 |
| 4−3 汚泥のリーク、凝集液のすべり、ケーキ含水率の不満 | 181 |
| @ 機械の不具合 | 181 |
| A 凝集剤の不適合 | 181 |
| B 凝集剤添加量の不適 | 181 |
| C 機械回転速度と対象水注入速度の不適 | 182 |
| 4−4 洗浄水の問題 | 182 |
| 4−5 高分子凝集剤の溶解水の不適 | 182 |
| 4−6 その他 | 182 |
| (5)浄化槽管理の指標と状況診断 | 183 |
| 5−1 浄化槽機能の管理はトレンドの把握と対応 | 183 |
| 5−2 目視などによる観察と診断 | 183 |
| @ 活性汚泥の色 | 183 |
| A 発泡の具合 | 183 |
| C pH | 184 |
| D 透視度 | 184 |
| E 汚泥濃度と沈澱分離 | 185 |
| a SVの測定 | 185 |
| b SVI | 186 |
| 5−3 水質分析 | 186 |
| @ 原水 | 186 |
| A 処理水 | 186 |
| B MLSS(活性汚泥濃度) | 187 |
| 5−4 溶存酸素濃度(DO)の意味 | 187 |
| (6)回分式処理におけるセンサーデータの解析 | 188 |
| (7)管理とトラブルシューティングまとめ | 192 |
| 7−1 好循環 | 192 |
| 7−2 悪循環 | 193 |
| 7−3 養豚場管理と浄化槽管理は似た者同士 | 193 |
| 第8章 廃水処理の新しい技術と展望 | |
| (1)飼料の改善による排泄負荷の軽減 | 197 |
| @ 窒素排泄量の低減 | 197 |
| A リン排泄量の低減 | 198 |
| B 糞尿排泄量(BOD量)の低減 | 198 |
| (2)活性汚泥の能力の向上 | 198 |
| (3)汚泥の減量 | 199 |
| (4)余剰汚泥の有効利用 | 200 |
| (5)濾過膜の今後 | 200 |
| (6)浄化槽と一体化した豚舎 | 200 |
| 付録 | |
| (1)スクリーンの主な種類と特徴 | 203 |
| (2)脱水機の主な種類と特徴 | 206 |
| (3)用語解説 | 211 |
| 索引 | 217 |