一次沈殿池と二次沈殿池のどちらが重要かという論争は、長い間続いています。
一部の水処理担当者は、一次沈殿槽は水処理システム全体の最前線にあり、水質の変化がその後の生化学システムに与える影響を緩和する上で重要な役割を果たしていると考えています。また、一部の水処理担当者は、二次沈殿槽からの排水が目の前で少しずつ濁っていくことが最も苛立たしいことだと考えています。
もちろん、窒素とリンの除去を重視し、より高い排水要件を持つ新しい下水処理施設の中には、一次沈殿槽と二次沈殿槽の使用を削減/置き換え始めているところもあります。
今日は、一次沈殿池と二次沈殿池について、主な違い、注意点、異常時のトラブルの3つの側面から解説します。
さまざまな場所
一次沈殿槽：一次沈殿槽の略称で、通常は格子と沈砂槽の後ろ、曝気槽の前に設置され、主に沈降性固形物を除去し、除去効果は90％以上に達し、生物段階の正常な動作に役立ちます。
二次沈殿槽：二次沈殿槽の略称で、通常は生物処理構造の後、深部処理または排出の前に設置され、主に曝気槽内の混合液と返送汚泥の濃度を分離するために使用され、生物処理の重要な部分です。
異なる治療対象
一次沈殿槽：主に浮遊物質SS、一部の有機物（主に浮遊BOD5）は、生物処理構造の運転条件を改善できます。
二次沈殿槽：活性汚泥混合液、高濃度、凝集性、軽量、沈降速度が遅いなどの特徴があります。
異なるパーティション
一次沈殿槽：形状と水流特性に応じて、水平流、放射流、垂直流、傾斜板（管）型などのタンクタイプに分けられます。一次沈殿槽には主に、入水エリア、出水エリア、沈殿エリア、スラッジエリア、緩衝帯の5つの主要エリアが含まれます。
二次沈殿槽：水の流れ方向によって、水平流、放射流、垂直流、傾斜（管）板などのタンクタイプに分けられます。二次沈殿槽には、主に、入水エリア、凝集エリア、成層沈殿エリア、圧縮エリアの4つの主要エリアが含まれます。
異なる負荷
一次沈殿槽：表面負荷 1.5-3.0m³/㎡・h、設計沈降速度 1.5-3.0m/h、沈降時間 1.0-2.0h、堰負荷 2.9L/sm以下、汚泥水分含有量 95%-97%。
第二沈殿槽（活性汚泥法後）：表面負荷1.0-1.5m³/㎡・h、設計沈降速度1.0-1.5m/h、沈降時間1.5-2.5h、堰負荷1.7L/sm以下、汚泥水分含有量99.2%-99.6%。
第二沈殿槽（バイオフィルム法後）：表面負荷1.0〜1.5（m3/m2・h）、沈殿時間1.5〜4.0時間、汚泥水分含有量96〜98％、堰負荷1.7L/（sm）以下。
一次沈殿池の運転管理における8つの主な注意事項
1) 一次沈殿槽の形状と掻き取り機の形状に応じて、掻き取り方法と掻き取り周期を決定します。沈殿汚泥が長時間滞留して浮上汚泥を発生させたり、汚泥を頻繁にまたは急速に掻き取りすぎて沈降汚泥をかき乱したりしないようにします。
2) 一次沈殿槽では、一般的に断続的な汚泥排出を採用しています。経験を総括し、経験に基づいて汚泥排出の回数と時間を手動で習得することが重要です。連続的な汚泥排出を採用する場合は、汚泥排出の流量と排出された汚泥の色を観察することに注意する必要があります。
3) 検査では、各プールの水の出水が均一であるかどうかを注意深く観察し、また、水堰の流出が均一であるかどうか、堰口がスラグで詰まっていないかどうかを観察し、適時に調整または修理します。
4) 検査中は、スラグバケット内のスラグがスムーズに排出されるかどうか、スラグスクレーパーとスラグバケットバッフルが適切に適合しているかどうかを注意深く観察し、適時に調整または修理します。
5) 検査中は、掻き取り、掻き取り、排泥設備に異常音があるかどうかに注意し、その構成部品の耐腐食性が損なわれていないか、緩みなどがないかを点検し、適時に調整または修理します。
6) 泥排出管は、泥や油脂などが管内、特にバルブに詰まるのを防ぐために、少なくとも月に 1 回は洗浄する必要があります。冬季は洗浄頻度を増やす必要があります。一次沈殿槽は毎年空にし、徹底した清掃と点検を実施してください。
7) 規定に従って、一次沈殿槽の日常検査項目の分析とテストを適時に実施し、特にSSなどの重要な項目については、SS除去率が正常かどうかを判断するために適時に比較する必要があります。低下している場合は、必要な是正措置を講じる必要があります。
8) 一次沈殿池の日常点検項目：入水・出水の水温、pH値、CODcr、BOD5、TS、SS、排出泥水の固形分・揮発性固形分等
専門家は、定期的な検査により、一次沈殿槽の異常な動作をタイムリーに検出し、対応する措置を講じて調整できると考えています。たとえば、検査中に一次沈殿槽の表面から出る気泡の量を観察することで、一次沈殿槽の底にある汚泥の量を大まかに判断できます（一次沈殿槽の底に堆積した無機シルトに同伴された有機物の嫌気性反応により、メタン、硫化水素などのガスが放出されるため）。検査中は、一次沈殿槽の排水に残留汚泥が含まれているかどうかを観察します。残留汚泥がシステム循環に入ると、ひどい場合は一次沈殿槽の排水に活性汚泥が含まれるようになります。残渣汚泥の処理量を増やすために、速やかに汚泥脱水作業を実施する必要があります。そうしないと、この部分の残渣汚泥が一次沈殿槽の排水を通じて再び生化学プールに入り、残渣汚泥の排出がまったく達成されなくなります。
二次沈殿池の運転管理における8つの留意点
1)二次沈殿槽の配水設備を定期的に点検・調整し、各二次沈殿槽に入る混合液の流れが均一になるようにします。
2) スラグバケット内のスラグの蓄積を確認し、適時に排出し、スラグバケットを頻繁に水で洗い流します。同時に、スラグスクレーパーとスラグバケットバッフルが適切に一致しているかどうかに注意し、適時に調整または修理します。
3) 排水堰板の平坦度を定期的に点検・調整し、排水の不均一や短流現象を防止するとともに、堰板に付着したスラグや排水溝に付着したバイオフィルムや藻類を速やかに除去する。
4) 検査中は、汚泥界面の高さの変化、浮遊汚泥の量、浮遊汚泥の有無など、排水の感覚指標を注意深く観察し、異常が発見されたら、水質に影響を与えないように、適時に問題を解決するための的を絞った対策を講じます。
5）スラッジ掻き取り、スラグ掻き取り、スラッジ排出設備の負荷運転を点検し、主に駆動モーターの振動、騒音、作動が正常かどうか、線速度、角速度などが設定範囲内にあるかどうかを観察します。検査中は、異常音の有無に注意し、防錆が損なわれていないか、適格かどうか、緩んだ部品がないかなどを確認し、適時に調整または修理します。
6) 定期的に（通常は年に1回）二次沈殿槽を空にして点検とメンテナンスを行い、水中の設備、配管、プール底、設備の調整に異常がないかを中心に点検し、具体的な状況に応じて修理します。
7) 二次沈殿池は一般に深く埋設されているため、地下水位が高く二次沈殿池を空にする必要がある場合、浮池現象を防止するために、事前に地下水位の具体的な状況を確認する必要があります。必要であれば、二次沈殿池周辺の地下水位を下げてから空にすることができます。
8) 泥水位計で測定した泥水位に応じて、二次沈殿槽の残留汚泥やスカムを自動排出する機能など、沈殿槽に関連する自動制御システムが正常に連動できるかどうかを確認します。
一次沈殿槽における3つの一般的な異常問題
一次沈殿池の排水中に微細浮遊粒子が発生する原因と対策
主な原因は、1) 水圧負荷ショックまたは長期過負荷、水流不足により滞留時間が短縮されるため、沈殿する前にフロックが水流とともに排水堰に入る、2) 曝気槽内の活性汚泥の過剰曝気により汚泥自体が酸化分解する、3) 沈殿しにくい汚染粒子が流入水に混入する、などです。
対策：1）調整槽を追加して入水の水力負荷を均等に分散します。2）入口と出口の設備の凹凸を調整して、衝撃負荷の影響を軽減し、短絡状況を克服します。3）曝気槽の操作パラメータを調整して、栄養分が不足しているときにタイムリーに補充する、汚泥齢が長すぎるために汚泥齢を短縮する、曝気量が多すぎる場合は曝気量を調整するなど、汚泥の凝集性能を向上させます。4）凝集剤を追加して、一部の沈殿しにくい浮遊粒子の沈殿性能を向上させます。消化槽と濃縮槽の上澄み液が均等に一次沈殿槽に入るようにして、その悪影響を排除します。5）二次沈殿槽の残留汚泥が均等に一次沈殿槽に入るようにして、残留汚泥の逆流の影響を排除します。
一次沈殿池における汚泥浮上の原因と対策
主な原因は、1) 流入水の鮮度も汚泥の浮上に影響を与える可能性があります。汚水がひどく汚染されると、汚泥が浮上する可能性があります。3) 二次沈殿槽からの戻り汚泥が一次沈殿槽の一部に入る可能性があります。硝酸塩含有量が高いため、一次沈殿槽に入った後の酸素不足により、硝酸塩が脱窒し、汚泥に付着した窒素ガスに還元され、浮上する可能性があります。4) 汚泥濃縮槽の上澄みと脱水機の排水が一次沈殿槽に入り、排水が濁ります。
対策：1）汚泥が頻繁に浮上する場合は、表面負荷、滞留時間、オーバーフロー負荷データを制御パラメータから計算し、制御パラメータ内にあるかどうかを確認し、そうでない場合は調整する必要があります。 2）スカムの除去作業を強化し、スカムスクレーパーの動作により浮上汚泥を適時に除去できるようにします。 3）後続の生化学処理システムを制御して、汚泥齢を短縮し、硝化プロセスを減らし、返送汚泥の量を増やして滞留時間を短縮できます。 4）消化槽と濃縮槽の操作を改善し、消化槽と後濃縮槽の操作効率を向上させます。脱水された廃水に無機凝集剤を添加して濃縮し、沈殿させてから一次沈殿槽に送ることができます。
汚泥短絡流出の原因と対策
主な原因としては、1)堰板のオーバーフロー荷重が大きすぎる、または堰板が不均一である、2)スクレーパーの故障により汚泥が浮上する、3)放射流沈殿槽表面が強風の影響を受けて流れが偏る、などが挙げられます。
対策：1) 堰板の負荷を軽減するか、堰板出口の高さを一定に調整します。2) 故障したスクレーパーを適時に修理して交換します。
二次沈殿池でよく見られる3つの異常現象
二次沈殿池の排水中の溶存酸素濃度が低い原因と対策
1) 活性汚泥が二次沈殿槽内に長時間滞留し、汚泥中の好気性微生物が酸素を消費し続けるため、二次沈殿槽の排水中の溶存酸素が減少します。
対策：返送汚泥量を増やし、滞留時間を短くする。
2) 吸引（掻き取り）汚泥機の稼働状態が悪いため、局所汚泥を適時二次沈殿槽に戻すことができず、一部の汚泥が二次沈殿槽に長時間留まり、汚泥中の好気性微生物が酸素を消費し続け、二次沈殿槽の排水中の溶存酸素が減少します。
対策：吸引（掻き取り）汚泥機械を適時に修理し、正常な作動状態に戻します。
3) 水温が急激に上昇し、好気性微生物の生理活動における酸素消費量が増加し、局所的な無酸素領域における嫌気性微生物の活動が強化され、最終的に二次沈殿槽の排水中の溶存酸素が減少する。
対策：均質化調整などの前処理施設で汚水の滞留時間を延ばしたり、調整槽の容積をフル活用して高温水を循環させたり、前曝気を強化して温度を下げて水蒸気の蒸発を促進したりします。
二次沈殿池排水のBOD5とCODが急激に上昇する原因と対策
1) 曝気槽に入る汚水の量が急激に増加したり、有機負荷が急激に増加したり、有毒有害物質の濃度が急激に増加したりします。
対策：下水の水質監視を強化し、調整槽の役割を十分に発揮させて、流入水を可能な限りバランスのとれた状態にします。
2) 曝気槽の管理不良（曝気不足、酸素供給不足など）により、排水量が急激に増加する。
対策：曝気槽の管理を強化し、各種運転パラメータを適時に調整します。
3) 二次沈殿槽の管理不良（スカムの清掃時期の遅れ、スクレーパーの異常作動など）
対策：二次沈殿槽の管理を強化し、適時に点検を実施し、問題が発見された場合は直ちに是正する。
二次沈殿池の汚泥浮上の原因と対策
主な原因は次のとおりです。1) 汚泥が浮上する主な原因は、これらの通常の汚泥が二次沈殿槽に長時間留まり、溶存酸素が徐々に消費されて酸性化が起こり、新しい H2S などのガスが生成され、それが汚泥フロックに付着して密度が低下し、汚泥が浮上することです。
2) システムのSRTが長い場合、硝化が起こった後、二次沈殿槽に入る混合液には大量の硝酸塩が含まれます。二次沈殿槽の汚泥は、十分な溶存酸素（DD）の不足により脱窒反応を起こします。<0.5mg/L). The N2 produced by denitrification will also attach to the sludge flocs, reducing their density and causing the sludge to float.
対策：1）余剰汚泥を適時に排出し、返送汚泥の量を増やして、汚泥が二次沈殿槽に長時間留まらないようにします。2）曝気槽の末端で供給する酸素の量を増やして、二次沈殿槽に入る混合液の溶存酸素含有量を増やし、二次沈殿槽の汚泥が嫌気性または無酸素状態にならないようにします。3）脱窒による汚泥の浮上に対しては、余剰汚泥の排出を増やしてSRTを下げることもできます。また、硝化度を制御することで脱窒制御の目的を達成できます。
