序文
シーケンスバッチ活性汚泥 (SBR) プロセスの最初の試運転は、インフラストラクチャの完成から安定した運用への重要な移行段階です。主な目的は、活性汚泥微生物群集を培養して順応させ、プロセスのタイミングパラメータを最適化し、装置の性能を検証し、最終的には安定した排水品質のコンプライアンスを達成することです。このガイドは、「都市廃水処理プラントの運転、保守および安全性に関する技術規則」(CJJ 60) や「活性汚泥廃水処理技術の技術仕様」(HJ 573) などの業界標準に厳密に従っています。この内容は重要な実践的なポイントに焦点を当てており、新設、改修、または拡張された SBR 廃水処理施設の初期試運転に適用でき、技術者に体系的で実行可能な操作ガイダンスを提供します。
I. 試運転前の準備作業
(I) 人的および技術的準備
1. 試運転担当者は、プロセス原理、機器の操作、および安全規制に関する専門トレーニングを完了し、SBR および水質指標の監視方法の各段階の操作ロジックを習得する必要があります。
2. 詳細な試運転計画を作成し、試運転の目的、段階区分、パラメータ制御範囲、緊急時計画、およびデータ記録要件を明確に定義する必要があります。計画は技術監督者によって検討され、承認される必要があります。
(II) 機器および計器の受け入れ
1. 個別ユニットのテスト実行: インレットポンプ、ブロワー、撹拌機、デカンタなどのコア機器に対して無負荷テストと負荷テストを順番に実行します。-機器の動作騒音、振動レベル、起動/停止感度をチェックして、各機器に詰まり、漏れ、その他の障害がないか、動作パラメータが設計要件を満たしていることを確認します。
2. 相互接続されたテスト実行: 完全な動作サイクルをシミュレートして、機器間の相互接続された制御ロジックを検証します。曝気と撹拌の切り替えシーケンスやデカンタと液面計の接続精度のチェックに重点を置き、自動制御システムの安定性と信頼性を確保します。
3. 計器校正：pH計、溶存酸素（DO）計、ORP計、液面計、流量計などの計器の総合校正を実施します。標準ソリューションを使用してゼロ点と範囲を校正し、監視データの精度を確保します。校正記録は将来の参照のためにアーカイブする必要があります。
(III) 材料と水質の準備
1. 接種汚泥の調製: 同様の廃水処理施設からの成熟した活性汚泥を優先的に使用する必要があります。汚泥は黄褐色で腐敗臭がなく、水分含有量は 96% から 98% の間に制御される必要があります。{2}同様の接種スラッジが入手できない場合は、有機栄養素（グルコース、尿素、リン酸二水素カリウムなど）を添加して微生物の増殖を開始する自家培養法を使用できます。-
2. 薬品の準備：必要に応じて、凝集剤（PAC、PAM）、栄養剤（尿素、リン酸二水素カリウム）、アルカリ調整剤（炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム）を準備します。パイプラインに障害物がなく、正確に計量できることを確認するために、化学薬品投与システムをテストする必要があります。
3. 流入水の水質調査：流入水の水質を7-15日間継続的に監視して、COD、BOD₅、NH₃-N、TN、TP、pHの変動範囲を決定し、流入水中に有毒または有害な物質が存在するかどうかを判断します。必要に応じて前処理工程を追加します。
II.コアコミッショニングフェーズにおける主要な運用ポイント
(I) 汚泥の接種と順化
1. 汚泥接種
- 添加する接種汚泥の量は、反応タンク内の混合液懸濁物質 (MLSS) 濃度が 1000 ～ 1500 mg/L に達するようにする必要があります。添加後、浄水または低濃度廃水をタンクに注入し、エアレーションディスクと撹拌翼を浸します。
- 接種後直ちに水を加えずに連続曝気を開始し、DO 濃度を 2~3 mg/L に制御します。曝気時間は 24～48 時間とし、その間 6 時間ごとに MLSS と SV30 を監視し、汚泥の色の変化を観察する必要があります。
2. 汚泥の順化
- 順応は、低負荷と段階的な進行の原則に従う必要があり、次の 3 つの段階に分けられます。
- ステージ 1 (負荷増加期間): 流入水は設計流入負荷の 30%～40% で導入され、操作サイクルは 12 時間に制御されます (流入水 2 時間、好気反応 6 時間、沈降 2 時間、流出水排出 1 時間、アイドル 1 時間)。有酸素段階では、DO は 2 ～ 3 mg/L に維持されます。無酸素段階（装備されている場合）では、撹拌が活性化され、DO は 0.5 mg/L 以下になります。流入水と流出水の COD、NH₃-N、汚泥指標 (MLSS、SVI) は毎日監視されます。廃液の COD 除去率が常に 60% を超えている場合は、次の段階に進むことができます。
- フェーズ 2 (負荷安定期間): 流入負荷を設計値の 60% ～ 70% に増加します。水質の劣化に応じて反応時間を調整してください。 NH₃-N 除去率が 80% 未満の場合は、好気反応時間を延長する必要があります。この段階では、汚泥の沈降性能に重点を置く必要があります。 SVI は 80 ～ 120 mL/g に制御する必要があります。汚泥のバルク化が発生した場合は、直ちに流入負荷を減らし、曝気量を増やしてください。
フェーズ 3 (全負荷順応期間): 流入負荷を設計値の 100% まで徐々に増加させ、各フェーズのタイミング パラメータを最適化し、COD、NH₃-N、TN、TP の除去率がすべて設計要件を満たしていること、およびスラッジの性能が安定していることを確認します。この段階の順応期間は 7 日間以上である必要があります。
(II) プロセスサイクルパラメータの最適化と調整
1. 流入ステージパラメータ調整: 汚泥に対する制限的流入水と非制限的流入水の影響を比較します。-工業廃水には制限流入水を推奨します。基質濃度の突然の増加を避けるために流入速度を制御します。流入中に撹拌をオンにすると、混合が改善され、濃度勾配が減少します。調整中にさまざまな流入方法の下での水分解効率を記録します。
2. 反応段階のパラメータ調整：通気量を調整して DO 濃度を制御し、好気段階における DO と COD/NH₃-N 分解速度の相関関係を明らかにします。窒素除去要件については、無酸素段階での撹拌強度と炭素源の投与量を調整して、最適な C/N 比を決定します。強化されたリン除去が必要な場合は、嫌気段階でのリン放出時間と好気段階でのリン取り込み効率の間の一致関係を検証します。
3. 沈降・排水段階のパラメータ調整：短い沈降時間による排水中の過剰な懸濁物質、または長い沈降時間による嫌気性汚泥の浮遊を避けるために、沈降時間（0.5〜2時間）を変化させることによって最適な汚泥沈降時間を決定します。デカンタの降下速度を調整し、0.3m/h から 1.0m/h まで徐々に増加させ、さまざまな速度での流出液の濁度を記録して、最適なデカンタ速度を決定します。
4. アイドルステージパラメータ調整：スラッジの状態に基づいてアイドル期間の動作モードを選択します。 MLSS が高い場合、アイドル期間中に少量の余剰汚泥を排出することができます。汚泥が嫌気性腐敗しやすい場合は、微量曝気または低強度の撹拌を有効にすることができます。-調整中にさまざまなモードでの汚泥活性の変化を記録します。
(III) 試運転中のデータの監視と記録
1. 監視頻度: 毎日の監視指標 (DO、pH、ORP、液面) は 2 時間ごとに記録されます。水質指標（COD、BOD₅、NH₃-N、TN、TP、SS）は毎日監視されます。汚泥指標 (MLSS、SV₃₀、SVI) は毎日監視されます。
2. データ処理: 試運転ログを作成し、毎日の流入負荷、動作サイクルシーケンス、機器動作パラメータ、水質および汚泥指標を記録します。水の劣化曲線と汚泥の性能変化曲線をプロットして、パラメーターの最適化のためのデータ サポートを提供します。
Ⅲ．試運転時のよくある問題と対処方法
1.接種汚泥の活性不良
曝気後は黒色の汚泥の色と腐敗臭が発生し、COD除去率は30%未満です。治療措置:
1. **曝気時間を 72 時間に延長し、この期間中にブドウ糖や尿素などの栄養素を追加して微生物の代謝に必要な物質を補います。
2. 適切な量の新鮮な接種汚泥を添加して、汚泥微生物濃度を増加させます。
3. DO 濃度を確認します。エアレーションが不十分で局所的な嫌気状態が発生する場合は、エアレーション速度を上げるか、目詰まりしたエアレーションディスクを掃除してください。
2. **深刻な汚泥損失**
これは、濁った排水と MLSS の継続的な減少として現れます。治療措置:
1. デカンタの下降速度を 0.3 ～ 0.5 m/h に短縮し、沈降時間を 2 時間に延長します。
2. 流入負荷を減らして汚泥層への影響を最小限に抑えます。
3. 汚泥の崩壊につながる過度の曝気をチェックし、曝気量を適切に減らし、DO を約 2 mg/L に制御します。
4. スラッジの沈降性能を向上させるために、少量の PAM を添加します。
3. **不十分な硝化**
これは、排水中の過剰な NH3-N 濃度と、好気段階での NH3-N 分解の遅さとして現れます。治療法: 1. 好気反応時間を延長し、好気段階の DO を 3-4 mg/L に増加させて、硝化細菌の代謝ニーズを確保します。 2. 過剰な汚泥の量を減らし、硝化細菌の濃縮を促進するために汚泥の熟成期間を 15 ～ 25 日に延長します。 3. 流入水のアルカリ度を確認します。アルカリ度が不十分な場合 (アルカリ度と NH3-N の比 < 7.14)、アルカリ度を補うために炭酸ナトリウムを追加します。 4. 水温が低いと硝化菌の活動が著しく阻害されますので、水温は15度以上になるよう保温対策を行ってください。
4. 脱窒効率が低い
これは、排水中の過剰なTNと、酸素欠乏段階でのORP値の急激な上昇として現れます。治療方法: 1. メタノールや酢酸ナトリウムなどの外部炭素源を追加して、C/N 比を 5 ～ 8:1 に調整します。 2. 完全な脱窒を確実にするために、無酸素反応時間を延長します。 3. 撹拌強度を上げて均一な混合を確保し、無酸素段階での過度に高い DO によるデッド ゾーンを回避します。
5. 過剰な泡の発生
これは曝気槽表面に0.5mを超える泡の蓄積として現れ、曝気効率に影響を与えます。改善策としては、1) 流入負荷を減らし、発泡しやすい有機物の投入を減らす。 ２）微生物の活動に影響を与えないように用量を制御しながら、消泡剤（ポリエーテル消泡剤など）を噴霧する。 ３）過度に古い汚泥による泡の老化をチェックし、汚泥排出量を適切に増加させる。
IV.試運転完了の判断基準
1. 流入水負荷が 7 日間連続して設計値の 100% に達し、流入水および流出水の水質指標 (COD、BOD₅、NH₃-N、TN、TP、SS) が一貫して設計排水基準または国/地方の排水基準を満たしている。
2. 活性汚泥の性能は安定しており、MLSSは2000~4000mg/L、SVIは50~150mL/gを維持しており、汚泥色は黄褐色で沈降性も良好で、汚泥のバルク化や浮遊などの異常現象はありません。
3. すべての装置が正常に動作し、自動制御システムがスムーズに動作し、プロセスサイクルのタイミングパラメータが最適化され、安定した動作が達成されます。
4. 試運転ログは完成しており、データ記録は真実、正確、追跡可能であり、試運転レポートは完成して受理されます。
V.-コミッショニング後のメンテナンス引き継ぎの注意事項
1. 試運転レポートを完成します。これには、試運転プロセス、パラメータの最適化結果、問題処理記録、および運用上の推奨事項が含まれ、その後のメンテナンスの技術的基盤として機能します。
2. メンテナンス担当者に、プロセスパラメータ制御、日常の機器メンテナンス、および異常な動作条件の処理をカバーする専門的なトレーニングを提供し、独立した動作を確保します。
3. SBR プロセスの長期安定稼働を確保するために、機器の検査頻度、水質監視計画、汚泥管理要件を明確に定義した日常的な保守管理システムを確立します。-