計算問題
項目	出題第？回
２．水面積負荷とＳＳ除去率の関係は、水面積負荷が小さいほど、ＳＳ除去率は高くなる。 水面積負荷：沈澱池の単位面積（１ｍ2）当たりの処理水量（ｍ3）を示す。 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　沈澱池流入水量（ｍ3/日）　 　 池の有効水深（ｍ）×２４ｈｒ 水面積負荷（ｍ3／ｍ2・日）＝−−−−−−−−−−　＝　−−−−−−−−−−−− 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　沈澱池表面積（ｍ2）　　　　　　沈澱時間（ｈｒ）	15
最終沈澱池： 最終沈澱池は、生物処理の過程において生じた汚泥を沈澱除去することにより、清澄な処理水を得ることを目的として維持管理が行われる。最終沈澱池で除去されるＳＳは微生物フロックを主体としており、最初沈澱池のＳＳに比べ沈降速度が遅いため、管理項目として水面積負荷が重要となる。 沈澱池の水面積負荷、有効水深及び沈澱時間と池の大きさには次の関係が成り立つ。 Ｖ＝Ａ・ｈ＝Ｑ・ｔ／２４ 水面積負荷＝Ｑ／Ａ＝ｈ・２４／ｔ　　　単位：ｍ3／（ｍ2・日） 　Ｖ：池の容量（ｍ3） 　Ａ：池の表面積（ｍ2） 　ｈ：池の有効水深（ｍ） 　Ｑ：流入水量（ｍ3／日） 　ｔ：沈澱時間（ｈｒ）	15
例：最終沈澱池の水面積負荷を求める。 　　有効水深：３．０ｍ 　　沈澱時間：３ｈｒ 　　 　　解：　水面積負荷＝Ｑ／Ａ 　 ＝ｈ・２４／ｔ 　　　　　　　　　　＝３ｍ×２４ｈｒ／３ｈｒ 　　　　　　　　　　＝２４　　（ｍ3／（ｍ2・日））	15
反応タンクの好気的固形物滞留時間（ＡＳＲＴ）： 好気的固形物滞留時間（ＡＳＲＴ）は、好気条件下での固形物滞留時間であり、硝化反応の制御指標として重要である。硝化細菌を系内に維持するためには、硝化細菌の増殖速度に見合ったＡＳＲＴを確保した運転を行う必要がある。なお、硝化細菌の増殖速度は水温の影響を強く受ける。低水温条件では、増殖速度が小さくなるので、より長いＡＳＲＴが必要となる。 ＡＳＲＴは次式により算出できる。 　ＡＳＲＴ＝（好気タンク容量比または好気運転時間比）×ＳＲＴ 　　　　　＝（好気タンク容量比または好気運転時間比） 　　　　　　　　　　　反応タンク容量×反応タンク内の平均ＭＬＳＳ濃度 　　　　　　×−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 　　　　　　　　余剰汚泥比×余剰汚泥の平均ＳＳ濃度＋処理水量×処理水の平均ＳＳ濃度 　≒（好気タンク容量比または好気運転時間比） 　　反応タンク容量×反応タンク内の平均ＭＬＳＳ濃度 ×　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−　　　　　（処理水中の平均SS量を無視できる場合） 　　　　余剰汚泥量×余剰汚泥の平均ＳＳ濃度
例： 反応タンクの管理指標である好気的固形物滞留時間（ＡＳＲＴ）を求める。 　反応タンク容量　　１５００ｍ３ 　反応タンク内の平均ＭＬＳＳ濃度　　２０００ｍｇ／ｌ 　余剰汚泥量　　　　　　　　　　　　３０ｍ３／日 　余剰汚泥平均ＳＳ濃度　　　　　　　５０００ｍｇ／ｌ 　好気的運転時間　　　　　　　　　　１２時間／日 　なお、処理水中のＳＳ量は無視するものとする。 解答： 　ＡＳＲＴ＝（１２／２４）×｛（１５００×２０００）／（３０×５０００）｝　 　　　　　＝１０日	14
重力濃縮タンク： 重力によって汚泥の濃縮を行うもので、運転指標としては、汚泥界面、滞留時間、固形物負荷がある。 投入汚泥量と投入汚泥固形物濃度から固形物量を求め、これを濃縮タンク水面積で割ると固形物負荷が求まる。 　固形物負荷　＝　投入汚泥量×投入汚泥固形物濃度／濃縮タンク水面積 　ｋｇ／（ｍ2・日）　ｍ3／日　　　　ｋｇ／ｍ3 ｍ2 投入汚泥量を濃縮タンク水面積で割ると水面積負荷が求まる。 　水面積負荷　＝　投入汚泥量／濃縮タンク水面積 　ｍ3／（ｍ2・日）　ｍ3／日　　　ｍ2 濃縮タンク水面積と濃縮タンク有効水深をかけて濃縮タンク有効容量を求め、これを投入汚泥量で割ると滞留時間が求まる。 　滞留時間　＝　濃縮タンク水面積×濃縮タンク有効水深／投入汚泥量 　　日　　　　　　　ｍ2　　　　　　　　　ｍ　　　　　　ｍ3／日	15
例：重力濃縮タンクにおける固形物負荷、水面積負荷及び、滞留時間を求める。 　　投入汚泥量：　　４００　ｍ3／日 　　投入汚泥固形物濃度：　１０ｋｇ／ｍ3 　　濃縮タンク水面積：　　５０ｍ2 　　濃縮タンク有効水深：　４ｍ 　固形物負荷＝　４００×１０／５０ 　　　　　　＝　８０　ｋｇ／（ｍ2／日） 　水面積負荷＝　４００／５０ 　　　　　　＝　８　ｍ3／（ｍ2・日） 　滞留時間　＝　５０×４／４００ 　　　　　　＝　０．５　日　　＝　１２　ｈｒ	15
例：重力濃縮タンクにおける滞留時間を求める。 　　投入汚泥量：　　４００　ｍ3／日 　　投入汚泥含水率：　９９％ 　　汚泥の比重量：　１０００ｋｇ／ｍ3 　　固形物負荷：　　６０ｋｇ／ｍ2・日 　　濃縮タンク有効水深：　４ｍ 　固形物量＝　（１００−９９）÷１００×１０００ 　　　　　　＝　１０　ｋｇ／ｍ３ 　所要水面積＝　１０×４００÷６０ 　　　　　　＝　６６　ｍ2 　滞留時間　＝　６６×４×２４÷４００ 　　　　　　＝　１５．８　　≒　１６　ｈｒ 滞留時間は１６時間である。	13
２．消化率は、下記で表される。 　　　　　　　　　　　　　　投入汚泥の無機分（％）×消化汚泥の有機分（％） 消化率　＝（１　−　　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−　　）×１００ 　　　　　　　　　　　　　　投入汚泥の有機分（％）×消化汚泥の無機分（％） 一般に中温消化（消化温度：３０〜３５℃、消化日数：約２０日）で投入汚泥の有機分７０％以上であれば、消化率は４０〜６０％である。	15
有機系高分子凝集剤の薬品注入率： 汚泥脱水の際には、薬品を注入して脱水性を向上させる。薬品の注入率を増やすと汚泥の回収率は上がり、脱水汚泥の含水率は低くなるが、過剰に注入すると脱水性は低下する。薬品の注入率は固形物あたり有効薬品量として表され、以下の式によって求められる。薬品の溶解度は通常０．２〜０．３％である。薬品注入率は、脱水機の種類、供給汚泥の濃度、性状によって左右されるが、一般に１％前後である。 薬品注入率（％）＝｛薬品溶解濃度（％）×薬品注入量（ｍ３）×１００｝ 　　　　　　　　　　／｛汚泥濃度（％）×汚泥量（ｍ３）｝	14
例： 汚泥脱水時における有機高分子凝集剤の注入率を求める。 汚泥量　　　１０．０ｍ３ 汚泥濃度　　　２．０％ 有機高分子凝集剤溶液濃度　０．２％ 有機高分子凝集剤溶液注入量　０．８ｍ３ ｛（０．２×０．８）×１００｝／（２．０×１０．０）＝０．８ 薬品注入率＝０．８％	13
汚泥濃縮過程では、汚泥の含水率の低下に伴い汚泥体積が減少する。汚泥の密度が不変で、濃縮前後で汚泥中の固形物量が不変であるとすると次式が成り立つ。 　（１００−濃縮前含水率）／１００　×　汚泥体積（濃縮前） 　＝（１００−濃縮後含水率）／１００　×　汚泥体積（濃縮後） よって、濃縮前後での汚泥体積比は、次式により算出できる。 汚泥体積（濃縮後）／汚泥体積（濃縮前）＝（１００−濃縮前含水率）／（１００−濃縮後含水率）
例： 遠心濃縮機の含水率９９．２％の生汚泥を投入して、含水率９６％の濃縮汚泥を得た時の汚泥量は 　汚泥体積（濃縮後）／汚泥体積（濃縮前） 　＝（１００−９９．２）／（１００−９６） 　＝１／５ 解答：汚泥の体積は１／５に減量した。	14
標準活性汚泥法の返送汚泥比： 標準活性汚泥法の下水処理場における返送汚泥のＳＳ濃度に対して設定したＭＬＳＳ濃度を維持するために必要な汚泥返送比は次式により求められる。 　Ｒ＝｛ＸＡ／（ＸＲ−ＸＡ）｝×１００ Ｒ：汚泥返送比（％） ＸＡ：ＭＬＳＳの濃度（ｍｇ／ｌ） ＸＲ：返送汚泥のＳＳ濃度（ｍｇ／ｌ）
例 下記条件において返送汚泥比を求める。 返送汚泥のＳＳ濃度　　　６０００ｍｇ／ｌ ＭＬＳＳの濃度　　　　　２０００ｍｇ／ｌ 解答： ＸＡ：２０００ｍｇ／ｌ ＸＲ：６０００ｍｇ／ｌ 　Ｒ＝｛２０００／（６０００−２０００）｝×１００ 　　＝５０％	13
２．ＳＶＩは次式により算出する。 　ＳＶＩ＝（ＳＶ×１００００）／ＭＬＳＳ 従って、ＳＶＩの変動が少なければＳＶからおおよそのＭＬＳＳ濃度が推定できる。	14
ＳＶＩ（汚泥容量指標）は活性汚泥の沈降性を示す指標である。 活性汚泥混合液をメスシリンダー１ｌに入れ、３０分間静置したあとの沈澱した汚泥容量を％で表したものがＳＶ（活性汚泥沈澱率）であり、このときの１ｇのＭＬＳＳが占める容量を示したものがＳＶＩである。ＳＶＩが小さいほど沈降性、濃縮性が良い。正常な活性汚泥のＳＶＩは１００〜２００程度である。一般に３００以上に達した場合をバルキングという。 ＳＶＩ（ｍｌ／ｇ）＝ＳＶ（％）×１００００／ＭＬＳＳ（ｍｇ／ｌ）	15,14
例：ＳＶが３０％、ＭＬＳＳが２０００ｍｇ／ｌのときのＳＶＩは 　ＳＶＩ＝３０×１００００／２０００＝１５０ （ｍｌ／ｇ） 　ＳＶＩは１５０ｍｌ／ｇで、正常域にあり、正常な値である。	15
全窒素量（Ｔ−Ｎ）： 全窒素は、無機性窒素と有機性窒素の総量である。無機性窒素としては、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素があり、各々の測定が可能である。一方、有機性窒素には、タンパク質をはじめようような有機化合物中の窒素分が含まれるが、これを直接測定する簡便な方法がない。従って、通常はケルダール窒素として有機性窒素とアンモニア性窒素の総量を測定し、別に測定したアンモニア性窒素との差し引きにより有機性窒素を求めることになる。 全窒素量を総和法により求める場合には、ケルダール窒素、亜硝酸性窒素、硝酸性窒素をそれぞれ測定し、その総和をとる。 　　全窒素＝ケルダール窒素＋亜硝酸性窒素＋硝酸性窒素 なお、全窒素量を直接求める方法として、アルカリ性とした試料にペルオキソ二硫酸カリウムを加えて、高圧蒸気滅菌器により分解し、生成した硝酸性窒素を測定する方法がある。
例：下水中の窒素の分析結果から全窒素量（Ｔ−Ｎ）を求める。 　ケルダール窒素（Ｋｊ−Ｎ）：３４ｍｇ／ｌ 　アンモニア性窒素（ＮＨ４＋−Ｎ）：１５ｍｇ／ｌ 　亜硝酸性窒素（ＮＯ２−−Ｎ）：２ｍｇ／ｌ 　硝酸性窒素（ＮＯ３−−Ｎ）：５ｍｇ／ｌ 全窒素＝ケルダール窒素＋亜硝酸性窒素＋硝酸性窒素 　　　＝３４＋２＋５＝４１ｍｇ／ｌ	14