簡単に答えると： 水圧設備は時間当たりのピーク流量で、生物学的容積は日間有機負荷（COD kg/日）でサイジングする。これらは二つの異なる数値であり、一方を両方に使うのは最もよくあるサイジングミスである。ピークのある排出を安定した供給に変換するために均等化を追加せよ — それは購入できる最も安価な信頼性である。
植物の大きさを決める2つの数値
ほぼすべてのサイジングミスは、2つの別々の要件を1つの数値にまとめてしまうことから生じます。それらは：
- ピーク時間流量 — サイズのスクリーン、ポンプ、配管、クラリファイア、浮上分離装置、およびすべての油圧コンポーネント
- 毎日の有機物負荷1日あたりのCODまたはBODのキログラム数 — 生物反応槽の容量、曝気能力、汚泥生成量を決定する
480 m³/日を安定して放流する工場と、同じ480 m³を3回のシフト終了時の急増で放流する工場では、必要な水理設備は大きく異なるが、生物学的容積は同一である。第一のプラントを20 m³/hで設計し、第二のプラントも20 m³/hで設計すると、第二のプラントはオーバーフローする。
ステップ1：実際のフロープロファイルを構築する
「1日あたり約500立方メートル」といった曖昧な数字を受け入れてはいけない。通常の生産日および週で最も悪い日の時間帯ごとの流量を尋ねるか、測定すること。そこから得るべきものは：
- 日量合計（m³/日）
- ピーク時間流量（m³/h）
- ピーク係数 = ピーク時間値 ÷ 平均時間値
- 生産が連続的であれ、二交代制であれ、バッチ式であれ
ピークファクター1.5は快適です。ピークファクター4以上——シフト終了時にタンクを排出する場合に一般的——は、均等化が任意ではないことを意味します。
ステップ2：均等化タンクのサイズを決定する
均等化は、尖った排出を安定した供給に変換し、同時に二つの役割を果たします。それは、生物学的処理を水理学的な洗い流しから保護し、そうでなければバイオマスを阻害するpHおよび濃度のショックを緩和します。実用的なアプローチとして、ピーク期間中に排出される量を保持できるようにサイズを設定し、下流のプラントがほぼ日平均速度で供給できるようにします。
混合が必要です。撹拌のない均等化タンクは、固体が層状に分離して沈降し、排水時にそれを一気に放出します。これはまさに、それが防ぐために作られた衝撃です。
ステップ3：負荷に基づいて生物学的段階のサイズを決定する
何よりもまず、濃度と流量を負荷に変換してください：
COD負荷（kg/日）＝COD（mg/L）×流量（m³/日）÷1000
つまり、500 m³/日、COD 2,000 mg/Lでは、1日あたり1,000 kgのCODとなります。反応槽容積、酸素要求量、汚泥生成量を左右するのは、500ではなくこの数値です。そこからさらに2つの決定が続きます。
- 嫌気性段階が必要かどうか。 高濃度の排水は通常、まず嫌気性処理される。なぜなら、それほどの負荷を曝気処理するのはコストがかかり、大量の余剰汚泥が発生するからである。嫌気性処理ははるかに低いエネルギーコストで負荷の大部分を除去し、汚泥の発生量もはるかに少ない。その後、好気性処理によって残存分を仕上げる。
- 栄養素を添加する必要があるかどうか。 生物処理では、炭素に対するおおよその比率で窒素とリンが必要です。一部の産業排水——糖、デンプン、一部の化学物質を含む流れ——は炭素が豊富で栄養塩が乏しく、栄養塩を添加するまで生物学的処理は機能しません。
この時点でプロセスタイプを比較検討している場合は、当社の比較をご覧ください。 完全な廃水処理システムと5つの処理段階.
ステップ4：CODだけでなく、制限パラメータを確認する
CODは通常、プラントのサイズを決定するが、常にそうとは限らない。これらのそれぞれを排出基準と照らし合わせ、最も達成が困難なものに合わせてサイズを決定せよ：
| パラメータ | サイズ： | 多くの場合、本当の制約となるのは |
|---|---|---|
| COD / BOD | 生物学的容積と曝気 | 食品、醸造、化学、パーム油廃水 |
| アンモニア態窒素 | 硝化容量と汚泥滞留時間 | 限界は厳しく、硝化には長い汚泥滞留時間が必要で、温度に敏感である |
| 懸濁物質 | クラリファイアまたは浮上分離エリア | 微細または沈降の遅い固形物、フロック不良 |
| 油とグリース | DAFサイジング | 屠畜場、乳製品工場、製油所、パーム油 |
| リン | 薬品注入と汚泥発生 | 敏感水域への排出 |
| 重金属 | 降水とろ過 | 電気めっき、表面処理、鉱業 |
アンモニアは、人々が最もよく驚かされるパラメータです。硝化細菌は増殖が遅く、温度や毒性に敏感であるため、CODで余裕を持って設計されたプラントでも、冬にはアンモニアの基準を満たせないことがあります。
ステップ5：汚泥段階の規模を決める——そして正直に行う
汚泥の発生量は流量ではなく負荷に依存する。生物処理段階と薬品注入のいずれも固形物を生成し、物理化学処理プラントでは凝集による化学汚泥が生物汚泥を容易に上回る可能性がある。
設計段階で修正すべき点：
- 1日あたりの推定乾燥固形分生産量
- 汚泥を脱水前に濃縮するかどうか — ほぼ常にそうすべきである。なぜなら、希薄な汚泥を脱水すると能力を無駄にするからである。
- 廃棄の課金方法によって左右される、目標とするケーキの乾燥度
- 脱水が連続運転かバッチ運転かによって、スクリュープレスとフィルタープレスのどちらを選ぶかが決まります。
脱水段階に関しては、当社の フィルタープレスのサイジング計算ガイド ボリューム・パー・サイクルの計算を処理し、そして フィルタープレス対スクリュープレス 連続式かバッチ式かの決定を扱う。
よくあるサイズ間違い
- すべてを日平均でサイズ設定する。 その工場は紙の上で機能し、シフト終了時に洗い流される。
- イコライゼーションの省略またはサイズ不足。 サイト内で最も安いタンクが、サイト内で最も高価なステージを守っている。
- フロー上のサイジング生物学ではなく、負荷上のサイジング生物学。 水理的に豊かで生物学的に容積に飢えた植物を生産する。
- 温度を無視する。 生物学的速度は温度とともに低下し、硝化は最も速く低下する。夏向けに設計されたプラントは冬に機能しなくなることがある。
- 今日の生産のためだけに設計する。 増産が計画されているなら、今のうちに設置面積と水理プロファイルを確保しておくべきだ。稼働中のプラントに後から改造する方がはるかに高コストになる。
- 最後までスラッジを残す。 それは毎月支払うステージです。
よくある質問
下水処理プラントの規模は流量で決めるべきですか、それともCOD負荷で決めるべきですか？
それぞれ別の部分に使います。油圧設備——スクリーン、ポンプ、配管、クラリファイヤー、浮上分離——は時間最大流量でサイズを決めます。生物反応槽の容積、曝気能力、汚泥発生量は、1日あたりのCODキログラムで表される日間有機物負荷でサイズを決めます。両方に同じ数値を使うのが、最もよくあるサイズ設計の誤りです。
COD負荷はどのように計算すればよいですか？
COD負荷（kg/日）は、COD濃度（mg/L）に流量（m³/日）を掛け、1000で割った値に等しい。例えば、500 m³/日で2,000 mg/LのCODは、1日あたり1,000 kgのCODとなる。生物学処理段階の規模を決定するのは、流量ではなくこの負荷の数値である。
均圧タンクはどのくらいの大きさにすべきですか？
ピーク期間中に排出される量を十分に保持できる大きさで、下流のプラントがほぼ日平均レートで供給されるようにする。生産がバッチベースまたはシフトベースで、ピーク係数が4以上の場合、均等化は任意ではない。タンクは攪拌されなければならず、そうでなければ成層化し、空にするときに沈降した固形物のスラグを放出する。
なぜ私のプラントはCOD規制値は満たしているのに、アンモニアで不合格になるのですか？
硝化細菌は増殖が遅く、長い汚泥滞留時間を必要とし、温度や毒性に敏感である。CODに基づいて余裕をもって設計されたプラントでも、硝化に必要な反応槽容積と汚泥滞留時間が不足することがあり、寒冷時には性能がさらに低下する。アンモニアはCOD除去から自動的に達成されると仮定せず、明示的に設計する必要がある。
嫌気性段階は必要ですか？
それは強度次第です。高強度の排水——食品加工、醸造、パーム油、一部の化学系排水——は通常、まず嫌気性処理されます。なぜなら、それほどの負荷を曝気するには多大なエネルギーコストがかかり、大量の余剰汚泥が発生するからです。嫌気性処理ははるかに低いエネルギーコストで負荷の大部分を除去し、その後、好気性処理が残りを仕上げます。
そのプラントはどのくらいの汚泥を生成しますか？
これは有機物負荷および薬注の有無によるものであり、流量によるものではない。物理化学処理プラントでは、凝集に由来する化学汚泥が生物汚泥を上回ることがしばしばある。設計段階で見積もること。なぜなら、それが濃縮設備と脱水設備の規模を決定し、プラントの耐用年数にわたる毎月の処分コストを左右するからである。
流量プロファイル、水質分析、排水基準をお送りください。そうすれば、プラントを段階ごとにサイジングします。 サイジング提案をリクエストする.
この記事は、私たちのガイドの一部です。 都市および産業廃水汚泥.