チューブセトラーによる都市下水プラントのアップグレード: 詳細なケーススタディとパフォーマンス分析
チューブセトラーを使用した自治体の下水処理場の改修により、既存の設置面積内で処理能力を 45,000 m3/日から 65,000 m3/日に増加|2026年6月
都市人口の継続的な増加と環境排出基準の厳格化により、地方自治体の下水処理施設では、処理能力の拡大と排水品質の改善がますます課題となっています-。多くの場合、新しいタンクを建設するための土地や予算がありません。二次清澄は、排出前の最終固液分離ステップとして行われ、過負荷のプラントでは油圧のボトルネックになることがよくあります。
導入
チューブセトラーはラメラクラリファイアとも呼ばれ、既存のタンク設置面積内の有効沈降面積を増やすことで固液分離を強化する効率的な技術として広く認識されています。{0}既存の浄化装置内に傾斜した PVC または PP 管状モジュールを設置することにより、有効沈降エリアを拡大できます。3～8倍に増加これにより、タンク構造を拡張することなく、オーバーフロー率の向上、TSS の除去の向上、より厳しい排出制限への準拠が可能になります。
プロジェクト概要
このケーススタディは、急速に成長する都市にサービスを提供する自治体の下水処理プラントを記録しています。この植物はもともと次の目的で設計されました。45,000 m³/d（二次治療能力）しかし、最大で受けていました58,000 m³/d都市の拡大により、浄化装置の性能が低下し、高い排水TSS（多くの場合、それを超える）が発生します30mg/L）、許可超過が頻繁に発生します。
改修範囲には、2 つの既存の円形二次清澄装置にチューブセトラーモジュールを設置して、浄化能力を向上させることが含まれていました。65,000 m³/d排水TSSを以下に維持しながら15mg/L -- a 44% の容量増加同じタンク容積内で。
図 1: チューブセトラーモジュールのインストールが進行中
主要な設計パラメータ
オリジナルの二次清澄剤には次のような特徴がありました。
清澄剤の数:2 (同一の円形ユニット)
直径：1ユニットあたり36メートル
側面水深:3.5メートル
設計面のオーバーフロー率 (オリジナル):45,000 m3/日で 0.56 m3/m2・h
実際の表面オーバーフロー率 (過負荷):58,000 m3/日で 0.72 m3/m2・h
チューブセトラー仕様
チューブ材質:PVC（硬質ポリ塩化ビニル）
チューブの断面-:六角形（ハニカム）
内接円直径：60mm
チューブの長さ:1,000mm
傾斜角度:60度
比表面積:~11.5 m²/m³ (予測値)
取り付けられたチューブセトラーの総量:210 m3 (清澄器あたり 105 m3)
チューブセトラーモジュールは、各円形浄化装置の外側環状ゾーンに設置され、およそ清澄器の総表面積の 65%。中央ゾーンは流入液の分散と凝集のために開いたままにしておきました。
パフォーマンス結果
試運転と安定化の後、アップグレードされた浄化装置は劇的な改善を示しました。
| パラメータ | 前 (過負荷) | 後（チューブセトラー） | 変化 |
| 設計流量 (m3/d) | 45,000 | 65,000 | +44% |
| ピーク流量 (m3/d) | 58,000 (過負荷) | 78,000（マージンあり） | +34% |
| 表面オーバーフロー量 (m3/m2・h) | 0.72 | 1.05 (65,000 m3/日の場合) | 安定性の維持 |
| 排水TSS (mg/L) | 28-45 (平均 35) | 8-14 (平均 11) | -69% |
| スラッジブランケット高さ (m) | 1.2-1.8 (頻繁にバルキング) | 0.3～0.5（安定） | -70% |
| 清澄器のスカムの蓄積 | 頻繁で重い | 最小限 | 大幅な削減 |
| 排水 BOD₅ (mg/L) | 18-25 | 8-12 | -50% |
| 排水TP(mg/L) | 1.8-2.5 | 0.8-1.2 | -55% |
注: TP の改善は、TSS 捕捉の改善による排水中の粒子状リンの減少に部分的に起因しています。
費用対効果の分析-
チューブセトラーの改修と新しい清澄装置の建設の経済的正当性は説得力がありました。
| アイテム | チューブセトラーのレトロフィット | 新しい清澄装置の構造 |
| 資本コスト (USD) | $280,000 | $1,800,000 |
| 工期 | 3ヶ月 | 18～24ヶ月 |
| 追加の土地が必要 | 0 m² | 2,500-3,500 m² |
| 業務の中断 | 最小限(一度に 1 つの清澄剤) | メジャー（バイパスまたは一時的な治療） |
| 年間保守コスト | 5,000ドル/年 | 15,000ドル/年 |
| 耐用年数 | 15～20年 | 30～40年 |
改修により達成されたのは、投資回収期間は 2 年未満回避されたペナルティを考慮する場合（以前は約許可違反の罰金は年間 45,000 ドル）および繰延資本支出。
図 2: 完成したチューブセトラーの設置 -- 上空からの眺め
運用上のメリット
定量的なパフォーマンスの向上以外にも、プラントでは次のような運用上の利点がいくつか報告されました。
化学物質の消費量の削減:清澄機での TSS 捕捉が改善されたことで、下流の三次処理の負荷が軽減され、凝集剤とポリマーの消費量が約 20% 削減されました。
改善された汚泥の濃縮：チューブセトラーゾーンからの汚泥濃度が高くなったことで、下流側の汚泥の処理が改善され、脱水ポリマーの需要が減少しました。
オペレーターの介入が少なくなります:スラッジブランケットレベルが安定しているため、オペレーターは浄化装置の油圧とスラッジ返送率の管理に費やす時間が短縮されます。
嵐からの回復力:雨天時のピーク流量が最大 78,000 m3/d に達する間、チューブ沈降装置-のアップグレードされた浄化装置により、流出 TSS が 20 mg/L 未満に維持されました。これまでは追加の沈降エリアがなければ不可能でした。
チューブセトラーハニカムモジュール -- 60 mm 六角形 PVC 構造
学んだ教訓
チューブセトラーモジュールの配置:円形浄化装置の外側の環状ゾーンにモジュールを取り付けて、中央の凝集スペースを維持しながら有効面積を最大化します。
入口エネルギー散逸:適切に設計された入口バッフルは、チューブのセトラー入口ゾーン全体に流れを均等に分配し、短絡を防ぐために不可欠です。-
汚泥回収：スラッジ収集機構 (スクレーパー + 吸引ヘッダー) が、より高い固形物負荷に対応したサイズであることを確認してください。既存のスクレーパーで十分でした。修正は必要ありませんでした。
定期的な清掃：廃水の特性に応じて、チューブセトラーモジュールの洗浄を 3 ～ 5 年ごとに計画します。チューブ直径 60 mm のモジュールでは、3 年間の動作後でも重大な詰まりは見られませんでした。
結論
チューブセトラーの改修により、この市営下水処理場の二次浄化能力を拡大することに成功しました。44%排水TSSを削減しながら、69%-- すべて既存の浄化装置の設置面積内で、およそ新築工事費の15％。生産能力の制約に直面している自治体のプラント向けに、チューブ セトラーは実証済みの費用対効果が高く、迅速に導入可能なソリューションを提供します。-
新たな建設を行わずに浄化装置の能力を拡張できます
Juntai Plastic は、自治体や産業用の浄化装置のアップグレードに最適な、60 mm および 80 mm の六角形チャネルを備えた高効率の PVC チューブ セトラーを製造しています。{0}既存のタンク設置面積内で 3-8 倍の有効沈降面積を実現します。サイト固有の改修分析については、当社のエンジニアリング チームにお問い合わせください。