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大阪市中浜下水処理場水処理施設整備事業~膜分離活性汚泥法(MBR)と高速ろ過施設の導入~

2022年5月20日

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膜分離活性汚泥法(MBR:Membrane BioReactor)と高速ろ過システムの導入背景

 大阪市中浜下水処理場(大阪市城東区中浜1-17-10)は、大阪市内に12箇所ある処理場の内、3番目に歴史が古い下水処理場で、東池(1960年通水)と西池(1963年通水)で構成されます。東池は、通水当初より標準活性汚泥法で下水処理を行っていましたが、老朽化が進み、改築更新が必要となっていました。
中浜下水処理場(東池)全景図
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 一方で、さらなる合流改善対策(雨天時の汚濁負荷量の削減)や、高度処理化(大阪湾の富栄養化防止のための窒素・リン除去等)といった処理機能の向上も求められていました。
 そこで老朽化対策と合わせて、さらなる合流改善対策と高度処理化を図るため、膜分離活性汚泥法(MBR)処理施設と高速ろ過施設を導入し、令和3年10月より稼働を開始しています。
 高速ろ過とMBRの組み合わせは、国内で初めての処理システムです。このように、高速ろ過とMBRの利点を活かして高度処理化と合流式下水道の改善に対応し、これまでの下水処理を超えるきれいな水(超高度処理水)を得ることが可能となりました。

処理フロー図(全体概要)
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高速ろ過施設の概要

高速ろ過処理原理図
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 高速ろ過は、浮上ろ材を用いることにより、従来の最初沈殿池よりもコンパクトでありながら、処理性能の向上が可能です。

浮上ろ材図
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 この改築により大幅に処理量を増やせるようになり、雨天時には晴天時処理能力の14倍以上となる576,000立方メートル/日まで簡易処理ができるようになりました。
 また、高速ろ過では夾雑物を100パーセント近く除去できるため、MBRでの 膜の目詰まりや破損防止など、膜を保護する役割も果たします。

高速ろ過システム処理フロー図
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膜分離活性汚泥法(MBR)処理施設の概要

膜ユニット図
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 MBRは、反応槽内に設置した膜ユニットで固液分離を行う下水処理法で、活性汚泥を分離し、大腸菌も捕捉できます。膜の総面積は、サッカーグラウンド11個分に相当します。
 また、MBRでは活性汚泥を10,000ミリグラム/リットル程度の高濃度に保持できるため、5時間程度の短い滞留時間で高度処理化が可能です。(凝集剤添加を併用)

水処理フロー比較図
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 これらによって、最終沈殿池だけでなく、消毒設備も不要となり、省スペースで高い処理水質が得られるようになりました。
 東池に導入したMBRの処理能力は、1日当たり40,000立方メートルで、常設施設としては国内最大規模です。

MBR処理フロー図
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省エネルギー化の取り組み

スマートMBR(SCRUM(スクラム):AIを用いたMBRの風量制御技術)

スマートMBR図
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 MBRでは、膜面を洗浄するための膜洗浄用空気と、生物処理に必要な酸素を補うための補助散気用空気の2系統の空気が必要です。 中浜下水処理場は、これらの風量各々を各種センサ情報に基づき、適正制御を行うスマートMBR(SCRUM)を導入しており、省エネルギー化を図っています。

エアリフトポンプ

エアリフトポンプ図
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 エアリフトポンプの底部に空気を送り込み、エアリフト効果で、好気(膜分離)槽の硝化液を無酸素槽へ供給し循環させます。ポンプ循環と比較して、動力を95パーセント低減できます。

サイフォンろ過

サイフォンろ過図
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 好気(膜分離)槽と処理水槽の水位差を利用してろ過を行う方法です。
 晴天時はほぼ膜ろ過ポンプを使用することなくろ過が可能で、膜ろ過ポンプによるろ過と比較して、動力を99パーセント低減できます。

道頓堀川・東横堀川の水辺魅力向上の取り組み

水処理改善の取り組み図
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 大阪市では、観光名所の一つである道頓堀川と、それにつながる東横堀川の水質改善が非常に重要であると考え、水門操作による大川の水の導入や雨水貯留管(平成の太閤下水)の整備など、さまざまな対応を進めてきました。
 そのような中、本事業でも新たな取組みを行っています。
 中浜下水処理場へのMBRの導入により得られる、透視度の高い清澄な超高度処理水を東横堀川に放流し、道頓堀川・東横堀川のさらなる水質改善を図ることで、水の都大阪の水辺魅力の向上とにぎわいの創出に貢献しています。

せせらぎの里(超高度処理水の修景用水利用)

せせらぎの里全体図
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 桜並木が広がり、お花見の絶好ポイントとしても親しまれている中浜下水処理場内の「せせらぎの里」に、MBRの超高度処理水を流し、修景用水としても利用します。
•「せせらぎの里」は、中浜下水処理場のシンボルツリーである「さくら」をはじめ、「アジサイ」や「ツツジ」など、花と緑があふれる「憩いの場」として親しんでいただける施設です。
•超高度処理水は、大阪城の外濠にも送水しています。

事業概要

概要
 事業対象施設  中浜下水処理場水処理施設(東池)
 事業名 中浜下水処理場水処理施設整備事業 
 処理方法 循環式硝化脱窒型膜分離活性汚泥法(凝集剤添加)

 施設能力

(処理量)

 高速ろ過施設

  晴天時日最大汚水量 40,000立方メートル/日

  雨天時最大汚水量   576,000立方メートル/日

 MBR処理施設

  晴天時日最大汚水量 40,000立方メートル/日

  雨天時最大汚水量     96,000立方メートル/日

 事業期間

 設計 2017年3月3日~2018年3月31日

 施工 2018年4月1日~2021年10月31日

 性能評価 2021年10月1日~2023年9月30日

 施設所在地 大阪市城東区中浜1丁目17番10号(中浜下水処理場)
 発注方式 設計・建設一括発注(DB)方式
 施工業者 株式会社クボタ

施設配置

施設配置図
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施設見学に関する問い合わせ

大阪市建設局 東部方面管理事務所 設備課
 住所:〒536-0024 大阪市城東区中浜1-17-10
 電話:06-6969-5847
 ファックス:06-6967-3531

中浜下水処理場のホームページはこちら

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大阪市 建設局下水道部設備課

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