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標準活性汚泥法による下水処理について

はじめに

日本では標準活性汚泥法という方法が下水処理で広く用いられています。今回は標準活性汚泥法による下水処理について調べました。

標準活性汚泥法の仕組み

簡単にいうと標準活性汚泥法とは『細菌や微小動物などの微生物に汚水中の汚れ(有機物)を食べさせることで水を綺麗にする手法』の事です。
微生物が汚れを食べると微生物がたくさん増えてしまいますが、増えた微生物は互いにくっつき固まりになるため、これらを沈殿させることで除去することが出来ます。

下水処理施設での処理の流れ

以下の図は標準活性汚泥法によって下水(原水)が浄化されるまでの過程を示しています。

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原水(下水)は沈砂地から消毒設備までを通ることで浄化され、河川などに放流されます。

沈砂地

砂や大きなゴミなどを取り除きます。

最初沈殿池

ゆっくりと水を流しながら沈砂地で取りきれなかった泥などを沈殿させて取り除きます。ここで取り除かれた汚は生汚泥と呼ばれ、後述する余剰汚泥と同様に処分されます。

反応タンク

下水中に酸素を送り込むことで、下水中の微生物を活性化させます。活性化した微生物は下水中の有機物を分解して水を浄化し、微生物の固まり形成しながらどんどん増えていきます。この微生物の固まりを活性汚泥と呼びます。

最終沈殿池

活性汚泥は水より重いため、最終沈殿池で沈殿させて取り除かれます。取り除かれた汚泥は余剰汚泥と呼ばれ、多くの場合、脱水・焼却された上で埋め立てられて 処分されます。また、反応タンクで下水の汚れを分解するためには一定量の微生物(活性汚泥)が必要であるため、取り除かれた汚泥のうち一部は反応タンクに 戻されます。これを返送汚泥と呼びます。

消毒設備

活性汚泥を沈殿させた水には他の生物に悪影響を与える細菌類などが含まれているため、必要に応じて薬品で消毒してから河川などに放流します。

標準活性汚泥法の欠点

標準活性汚泥方法はシンプルで安価な汚水処理の手法ですが、以下にあげるような欠点があります。

余剰汚泥が大量に発生する

標準活性汚泥法では下水中の有機物を微生物に分解させることによって水を浄化しています。本手法に用いられる微生物は有機物を主に自身の増殖に消費してしまうため、余剰汚泥と呼ばれる廃棄物が大量に発生してしまいます。余剰汚泥は脱水・焼却した上で埋め立てられ処分されますが、その際に大量のエネルギーが消費される・埋立用地が必要となる・処理費用がかかるといった問題があります。

広大な用地が必要である

標準活性汚泥法では重力による活性汚泥の沈殿に頼って処理水を分離するという制約があるため設備(最終沈殿池・反応タンク)が大型になり、施設には広大な用地が必要となります。
まず、緩やかに水を流しながらゆっくりと時間をかけて活性汚泥を沈殿させる必要があるため最終沈殿池は充分大型である必要があります。また、活性汚泥の沈降性を保つため活性汚泥濃度を高く設定できないため、反応タンクの活性汚泥濃度は低くなります。反応タンクでの汚水処理には一定量の活性汚泥が必要であるため、汚水処理能力を確保するために反応タンクは大型となります。
これらの理由から標準活性汚泥法の設備は大型化し、施設のために広大な用地が必要となります。

処理水の水質が悪化する場合がある

標準活性汚泥法では、活性汚泥の性質が変化し沈殿し難くなる現象(バルキング)が発生することがあります。この現象が発生した場合、最終沈殿池での活性汚泥の分離が出来ず処理水に汚泥が混入してしまいます。

おわりに

標準活性汚泥法について調べた結果、以下の事が分かりました。

  • 標準活性汚泥法は微生物を用いた汚水処理手法である
  • 余剰汚泥が大量に発生する・広大な用地が必要である・処理水の水質が悪化する場合があるといった欠点がある


今回はここまでです。