こちらの記事では、曝気槽についてご紹介いたします。

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曝気槽とは？

曝気槽とは下水処理場内にある浄水処理を行う設備のことです。

下水処理施設へ来た下水は沈殿池を通過し、その後曝気槽へと送られ、活性汚泥法によって排水処理が行われます。

曝気槽には汚水と混ぜ合わせた活性汚泥に含まれている好気性微生物を増殖させたり、汚水と活性汚泥が混ざり合うように汚水を攪拌したりするという役割があります。そのため、曝気槽には空気を送るための仕組みがあります。

そもそも曝気とは？

曝気とは水を空気にさらして液体に空気を供給するという意味の言葉です。

主に水に酸素を供給する場合、曝気という言葉が使用されます。浄水処理方法の1つで、酸素を供給することで微生物の分解を促進させるため、養殖業などでも活用されています。

また、水に酸素を供給する浄水処理工程を指す言葉でもあります。そこから、汚水に酸素を送り込むタンクのことを曝気槽と呼びます。

曝気槽における浄水処理の流れ4つ

曝気槽ではどのような流れで浄水処理が行われているのでしょうか。

汚水の中に酸素を供給することで水の中の有機物分解を促進させる曝気槽ですが、具体的にどのような流れで浄水処理が行われているのでしょうか。

ここでは曝気槽における浄水処理の流れ4つをご紹介しますので、ぜひ参考にしてみてください。

曝気槽における浄水処理の流れ1：好気性微生物を増やす

曝気槽では好気性微生物を増やすために酸素が供給されています。

曝気槽に流れ込んでくる汚水の中には、ズーグレアやシュードモナス、バチルスなどの好気性微生物が大量に含まれています。

また、曝気槽の底の部分には散気管が設置されており、空気の微細な気泡が槽内に吹出しています。そのことによって曝気槽内を満たしている汚水に酸素を溶解させ、汚水に含まれている好気性微生物を活性化させて増殖させます。

生物膜とは

生物膜とは接触材の表面にできる微生物の膜のことです。条件を整えることによって、接触材の表面にゼラチン状の微生物の膜ができることがあります。

身近なところで言えば、キッチンのシンク表面にできるゼラチンのようなぬめりも生物膜です。生物膜を使用した浄水方法は、活性汚泥法のように細かい維持管理をする必要がないため、管理しやすいと言われています。

曝気槽における浄水処理の流れ2：汚水を撹拌する

曝気槽ではエアーポンプが取り付けられており、汚水を撹拌しています。

曝気槽の中には空気を送り込むのと同時に汚水を撹拌することで、活性汚泥と汚水を混ぜ合わせる必要があります。エアーポンプによって汚水を撹拌することにより、汚水が混ざり合って微生物が増殖します。

そのため、仮にエアーポンプが故障した場合、空気が送り込まれなくなるため中の好気性微生物は短期間で死滅してしまうことになります。

曝気槽における浄水処理の流れ3：接触材に接触させる

曝気槽に充填している接触材に好気性微生物を接触させます。

曝気槽には接触曝気槽と分離曝気槽があり、接触曝気槽には接触材と呼ばれるものが入っており、好気性微生物が増えてくると接触材に付着するようになります。

接触材に付着した好気性微生物は前述のとおり、ゼラチン状の生物膜になります。ただし、増えすぎると接触板のすき間を埋めてしまうため、目詰まりを起こして浄化能力を低下させます。

曝気槽における浄水処理の流れ4：有機物を浄化する

曝気槽内の微生物の力で有機物を浄化します。

曝気槽内はさまざまな種類の細菌やゾウリムシ、ツリガネ虫、ワムシなどの原生生物などの好気性微生物が大量に含まれている状態になるため、この微生物の力によって汚水に含まれている有機物を浄化していきます。

また、曝気槽には沈殿槽が連結しており、沈殿槽では有機物を分解した処理水と活性汚泥を沈殿によって分離させることができます。沈殿した活性汚泥は再び曝気槽へ戻されます。

曝気槽を正常に動かすために必要なこと5つ

曝気槽を正常に動かすにはどのようなことが必要になるのでしょうか。

曝気槽では好気性微生物の力によって水を浄化しますが、生き物を扱うことから曝気槽を正常に働かせるにはいくつか気を付けなければいけないポイントがあります。

ここでは曝気槽を正常に動かすために必要なこと5つをご紹介しますので、ぜひ参考にしてみてはいかがでしょうか。

曝気槽を正常に動かすために必要なこと1：酸素濃度の調整

曝気槽を正常に動かすには酸素濃度を適切に調整する必要があります。

曝気槽は水が赤褐色になるように酸素を調整します。褐色や茶褐色の状態でも問題ありませんが、酸素不足になると黒い色に変わっていきます。

また、エアーポンプの故障などによって酸素供給が絶たれた場合、好気性微生物は短時間で死滅してしまい、悪臭を放つようになります。

曝気槽を正常に動かすために必要なこと2：水温調整

曝気槽を正常に動かすには水温を適切に調整する必要があります。

微生物の反応は水温によって大きく変わり、温度が10℃上昇するごとに反応速度は2倍になると言われています。そのため、夏場と比較して冬場は汚水の分解速度が著しく低下することになります。

特に10～11月頃から活性汚泥の働きが鈍くなるため、温調水の水温で調整したり曝気槽の滞留時間を調整したりすることで管理します。

曝気槽を正常に動かすために必要なこと3：有機物の量

曝気槽を正常に動かすには有機物の量を調整する必要があります。

曝気槽では流入する有機物を分解しますが、正常な浄化処理を行うためには有機物の量も適切に調整する必要があります。

有機物が多すぎるということは負荷が高すぎる状態になるため、流入量を減らします。また、低負荷の場合は微生物の食物が少ない状態となるため、流入量を増やします。

曝気槽を正常に動かすために必要なこと4：pH

曝気槽を正常に動かすにはpHを適切に管理する必要があります。

pHは7.0前後が正常な値となっており、pHがアルカリに傾いて8以上の値になると汚泥が沈澱しなくなります。

そのため、曝気槽ではpHを測定し、pHが高ければ曝気量を上げ、逆にpHが低ければ曝気量を下げるように調整します。また、pHが8以上になると浄化不能となるため、活性汚泥の量を増やすなどの対策が必要になります。

曝気槽を正常に動かすために必要なこと5：微生物のための栄養源

曝気槽を正常に動かすには微生物の栄養源を確保する必要があります。

微生物は汚水に含まれる有機物を食べて分解しますが、増殖するためには窒素やリンなどの栄養源が必須となります。

また、浄化処理の際のリン濃度はBOD（生物化学的酸素要求量）とアンモニアの比率にも関係しており、比率が30%以上になると浄化が困難になる可能性があります。BOD・窒素・リンの比率は100対5対1が理想とされています。

曝気槽を含む浄化槽の主な役割2つ

浄化槽にはどのような役割があるのでしょうか。

ここまで曝気槽の仕組みや浄水の流れなどをご紹介してきましたが、曝気槽を含む浄化槽には重要な役割があります。

ここでは最後に曝気槽を含む浄化槽の主な役割2つをご紹介しますので、どのような役割があるのかぜひ参考にしてみてはいかがでしょうか。

水の再利用が可能

浄化槽で汚水を浄化することにより、水を再利用することが可能になります。

浄化槽の曝気槽によって有機物を分解し、汚泥を除いたうえ澄み液だけを抽出して消毒し、浄化された再生水は、農業用水や水洗トイレなどの雑用水としてさまざまな場所で再利用されています。

汚濁物質の減少

浄化槽で汚水を浄化することにより、環境の汚濁物質を減少させることができます。

汚水はそのまま用水域に流されたとしても、自然の水に混ざって時間の経過とともに浄化され、汚濁物質も消えていきます。しかし、自浄作用の能力を超えた量の汚濁物質が放流された場合、水質汚濁が進行します。

浄化槽によって汚水を処理することにより、環境汚染を防ぐことができます。

曝気槽について理解しよう

曝気槽は汚水に空気を送り込み、撹拌することで微生物による浄化を行う浄化設備です。

ぜひこの記事でご紹介した曝気槽における浄水処理の流れや曝気槽を正常に動かすために必要なこと、曝気槽を含む浄化槽の主な役割などを参考に、曝気槽について理解を深めてみてはいかがでしょうか。

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