汚水処理場の曝気槽運用管理およびよくある問題の対処法

Thread Content

この投稿は、2016年2月25日08:52にyinkuilin6868によって最終的に編集されました。曝気槽の運転は汚水処理において最も重要な要素であり、処理場から排出される水の質や、生産コストの高低に直結しています。管理が不十分だと、汚水処理システムが機能しなくなる可能性があります。ここでは活性汚泥法における曝気槽の運用管理について、いくつかの見解を述べます。完全混合式曝気槽では、流入弁を調整することで、並列で動作する曝気槽への水量を均一にし、負荷を等しくすることができます。段階曝気法則では、曝気槽の長さに沿って複数の地点から均等に水を供給し、微生物が比較的均一な栄養状態の下で有機物を分解する能力を十分に発揮できるようにする。活性汚泥法システムにおいては、処理効率や処理水の水質要件に応じて、どのような運転方式を採用しても、プロセス制御を行う際には汚泥負荷、汚泥齢、汚泥濃度といったいくつかの重要なパラメータを考慮する必要がある。 汚泥負荷率の調整にあたっては、汚泥の凝集沈降性能を考慮し、汚泥の沈降性能が悪く、汚泥膨張が起きやすい0.5～1.5kgBOD5/(kg・MLSS・d)という負荷領域を避けるように行わなければならない。スラッジ齢とは、新たに添加されたスラッジが曝気槽内で平均して滞留する日数であり、活性汚泥中の微生物の構成を示すものです。世代時間がスラッジ齢より長い微生物はシステム内で増殖することができないため、汚水の炭素除去や窒素除去処理においては、一定の温度下での硝化菌の増殖率によって決まるスラッジ齢を考慮し、スラッジ齢を直接制御することで余剰スラッジの排出量を調整し、より良好な処理効果を得る必要があります。 汚泥濃度の高低は、ある意味で活性汚泥法の運転プロセスの安全性を決定する。汚泥濃度が高く、衝撃負荷に対する耐性が強い。有機負荷が一定の場合、曝気時間は比較的短い。曝気時間が一定の場合、負荷率は低くなる。また、汚泥濃度は酸素要求量と正の相関があり、汚泥濃度が高すぎると酸素の吸収率が低下する。さらに、リターンスラッジ量の増加や水質の特性により汚泥指数が高くなるため、スラッジ膨張が起こりやすくなる。したがって、汚泥濃度は2500～3000mg/Lに抑えるべきである。以上のことから、汚泥負荷量、汚泥滞留時間、汚泥濃度を最適な範囲内に抑え、実際の状況に応じて調整することで、微生物は規則正しくかつバランスよく増殖し、活性汚泥は良好な沈降性能を発揮し、安定した浄化効果が得られる。活性汚泥法における酸素の最大必要量は、汚水と汚泥が混合し始める曝気槽の先端で発生するため、排水口で必要な溶存酸素濃度を確保すれば、流入水の酸素要求量も満たされる。 完全混合式曝気池の先端にあるため、排水口で必要とされる溶存酸素濃度を確保すれば、流入水の酸素要求量も満たすことができる。完全混合式曝気池では、池全体の溶存酸素が均一です。生物脱窒のA/O、A2/Oなどのプロセスにおいても、最終的な処理水は好気段階となる。したがって、曝気槽の出口における溶存酸素を制御すべきである。一般的に、0.5mg/L程度の溶存酸素であれば、微生物の代謝活動を維持できると考えられている。しかし、溶存酸素が2mg/L未満になると、糸状菌の増殖を引き起こしやすく、活性汚泥フロックが小さくなり沈降性が悪くなる。総合的に考慮すると、曝気槽の出口における溶存酸素は2mg/Lが適切である。汚泥沈降比と曝気槽内の混合液の汚泥濃度は、曝気槽が正常に稼働している際の汚泥量を示す指標となる。沈降比は一般的に20％～30％に保たれ、汚泥濃度も運転方式によって一定の範囲がある。これらの限界値を下回った場合は汚泥の排出量を減らし、上回った場合は増やす。この方法はやや粗略ではあるが、把握しやすく、管理も便利である。 曝気槽は正常に稼働しており、活性汚泥はフロック状の構造を呈し、茶黄色をしている。異臭はなく、吸着沈降性能も良好である。沈降時には明確な泥水の界面が見られる。顕微鏡観察では細菌のコロニーが良好に生育しており、指標生物としては着生型やブドウ状の繊毛虫類、例えば鐘虫、繊毛虫、蓋繊毛虫などが多く見られ、さらに少量の糸状菌やその他の生物も存在する。沈降比と混合液スラッジ濃度の項目には、スラッジ膨張などの異常現象がある。酸素の必要量は、微生物の代謝に依存する。溶存酸素が低いと正常な代謝過程が妨げられ、逆に高すぎると有機物の酸化が促進されて汚泥が老化し、運用コストが増加するだけでなく、二次沈殿池の汚泥に脱窒作用が起こりやすくなる。スラッジ指数は、活性汚泥の緩み具合や凝集性能を示すことができる。汚泥指数が低すぎると、汚泥粒子が微細で無機物が多く、活性や吸着能力に欠けていることを示します。汚泥指数が高すぎると、汚泥が沈降分離しにくいことを示し、つまり膨潤しているか、既に膨潤している状態です。通常の運転時には、沈降比は約30％で、溶存酸素は0.5～2.0mg/Lです。スラッジ指数は80～120L/gで、運転員はこの値によって曝気槽内のスラッジの状況を把握できる。 春から夏にかけての移行期、水温が15℃～30℃のとき、糸状菌の膨潤を引き起こす微生物の一つである遊走性球衣菌が最も急速に増殖する。この時期、池内の溶存酸素が少ないと、曝気槽内で糸状菌が大量に増殖し、スラッジの膨張を引き起こすため、負荷を軽減するために曝気量を増やしたり、流入水量を減らしたり、あるいはスラッジ濃度を適切に下げて酸素消費量を減らす必要がある。また、夏季における二次沈殿池の隅にたまった汚泥も嫌気性発酵を起こしやすいため、汚泥が浮上して水と共に流出し、処理水の水質に悪影響を与えないよう、適時かつ徹底的に汚泥を排出することが重要である。秋や夏、冬には汚泥の脱窒や分解が起こる可能性もあり、作業員はその発生原因に応じて、具体的かつ効果的な防止策を講じるべきである。活性汚泥法による汚水処理では、水温が20～30度のときに浄化効果が最も高くなる。水温を7～8度に保つことができれば、活性汚泥の濃度を上げたり汚泥負荷を下げたりするなどの対策を講じることで、二次処理水の水質を確保できる。リン除去・窒素除去のプロセスシステムでは、曝気時間を延長したり、その他の水温上昇策を講じることで、水温が低いことによる影響を補うことができる。 運転時に注意すべき点として、合建式曝気池の戻り流量は試運転時に、バルブの開度や羽根車の回転速度をもとに試験によって決定される。運転時にはこのデータを参考にして制御することもできるし、沈殿槽の安定性を利用して制御することもできる。戻り流量が沈殿槽に影響を与えない限り問題ない。 送風後の圧縮空気の温度と外気温との差が大きい場合（特に冬場）、空気管内に凝縮水が発生しやすく、空気の流れが妨げられて正常な曝気が行えなくなる。そのため、定期的に凝縮水や湿気を排出し、排出が終わったらすぐにバルブを閉じて空気の漏れを防ぐ必要がある。曝気槽が運転中に、槽の表面に多数の白い泡が現れる場合、それは槽内の混合液のスラッジ濃度が低すぎることを示しています。活性汚泥の培養初期や、リターンスラッジの濃度が低く、戻り量が少ない時に、上記の状況が発生することがあります。この時、汚泥濃度を上げて2～3グラム/リットルに達するようにしなければならない。しかし、曝気槽の液面に多数の茶黄色や他の色の泡が現れた場合、原水の炭素含有量が高すぎる、糸状菌が大量に増殖している、または原水に大量の界面活性剤が含まれているなどが原因である可能性があります。このような場合は、汚泥濃度を下げ、曝気量を減らす方法を取って、状況を徐々に緩和させるべきです。 曝気羽根車を運転する際は、浸漬深さに注意する必要があります。羽根車が正常に動作している場合、周囲の波が池の壁に当たっても水しぶきが飛び散らず、電流も低下しません。このため、分割型曝気槽では排水用のバルブを下げて槽内の水位を上昇させ、インペラーが水面から離れたり羽根が詰まったりするのを防ぐことができる。合建式曝気池のリターンウィンドウ用ゲートは、あまり高く上げることができない。そうしないと、リターンウィンドウからの流出液が旋回流を破壊し、羽根が水面から離れたり羽根が詰まったりする原因となる。ウィンドウの開放度を常に調整することに注意しましょう。曝気槽を長期間運用する場合、一部の死角に溜まったスラッジは除去すべきである。また、各種のエアレーションヘッドはスラッジによって詰まったり損傷したりすることがあるため、定期的に清掃や点検、交換を行う必要があります。池内の一般的な鋼製部品には防食処理を施す必要があり、同時に空気配管の漏れ防止と点検作業を徹底し、空気の損失や酸素供給不足といった問題を防ぎ、エネルギーの無駄遣いを避けるべきである。