生物処理ユニットの放流水SS上昇

1. 生物処理システムの負荷（水量と濃度）が増大すると、汚泥の流出が起こり得る。これは主に水量が増えることで二次沈殿池内での滞留時間が短くなり、活性汚泥が沈降する間もなく二次沈殿池から流出してしまうために生じる。同時に、流入水の濃度が高くなると、活性汚泥の活性が高まり、沈降が妨げられます。出水は濁っており、泥が流れ出る現象が見られる。2.負荷が過度に低い状態で運転されると、汚泥が老化し、微生物が自己酸化してフロックが崩れる。同様に泥が流れ出ます。3. 細菌が膨潤すると、汚泥が沈降する間もなくスラッジの流出が起こる。4. また、気温が低いこと、曝気が過度であること、pHの変動が大きいこと、有害物質や不活性物質が生物系に混入することなども、スラッジの流出を引き起こす。 まず、何が原因で起きているのかを明らかにし、その後適切な調整措置を講じる必要があります。

この投稿は、2016年5月2日20時19分にzhaolijunによって最終的に編集されました。二次沈殿槽で泥が流出するときの現象としては、1.排水が澄んでいるが、そこに汚泥の粒子が混入している。これを「浮泥」と呼びます“； 2. 水は澄んでおり、汚泥が層をなして溢れ出し、水量が多いときはさらに深刻になる； 3. 出水が濁り、汚泥粒子が混入している； 4. 出水が濁り、出水と細かい汚泥粒子が外に漏れ出る； 5. 二次沈殿池では塊状の汚泥が水面下から浮上し、かき混ぜられると一部は沈み、一部は水と共に流れ出る。汚泥の色は生物化学的汚泥と同じである； 6. 二次沈殿池では、塊状の汚泥が水面下から浮上し、かき混ぜられると一部は沈み、一部は水と共に流れ出ていき、汚泥の色は黒くなる； 7. 二次沈殿池の表面に浮いたスラッジが水と共に流れ出る； 8. 二次沈殿池の表面にできる泡、泡に付着した汚泥粒子が水と共に流れ出る； 9. 二次沈殿池の一部で汚泥が水と共に流出し、水量が多いと悪化する； 10. 二次沈殿池の堰口に付着した物質が、水と共に二次沈殿池の排水として流れ出る。 二次沈殿池での汚泥の流出原因と影響要因 1. 出水が澄んでいるにもかかわらず、汚泥粒子が混入している。これを「浮泥」と呼ぶ“； •F/Mが低く、細菌の栄養不足； •DOが高く、反応の深さが過大； •汚泥の軽度な老化； •c/n/pの比率が適切ではありません。 2. 水は澄んでおり、汚泥が層をなして溢れ出し、水量が多いときはさらに深刻になる； •二次沈殿池の表面負荷が過大； •好気槽で糸状菌によるスラッジ膨張が発生； •二次沈殿池の泥面が高すぎる； •汚泥中毒。 • pHの変動が大きすぎる。 3. 出水が濁り、汚泥粒子が混入している； •好気槽での有機物分解が不完全で、有機負荷が過剰； •好気槽のDOが過剰または過少； •過度な曝気またはpHの異常； •汚泥の老化分解； •好気槽の鉱物油含有量が過剰； •汚泥中毒； •C/N/Pの深刻な不均衡； •好気槽の水温が5°C未満、または38°Cを超える場合。 4. 出水が濁り、出水と細かい汚泥粒子が外に漏れ出る； •汚泥中毒が深刻； •好気槽の鉱物油含有量が過剰で、汚泥の凝集に深刻な影響を与える； •二次沈殿池で脱窒が起こる。 • pHは10より大きいか、5.5未満。二次沈殿池では塊状の汚泥が水面下から浮上し、かき混ぜると一部は沈み、一部は水と共に流れ出る。汚泥の色は生物化学的汚泥と同じ； 二次沈殿池で脱窒または局所的な脱窒が起こる。 6. 二次沈殿池では、塊状の汚泥が水面下から浮上し、かき混ぜられると一部は沈み、一部は水と共に流れ出ていき、汚泥の色は黒くなる； 二次沈殿池で嫌気状態が生じるか、局部的に嫌気的なデッドスポットが存在する。 7. 二次沈殿池の表面に浮いたスラッジが水と共に流れ出る； 好気槽に故障が発生し、泡やスラッジが二次沈殿槽に流れ込んでスラッジを形成し、排水と共に排出される。 8. 二次沈殿池の表面にできる泡、泡に付着した汚泥粒子が水と共に流れ出る； 好気槽の故障により、泡が二次沈殿槽に流れ込んだ。 9. 二次沈殿池の一部で汚泥が水と共に流出し、水量が多いと悪化する； •泥面が高すぎる； •二次沈殿池の負荷が設計負荷を大幅に超過している； •糸状菌膨張； •出水堰が平らでないか、二沈池で偏流が起きている。 10. 二次沈殿池の堰口に付着した物質が、水と共に二次沈殿池の排水として流れ出る。 二次沈殿池の出水はNやPなどを多く含んでおり、堰口で藻類などの付着物が生成され、出水によってそれらが運ばれていく。 11 二次沈殿池自体がスラッジの流出に与える影響：•スクレーパーの故障；•排水堰の不均一さ；•中央から投入し周囲から排出する方式における投入口の偏流や、周囲からの投入量の不均一さ；•スラッジの排出が遅れることで二次沈殿池内のスラッジ面が過度に高くなること； •流入水の流速と流量が瞬間的に大きくなるか、設計負荷を超える； •局所的な死角や汚泥の滞留時間が長くなることで、嫌気性発酵や脱窒が起こる； •スラリー除去機の回転速度が速すぎる。 二次沈殿池での汚泥流出の解決策と予防策：1.曝気量や流入水の水質を厳しく監視することは、生物処理システムが安定して稼働し続けるための前提条件である。流入水の水質に変動が見られた場合は、すぐに適切な調整を行い、高濃度の廃水が生物処理システムに悪影響を与えるのを防ぐ必要がある。 2. 沈泥の活性を保つため、システムが長期間にわたって低負荷で運転されることは避けるべきである。 3. 気浮装置におけるPAC薬剤の添加量は適度でなければならず、過剰なPACは汚泥のフロック化を促進し、さらには汚泥の中毒を引き起こす可能性がある。 4. F/Mが低く、細菌の栄養不足； 細菌は細くなり、バイオフィルムの粒子も小さくなって沈降性が悪くなり、水と共に流れ出ていく；栄養分を増やすか、MLSSを下げる。5. DOが高く、反応の深さが過大； 汚泥が過度に酸化され、細菌が自己酸化を起こして小さくなる；溶存酸素を下げるか、曝気時間を短縮する 6. スラッジの軽度な老化； 沈泥の排出を強化し、DOを下げ、栄養分を補給する。7. C/N/P比が適切でないため、C/N/Pを100:5:1以上に調整する。8. 沈泥がフロックから解けた後、二次沈殿槽の表面に浮遊物として蓄積される原因は：1) 好気槽での曝気が過剰になり、沈泥が自己酸化によって分解され、頻繁なせん断作用によって沈泥粒子が小さくなり、その結果沈泥の凝集性が悪くなったり、全く凝集しなくなったりすること； 2). 汚泥の老化は、F/Mが低いこと、汚泥滞留時間が長すぎること、栄養塩の添加が不十分なこと、過度な曝気、汚泥濃度が高すぎることなどによって起こります； 解決策：1. DOを下げる、2.栄養分を添加する； 3. F/Mの向上；4. 排泥の強化、フロック化しない死泥は活性汚泥に再び戻すことはできない； 5. PACまたはPAMを添加して凝集を促進する。 反硝化による汚泥の浮上現象：二次沈殿槽内で気泡が上昇して破裂し、塊状の汚泥も気泡と共に上昇する。 汚泥沈降試験において、メスシリンダー内では透明な気泡が汚泥に付着しているのが確認され、沈降性能は正常であった。しかし1～2時間後には、汚泥が塊状になって浮上した。ガラス棒でかき混ぜると、再び汚泥は正常に凝集・沈降した。顕微鏡観察により、生物活性および生物相も正常であることが確認された。 対処策：1. 生化出口の溶存酸素を上昇させる（この工程により硝化が促進される可能性がある）； 2. 二次沈殿池の循環量を増やし、沈殿汚泥の滞留時間を短縮するとともに、生物化学的DOの上昇に合わせて二次沈殿池内の溶存酸素を0.4mg/L以上に維持する； 3. 二次沈殿池の汚泥排出強化； 4. 条件が許せば間欠曝気が可能で、曝気を停止する際には二次沈殿池の汚泥を大量に生物処理槽内に戻す； 5. 内部循環量を増やし、嫌気区間のDOが0.5mg/L未満になるよう厳格に制御することで、嫌気区間において脱窒が円滑に進行するようにする。 汚泥の老化によるフロックの流出 現象：沈降試験を行うと、フロックの沈降がほとんど見られず、活性汚泥のフロックサイズが小さく、層状での沈降や汚泥の圧縮性が悪い。顕微鏡検査の結果、曝気槽のスラッジや二次沈殿池の浮遊スラッジの生物相は正常であり、ノカルジアや伸長した糸状菌は確認されなかった。上浮するスラッジには微細な気泡が含まれていた。 原因：過度な曝気や長期にわたる低負荷運転により、汚泥が常に好気的な自己呼吸を続け、死んだ細菌が多くなる。これにより活性汚泥の有効成分が減少し、良好なフロックが形成されなくなる。また、活性汚泥の凝集性が悪くなり、細菌の死骸として残った不活性成分が多くなって軽くなるため、水面に浮きやすくなる。 バクテリアフロックは細かく分散し、死んだ細菌の不活性な成分が曝気された気泡に付着することで密度が低下し上昇する。同時に、二次沈殿池の固体表面負荷は経験値を大幅に上回り、スラッジフロックが小さくなって沈降速度が低下するため、大量のスラッジが曝気気泡に付着して一緒に上昇する。 二次沈殿池の固体表面負荷を低減すれば浮泥量が減少することで、これを十分に証明できる。 対策： 1.曝気量を減らすか、短時間だけ曝気を停止する； 2. 負荷を高めるか炭素源を増やし、特に栄養塩の補給に注意し、C:N:Pが100:5:1を超えるようにする（負荷が急激に上昇して有機負荷の衝撃が生じるのを防ぐため）； 3. 排泥量を適切に増やす。（汚泥が老化すると圧縮性が高まり量が減少するため、過剰に排泥しないよう注意すること）； 4. 好気槽内の沈殿物の滞留時間を短縮し、かつ二段沈殿槽での脱窒を防ぐために、二段沈殿槽への戻り流量を増やす； 5. 好気槽の換水量を適切に増やす。 水温が好気池に与える影響 好気池の温度が35℃を超えると、汚泥フロックが破壊され、沈降性能が低下する；40℃を超えると原生動物が消え、出水が濁り始める；45℃を超えると、分散したフロックが優位となり、沈降性能が著しく悪化する。 大量の汚泥が二次沈殿池の水面に浮かび、厚い汚泥層を形成している。 水温が低すぎると、同様に汚泥の活性が低下し、有機物を分解するのに時間がかかる。これは二次沈殿池内の活性汚泥の塊が上昇し、微細な粒子が排水堰から流出する形で現れる；有機物が完全に分解されず、処理水が濁る。 海友が共有した二次沈殿池の故障分析によると、2011年11月末以降、二次沈殿池で頻繁に汚泥の流出が発生しており、1週間に2～3回程度の頻度で起きている。活性汚泥が二次沈殿池から大量に流出するため、処理水が濁ってしまい、その結果、後続の汚水再利用システムの運用に深刻な影響を与えている。また、二次沈殿池からの処理水のCOD値も、以前は60mg/L未満だったのが、100mg/L前後まで上昇し、基準値を超過する状態となっている。さらに、生物化学処理システムの汚泥も大量に失われ、同システムの機能に悪影響を及ぼしている。 2011年の1月から3月の分析データと比較した結果、A/O曝気槽への流入水の水質には明らかな変化は見られなかったが、流入水量には顕著な変化があった。1月から3月の平均水量は約350t/hであったのに対し、11月以降の平均水量は約190t/hとなり、水量はほぼ半減した。これにより生物化学的処理システムの負荷が低下し、微生物の代謝に必要な「餌」の量が不足することで自己酸化分解が起こり、汚泥が崩壊して活性が低下する。これが二次沈殿池で汚泥の流出が発生する主な原因である。同時に、二段階の気浮前処理で使用される凝集剤PACは、水量の減少に応じて調整されず、薬剤の添加量が過剰となった。過剰なPACは活性汚泥に毒性を及ぼし、汚泥の安定性を低下させ、深刻な場合には汚泥が死滅することもある。A/O曝気槽の風量調整が適時に行われず、好気段で長時間高い溶存酸素濃度が維持されることで微生物の代謝が促進され、それが汚泥の自己酸化分解を引き起こす原因となっている。 対策：①前方からの水量が限られているため、水量を増やすことはできず、入水濃度を高めるしかない。検討の結果、別途設置されている塩分を含む汚水処理システムの均質タンクからの再利用水を油分を含む汚水処理システムに組み込むこととした。この水は前処理を経てA/O生物処理システムに送られ、そうすることで生物処理システムへの流入水のCODを500mg/L～600mg/Lまで高め、生物処理システムの負荷を向上させる。 ②二段式気浮槽におけるPACの添加量を最適化するため、複数回の試験を行った結果、気浮処理対象水のCODが400mg/L～600mg/L、油分濃度が15mg/L～25mg/Lの場合、最適な添加量は水1トンあたり150～200gのPAC薬剤（PACの固形分含有率は約15％）であることがわかった。この措置により、過剰なPACが活性汚泥に与える影響を避けるとともに薬剤も節約でき、一石二鳥となる。 ③A/O曝気槽の送風量を適宜調整し、好気段の溶存酸素濃度を2mg/L～4mg/Lに保つことで、過剰な送風量によるスラッジの飛散を防ぐ。 ④生化学システムに栄養塩を添加する際は、N要素の量で十分であるため、微生物に十分な栄養を供給する目的でリン塩（二水素リン酸ナトリウム）を1日25kg添加する。 調整と回復を経て、汚泥の30分沈降比は50～55に低下し、汚泥濃度は2.5g/L～3.5g/Lでほぼ安定した。二次沈殿池での汚泥流出現象もなくなり、処理水は再び澄んで透明になった。同時に、余剰汚泥の排出量も減少し、汚泥脱水システムへの負担が軽減された。