排水処理とは

何故処理が安定しないのか？

一番の要因は、空気量が足りていない、効率よく空気が溶解していないということです。

微生物が、酸素による好気呼吸を行うには、最低でも水中に0.6mg/L以上の酸素が必要となり、それを維持するには、これまでの排水処理設計式で計算された空気量では、対応できない場合がほとんどです。

その証拠に、酸素が不足して微生物が嫌気呼吸の代謝を行い硫化水素が発生するという事象が示しています。

汚泥発生量が設計以上に多かったり、脱水汚泥から悪臭が発生したりするということは、汚泥中に分解されていない有機物が多く含まれているということです。

アクアブラスターは、有機物を微生物が捕食し易いよう細かく粉砕しますので、有機物の絶対量が削減でき、無機率が高くなることで、脱水汚泥から悪臭も発生し難くなります。

調整槽や曝気槽から硫化水素（ドブ臭）や腐敗臭などの悪臭が発生しているということは、槽内の溶存酸素が足りないため、微生物が苦し紛れに硫酸イオンなどで「嫌気呼吸の代謝」を行うことで発生する現象です。

したがって、しっかりと0.6mg以上の溶存酸素濃度を常時確保することで、臭気を防げるだけでなく、「好気呼吸の代謝」を行うことで、効率の良い分解が促進されるというワケです。

昨今、排水処理の管理者不足が大きな問題になっていると大手食品工場さんでも耳にしていますが、AISを導入されたお客様からは、排水専任者を製造ラインに回せた、沈殿槽の定時監視が不要になった、調整槽の浮上油脂回収の必要がなくなったなど、多くの喜びの声が寄せられています。

AISを採用され、排水処理の無人化運転を目標とし、人件費の削減を行われてはいかがでしょうか？

各種工場の生産工程で排出される排水は、河川や海などに流出します。工場排水には多くの有害物質が含まれていますので、処理をしないで流出させると周辺の自然環境はもちろん、健康被害など人々の暮らしにも悪影響を及ぼしてしまいます。全国各地にある工場において排水処理を充実させることが非常に重要で、基準値に満たない排水を放流した場合は罰せられます。

排水処理を適切に行うには、処理設備の構成や排水処理基準について、法的な規制を知っておく必要があります。排水処理は、自然環境や人体への影響を最小限に抑えるための工程として、水質汚濁防止法や下水道法などの法律でさまざまな基準が設けられています。排水処理施設はこれらの基準を満たす必要があり、満たさない場合は工場の操業を停止ささられる場合があります。

排水処理は、汚染物質や排水の濃度や成分などに応じて、物理処理、化学処理、生物処理の3つの処理方法に分類されます。それぞれに異なる技術や設備が用いられますが、組み合わせて使用される場合もあります。

各都道府県では、水質汚濁防止法やさまざまな条例によって工場排水の水質規制が行われています。工場は排水に含まれる有害物質の数値が規制値を下回らなければ排出ができないため、排水処理設備で処理をして排出する必要があります。その処理方法には下記のような区分があり、排水に含まれる有害物質の種類や規模に合わせて最適な処理方法を選択します。

環境省出典の製造業における排水処理施設の区分

工場排水の排水処理方法は、大きく分けて分離方法と分解方法の2種類があり、工場排水の状況に合わせて選択されます。

工場排水処理方法にはにさまざまな方法があります。主な種類と技術は以下の通りで、排水に含まれる有害物質に合わせて選択します。

分離方法

分解方法

アイエンスの排水処理方法は、活性汚泥を使用しない生物処理方式で、加圧浮上装置が不要ですので、大幅なコストダウンを実現しています。

工場排水の排水処理装置は、比較的排水処理量が多い施設に適した連続式排水処理装置と排水処理量が少ない施設に適したバッチ式排水処理装置があり、施設の規模に合わせて選択されます。

連続式排水処理装置

工場排水の状況に合わせて処理方法や処理槽を組み合わせることが可能な排水処理装置で、規模の大きな施設に適しています。

バッチ式排水処理装置

一つの処理槽に一定量の汚水を溜めて処理をするコンパクトな排水処理装置で、排水処理量が少ない施設に適しています。

さまざまな生産工場において、排水処理設備にトラブルが発生すると、製造工程自体も停止してしまうので大きな損失となります。日常点検や定期点検を行い、劣化や異常を早期に発見することでトラブルの発生を防ぐことが重要になります。

硫化水素によるトラブル

排水処理設備内で硫化水素など腐食性のガスによって躯体に腐食が発生し、コンクリートの劣化や装置の故障の原因になります。劣化を放置しておくと排水処理が不完全になり大きなトラブルにつながる場合があります。

浮上油脂によるトラブル

排水処理設備では、排水を一次受槽で受け、上部に油脂を浮上させ、下部の排水を流す設計が多くあります。この浮上油脂が溜まると人力で処理する必要があり、溜まりすぎると排水処理が機能しなくなる場合があります。

曝気装置関連のトラブル

排水処理設備のポンプやファンに異常が発生した場合、通常の運転ができなくなり、製造工程に大きな支障をきたします。装置にサビや腐食の発生がないかを常に点検・対処し、排水処理設備の機能を保つことが大切です。

酸素溶解効率の数値は、JISなどの統一計測基準もなく各メーカーが自由な算出方法で出している値です。散気装置は、酸素溶解効率が重要なのではなく、「確実に処理できるかどうか！」が重要です。アイエンスの散気管「アクアブラスター」が選ばれている理由は、上の表からも分かるように「酸素溶解力が高いのに圧力損失が低い」からです。他製品と比較しても最高レベルの酸素溶解力で、微生物を高活性化させ、より確実な排水処理を実現しています。

散気管の種類は、ディスク型や円筒型のメンブレン式散気管と、アイエンスの特殊散気管「アクアブラスター」があります。通常散気装置の圧力損失は、150〜700mmAq※ほどありますが、閉塞により圧力損失がさらに高くなっていきます。アクアブラスターの微細気泡発生部の圧力損失は、『ゼロ』なので、『電気代が大幅に削減』できます。 また、メンブレン式散気装置の寿命はせいぜい2年ですが、アクアブラスターの寿命は、実績で『10年以上』で、排水処理施設の維持管理費も削減しています。※水深15〜70cmに相当

アクアブラスター内部の突起に空気が接触し微細気泡を発生させます。槽内に酸素が行き渡ることで微生物を活性化させ、分解力を最大限に高めます。また、巻き上げられたスラッジも、内部の突起で細かく粉砕されます。活性化した微生物が細かく粉砕されたスラッジに接種することで、分解速度が飛躍的に向上し、排水処理の槽内に溜まる汚泥を効果的に削減します。

［ 悪臭と処理のメカニズム ］

1. 好気呼吸

水中に有機物が入ると微生物が活発に分解をはじめます。ただ、その際には大量の酸素を消費します。

処理良好

2. 嫌気呼吸

急激に酸素を消費すると「酸欠」に陥り、硫酸イオンなどで呼吸を始めます。これを「嫌気呼吸」といい、副生成分として硫化水素等を生成します。

処理不良

3. 嫌気発酵

さらに硫酸イオンも消費すると「嫌気発酵」となり酢酸、酪酸、プロピオン酸などの腐敗ガスを発生させます。

処理不良

4. 好気呼吸

散気管 アクアブラスターで微生物に「好気呼吸」を行わせることで腐敗させずに効率よく処理が行えます。

処理良好

悪臭が出るということは
「処理ができていない」という証拠です

アイエンスは悪臭の発生なしを100％保証します。（アイエンス設計時）

これまでの設計指針で必要空気量を算出した場合、水槽1m³あたり約20～25L/分程度の空気量となりますが、その空気量では下水より負荷の高い産業排水は処理できず、硫化水素が発生したり余分な汚泥が発生したりするのです。アイエンスは、各事業所の排水処理に応じた空気量を「経験値から逆算した新定義」で計算しているため、硫化水素の発生をなくし好気分解可能な有機物を極限まで減容します。

余裕のある設計にすることで間欠運転を実現