水処理設備と活性汚泥法

水処理設備に不可欠な活性汚泥法は排水中の有機汚濁物質を微生物が摂取し、微生物汚泥として取り除くことで浄化しているので、微生物の働きが重要になります。微生物を効率的に働かせる為には、摂取する有機物量と微生物量のバランスを調整することです。流入してくる有機物量が多すぎると微生物は摂取仕切れないので、有機物を残存したまま放流することになり、満足のいく水質は得られません。逆に、流入してくる有機物量が少ないと微生物は死滅し、排水中には微細な死骸が漂い水質を低下させます。このように、有機物量と微生物量の対比は重要であり、水処理の管理指標として上げられています。また、汚泥の沈降性、凝集性とも密接な関係があり、健康な微生物による汚泥は凝集性が良く沈降しやすいです。有機物を摂取し増殖した微生物汚泥には適度な重さが有り容易に沈降しますが、死滅分解した微生物汚泥は浮遊しやすいので容易には沈降しません。

水処理設備は微生物の働き

一般的に流入する排水中の有機物は、微生物によって半分は酸化され炭酸ガスと水になり、もう半分は微生物の細胞合成に使われます。微生物は有機物と接触して10分から30分くらいで体表面に吸着します。有機物の内、低分子のものはそのまま吸収され、高分子のものは表面で低分子化してから吸収しています。吸収された有機物は酸化分解されて活動エネルギーとなります。細胞合成に必要な主な栄養素は炭素と窒素、リン酸になり、一般的な生活排水中には十分な量が含まれているので、水処理設備の機能維持には問題ありません。しかし、工場などの無機質を多く含んだ排水には、窒素やリン酸が不足している場合が多いので、個別に管理者が添加していることもあります。どちらにしても、良質な処理水質を得るためには各栄養素のバランスが重要ということです。

水処理設備に関わる生物限界

活性汚泥法に関わる生物の発生順序を理論的に表すと、まず細菌類が発生し次いで原生動物そして小動物となります。発生順序には食物連鎖が大きく関わっているので、エサとなる有機物や生物の存在に左右されています。自然界での食物連鎖と違う点は、排水処理系内で発生する最高生物がミジンコやミミズなどのレベルまでで、魚類などはいつまで待っていても発生しないということです。水処理設備に発生する生物は空中を飛散できるものに限られています。飛散してくる生物種はすべてが同じ時期です。汚水を空気などで撹拌すると、汚水中の有機物を利用して最初に細菌類が出現してきます。その細菌類を捕食する原生動物には、泳ぎ回り捕食生活するものと一定の場所に固着して捕食生活するものがあります。しばらくして、泳ぎ回るものから固着するものが有占する状態が続き、最後に小動物が出現するとともに、ふたたび泳ぎ回る原生動物が姿を見せます。

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