曝気槽の動作に影響を与える 8 つのプロセス指標

1. pH値

実際の調整工程では、pH値は酸性よりもアルカリ性の方が好まれますが、これは主にアルカリ性の方が後の段階での凝集・沈降効果が向上しやすいためです。

pH値と他の指標の関係:

1) 水質と水量との関係： 工場排水の pH 変動は、主に生産時に使用される酸・アルカリ薬剤によって引き起こされます。操業中に徐々に企業の排水状況を把握し、色などの物性によって水質が酸性かアルカリ性かを判断する経験を積む必要があります。

2) 沈降率との関係：pH が 5 未満または 10 を超えると系に影響を及ぼし、汚泥の沈降が遅くなり、上澄みが濁り、さらには液面に汚泥の塊が浮遊することがあります。

3) 汚泥濃度（MLSS）との関係：汚泥濃度が高いほど、pH 変動に対する耐性が強くなります。衝撃後は、活性汚泥の更新を促進するために汚泥の排出量を増やす必要があります。

4) 回収率との関係: 回収率を高めて流入水の pH を希釈することも、システムに対する pH 変動の影響を軽減する方法の 1 つです。

2. 入口水温度

水温が高いと酸素の排出効率に影響があり、溶存酸素を増やすのが難しいのは多くの場合この理由によるものです。温度が低すぎると（一般に10℃以下と考えられており、その影響は明らかです）、凝集効果は著しく悪化し、凝集塊は小さくなり、間質水は濁ります。

3 。食品微生物比（F/M）

食品と微生物の比率（汚泥負荷とも呼ばれます）は、食品と微生物の数の関係を反映する比率です。運転管理では、どのくらいの量の食品がどれだけの微生物をサポートできるかを理解する必要があります。通常、食品と微生物の比率は 0.3 程度に制御する必要があり、実験データを式に代入して適切な流入流量を決定することがよくあります。 BOD値はCOD値の50%として計算され、毎日の検査データを比較することで処理場の水質に適したCOD-BOD比が求められます。

計算方法は次のとおりです。

NS=QLa/XV

ここで: Q - 下水流量 (m3/d)。

V - 曝気タンク容積 (m3);

X - 混合液懸濁物質 (MLSS) 濃度 (mg/L)。

La - 流入有機物 (BOD) 濃度 (mg/L)。

1) 汚泥濃度との関係: どれだけの量の食物がどれだけの微生物をサポートできるかという原則に従って、汚泥濃度の調整は流入濃度に適応する必要があります。システムの流入水質が頻繁に変化する場合、汚泥濃度を調整する基準として 1 日の平均濃度を使用する方が合理的です。実際の操業において、汚泥濃度を調整する最も直接的な方法は、残留汚泥の排出を制御することです。汚泥排出データに基づいて処理場に適した汚泥排出曲線を作成できれば、今後の運用において高い参考値となる。

2) 溶存酸素との関係：食品微生物比が低すぎると活性汚泥が過剰となり、余剰汚泥の呼吸により消費される酸素量が有機物の分解に必要な酸素量より多くなりますが、総酸素量は酸素要求量は変化しないため、酸素利用率が低下し、電力の無駄が生じます。食品と微生物の比率が高すぎると、システムの酸素要求量が増加し、酸素供給圧力が発生します。それがシステムの酸素供給能力を超えると、システムの低酸素状態を引き起こし、システムの麻痺を深刻に引き起こします。

4 。溶存酸素

動作中の溶存酸素モニタリングは、主にオンラインモニタリング機器、ポータブル溶存酸素計、実験測定という 3 つのモニタリング方法に依存しています。機器の精度を確保するには、機器は実験による測定結果を頻繁に比較する必要があります。溶存酸素異常が発生した場合、曝気槽内で多点サンプリング法を採用し、曝気槽内のさまざまな領域の溶存酸素濃度を測定し、障害の原因を分析する必要があります。

１）原水組成との関係。

溶存酸素に対する原水の影響は、主に、水量が多く有機物濃度が高いとシステムの酸素消費量が増加するという事実に反映されます。したがって、運転中に曝気装置を全開にした後の取水量の増加は、溶存酸素の状況に基づいて行う必要があります。また、原水中の洗剤が多くなると、曝気槽表面に大気を隔離する隔離層ができ、酸素の排出効率も低下します。

２）汚泥濃度との関係。

汚泥濃度が高くなると酸素消費量も多くなります。したがって、不必要な過剰な酸素消費を避けるために、運転中に適切な汚泥濃度を制御する必要があります。同時に、汚泥濃度が低い場合には、汚泥の分解を引き起こす過度の酸素フラッシュを避けるために曝気量を調整する必要があることに注意する必要があります。

3) 沈降率との関係。

運転中に避けなければならないのは、過度のエアレーションです。エアレーションが多すぎると汚泥中の小さな気泡が汚泥に付着し、汚泥が浮遊して沈降率が高まり、沈殿槽表面に多量のスカムが現れます。

5 。活性汚泥濃度（MLSS）

活性汚泥濃度とは、曝気槽出口の混合懸濁物質の含有量をMLSSで表したもので、曝気槽内の微生物数の指標となります。

１）汚泥年齢との関係。

汚泥年齢は、活性汚泥を除外して汚泥年齢指数を達成するための操作手段です。したがって、汚泥年齢を制御することにより、適切な汚泥濃度範囲も得られます。

2) 温度との関係。

通常の活性汚泥菌叢では、温度が10℃下がるごとにその中の微生物の活性が2倍になります。したがって、運転中は、温度が高い場合にはシステム汚泥濃度を下げ、温度が低い場合にはシステム汚泥濃度を高めるだけで、処理効率の安定化という目的を達成できます。

3) 沈降率との関係。

活性汚泥の濃度が高いほど、最終的な沈降率は大きくなり、その逆も同様です。運転中は、高い活性汚泥濃度により沈降率が増加し、観察される沈降汚泥が圧縮されて緻密であることに注意する必要があります。一方、非活性汚泥濃度の増加によって引き起こされる沈降率は、ほとんどの場合、圧縮が不十分で色が暗いです。活性汚泥濃度が低いことによる沈降率が低すぎ、観察される沈降汚泥の色は暗く、圧縮が不十分で、沈降した活性汚泥はほとんどありません。

6 。沈降率（SV30）

活性汚泥沈降率は、あらゆる運転管理において最も参照される数値と言えます。沈降率を観察することにより、複数の管理指標のおおよその値を側面から推測することができ、操業の失敗や操業開発の方向性を総合的に判断するための積極的な指導的意義を持ちます。

沈降過程の観察ポイント：

1) 沈降の最初の 30 ～ 60 秒以内に、汚泥は急速な凝集と急速な沈降を起こします。この段階に時間がかかりすぎる場合は、多くの場合、汚泥システムが故障しつつあることを示しています。遅い沈降が汚泥の粘度が高く、小さな気泡が含まれていることが原因である場合、それは高い汚泥濃度、汚泥の老化、および高い流入負荷が原因である可能性があります。

2) 沈降過程が深くなると、汚泥フロックは吸着・結合を繰り返し、より大きなフロックを形成し、色が濃くなってきます。沈降過程で汚泥の色が濃くならない場合は、汚泥濃度が低すぎて流入負荷が高すぎる可能性があります。中央に沈降汚泥があり、上下に清澄液があれば、適度な汚泥の膨張が起こっていることを意味します。

3) 沈降プロセスの最終段階は圧縮段階です。このとき、汚泥は基本的に底部にあり、沈降時間の増加とともに圧縮され続け、色は濃くなり続けますが、依然として大きなフロックを維持しています。締固めが細かくフロックが小さい場合は、沈降効果が悪く、流入負荷が大きすぎるか、汚泥濃度が低すぎる可能性があります。圧縮段階でフロックが粗すぎてフロックの端の色が薄く、上部の透明な液体が細かいフロックと混合している場合は、汚泥が老化していることを意味します。

7 。汚泥量指数（SVI）

汚泥量指数 SVI = SV30/MLSS、SVI は 50 ～ 150 が正常値であり、産業排水では 200 に達する場合もあります。活性汚泥体積指数が200を超える場合は、活性汚泥構造が緩く、沈降性能が悪く、汚泥膨張の兆候があると判断できます。 ＳＶＩが５０より低い場合、汚泥は老化していると判断でき、汚泥年齢を短縮する必要がある。

8 。汚泥年齢

汚泥年齢は、活性汚泥が２倍になるまでに要する時間として理解できます。実際の操業においては、曝気槽内の汚泥量と汚泥排出流量から汚泥年齢を簡易的に推定することができます。汚泥熟成期間 7 ～ 15 日の範囲は参考値です。実際の操業では、現場の流入負荷に応じて適切な汚泥年齢を設定する必要があります。

汚泥年齢の計算式：

(t) = VX1/24X2Q

ここで、 V - 曝気タンクの体積 m、

X1 - 曝気タンク混合懸濁物質 (MLSS) 濃度 (mg/L);

X2 - 返送活性汚泥混合浮遊物質 (MLSS) 濃度 (mg/L)。

Q - 残留活性汚泥排出量 (m3/h)

運転中の汚泥年齢を決定する方法:

「どれくらいの量の食物がどれだけの微生物の餌になるか」という前提のもと、一定期間の平均汚濁負荷量に基づいて、食物と微生物の比率を用いて妥当な汚泥濃度（MLSS）を計算する必要があります。 式を作成し、妥当な汚泥年齢を計算し、これに基づいてシステムに対応する調整を加えます。