夏の高温が下水処理とその解決策に及ぼす影響

夏の高温は、微生物の生理や設備の酸素化性能に影響を与えるだけでなく、下水処理工程におけるさまざまな反応プロセスや作業員の精神状態にも影響を与えます。したがって、運用管理においては、これらの特性に留意し、的を絞った解決策を講じる必要があります。

1. 微生物の活動に対する高温の影響

水温は、化学反応、反応速度、水生生物、および恒久的な使用への適合性に影響を与えるため、非常に重要なパラメーターです。熱水中の溶存酸素量は冷水に比べて少なく、温度が上昇するにつれて生化学反応速度が増加します。地表水中の酸素の減少と相まって、夏季には河川の溶存酸素が深刻に減少することがよくあります。この影響は、大量の熱水が自然の受け入れ水域に放出されるとさらに悪化します。

細菌の活動に最適な温度範囲は25～35℃です。現在、多くの下水処理ではカバーや消臭などの対策が行われており、熱の蓄積につながります。温度が50℃になると好気性消化と硝化が止まります。そのため、放水などの冷却対策を講じる必要があります。

2. 曝気槽内の溶存酸素に対する高温の影響

夏は気温が高いため、水中に酸素が溶けにくくなります。そのため、同じ質量の空気で水中に移送される溶存酸素が少なく、酸素供給が不十分になることが多い。

曝気槽内の溶存酸素が 2mg/L の場合、直径 500 μm のフロックの中心の溶存酸素は 0.1mg/L に過ぎず、フロック表面の微生物がより高い濃度に達していることを示しています。溶存酸素が存在すると、内部の微生物のほとんどが無酸素状態になります。したがって、曝気槽内の汚泥濃度が4g/Lと高い場合には、溶存酸素濃度を3～4mg/Lに管理する必要があります。

3. 高温下での二次沈殿池の管理

二次沈殿池は、高温下では成層沈降が遅くなるため泥化が起こりやすく、放流SSの増加につながります。

高温下では微生物の代謝能力が亢進し、二次沈殿槽内で嫌気性や脱窒が起こり、ガスが発生したり汚泥が浮遊したりする場合があります。また、藻類の中には水中の栄養分を利用して二次沈殿池の表面に藻を形成し、外観に影響を与えるものもあります。このため、夏季操業時には十分な酸素供給を確保し、必要に応じてPACなどの凝集剤を添加して汚泥の沈降性能を向上させる必要があります。

4. 高温下での構造物、配管、設備の管理

夏の高温と雷雨はしばしば機器の故障を引き起こし、プロセスの通常の動作に影響を与えます。下水処理場が夏期を円滑に過ごすためには、一部の主要設備、管路、構造物について、その特性に応じて夏期のトラブルを未然に防ぐ対策を講じる必要があります。

夏の高温は、主要なプロセス機器、特にブロワーに大きな影響を与えます。夏場は冷却トラブルにより潤滑油温度が上がりすぎ、警報が作動しなくなったり、安全上の理由（サージ対策等）により風量が自動的に絞られる場合があります。したがって、夏期には、回転機器の冷却ファンが正常に動作するように、また冷却風ダクトに障害物がないように、送風機室およびポンプ室の換気を確保する必要があります。必要に応じて、放熱に問題がある機器に合わせて軸流ファンを設置し、機器の過熱を防ぐ強制換気措置を講じる必要があります。設備のアップグレードや改造に伴い、一部の地域の下水処理場ではルーツブロワーなどの生産能力の劣る設備が廃止され、新しいエアサスペンションや磁気サスペンションファンが新しい下水処理場のアップグレードや建設の第一選択肢となっています。これらのデバイスは高価であり、動作条件がより厳しいです。夏にこれらの機器を適切な温度で動作させるには、送風機室の空調と屋内配管の断熱材を設置することが特に重要です!