工場の排水処理における「活性汚泥法」とは

こんにちは、さわまる博士です。
工場の排水処理で広く利用されている中心的な技術、それが今日お話しする「活性汚泥法（かっせいおでいほう）」です。
専門用語なので難しく聞こえるかもしれませんが、ご安心ください。さわまる博士が、その仕組みから丁寧に解説しますので、一緒に学んでいきましょう。排水を浄化し、環境を守るための重要な知識ですよ。

活性汚泥法とは、どのような仕組みなのでしょうか？

活性汚泥法とは、一言でいえば「目に見えない活性汚泥菌の力を利用して、排水中の有機物を分解・除去する方法」です。これは非常に合理的で、自然界の浄化作用を応用した仕組みなんですよ。

主役は「活性汚泥」

この方法の主役は「活性汚泥（かっせいおでい）」です。これは、排水の汚れを栄養源として増殖できる、多種多様な活性汚泥菌（細菌や原生動物など）が自己形成した、泥状の集合体（フロック）のことです。これらの活性汚泥菌が、有機物を摂取・分解することで、水質が浄化されるのです。まさに「生物学的な、ろ過材」と言えるでしょう。

活動の舞台は「曝気槽（ばっきそう）」

活性汚泥菌が活動する主要な施設が「曝気槽（ばっきそう）」と呼ばれる水槽です。曝気槽では、活性汚泥菌が効率よく有機物を分解できるよう、空気を供給します（これを「曝気」と呼びます）。多くの活性汚泥菌は好気性、つまり呼吸に酸素を必要とするため、酸素供給は活動を維持するために不可欠なのです。また、曝気は槽内の混合液を撹拌し、活性汚泥菌と排水を均一に接触させる役割も担います。

固液分離を担う「沈殿槽（ちんでんそう）」

曝気槽で有機物の分解を終えた混合液は、次に「沈殿槽（ちんでんそう）」へと移送されます。ここでは、水の流れを穏やかにすることで、活性汚泥フロックを重力によって沈降させ、清澄な処理水（上澄水）と分離します。この上澄水が、放流もしくは後段の処理工程へと送られます。

処理能力を維持する「返送汚泥」

沈殿槽で分離・沈降した活性汚泥の一部は、再び曝気槽へと戻されます。これを「返送汚泥（へんそうおでい）」と呼びます。これは、曝気槽内の活性汚泥菌濃度（MLSS）を適切な範囲に維持し、処理能力を安定させるための重要な操作です。常に活性の高い活性汚泥菌を曝気槽内に確保しておくことで、新たに入ってくる排水にも迅速に対応できるのです。

活性汚泥法のメリットは何でしょうか？

活性汚泥法が広く採用されているのには、いくつかの優れた利点があります。

多様な有機物に対応可能

活性汚泥は、生活排水や多くの産業排水に含まれる、様々な種類の有機物を効率的に分解することができます。

維持管理の確立

運転管理技術が広く確立されており、一度安定した状態になれば、比較的容易に管理することが可能です。ただし、生物を扱うため、適切な監視と管理が求められます。

優れたコストパフォーマンス

大規模な処理にも対応可能で、広い敷地や初期投資が必要となる一方、ランニングコストも含めたトータルで見た場合に、優れたコストパフォーマンスを発揮することが多いです。

活性汚泥法を運用する上での注意点

多くの利点がある一方で、生物を扱うがゆえの注意点も存在します。

環境管理の重要性

活性汚泥は生き物の集まりであるため、その活動は環境条件に大きく左右されます。水温、pH、溶存酸素（DO）、栄養塩バランスなどを常に適切な範囲に保つことが、安定した処理の鍵となります。

運転上のトラブル

活性汚泥が沈降しにくくなる「バルキング」や、異常な発泡といったトラブルが発生することがあります。これらの現象は処理水質に直接影響するため、速やかな原因究明と対策が必要です。

余剰汚泥の発生と処理

活性汚泥菌が増殖する結果、システム内には余分な汚泥が蓄積します。これを「余剰汚泥（よじょうおでい）」と呼び、定期的に系外へ引き抜き、適切に処理・処分する必要があります。汚泥の処理・処分コストは、排水処理全体のコストにおいて大きな割合を占めます。

さわまる博士の
ワンポイントアドバイス！

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