好気性処理システム

好気性処理システム（ATS）は、しばしば好気性浄化槽とも呼ばれ、浄化槽システムに似た小規模な下水処理システムですが、浄化槽システムで使用される嫌気性プロセスではなく、好気性プロセスを用いて消化を行います。これらのシステムは、公共下水道が整備されていない農村地域でよく見られ、単独の住宅または小規模な住宅群で使用されます。

従来の浄化槽システムとは異なり、好気性処理システムは高品質の二次処理水を生成します。この二次処理水は滅菌処理され、表面灌漑に利用できます。これにより、浸透場の設置場所の柔軟性が大幅に向上し、必要な浸透場面積も最大半分に削減されます。[ 1 ]

プロセス

ATSプロセスは一般的に以下のフェーズから構成されます。[ 2 ]

  • 大きな固形物やその他の望ましくない物質を除去する前処理段階。
  • 好気性細菌が生物学的廃棄物を消化する曝気段階。
  • 沈殿段階では、未消化の固形物が沈殿します。これによりスラッジが形成され、定期的にシステムから除去する必要があります。
  • 消毒段階では、塩素などの消毒剤を水に混ぜて殺菌効果を生み出します。もう一つの選択肢は紫外線消毒で、紫外線消毒ユニット内で水を紫外線にさらします。

消毒段階はオプションであり、排水を地上に散布する場合など、無菌排水が必要な場合に使用されます。一般的に使用される消毒剤は、廃棄物処理システム用に特別に製造された次亜塩素酸カルシウムの錠剤です。[ 3 ]この錠剤は日光で急速に分解するように作られています。安定化した塩素は排水が散布された後も残留し、浸出液場の植物を枯らす可能性があります。

ATSには水中の老廃物を分解する微生物の生態系が存在するため、漂白剤や抗生物質などの物質を過剰に使用すると、ATSの環境が損なわれ、処理効果が低下する可能性があります。また、消化できない物質はシステム内に蓄積し、より頻繁な汚泥除去が必要となるため、使用は避けるべきです。[ 4 ]

好気性処理システムの種類

小規模好気性システムでは、一般的に固定膜式システムと連続流懸濁好気性システム（CFSGAS）の2つの設計のいずれかが採用されます。前処理と排水処理はどちらのシステムでも類似しており、違いは曝気段階にあります。[ 1 ]

固定フィルムシステム

固定膜システムは、廃水中の廃棄物を分解するバイオマスフィルムを支持するための層となる多孔質媒体を使用します。固定膜システムの設計は多岐にわたりますが、基本的に2つのカテゴリに分類されます（ただし、両方の方法を組み合わせたシステムもあります）。1つ目は、媒体を廃水に対して移動させ、フィルムを浸漬と空気への曝露を交互に行うシステムです。2つ目は、固定媒体を使用し、廃水の流れを変化させることで、フィルムが浸漬と空気への曝露を交互に行うシステムです。どちらの場合も、好気性消化を行うには、バイオマスを廃水と空気の両方に曝露させる必要があります。フィルム自体は、成形プラスチックやピートモスなどの適切な多孔質材料で作ることができます。シンプルなシステムでは固定媒体を使用し、断続的な重力駆動による廃水の流れを利用して、バイオマスを定期的に空気と廃水に曝露させます。一般的な移動媒体システムは、水平軸上で低速で回転するディスクを使用する回転式生物接触装置（RBC）です。ディスクの約40％は常に水中に沈んでおり、シャフトは1分間に1～2回転の速度で回転します。[ 1 ]

連続流、懸濁培養好気性システム

CFSGASシステムは、その名の通り、連続流を処理するように設計されており、バクテリア膜のための床は設けず、廃水中に浮遊するバクテリアに依存します。浮遊と曝気は通常、エアポンプによって行われ、エアレーションチャンバーに空気を送り込むことで、廃水の継続的な撹拌と酸素供給が行われます。廃水中のバイオマス濃度が通常よりも高い場合、固定膜バクテリアの増殖を促進する培地を追加するシステムもあります。[ 1 ]

改造またはポータブルな好気性システム

好気性処理のもう一つの用途として、機能不全に陥っている、あるいは機能不全に陥っている嫌気性浄化槽の修復があります。これは、既存のシステムに好気性処理機能を後付けすることで行われます。好気性浄化と呼ばれるこのタイプの製品は、処理水の生化学的酸素要求量（BOD5）と全浮遊物質量（TSS）を大幅に削減することにより、生物学的に機能不全に陥っている、あるいは機能不全に陥っている嫌気性配水システムを修復するように設計されています。BOD5とTSSの削減により、形成されたバイオマットが回復します。さらに、高溶存酸素と好気性細菌を含む処理水が配水管に流入し、バイオマットを分解します。

堆肥化トイレ

コンポストトイレは、一般家庭排水ではなく、トイレの排泄物のみを処理するように設計されており、通常、上記の好気性処理システムに関連する水洗トイレではなく、無水トイレで使用されます。これらのシステムは、排泄物を液体懸濁液ではなく湿った固体として処理するため、処理中に尿と便を分離し、システム内の適切な水分含有量を維持します。コンポストトイレの一例として、clivus multrum（ラテン語で「傾斜室」の意味）が挙げられます。これは、尿と便を分離する傾斜室と、換気を良くしてトイレからの臭気の漏出を防ぐファンで構成されています。室内では、尿と便は好気性細菌だけでなく、真菌、節足動物、ミミズによっても個別に分解されます。処理時間は非常に長く、固形廃棄物の除去間隔は最短でも1年です。処理中、固形廃棄物の量は90%減少し、その大部分は水蒸気と二酸化炭素に変換されます。病原体は処理室内の過酷な環境下で長期間処理されることにより廃棄物から除去される。[ 5 ]

従来の浄化槽システムとの比較

曝気段階と消毒段階は、従来の浄化槽システムとの主な違いです。実際、好気性処理システムは、浄化槽排水の二次処理として使用することができます。[ 1 ]これらの段階により、好気性システムの初期コストが増加し、受動的な浄化槽システムよりもメンテナンス要件も高くなります。他の多くのバイオフィルターとは異なり、好気性処理システムは、エアポンプを駆動するために一定の電力供給を必要とするため、システム全体のコストが増加します。消毒錠剤は、電気部品（エアコンプレッサー）と機械部品（エアディフューザー）と同様に定期的に交換する必要があります。プラス面としては、好気性システムは浄化槽よりも高品質の排水を生成するため、浸出フィールドを従来の浄化槽システムよりも小さくすることができ、浄化槽システムの出力には環境的に敏感すぎる地域に出力を排出できます。一部の好気性システムでは、スプリンクラーシステムを通じて排水をリサイクルし、規制で承認されている場所で芝生の散水に使用します。

排水の水質

ATSからの排水は浸出液場の表面に排出されることが多いため、その水質は非常に重要です。典型的なATSは、正常に運転している場合、BOD5が30mg/L未満、TSSが25mg/L未満、糞便性大腸菌群が10,000cfu/mL未満の排水を生成します。これは、浄化槽のようなバイオマットや「スライム」層を形成することができないほど清浄な状態です。[ 6 ]

ATS排水は比較的無臭です。適切に稼働しているシステムでは、カビ臭はしますが、下水のような臭いではありません。好気性処理は臭気の低減に非常に効果的であるため、農場で発生する堆肥の臭気低減に好んで用いられています。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b c d eオンサイト廃水処理システムマニュアル（報告書）. ワシントンD.C.：米国環境保護庁（EPA）. 2002年2月. EPA-625-R-00-008.
  2. ^ 「生物学的廃水処理のための好気性リアクター」 2017年2月19日。 2017年4月3日閲覧。
  3. ^小規模システムの消毒。廃水処理技術ファクトシート（レポート）。EPA。2003年9月。EPA 832-F-03-024。
  4. ^避けるべきものArchived 2007-07-18 at the Wayback Machine , Hoot Aerobic Systems
  5. ^ Clivus Multrum, Inc. 「堆肥化トイレと中水システムの科学技術」。
  6. ^ David M. Gustafson、James L. Anderson、Sara Heger Christopherson. 「Aerobic Treatment Unit」ミネソタ大学エクステンション。2008年6月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年6月30日閲覧。
  7. ^ Charles D. Fulhage、Donald L. Pfost. 「農村住宅向けの下水処理施設」ミズーリ大学エクステンション。 2009年3月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  8. ^ 「LA-Hoot Homeowner's Manual」（PDF） 。2008年7月5日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
  9. ^ José R. Bicudo. 「好気性治療に関するよくある質問」ミネソタ大学エクステンション。 2008年3月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。
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