下水の微生物処理とは、下水に多数の有効な微生物株を投入することで、水域自体に分解者、生産者、消費者だけでなく、バランスの取れた生態系を急速に形成させることです。汚染物質をより効率的に処理・利用できるため、多くの食物連鎖が形成され、交差する食物網生態系が形成されます。栄養段階間で適切な量とエネルギーの比率が維持されれば、良好で安定した生態系のバランスシステムを構築できます。一定量の下水がこの生態系に入ると、その中の有機汚染物質は細菌や真菌によって分解・浄化されるだけでなく、分解の最終生成物である一部の無機化合物は炭素源、窒素源、リン源として利用され、太陽エネルギーは初期エネルギー源として利用されます。 、食物網の代謝過程に参加し、徐々に低栄養段階から高栄養段階に移行・転換し、最終的に水生作物、魚、エビ、ムール貝、ガチョウ、アヒルなどの高度な生命産物に転換し、人々の継続的な対策の実施を通じて、水体の総合的な生態学的バランスを維持し、水景の美しさと自然を増し、水体の富栄養化を防止・抑制するという目的を達成します。
1. 下水の微生物処理主に下水中のコロイド状および溶解状態の有機汚染物質（BOD、COD物質）を除去し、除去率は90％以上に達し、有機汚染物質が排出基準を満たすことができます。
（1）BOD（生物化学的酸素要求量）とは、生物化学的酸素要求量または生物学的酸素要求量とも呼ばれ、水中の有機物含有量を間接的に表す指標です。一般的には、下水または検査対象となる水サンプル1L中に含まれる酸化されやすい有機物の量を指します。微生物がこれを酸化分解する際に消費される水中の溶存酸素の量をミリグラム単位で表します（単位はmg/L）。BODの測定条件は、一般的に20℃、5昼夜と規定されているため、BOD5という記号がよく使用されます。
（2）COD（化学的酸素要求量）は化学的酸素要求量（COD）であり、水体内の有機物含有量を示す簡便な間接指標です。（単位はmg/L）。一般的に用いられる化学酸化剤はK2Cr2O7またはKMnO4です。中でもK2Cr2O7が一般的に用いられ、測定されたCODは「COD Cr」で表されます。
2. 微生物処理 下水は、処理過程における酸素の状態に応じて好気性処理システムと嫌気性処理システムに分けられます。
1.好気性処理システム
好気条件下では、微生物は環境中の有機物を吸着し、それを酸化分解して無機物に分解し、下水を浄化すると同時に細胞物質を合成します。下水浄化の過程において、微生物は活性汚泥やバイオフィルムの主成分として存在します。
2. バイオフィルム法
この方法は、バイオフィルムを浄化の主体とする生物学的処理法です。バイオフィルムは担体表面に付着した粘膜であり、主に細菌ミセルによって形成されます。バイオフィルムの機能は活性汚泥法における活性汚泥と同じであり、その微生物組成も類似しています。下水浄化の主な原理は、担体表面に付着したバイオフィルムによる下水中の有機物の吸着と酸化分解です。担体と水の接触方法の違いにより、バイオフィルム法には生物学的ターンテーブル法とタワー型生物学的ろ過法があります。
3. 嫌気性処理システム
無酸素条件下で、嫌気性細菌（通性嫌気性細菌を含む）を用いて下水中の有機汚染物質を分解する方法は、嫌気性消化または嫌気性発酵とも呼ばれます。発酵生成物がメタンを生成するため、メタン発酵とも呼ばれます。この方法は、環境汚染を除去するだけでなく、バイオエネルギーの開発にもつながるため、注目を集めています。下水の嫌気性発酵は非常に複雑な生態系であり、それぞれ異なる基質と条件を必要とする多様な細菌群が交互に活動し、複雑な生態系を形成しています。メタン発酵は、液化段階、水素生成段階、酢酸生成段階、メタン生成段階の3つの段階に分けられます。
下水処理は、処理の程度に応じて一次処理、二次処理、三次処理に分けられます。
一次処理：主に下水中の浮遊性固形物汚染物質を除去するものであり、多くの物理的処理法は一次処理の要件を満たすことしかできません。下水の一次処理後、BODは通常約30%しか除去できませんが、これは排出基準を満たしません。一次処理は二次処理の前処理に属します。
一次処理工程は、粗粒格子を通過した生汚水が汚水揚水ポンプによって揚水され、格子またはふるいを通過した後、沈砂池に入り、砂と水によって分離された汚水が一次沈殿槽に入るという一次処理（すなわち物理処理）です。沈砂池の機能は、比重の大きい無機粒子を除去することです。一般的に使用される沈砂池には、移流式沈砂池、曝気式沈砂池、ドール式沈砂池、ベル式沈砂池などがあります。
二次処理：主に下水中のコロイド状および溶解性有機汚染物質（BOD、COD物質）を除去し、除去率は90％以上に達し、有機汚染物質が排出基準を満たすことができます。
二次処理工程は、一次沈殿槽から流出した水が活性汚泥法や生物膜法などの生物処理装置に入り（活性汚泥法の反応器には曝気槽、酸化溝などが含まれる。生物膜法には生物濾過槽、生物回転台、生物接触酸化法、生物流動床が含まれる）、生物処理装置から流出した水が二次沈殿槽に入り、二次沈殿槽からの排水は消毒後に排出されるか、三次処理に入る。
三次処理：主に難分解性有機物、窒素やリンなどの溶解性無機物を処理し、
水域の富栄養化を防ぐため、生物学的脱窒・リン除去、凝集沈殿法、砂利法、活性炭吸着法、イオン交換法、電気浸透分析法などの方法が用いられます。
三次処理工程は、二次沈殿槽内の汚泥の一部を一次沈殿槽または生物処理装置に戻し、さらに一部を汚泥濃縮槽に送り、さらに汚泥消化槽に送り、脱水・乾燥設備を経て最終的に利用されます。
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投稿日時: 2022年6月11日