下水処理プラントの日常業務では、活性汚泥プロセスが最も広く使用されている技術です。しかし、多くの作業者は、生物系で泡が発生するという厄介な問題に遭遇しています。{1}この泡は水面の外観に影響を与えるだけでなく、排水の水質悪化、汚泥の損失、二次沈殿槽の短絡、化学的消泡などの追加コストを引き起こす可能性があります。-さらに難しいのは、泡の問題は多くの場合、微生物群集の構造に関連していることです。 「生物学的診断」を始めずに、物理的または化学的消泡方法のみに依存することは、一時的な解決策にすぎません。今日は、この問題を系統的に理解して解決できるように、泡の微生物学的原因から始めて、実際の診断と治療方法を組み合わせて説明します。
I. 生物系に泡が現れるのはなぜですか?
泡の発生は単一の原因によるものではなく、通常は次の側面が関係します。
1. 糸状菌の異常増殖
ノカルジア属、ロドコッカス属、カンジダ属の細胞壁は疎水性が高く、気泡を吸着しやすく安定化させます。
2. 過度に長い汚泥滞留時間（SRT/MCRT）
老化汚泥中の糸状細菌は競争上の優位性が高く、泡の形成につながります。
3. 栄養バランスの乱れ
窒素やリンが不足したり、有機物濃度が高すぎると、糸状菌は綿状菌に比べて増殖しやすくなります。
4. 油性物質の影響
一部の糸状細菌は油を分解する能力を持っています。流入水に動植物油が大量に含まれている場合、それらに「優れた炭素源」が提供されます。
5. 不適切な使用条件
過剰なエアレーションや不適切な二次沈殿タンクの再循環設計も、泡の浮遊と悪化を引き起こす可能性があります。
したがって、発泡は生物学的現象であると同時にプロセス管理の問題でもあります。
II.代表的な糸状菌の顕微鏡的特徴
糸状菌は泡の形成に重要な役割を果たします。顕微鏡観察により迅速な「生相診断」が可能です。以下に、一般的な「泡の原因」をいくつか示します。
1. ノカルディア（ゴルドナ・アマラエ）
形態学的特徴：細胞は集合して分岐しており、分岐角度は直角に近い。構造は比較的堅牢です. 1. 危険性: 表面には疎水性のワックス層があり、気泡を捕らえやすく安定させます。
典型的なシナリオ: 油廃水の量が多く、スラッジの寿命が長いシステムでよく見られます。{0}
2. ロドコッカス属。
形態学的特徴: 細胞は鋭い分岐角で分岐します。
危険性: ノカルディアと同様に、気泡を吸着し、持続的な泡を形成します。
典型的なシナリオ: 特に栄養バランスが崩れた系では、ノカルジアと同時に発生することがよくあります。{0}
3. カンジダ属
形態的特徴: 鎖-のようなもので、真珠の連なりに似ています。
危険性: 表面に厚く安定した泡層を形成しますが、沈降によって除去するのは困難です。
典型的なシナリオ: 流入水に分解されやすい有機物が高濃度で含まれている場合に、より一般的です。
顕微鏡観察により、泡が「糸状」であるか「非糸状」であるかを判断できます。これは、その後の治療戦略にとって非常に重要です。-
Ⅲ．生物処理システムにおける泡の問題の診断アプローチ
運用経験と関連ガイドラインに基づいて、泡の問題の診断は次の手順に分けることができます。
1. 観察
泡は持続しますか？白、グレー、それとも茶色ですか？フォームの厚さとカバー範囲はどれくらいですか？付随する臭いはありますか?
2. 顕微鏡検査
糸状菌の種類と存在量を調べます。同時に、フロックの構造と原生動物の活動に注意を払い、システムの全体的な生物学的コミュニティを評価します。
3. プロセスパラメータの監視
MLSS、SVI、MCRT、F/M比、溶存酸素（DO）など。流入水中の油分、界面活性剤、有害物質の有無を確認します。
4. 体系的な分析
運転記録をもとに、泡と負荷、還流比、曝気量、汚泥排出サイクルなどの関係を解析します。
IV.泡の問題を処理する方法
泡の問題を解決するには、消泡剤だけに頼ることはできません。それには、「発生源管理 + プロセス調整 + 必要に応じて化学的介入」という 3 つの側面からのアプローチが必要です。-一般的な対処法を以下にまとめます。
1. プロセスパラメータの最適化
汚泥年齢を管理し、MCRT を適切に短縮して糸状細菌の過剰な増殖を防ぎます。過度に高いまたは低いレベルを避け、適切な濃度を維持するように MLSS を調整します。十分な溶存酸素を維持する: 嫌気性糸状細菌の増殖を防ぐために、DO は通常 1.0 ～ 3.0 mg/L に維持されます。
2. 流入水の水質管理
高レベルの油を含む廃水の場合は、糸状細菌の「摂食」を減らすために油分離器または浮選システムを設置する必要があります。栄養素の不均衡を防ぐために、COD:N:P 比が約 100:5:1 に維持されるようにしてください。
3. 物理的および化学的対策
表面スプレーや機械的撹拌により泡の蓄積を減らすことができますが、これは一時的な解決策です。塩素または次亜塩素酸ナトリウムなどの選択的殺菌剤を添加することは可能ですが、活性汚泥全体に影響を与えないように投与量を注意深く制御する必要があります。消泡剤の添加は短期的な症状の緩和には適していますが、長期的に依存することはお勧めできません。-
4. 生物学的調節
F/M比とSRTを調整することで、綿状細菌や原生動物が優勢となり、糸状細菌を抑制することができます。系内で糸状菌が過剰に増殖する場合には、健全なフロックを主成分とする活性汚泥の接種が検討されます。
結論
生物系における曇りの問題は、本質的には微生物の生態学的不均衡の現れです。生相診断により原因を迅速に特定でき、プロセスの最適化と運用管理を組み合わせることでのみ問題を根本的に解決できます。最前線のオペレーターにとって、顕微鏡観察スキルとプロセス診断的思考を習得することで、複雑な問題を解決する能力が大幅に向上します。廃水処理は化学と物理の組み合わせであるだけでなく、微生物の世界でもあります。このシステムを真にマスターするには、彼らの「生態学的ルール」を理解することが不可欠です。