高い MLSS (混合酒懸濁固体) は、物質移動、沈殿、エネルギー消費、プロセスの安定性など、さまざまな方法で廃水処理システムに損傷を与える可能性があります。中心的な問題は、微生物の生存とプロセス操作のための合理的な収容能力を超えていることです。具体的な影響と中心となるロジックは次のとおりです。
1. 溶存酸素不足による汚泥の低酸素・嫌気環境
MLSS が高いと微生物の酸素要求量が増加し、曝気槽内の酸素移動効率が大幅に低下し、局所的な低酸素/嫌気環境が生じやすくなります。好気性細菌の活動が阻害され、有機物の分解効率が低下します。曝気槽内で脱窒が早期に発生し、大量の気泡が発生し、汚泥のバルキング、汚泥の浮遊、排水中の過剰な COD やアンモニア性窒素の発生を引き起こします。
2. 二次沈殿槽の沈降性能の低下による流出浮遊物質（SS）の急増。
MLSSが高いと混合液の粘度が高くなり、汚泥の凝集が軽くなります。これにより、二次沈殿槽内で容易に層状沈降が生じ、汚泥の圧縮性が低下し、沈降速度が大幅に低下します。同時に、高濃度の汚泥は脱窒しやすく（硝酸塩の無酸素分解により N₂ 気泡が生成され、汚泥が表面に運ばれます）、汚泥の損失と過剰な流出 SS が発生します。これにより、システムからのさらなる汚泥の損失も引き起こされ、悪循環が生じます。
3. 曝気エネルギー消費量が大幅に増加し、運用コストが上昇。
高いMLSSの酸素需要を満たすには、曝気強度を高める必要があり、それに比例してブロワーのエネルギー消費量も増加します。同時に、混合液の粘度が高いため、ポンプやミキサーの輸送抵抗と混合抵抗が増加し、消費電力がさらに増加します。これにより、プロセスの利点が得られずに、運用コストが大幅に増加します。
4. 汚泥年齢の短縮と微生物の不均衡
MLSS が高く、スラッジ除去が時期尚早に行われると、システム内のスラッジ持続時間 (SRT) が比較的短くなります。これにより、長い世代サイクルの硝化細菌やその他の機能的な細菌が生存することが困難になり、硝化効率が大幅に低下し、流出アンモニア態窒素レベルが基準を超えやすくなります。同時に、優勢なバクテリアがより汚れに強い属に移行し、水質と水量の変動に対するシステムの回復力が大幅に低下します。{4}}
5. 膜プロセス-特有の問題 (MBR など): 膜ファウリングの加速
膜バイオリアクターでは、MLSS が高いと、混合液中のコロイドとフロックと膜表面とが接触する確率が大幅に増加します。これにより、膜の細孔の閉塞、フィルターケーキの肥厚、および膜間圧力 (TMP) の急速な上昇が促進されます。これにより、メンブレンの洗浄頻度が大幅に増加し、メンブレンの寿命が短くなり、メンテナンスコストが大幅に増加します。
6. システムの耐衝撃性が失われ、完全に崩壊する可能性があります
MLSS が高い条件下では、システムのバッファー スペースは非常に小さくなります。流入水質（COD、有害物質など）や流量の変動に遭遇すると、環境の急激な変化により微生物が大量死しやすくなり、汚泥の崩壊が起こります。その後の回復は難しく、時間がかかります。-
主要な概要 (ニーモニック):
汚泥量が多い=酸素不足、沈降不良、エネルギー消費量が多く、微生物のバランスが崩れ、崩壊しやすい。膜プロセスも目詰まりを促進します。
実際的な対応戦略:
1. スラッジ排出量を直ちに増やして、MLSS をプロセス設計範囲 (従来の好気性タンクの場合は 2000 ～ 4000 mg/L、プロセス要件に応じて調整) まで迅速に下げます。
2. DO を監視しながら（2 ～ 3 mg/L に制御）、局所的な低酸素状態を避けるためにエアレーション強度を一時的に高めます。
3. 二次沈殿槽の水力負荷を確認し、必要に応じて流入流量を減らして汚泥沈降圧力を下げます。
4. 汚泥沈降率 (SV30) と汚泥体積指数 (SVI) を監視して、汚泥のバルキングが存在するかどうかを判断し、沈降性能を向上させるために凝集剤 (PAC など) を追加します。