活性汚泥は、多数の微生物によって形成される凝集混合物です。廃水と汚泥を徹底的に混合・接触させます。微生物は水中の有機物を消費し、汚泥を水から分離します。その後、スラッジはシステムに戻され、さらなる処理が行われます。
このプロセスは、曝気反応、汚泥水分離、汚泥返送、余剰汚泥排出に分かれています。{0}
1. 曝気槽：排水は曝気槽に入り、そこで空気が導入されて曝気されます。
撹拌することで廃水と活性汚泥が完全に混合されます。酸素が微生物に供給されます。好気性細菌はCODと有機物を消費します。硝化細菌はアンモニア態窒素を硝酸態窒素に変換します。
視覚的には、フロックは黄褐色で、凝集性があり、良好な沈降特性を持っています。{0}
2. 二次沈殿槽 - 汚泥 - 水の分離: 混合液は重力によって二次沈殿槽に流れ込み、曝気と撹拌が停止されます。活性汚泥の塊は重力によって下方に沈降します。透明な上層は処理された排水であり、排出することも、さらに処理することもできます。
3. 汚泥の返送: 沈殿した汚泥の大部分は、返送ポンプを使用して曝気槽の前端にポンプで戻されます。機能：曝気槽に微生物を継続的に補充することで細菌濃度が安定し、システムの連続運転が可能になります。逆流がなければ微生物は常に水流によって洗い流され、システムはすぐに崩壊してしまいます。
4. 余剰汚泥の排出：微生物が排水を消費して増殖し、汚泥が増加します。過剰なスラッジは定期的に排出する必要があります。この余剰汚泥を余剰汚泥といい、汚泥脱水装置に送られて処理されます。
排出量が少なすぎる場合：汚泥濃度が高すぎるため、汚泥のバルキングや浮遊汚泥が発生しやすくなります。
排出量が多すぎる場合：汚泥濃度が低すぎるため微生物が不足し、処理が不十分になります。
全工程：曝気→二次沈殿→汚泥逆流→余剰排出→窒素・リン除去
1. 無酸素段階 (酸素なし): 脱窒細菌が硝酸態窒素を窒素ガスに変換し、窒素ガスを排出して完全な窒素除去を実現します。
2. 嫌気段階 (酸素なし): 酸素なし、硝酸態窒素なし: ポリリン酸-を蓄積する細菌はリンを放出します。
3. 好気性エアレーション: ポリリン酸-を蓄積する細菌は積極的にリンを吸収します。最後に、リンは余分なスラッジを排出することによって系外に排出されます。
一般的な異常とその理解:
汚泥のバルキング：糸状菌が増殖しすぎると汚泥の沈降が悪くなり、二次沈殿槽内に汚泥が浮遊します。
汚泥中毒: 流入水中の有毒物質は微生物の大量死を引き起こし、その結果、処理が失敗します。
溶存酸素が多すぎる場合：汚泥自体が酸化し、汚泥量が減少します。溶存酸素（DO）が低すぎると、微生物が十分な栄養素を消費できなくなり、結果として COD とアンモニア態窒素のレベルが不十分になります。