曝気とは？散気装置の種類と酸素の溶け方【基礎知識】
排水に空気を送り、酸素を届けて槽内を混ぜる曝気。散気装置の種類と、泡の大きさや水深で酸素の溶け方が変わるしくみを紹介します。
曝気(ばっき)とは、排水に空気などを吹き込んで、水中に酸素を供給することです。活性汚泥法のような好気性の生物処理では、有機物を分解する好気性の微生物が酸素を必要とするため、曝気槽(反応タンク)で曝気を行います。 ■曝気の役割は酸素だけ？ 曝気装置の基本的な働きは、次の2つです。 1.酸素供給：空気を吹き込み、酸素を水に溶かす 2.撹拌：活性汚泥が沈まないよう、槽内を混ぜる 酸素が足りなければ微生物の働きが落ち、撹拌が足りなければ活性汚泥が槽の底にたまります。 好気槽で水中撹拌機を使うと、送風機の電力に加えて、撹拌のための電力も必要になります。 ■曝気のやり方はひとつではない 曝気方式には、次のようなものがあります。 1.散気式(微細気泡型、粗大気泡型など) 2.機械式表面曝気機(固定式、浮遊式) 3.水中曝気機 4.エジェクター装置 どれを選ぶかは、混合方式、経済性、維持管理の容易さ、立地条件などを考えて決めます。まずはお気軽にご相談ください。
基本情報
■散気式の代表的な装置 散気式の主な散気装置は、次のとおりです。 1.散気板・散気筒：セラミックや合成樹脂の粒子を多孔質に成形したもの 2.メンブレン式：微細な孔をあけた膜を空気圧で膨らませ、孔から超微細気泡を出すもの ■泡が小さいと何が変わる？ 酸素は、泡と水が接する面(気液界面)を通して水に移ります。同じ空気量なら、泡が細かいほど水に触れる表面積は大きくなります。超微細気泡では酸素の移る表面積が増し、高い酸素移動効率が得られます。 ■送った酸素はどれだけ溶ける？ 酸素移動効率は、送り込んだ空気中の酸素のうち、水に溶け込む割合を表します。従来型を15%、超微細気泡型を30%と置いた試算では、必要な空気量が半分になります。実際の値は条件で変わります。15%なら、送った酸素の85%は溶けない計算です。 ■深いほど効率は上がるが？ 散気水深が深いほど酸素移動効率は高くなる一方、送風機の吐出圧力も高くする必要があるため、6m以下とするのが標準です。
価格帯
納期
用途／実績例
■性能値は清水での値？！ 散気装置の酸素移動効率の設計値は、清水、20°C、101.3kPaでの値です。排水では酸素の移る速さが清水と異なるため、清水に対する酸素移動速度の比(α値)などで補正します。α値は排水の性状で異なり、食品工場廃水を0.9程度とする計算例があります。 ■電気を使うのはどこ？ 下水処理場33か所の調査では、消費エネルギーに占める送風機の割合が、焼却設備のない処理場で32%、ある処理場で20%でした。必要な空気量は処理水量や流入水質、MLSS濃度などで決まり、MLSSが過剰だとその分増えます。 ■散気装置の目詰まりにも注意！ 散気板・散気筒は、経年的に圧力損失(空気を通す抵抗)が上昇する方式です。一方、停止時も目詰まりしにくい低圧損型のメンブレン式も開発されています。 ■池の底にある設備 散気装置は、池底近くに沈めて使う水中設備です。当社では、曝気槽の散気装置(ディフューザー)を更新した事例があります。まずはお気軽にご相談ください。
