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廃水処理におけるエアレーション

エアレーションは、都市の廃水処理において重要な役割を果たします。エアレーションプロセスにはBuschのコンプレッサーまたはブロワーが貢献します。

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エアレーション用のテーラーメイドのソリューション

廃水処理におけるエアレーションの仕組み

町がつくられれば、必ず廃水が出ます。これは、住宅、オフィス、商店、工業施設など、あらゆる種類の建物から、そして雨や雪が降った後の街路からも出てきます。都市の廃水は排水溝を流れ、下水道を通り廃水処理場に到達します。廃水は、そこで一連の処理を受け、再び自然の河川の中に戻されます。

処理工程で重要となるのが、ろ過とエアレーションです。
廃水に酸素を継続的に導入することで、自然に存在する微生物が刺激され、より効率的に有機廃棄物を分解します。
エアレーションプロセスにはBuschのコンプレッサーまたはブロワーが貢献します。

エアレーションは、都市の廃水処理において重要な役割を果たします。廃水に酸素を継続的に導入することで、自然に存在する微生物が刺激され、より効率的に有機廃棄物を分解します。

結果として、より短期間で水を浄化し、安全に自然の中に戻すことができます。

廃水処理プロセス

廃水処理プロセスは、いくつかのステップに分かれています。そのプロセスの中心となるのが廃水のエアレーションであり、それを支えているのがろ過沈殿です。各ステップの詳細については、以下をご覧ください。

廃水処理プロセス スクリーニング

スクリーニング

廃水処理の最初のステップはスクリーニングです。これは予備的なステージであり、バースクリーン大きな固形物を除去します。

大きな固形物とは、パイプを詰まらせたり、機器を損傷したりする可能性のある枝木、瓦礫、プラスチックなど、下水システムに入ったゴミを指します。
廃水処理プロセスサンドトラップの水循環

サンドトラップ内の水循環

沈砂池とも呼ばれるサンドトラップでは、底に沈んだ砂や小石を除去します。

このプロセスでは主に重力が利用されています。しかし、一部の廃水処理施設では、コンプレッサーまたはブロワー(1)を使用してサンドトラップに追加のエアレーションを行っています。

ブロワーが供給する気流により、廃水がコンスタントに循環します。これにより、有機物や油脂が浮遊し続け、サンドトラップに汚泥が溜まらないようになります。有機物や油脂が上部(2)に浮き上がり、砂が底(3)に沈みます。その後、沈んだ砂は除去され(4)、埋め立て地に送られます。

適合する製品
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サンドトラップの効率を上げる調整可能なクローコンプレッサー

デンマークのケルテミンデ市の下水処理プラントでは、1993年の運用開始以来、エアレーションサンドトラップが使用されています。しかし、サンドトラップから砂を汲み上げるのに苦労していました。砂が圧縮され、エアリフトポンプでも取り出せないほど詰まるためです。

この問題は、Busch Vacuum SolutionsのMINKクローコンプレッサーが設置されたことによって解消されました。このコンプレッサーは圧力制御されており、底で固く圧縮された砂を引き上げるために自動的に圧力を上げます。

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廃水処理プロセス、第一沈殿

第一沈殿

最初のスクリーニングプロセスが完了すると、廃水は一次処理に進みます。

この沈殿は沈殿槽で行われます。残っていた固形物がゆっくり底まで沈みます。沈んたものは汚泥として取り除かれます。

ここまで来ると廃水は比較的透明で固形物が除去されたように見えますが、それでもまだ溶解した粒子や有機物が多く含まれています。これらは二次処理で除去します。
廃水処理プロセス 活性汚泥

活性汚泥

廃水は反応槽(1)とも呼ばれるエアレーションタンクに運ばれます。これは、廃水内に自然に存在する多数の微生物やバクテリアを利用する生物学的な廃水処理プロセスです。第一沈殿で除去するにはあまりにも小さい溶解有機化合物や他の粒子を分解し、副産物として水と二酸化炭素を生成します。また、餌を食べて増殖した微生物やバクテリアはマイクロコロニーを形成するようになるため、それを固形物としてフィルターで除去することができます。

エアレーション
バクテリアを効率的に作用させ、効果的に増殖させるためには、継続的に酸素を供給する必要があります。ブロワーまたはコンプレッサー(2)がディフューザー(3)に接続され、空気を供給します。ディフューザーは微細な気泡を吹き出し(4)泡はタンク内で上に昇っていきます。コンプレッサーまたはブロワーによるエアフローで酸素を届けることで、微生物の成長が促進され、バクテリアが増殖しやすくなります。

循環
このエアフローには、廃水を循環させる(5)という二次的な効果もあります。廃水処理に共通する問題は、タンクが深く、大きくなればなるほど、溶存酸素の均一な分布の確保が難しくなるという点です。

コンスタントな気泡の動きにより、廃水も動き続けます。また、気泡は硫化水素やアンモニアなどの溶存ガスや、その他の揮発性有機化合物の除去にも役立ちます。気泡が水の中を上昇すると、気体の逃げ道ができます。不要な気体は、気泡と共にタンクの上の空気中へ抜けることができます。このプロセスはスクラビングと呼ばれています。

適合する製品
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エネルギー消費を抑えたエアレーションタンクへの酸素供給

下水処理施設のエアレーションタンクの通気には、加圧用途のテクノロジーの中でも、ルーツブロワーが第一の選択肢となっています。

Buschは、実績あるローブローターの開発をさらに進め、ブロワーステージの流量を最適化することで、より効果的な空気の圧縮に成功しました。

IE3効率クラスの省エネモーターが標準装備されており、周波数制御の運転にも適しているため、さらなるエネルギー効率を実現できます。

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廃水処理プロセス 沈殿槽

第二沈殿

エアレーションタンク内の固形物の量が増えたら、廃水は処理プロセスの次のタンク、つまり第二沈殿槽に移されます。ここでは空気を送り込むことはなく、水の循環もありません。

その結果、固形物は徐々にタンクの底に沈んでいき、汚泥となります。一部は廃棄物として除去され、一部は微生物を増やすためにエアレーションタンクに戻されます。
廃水処理プロセス、消毒

消毒

有機物が除去されると、廃水の放流前に必要な残りのステップはいよいよ1つだけになります。

多くの廃水処理施設では、処理された水は消毒槽で塩素と混ぜられます。30分から60分かけて反応させた後、塩素を除去します。他に、廃水を紫外線消毒する場合もあります。

どちらの方法も残存する有害な細菌の99%以上を除去し、清潔で安全な水になります。

廃水処理用の当社のソリューション

特別に設計された当社の加圧ソリューションは、あらゆるサイズの廃水処理施設で稼働しています。自治体向けでも産業用でも実績があります。世界各地で利用されています。

Buschのエアレーションブロワーまたはコンプレッサーをお選びください。プロセスを最適化する信頼性と効率に優れたテクノロジーをご用意しています。

お客様のエアレーションプロセスに適したブロワーの選択にお困りでしたら、当社のプロジェクトエンジニアにお任せください。処理施設の要件に適したソリューションをご提案します。

 
サンドトラップ内の水循環
エアレーションタンクの曝気
 
ブロワー
 
 
TYR
SAMOS
コンプレッサー
 
 
MINK

廃水エアレーションの詳細

エアレーションの主な目的は何ですか?

エアレーションにより、廃水内に自然に存在するバクテリアに酸素が供給されます。それによって溶存する汚染物質を増殖させ、消化を効率化できます。廃水は嫌気的環境であるため、すべての酸素が消費されると、バクテリアは活動を停止します。ブロワーやコンプレッサーを使用して空気を再度注入することで、バクテリアはそれまでの活動量を維持するだけでなく、増殖し、より効率的に処理されるようになります。

廃水処理にはどのようなエアレーション方法がありますか?

廃水処理施設では、さまざまなエアレーションシステムを利用することができます。最も一般的なものは、フローティングブラシによるエアレーションとディフューザーです。

フローティングブラシエアレーター

フローティングブラシエアレーターは、水平ローターに取り付けられた金属ブラシを使用して、機械的に気泡を生成します。ブラシが水を切るように動くことで、廃水と周囲の空気が混合されます。その過程で、気泡ができます。この気泡が廃水中の微生物に酸素を供給します。このプロセスによって生じる動きにより、水槽やタンク全体に酸素が均等に行き渡ります。

ディフューザー

ディフューザーは、廃水のエアレーション用として最も一般的なツールです。これには、ディスク、チューブ、プレートといった形状があり、タンク全体に格子状に配置されます。ブロワーはディフューザーに接続され空気を供給します。ディフューザーはその空気から微細な気泡を作ります。これらはタンク内を上昇し、バクテリアが繁殖するために必要な酸素を供給するとともに、廃水を効果的に循環させます。

ディフューザーは大型タンクのエアレーションが可能であるため、大量の廃水を扱う処理施設に適しています。

産業廃水処理とは何ですか?

産業によっては、自然の水源に流してはならない副生成物が廃水に含まれる場合があります。そのため、そのような産業の多くは自社で廃水処理施設を持ち、プロセスから出る汚染物質に合わせた処理をしています。そうすることで業界特有の規制も守ることができます。これらの処理には、有毒物質、酸およびアルカリの除去、塩水の処理、およびさまざまな固形物の除去が含まれることがあります。

自社の施設で処理プロセスを完了し、放流するケースもあります。他方、一定の工程まで処理した後、自治体の廃水処理場に送るケースもあります。

業界や除去すべき生成物はさまざまで、追加の工程が必要になる場合もありますが、一般的なプロセスはほぼ共通です。スクリーニングに続いてエアレーションが行われます。自治体の廃水処理施設と同様に、ブロワーコンプレッサーを使い、エアレーションタンクにエアフローを供給します。しかし廃水にはさまざまな有害な化学物質が含まれている可能性があるため、ブロワーやコンプレッサーもそれに合った仕様が必要になる場合があります。

廃水処理システムの仕組みを教えてください。

廃水処理システムは、いくつかのスクリーニングおよびエアレーションプロセスに分かれています。

まず、プラスチックや枝木、砂利や小石などの大きなゴミを除去するために、廃水をスクリーニングしてフィルターにかけます。このプロセスでは、ブロワーまたはコンプレッサーを使用して廃水を循環させ、サンドトラップの効率性を高めます。

その後、廃水は最初の沈殿タンクに送られ、そこで一次処理が行われます。この処理で液体と固形物が分離されます。浮遊物は徐々に底に沈んでいき、液体部分は二次処理に進みます。二次処理はエアレーションタンクで行う生物学的プロセスです。ここでは有機化合物やその他の小さな粒子をバクテリアが消化します。バクテリアは活動しながらマイクロコロニーを形成し、固形物として除去することができるようになります。

ブロワーまたはコンプレッサーは、ディフューザーを介して廃水に気泡を送り込みます。この気泡がバクテリアの増殖に必要な酸素を供給します。

廃水は2番目の沈殿タンクに運ばれ、そこで残留固形物がフィルターで除去されます。

水を媒介する病原体がすべて除去されていることを確認するために、水は最後の工程として消毒プロセスを経て放流できるようになります。

エアレーションプロセスのどこで加圧が必用なのですか?

廃水処理プロセスでは、サンドトラップとエアレーションタンクの2つでブロワーが使用されています。

サンドトラップでは、有機物を浮遊させて汚泥が堆積するのを防ぎます。

また、エアレーションタンクなどでの生物学的廃水処理でも使用されます。そこでブロワーは、微生物が廃水中に溶存している有機汚染物質を分解するために必要な酸素を供給します。

気泡の流れにより、廃水も常に動き続けることになります。こうしてタンク内に均一に酸素が行き渡るようになり、プロセスの効率性が向上します。

エアレーションはそれ以外の廃水処理プロセスと比較し、何が利点ですか?

廃水処理におけるエアレーションにはいくつかのメリットがあります。廃水に化学物質を投入する方法では、廃水を放出する前にその化学物質を再び除去する必要があります。一方で、活性汚泥を使うエアレーションでは、廃水内に自然に存在するバクテリアや微生物を利用します。

エアレーションでは有害な副生成物が出ることはありません。酸素を送ることでバクテリアを増殖し活動を効率化し、プロセスの効果と速度を最大化します。

エアレーションに最適なブロワーは何ですか?

Buschでは、さまざまなエアレーション用ブロワーをご用意しています。各ブロワーにはそれぞれ独自の長所と短所があり、それが個々のお客様のプロセスにとっての決め手となります。

当社はお客様の用途に最適なブロワーの選定をお手伝いし、プラント全体のソリューションを開発いたします。

エアレーションプロセスに最適なBuschのブロワーはどれですか?

廃水処理施設のエアレーションタンクの曝気には、加圧テクノロジーの中でも、Buschのブロワーとコンプレッサーが第一の選択肢です。

特に廃水処理プロセスに適しているのは次の加圧装置です。


ご相談いただければ、お客様のプロセスに最適なソリューションをご提案いたします。お気軽にお問い合わせください。

エアレーション用途におけるBuschの加圧テクノロジーの利用例をいくつか挙げてください。

Buschのブロワーは、廃水処理プラントにおけるエアレーションおよび空気循環プロセスに使用できます。デンマークとドイツのお客様が、Buschのコンプレッサーを使用してサンドトラップの効率を向上させた事例をご覧ください。エアレーションタンクでは、自然に発生する微生物にブロワーが酸素を供給し、バクテリアによる固形物の分解とバクテリアの増殖を促進します。

当社の事例

エアレーション用の加圧装置を購入する際に考慮すべき重要なポイントは何ですか?

廃水処理用途でどのブロワーまたはコンプレッサーを購入するかを検討する際には、評価すべきいくつかの基準があります。廃水処理施設は複雑な設備です。専門のエンジニアが最終的な決定に必要な計算を行う必要があります。その結果により、どのテクノロジーが適しているか判断することができます。

廃水処理施設に最適なブロワー、コンプレッサーのご相談を承っております。お気軽にお問い合わせください

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