下水処理場
水を曝気・エアレーションにより酸素を溶解させ、同時に攪拌混合するエアレーションタンクを設け、その中に主に好気性微生物を浮遊滞留させて汚水を処理する方式。活性汚泥法と酸化池に分類される。このうち、活性汚泥法には次の方法がある。
2006年度現在で日本には1500ほどの下水処理場が稼働している。対象地域の特色に合わせ、様々な設計・運営が工夫されている。
日本最大 東京都下水道局森ヶ崎水再生センター 処理能力:1,540,000m/日(標準活性汚泥法)
日本最小 和歌山県不動谷浄化センター 計画処理水量:50m/日(土壌被覆型礫間接触酸化法)
日本最初 東京都下水道局三河島汚水処分工場(現、東京都下水道局三河島水再生センター) 1922年運転開始(標準散水濾床法)
基本となる方式で、汚水を6~8時間程度滞留させてその間に浄化する。
終末処理場で発生する汚泥には、大きく分けて以下の二種類がある。
家庭用洗濯機の脱水機と同様に、毎分数千回転する円筒内の遠心力で固液分離する。
脱水は、濃縮汚泥に無機凝結剤又は高分子凝集剤を添加し、脱水機で行われる。汚泥脱水の機構はまず、水中に分散している微細な固形物粒子(コロイド化していると考えられる)の表面電荷を中和し、凝集性を改善したのち高分子の糸で絡め集めフロックとする事からはじまる。フロックの大きさ強度は汚泥脱水機の方式により異なるため、適切な薬剤と添加率を選び、フロックの大きさ強度を調整するためと汚泥との混合状態を均質化するため適度な撹拌方法を選んでいる。濃縮汚泥にフロックを形成させたのち、遠心力や、濾過・圧搾力などを利用した脱水機で水分を分離する。その方法には下記のものなどがある。
反応タンクで処理された活性汚泥の分離を行い、澄んだ処理水にする。
屎尿を多く含む都市下水本来の色は黄色である。しかし、多くの下水処理場で流入汚水の腐敗・白濁がみられる。多くの処理場で調整槽を設けて汚水を腐敗させ、ガスの発生によるフロック浮上を攪拌機で沈降させる等している。
流入汚水の腐敗は硫化水素の発生による管渠や処理施設の腐食を招くだけでなく、ガスの発生によって前処理における汚泥の沈殿・濃縮を妨げる。従って下水処理場において、流入汚水の腐敗を防ぐため流入水位は極限まで下げて運転しなければならない。流入水量が変化し一時的に流入汚水が無くなっても下記嫌気・好気法(AO法)を行っていれば放流水のpH低下などの問題はおこらない。栄養塩類の不足による汚泥の解体も数時間程度ではおこらない。むしろショック応答により汚泥の健全化に寄与するとも考えられる。