バルキングは、活性汚泥法を用いる排水処理施設において、活性汚泥が異常に膨張して沈降性が悪化し、固液分離が困難になる現象を指します。この結果、処理水中に汚泥が流出し、水質の悪化を招くことがあります。特に、季節の変わり目や冬季の水温低下時に発生しやすいとされています。
バルキングの種類
バルキングは主に以下の2種類に分類されます。
- 糸状性バルキング：糸状性細菌が異常増殖し、活性汚泥フロックに絡みつくことで、汚泥の比重が軽くなり、沈降性が悪化する現象です。
- 非糸状性バルキング：糸状性細菌以外の要因で、活性汚泥の粘性が増加し、フロックが微細化することで沈降性が低下する現象です。高負荷によるズーグレアの異常増殖や、低負荷（飢餓状態）、栄養バランスの不良、阻害性物質の流入などが原因とされています。
バルキングの主な原因
バルキングが発生する原因は明確には解明されていませんが、次のような条件で起こりやすいと言われています。
- 水質や流量の急激な変化：排水の組成や流入量が急激に変化すると、微生物群のバランスが崩れ、バルキングが発生しやすくなります。
- 高BOD負荷または低BOD負荷：有機物の過剰または不足により、微生物の活動が不安定になり、バルキングの原因となります。
- 低溶存酸素（DO）濃度：曝気槽内の酸素濃度が低下すると、好気性微生物の活動が抑制され、糸状性細菌が優勢となり、バルキングを引き起こします。
- pHの異常：酸性またはアルカリ性に偏ったpH環境は、微生物の生育に影響を及ぼし、バルキングの要因となります。
- 低水温：水温が低下すると微生物の代謝が鈍化し、汚泥の沈降性が悪化することがあります。
- 栄養バランスの崩れ：BOD、窒素、リンの比率が適切でない場合、微生物の活動が不安定になり、バルキングが発生しやすくなります。
- 殺菌性の消毒剤の混入：排水中に殺菌性の高い物質が混入すると、微生物群が影響を受け、バルキングの原因となることがあります。
外的環境の急激な変化に弱い他の活性汚泥が死滅しても、糸状性細菌は外的環境の急激な変化に耐え、優占種となりバルキングがおこります。
バルキングの対策
有機物負荷が高い排水は、ほとんどと言っていいほど起こる現象です。バルキングを防止・解消するための主な対策は以下の通りです。
- 薬剤の使用：凝集・殺菌効果のある薬剤を使用して、糸状性細菌を選択的に抑制します。
バルキング抑制剤 BY30
糸状性バルキングを一発解消する特効薬です。適用範囲が広く、より多くの糸状性細菌に直接作用し、速やかに駆逐、抑制することができます。
バルキング抑制剤 BY40
少量の添加で強度のダメージを与えます。
沈降促進剤 BY10
凝集沈降促進剤です。
沈降促進剤 BY20
沈降性の改善と放線菌を抑制します。
消泡剤 BY50
排水処理の発砲スカムを解消します。活性汚泥中の微生物には影響しません。
- 運転条件の調整：曝気槽内の溶存酸素濃度や栄養バランスを適切に管理し、微生物の活動を最適化します。また、部分的な嫌気環境を導入することで、特定の糸状性細菌の増殖を抑制することができます。
- 設備の改良：曝気装置の改善や流動担体の導入により、有用菌が優位になる環境を整備します。また、曝気槽を多段式にし、前段を高負荷、後段を低負荷で運転することで、糸状性細菌の増殖を抑制する方法も有効です。
- 排水処理方式の変更：膜分離活性汚泥法や回分式活性汚泥法など、バルキングが発生しにくい処理方式への変更を検討します。
まとめ
バルキングは、排水処理施設の運転管理において重大な課題となる現象です。その発生要因は多岐にわたり、適切な対策を講じるには、排水水質やプラントの運転条件、活性汚泥の状態などを総合的に把握する必要があります。定期的な監視と適切な管理を行うことで、バルキングの発生を未然に防ぐことができます。また、発生してしまった場合でも、原因を特定し、薬剤の使用、運転条件の調整、設備の改良など、適切な対策を講じることで早期に改善が可能です。持続的な管理と適切な処理技術を導入することで、安定した排水処理運転を実現し、環境への負荷を低減することができます。
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