ZM9105 活性汚泥法・流体工学実習装置（教育・職業訓練用）活性汚泥法下水処理パイロットプラント 1. 概要
この活性汚泥法パイロットプラントは、活性汚泥による下水処理の仕組みを学習・理解するためのものです。
この処理工程は、下水処理場における物理的処理（除塵、沈砂、一次沈殿など）と、最終段階である殺菌・塩素処理との間に位置するものです。その目的は、前述の物理的処理を経た下水中に残存する有機汚濁物質を除去することにあります。
有機負荷はBOD（生物化学的酸素要求量）単位で測定され、この処理によってCOD（化学的酸素要求量）も部分的に除去されます。処理は反応槽内で行われ、空気や時には純酸素を吹き込んで好気性条件下で培養された微生物（細菌、ワムシ、ツリガネムシなど）によって有機負荷が除去されます。微生物は、汚濁物質を自身の増殖や維持に必要な栄養源として利用します。この微生物の集合体は「汚泥（スラッジ）」の形態をとるため、このプロセスは「活性汚泥法」と呼ばれています。汚濁物質の除去工程の後には、清澄水と汚泥を分離する必要がありますが、この操作は沈殿槽（固液分離槽）で行われます。
清澄水は放流先または殺菌処理工程へと送られますが、活性汚泥の一部は、除去処理を安定させるために酸化槽（反応槽）内へ返送（リサイクル）されます。
本パイロットプラントは、学生が活性汚泥法プロセスの実施に伴う流体力学的および物理化学的な諸課題を学習できるように設計されています。
本装置には各種計測機器が完備されており、現代の活性汚泥処理施設に関する高度な課題を理解するための試験を実施できるよう構成されています。具体的には以下のような項目が含まれます。
1 反応槽内における撹拌の効果
「エアリフト」方式による汚泥返送システムの省エネルギー性と信頼性
処理時の酸素濃度が汚泥による除去および沈殿に及ぼす影響
2. 構成
本パイロットプラントは以下で構成されています：
基本プラント（コード 944500）
6連式BOD（生物化学的酸素要求量）測定器（コード 994510）；オプション
BOD装置用恒温槽（コード 949104）；オプション
COD分析用加熱分解装置（コード 949103）；オプション
24Lタンク付き電動コンプレッサー（コード 971227）；オプション
自動データ収集システム SAD/IC130D（構成要素：...）
3. 説明：空気ライン
構成要素：
圧力安定化減圧弁
流量調節器2基（酸化槽用および汚泥循環用）
サービス用電磁弁セット
反応槽内空気分配器／散気装置
沈殿槽からの汚泥循環用「エアリフト」システム。回路への空気供給は、コンプレッサーまたは酸素ボンベのいずれかで行えます。
液ライン（構成要素）：
撹拌機付き供給液調製槽
希釈率D（Q/V）の影響を調べるための定量供給ポンプ
気・液・固の3相接触を可能にする円筒形プレキシガラス製反応槽
「エアリフト」付きプレキシガラス製沈殿槽
制御・調整システム
活性汚泥パイロットプラントIC130Dの機能：
酸化槽内の溶存酸素（O2）濃度の制御（高感度O2センサーおよび測定・表示器を使用）
槽への空気流量を調整する調節器／アクチュエータ
供給混合液の温度制御
タイマー駆動による汚泥循環を用いた酸化槽内汚泥量の制御
プロセスをリアルタイムで監視するための発光式模擬図（ミミックパネル）
測定機器
本パイロットプラントには、以下の量を測定する機器が装備されています：酸化槽および沈殿槽への空気流量
汚水供給流量および温度
反応槽内のpH
溶存酸素量
さらに、簡単な操作で、循環汚泥量および排出汚泥量を測定することも可能です。本装置には以下の付属品も含まれています：
汚泥（スラッジ）の割合を測定するためのコーン
細菌培養に適した環境を形成するための一連の化学薬品
凍結乾燥細菌
硝酸塩濃度測定用試験紙
pH測定用試験紙
4. 実験範囲
酸化槽における原水滞留時間に応じた浄化効果の測定
撹拌条件に応じた浄化効果の測定
溶存酸素（DO）濃度を変化させた場合の浄化効果の評価
溶存酸素濃度を変化させた際の汚泥沈降性の測定
汚泥齢（スラッジエイジ）の影響
pHの影響
温度に応じた浄化効率
浄化プロセスにおける活性炭の影響
空気の代わりに酸素（O2）を使用した試験
5. 必要なユーティリティ
電源：220V - 50/60 Hz - 3 kW | 圧縮空気供給：800 L/h - 6 bar
給水：200 L/h - 2 bar
6. 寸法と重量
寸法：原水タンク込み 2450 x 700 x 1700 (高さ) mm | 正味重量：270 kg
パイロットプラントの構成要素
図1を参照すると、活性汚泥法下水処理プラントIC130Dは以下の要素で構成されています：
1.- 原水タンク（容量150 L）
2.- 定速撹拌機（100 rpm、90 W）
3.- 低水位検知器
4.- 原水供給遮断弁
5.- 原水排出弁
6.- 原水用フィルター
7.- 定量ポンプ（容量 0～20 L/h）
8.- ダンパー（1.5 L）
9.- ブリーザー弁（通気弁）
10.- 原水流量計（フルスケール 60 L/h） 11.- 流量計作動用バルブ
12.- 流量計洗浄用バルブ
13.- バイパスバルブ
14.- 流量計洗浄
15.- 流量計作動用バルブ
16.- 供給流量トランスデューサ (*)
17.- デジタル積算計 (*)
18.- 2000 W 供給液加熱器
19.- 酸化反応槽 - 容量約35 L
20.- 200 W 可変速撹拌機
21.- pH測定装置
22.- 反応槽排出バルブ
23.- デジタル温度表示・調節計
24.- デジタル溶存酸素表示・調節計
25.- 酸素供給用流量計（フルスケール 500 L/h）
26.- 酸素供給バルブ
27.- 「エアリフト」用バルブ
28.- 「エアリフト」用流量計（フルスケール 500 L/h）
29.- 「エアリフト」用デジタルタイマー
30.- 空気／酸素用減圧弁
31.- 不活性化汚泥排出バルブ
32.- 不活性化汚泥排出用デジタルタイマー
33.- 「エアリフト」による汚泥回収
34.- 反応槽排出
35.- 沈殿槽
36.- 不活性化汚泥回収槽
37.- 上澄水排出
38.- コンピュータ制御仕様の構成部品
39.- コンソールおよび電気制御盤
