「有機排水の処理を考えているけれど、好気処理と嫌気処理の違いわからない…。」とお悩みではありませんか？
好気処理は、生物処理の中でも広く活用されている処理方法です。
本記事では、好気処理の概要や仕組み、メリットやデメリットなどを網羅的に紹介し、嫌気処理との違いについても解説しています。
好気処理について、詳しく知りたい方は必見です。
目的
好気処理とは？
好気処理（こうきしょり）とは、酸素を必要とする好気性微生物を利用し、排水中に含まれる有機物を分解する生物処理の一種です。食品工場、化学工場などをはじめ、幅広い業種で導入されています。
簡単に言い換えると、水の中に含まれる有機物（汚れ）を、酸素を使って微生物に分解させる処理であり、特に BODやCOD を下げたいときに使われる排水処理方法です。
好気処理の仕組み
好気処理の基本的な仕組みは以下の通りです。
- 好気性微生物を使用する
- 酸素を送り込み微生物を活性化させる
- 沈殿・返送で処理を循環させる
それぞれを掘り下げて確認していきましょう。
好気性微生物を使用する
好気処理では「酸素がある環境で元気に働く微生物（好気性微生物）」が主役です。
好気性微生物は、排水の中に含まれる汚れ（BODやCODなどの有機物）をエサとして食べ、呼吸しながら分解していきます。処理が進むと互いに集まって小さな粒やかたまりになります。このかたまりが「活性汚泥」と呼ばれるものです。
基本的には外から微生物を追加しなくても、運転を続けていけばタンク内で好気性微生物が増えていくため、処理機能が自然と保たれます。
酸素を送り込み微生物を活性化させる
好気処理では、微生物がしっかり働けるように酸素を送り込むことが欠かせません。
曝気槽では空気を送り込むブロワーを使い、水の中に細かい気泡として酸素を供給します。酸素が足りなくなると、微生物の動きが弱まり、汚れの分解も進まなくなるため、槽内の酸素量を適切に保つことが大切です。
散気管といった設備を使うことで、酸素が水に溶けやすくなり、微生物は常に活動しやすい状態になります。空気を送り込む過程で水がかき混ぜられ、槽内がムラなく混ざるため、排水全体を効率よく処理できる点も特徴です。
好気処理にとって重要な「曝気」については、以下の記事で詳しく解説していますので、合わせてご覧ください。
沈殿・返送で処理を循環させる
好気処理では、処理が終わった水をそのまま流すのではなく、微生物を回収しながら循環させる仕組みがあります。
曝気槽で汚れを分解した水は沈殿槽に送り込まれ、微生物のかたまり（活性汚泥）をゆっくり沈めます。沈んだ汚泥の一部は「返送汚泥」としてもう一度曝気槽へ戻すことで、微生物の量を一定に保つことが可能です。
もし汚泥が増えすぎた場合は、余剰分を抜き取ってバランスを調整します。この循環を続けることで、常に適切な微生物量が保たれ、汚れの多い排水でも安定して処理が可能です。
好気処理のメリットとデメリット
好気処理には幅広い業種で活用されるだけのメリットがありますが、同時に確認すべきデメリットもあります。以下で詳細を確認しておきましょう。
メリット
好気処理の大きな利点は、処理後の水が非常にきれいになることです。
酸素がある環境で活発に働く好気性微生物は汚れを素早く分解するため、汚れが多い排水でも安定して処理できます。処理の途中で嫌な臭いが出にくいので、住宅地や周囲への配慮が必要な工場でも使いやすいのがメリットです。
設備の仕組みも比較的シンプルで、管理しやすいのも工場では嬉しいメリットとなります。
デメリット
一方で、好気処理にはデメリットもあります。微生物に酸素を送り続ける必要があるため、電力の使用量が多くなり、運転コストが高くなる傾向です。
処理が進むと微生物が増えていくため、不要になった汚泥を定期的に抜き取り、脱水などの処理を行う手間が発生します。また、酸素量や微生物の量が適切に管理されていないと、沈殿しにくくなったり、泡や浮き汚泥が発生するのもデメリットです。安定した運転には、定期的な点検が欠かせません。
好気処理の種類
好気処理には複数の方式があり、工場の排水量・負荷・設置スペースに応じて最適な方式を選択します。代表的なものは以下の3種類です。
| 好気処理の種類 | 特徴 |
| 標準活性汚泥法 | 「活性汚泥」と呼ばれる微生物の集合体が入った水槽に、汚水を入れることで汚れを分解する方法で、生物処理の中では最も一般的。 |
| MBR（膜分離活性汚泥法） | MBR（Membrane Bio Reactor）は活性汚泥法と膜ろ過法を組み合わせた生物処理方法。微生物が有機物を分解して生じた汚泥をMF膜やUF膜に通し、固液分離させる。 |
| 担体法 | 担体（たんたい）と呼ばれる微生物の住処を活用して行う生物処理方法。担体は常に曝気槽に置いておくため、排水の量が大きく変動する現場に適している。 |
それぞれの処理方法については、以下の記事で詳しく解説していますので、合わせてご覧ください。
参考：排水処理における生物処理とは？4つの方法や具体的な事例を解説
嫌気処理との違いと使い分け方
| 項目 | 好気処理 | 嫌気処理 |
| 微生物の種類 | 好気性微生物（酸素が必要） | 嫌気性微生物（酸素を嫌う） |
| 酸素供給 | 必要 | 不要 |
| 臭気 | 少ない | 発酵臭・硫化水素臭が出やすい |
| 処理速度 | 速い | 遅い |
| 汚泥発生量 | 多い | 少ない |
| 運転コスト | 高い | 低い |
| 発生ガス | なし | メタンガス（燃料として利用可） |
| 安定性 | 負荷変動に強い | 温度やpH変化に敏感 |
| 適した排水 | 低〜中濃度の有機排水（BOD数百mg/L程度） | 高濃度の有機排水（BOD数千〜数万mg/L） |
| 主な用途 | 食品、飲料、日用品、塗装、メッキ | 食品残渣、製糖、酒造、畜産、製紙など |
上の表は、好気処理と混同しやすい嫌気処理との違いをまとめたものです。
嫌気処理は、酸素を使わずに嫌気性微生物が有機物を分解する方式で、主に高濃度排水の処理に向いています。分解の過程でメタンガスが発生するため、エネルギー回収を行える点が特徴です。一方で、運転開始までに立ち上がり期間が必要で、温度変化や負荷変動に弱いという課題もあります。
好気処理と嫌気処理との使い分けについては、以下の2点が判断軸です。
- 有機物の濃度
- 処理目的の確認
BODやCODが非常に高い濃厚排水（数千〜数万mg/L超え）の工場では嫌気処理を一次処理として導入し、後ほど好気処理を組み合わせるケースが一般的です。
最終放流を目的とする場合は、水質がきれいにできる好気処理が有利であり、エネルギー回収を狙いたい場合は嫌気処理を選択することになります。
嫌気処理については、以下の記事で詳しく解説していますので、合わせてご覧ください。
参考：嫌気処理とは？仕組みやメリット・デメリットをわかりやすく解説
好気処理を検討しているならミズサポまでお問い合わせを
好気処理は、有機物を含む排水を安定して処理できる一方で、適切な曝気処理や酸素濃度や汚泥の管理など、細やかな調整が性能を大きく左右します。新規の導入や更新を検討する場合は、設備設計から管理についての指導まで一括でサポートしてくれる企業に相談することが大切です。
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