コンポスト浄化槽4 -コンポスタと全曝気浄化槽-
老朽化が進み、更新することが難しい下水道の代替施設として、今、浄化槽が注目されています。
こうした中で、これから必要とされる浄化槽には、以下の条件が求められると思います。
① 思い切った省電力化 （現状の電力使用原単位は下水処理場の5倍にもなっています）
② 汚泥が発生しないこと （廃棄物の汚泥ではなく、有価物のコンポストとして回収する）
ここでは、これらを満たす“コンポスト浄化槽”の具体的な案をまとめてみました。
下に、コンポスタと全曝気型の浄化槽の組み合わせを示します。一般家庭用5～7人槽を想定しています。
この原理としては、全曝気浄化槽で下水の処理と汚泥の好気性分解を行い、コンポスタで汚泥の嫌気性分解とスカム化→浮上分離→コンポスト化→回収を行うというものです。
全体として２個の槽に分かれていますが、これは、コンポスタの水深を深くとるために必要で、浄化槽の方は地下に埋設されていますが、コンポスタは一部地表から出ています。
コンポスタの地上部には、下から押し出されてくるスカムの受けホッパーと回転切り返し器があり、スカムのコンポスト化を行います。
また、槽を２個に分けることで、設置の自由度が増すメリットもあります。
では、全曝気浄化槽の方から説明していきます。
ここでは、汚水の浄化と汚泥の好気性消化を行わせるため、活性汚泥を使います。
活性汚泥法は、通常の小型合併浄化槽では、まず使われることのない方法ですが、初期の単独浄化槽の全曝気や分離曝気方式でよく使われていました。
これは、多量の生活雑排水が流れ込む小型の合併浄化槽では、活性汚泥が流出しやすいためですが、その一方でシンプルな構造で壊れにくいという利点があります。
コンポスト用の全曝気浄化槽は、定期的な汚泥の引抜と清掃を前提としていないので、詰まり易いろ材や接触材、担体などを使わない構造にする必要があります。
この理由からもコンポスト浄化槽用には活性汚泥法の方が適しています。
下に、全曝気浄化槽の図を示します。
水の流れは、
流入 → 第一曝気槽 → 第一分離室 → 第二曝気槽 →
第二分離室 → 沈殿槽 → 消毒槽→ 放流
の順になっています。
活性汚泥の曝気槽は二個に分けてあり、それぞれに汚泥を沈降させ処理水と分離する分離室が付いています。
汚泥の沈殿分離は、合計三段階に分けて行わせる構造となっていますが、これは全て活性汚泥の流出を防ぐ対策です。
第二曝気槽の中に、最後段の沈殿槽が埋め込まれていますが、ここで沈殿した活性汚泥は、汚泥移送用の水中ポンプでコンポスタに送られます。
曝気槽に空気を送るためのブロワは、5～7人槽で、単独浄化槽によく使われている30Lか40L/minの一つ口の最小のものを想定しています。
これを間欠曝気運転させることで、可能な限り消費電力を減らします。
これで、現状の小型合併浄化槽の60Lか80L/minの連続運転のブロワよりも、消費電力を1/3～1/2にまで削減することができます。
…ここまで送風量を減らして大丈夫か？と心配される方がおられるかも知れませんが、多分大丈夫。
これまで現場を多く見てきた経験では、これでいけるはずです。
例えばOD法の処理場では、DOがゼロで検出されなくても機能し、最高の処理水質を実現させていますしね。
第一、第二曝気槽と、長時間の好気性分解を受けた汚泥は、流入汚泥の固形分の1/3以下に減容化されます。
こうして、主にセルロース系の難分解性物質からなる活性汚泥が、沈殿室で沈降し、水中汚水ポンプでコンポスタに移送されます。
次に、コンポスタについて説明していきます。
コンポスタは、浄化槽から送られた汚泥のコンポスト化を行います。
下に図を示します。
この構造は、下部は浄化槽の沈殿分離室とほぼ同じですが、スカムの浮上高をあげるために縦長になっています（この理由はその③参照のこと）。
コンポスタの地上部には、押し出されてくるスカムを受けるためのホッパーとコンポスト化を行う回転切り返し器が取り付けてあります。
全曝気浄化槽から送られてきた活性汚泥は、コンポスタの移流口から入り、固形分は底に沈殿し、上澄みは再び浄化槽へ戻されます。
コンポスタに貯留された汚泥は、嫌気性消化され、減容化されスカムを生じさせます。
ここで、コンポスタと全曝気浄化槽の容積はほぼ同じで、合計で浄化槽の約二倍になります。
この二倍という数字は、“汚泥の出ない浄化槽”の条件と同じでもあります。
下に、コンポスト化の手順を示します。
一番左側に、スカム化の過程を示してあります。底部汚泥の嫌気性分解→スカム化→浮上分離の順となります。
浮上したスカムは、コンポスタの上部から押し出され、①ホッパーで受け止められます。スカムはここで、一次保持されます。
次に、真ん中の図に移りますが、②受けホッパーを倒して、回転切り返し器にスカムを移します。
次に一番右側の図になりますが、③回転切り返し器を定期的に回転させ、コンポスト化します。
最後に、④コンポストを回収します。
以上、コンポスト浄化槽の案を示してきましたが、これは実際うまくいくのでしょうか？
実験していないので、なんとも言えないのですが…現場においては、活性汚泥法を使っている農集の濃縮貯留槽で、旺盛なスカムの生成が見られます。
やはり槽が深いほど、スカムが厚くなるようです。
そして、数年間汚泥の引抜をしていないような所では、スカムにミミズが自然発生している場合があります。
一番下の写真は、長年清掃をしていない単独浄化槽の沈殿分離室上部のスカムに繁殖していたミミズです。
ミミズは、スカムのかなり深くまで入り込んでいたため、酸素が進入して分解が進み、奥までコンポスト化していました。
コンポスト浄化槽でも、コンポスタ上部にミミズを自然繁殖させれば、高効率の“ミミズコンポスト”化ができると思われます。
さらには、生ごみも投入してミミズに処理させるようにできれば、生ごみも同時にコンポスト化できますね。
(2025年11月)