浄化槽の発達 -容積とブロワ電力-
浄化槽は、汚水を処理することが目的なので、きれいな放流水を作り出すことが求められるのですが、無暗にきれいにしようとして過剰な施設を作ったり、大きなブロワを付けることは、お金の無駄になりかねません。
浄化槽のメリットは、お金と労力をかけることなく、汚水を処理することにあります。ローコストでメンテナンスフリーであることが、他の汚水処理施設に比べて大きな利点となっているのです。
このため、大きくとらえると、最近の家庭用の小型合併浄化槽は、小型化と省電力化の方向へと向かってきています（中には流量調整型など一部の型は、この方向から外れているものもあります）。
小型化は、浄化槽の設置場所が狭くても設置できるようになる、汚泥の発生量を減らして処分費用が少なくなる等のメリットが生じます。
省電力化は、一般家庭使用電力の約一割を占めているブロワ電力量を減らし、電気料金を下げることができます。また、火力発電所の負担を減らして地球温暖化防止にもつながります。
浄化槽の弱点の一つは、単位処理水量に対する電力量が大きいことです。これは、水深が浅いこと、ばっ気装置が単純なことにより酸素溶解効率が低いこと、また主に生物膜法を採用していること等に原因があります。
これに対し、下水処理場では浄化槽の数倍の水深を持ち、散気板等で微細化された気泡を用いるため酸素溶解効率が高く、高密度の活性汚泥を使うため、効率が良く送風機の電力量の原単位を低く抑えることができます。
しかし現在、下水道は施設の老朽化や経営難のため、限界が感じられるようになってきています。しかし、使用料金の値上げに対する抵抗は大きいでしょうし、全面更新は困難というか不可能に近いでしょう。
そこで浄化槽が注目されつつあるのですが、不安視されている管理面も、市町村設置型浄化槽により地方自治体による料金徴収、管理体制が整いつつあります。
このため浄化槽を下水道代替施設としてみた場合、小型化と省電力化は必ず求められる必要なものになるでしょう。狭い場所でも設置でき場所を選ばないこと、エネルギーを食わず、維持管理費が安いことは、下水道の代替施設として必要なことです。
ここでは、代表的（稼働中のものを多数を実際に見たものなど、独断による）なメーカーの各型の容積とブロワ電力をまとめて図にしてみました。5人槽と7人槽について下図に示します。
※ 以下の数字は5人槽 - 7人槽のもの
① アムズ株式会社
ＣＸＰ：嫌気ろ床接触ばっ気型の浄化槽です。合併浄化槽として初期の型式で、約3.0-4.3m3の大きな容量に57-79Wの強力なブロワがついています。
② 株式会社ハウステック
ＫＧＫ２ ：嫌気ろ床接触ばっ気型の浄化槽です。約3.1-4.2m3の大きな容量に51-71Wの強力なブロワがついています。
ＫＧＦ２ ：小容量型の浄化槽です。小容量型は嫌気ろ床接触ばっ気型のばっ気槽の接触材を板状のものから担体流動式に変えて、ばっ気槽の容積を小さくしたものです。約2.1-2.9m3の容量に71-71Wの強力なブロワがついています。
5人槽で極端に高いブロワ電力は、５人槽と７人槽で同じブロワを使っていることによります。あまり、ブロワ電力を意識していない設計みたいです。
ＫＧＲＮ ：簡易構造型の浄化槽です。簡易構造型は小容量型のばっ気槽の生物ろ過部を除いたもので、ブロワのタイマ逆洗機能を無くして、シンプルな構造としています。これにより、より浄化槽の価格を下げるのと同時に、
生物ろ過部のつまりといったトラブルを無くすことができ、メンテナンスフリー性を増しました。約2.1-2.9m3の容量に51-51Wのブロワがついています。槽の大きさは小容量型のＫＧＦ２と変わりません。
また、ブロワ電力は５人槽と７人槽で同じですが、どちらかに合わせるのではなく、中間の値となっています。
ＫTG ：モアコンパクト型の浄化槽です。モアコンパクト型は、単独浄化槽を合併浄化槽にそのまま置き換えることを目的として、単独浄化槽並みの敷地面積を目指したものです。極端な小型化により生じる問題、汚泥の貯留や水処理方法などを
巧みな方法でクリヤーしています。汚泥の貯留は、前ばっ気とスカム生成による方式を採用しています。約1.5-2.1m3の小さな容量に50-70Wのブロワがついています。
この浄化槽はフジクリーンとの共同開発で、フジクリーンではＣＦ型として出しています。
ＫTG-new ：ＫＴＧの改良型です。ブロワ電力を50-70から46-66Wに落としています。槽の構造と容量はほとんど変わりません。他社の次世代の型が、より省電力になっているのに追従したものと思われます。
③ フジクリーン工業株式会社
ＬＰ ：嫌気ろ床接触ばっ気型の浄化槽です。約2.8-4.2m3の大きな容量に55-89Wの強力なブロワがついています。
ＣＳ ：小容量型の浄化槽です。約2.1-2.8m3の容量に41-41Wのブロワがついています。容量はＫＧＦ２とほぼ同じですが、ブロワはぐっと小さくなっています。
ブロワ電力は、５人槽と７人槽で同じブロワを使っています。5人槽に合わしているらしく、7人槽では極端に小さなブロワとなってしまっています。ＫＧＦ２と同じで、あまりブロワ電力を意識していない設計みたいです。
電気代が安いのはいいことですが、この5人槽に合わせた小さなブロワは、特に7人槽でBODの上昇をきたす原因となっています。
ＣＥ ：簡易構造型の浄化槽です。約2.1-2.8m3の容量に47-54Wのブロワがついています。槽の大きさは小容量型のＣＳと変わりませんが、ブロワ電力は若干増加しています。この結果、ハウステックの簡易構造型のＫＧＲＮと近接しています。
ＣＦ ：モアコンパクト型の浄化槽です。ハウステックのＫＴＧとほぼ同じものですが、独自の部品を使用しており各部が若干異なります。ＫＴＧと同じく約1.5-2.1m3の小さな容量に50-70Wのブロワがついています。
ＣＡ ：最新のモアコンパクト型の浄化槽です。ＣＦの前ばっ気式を改良して、よりスカム生成に特化させたものです。また、流量調整をピークカット式に変えたり、生物ろ過部を無くしてブロワのタイマを無くすなどして、構造の大幅な簡易化を図っています。
前ばっ気は、体積汚泥のみをエアリフトポンプで攪拌、破砕するもので、高濃度のＳＳを保持することが可能となっています。ここで微細化、改質された汚泥はスカムになりやすくなります。
また、どうも放線菌の繁殖条件にもあっているらしく、ばっ気筒の上から放線菌の作り出す粘性物質が気泡とともにＳＳを伴いスカム上面に流れ出すしくみになっているように見えます。これらの効果で汚泥をスカムとして貯留する設計となっています。
槽の容量は約1.5m3でＣＦと同じですが、ブロワは50-70Wから39-55Wと、ぐっと下がっています。小容量、省エネ、簡易構造と三拍子そろった期待の浄化槽です。
ＣＥＮ ：簡易構造型の浄化槽です。これは、ほぼその構造がＣＥと同じものですが、容量が大きくなっています。具体的には大きさを５人槽のものから７人槽のものに置き換えてあります。つまり、ＣＥの７人槽がＣＥＮの５人槽となっているのです。
この容量は、ＬＰと同じであり嫌気ろ床接触ばっ気型並みとなります。
そのかわり、ブロワの電力はＣＥ５人槽の場合は47から33Ｗへと大幅に減少させています。33Wというと単独浄化槽と同じレベルです。7人槽の場合は54から49Wに減少しています。
処理水のＢＯＤは、構造を抜きにすれば、槽の容量とブロワ電力に依存します。構造を変化させないでブロワ電力を減少させると、ＢＯＤの増加につながりますが、容量を増加させることでその増加を抑える設計と思われます。
浄化槽を設置する土地面積が十分確保できる場合には、モアコンパクト型でなくてもよく、このような省電力に狙いを絞った浄化槽の方がメリットが大きい場合もあるでしょう。
汚泥が出ない浄化槽の観点から見ても興味深いものがあります。
ＣＥＮ-eco ：ＣＥＮのブロワをタイマ運転して、間欠ばっ気としたものです。これにより同じブロワを使いながら消費電力をさげることができます。実質33-49Wから24-35Wまで低下します。単独浄化槽以下という驚異的な省エネが実現されています。
この間欠ばっ気には、別の可能性があります。スカムの生成には、底に堆積している汚泥中で、脱窒素などによるガス（気泡）の発生が必要となりますが、これには嫌気条件が必要です。
間欠ばっ気の、ブロワ停止時には、この嫌気条件が確保されるため、スカムの生成が促進される可能性があります。
コンポスト浄化槽の観点から見て興味深いものがあります。
④ クボタ浄化槽システム株式会社
ＫＪ ：簡易構造型の浄化槽です。この浄化槽は、流動担体に特徴があり、大きな球状のものを使っています。これは剥離生物膜のサイズを大きくするためで、沈降性を良くする目的があります。槽の大きさは、2.3-3.2 m3で、通常の簡易構造型や
小容量型よりもやや大きめですが、ブロワは35-48Wと、最低クラスの省エネ浄化槽となっています。クボタは、早い段階から省電力ブロワを採用しており、そのかわり槽の大きさを大きくしてＢＯＤ上昇を防いでいるのでしょう。ＣＥＮと同じ考えだと思われます。
ＫＺ ：モアコンパクト型の浄化槽です。この浄化槽は、基本的に前ばっ気使った浄化槽ですが、各部に特徴があります。前ばっ気に続く汚泥貯留槽は3つに分割されており、ここでスカム化を促進しています。ここで見られるスカムは安定しており、
大量のスカムを貯留できる構造となっています。また、ばっ気槽の担体はスポンジを採用しており、摩耗を防ぐためコーナーをプラスチック材で補強してあります。スポンジ担体は硝化菌を保持するのに有効で、高濃度の硝酸、亜硝酸を汚泥貯留槽に
送り込むことができます。3つに分割された汚泥貯留槽では嫌気化の条件も実現されやすく、高濃度の硝酸とあわせて脱窒が生じやすくなっているでしょう。このため、汚泥の浮上とスカムの生成が促進されるものと思われます。
また、ばっ気槽から流出する生物膜は、“移動床式ろ過槽”で分離されて流入部に返送されます。これもKZのみで採用されている単位装置となります。
これらの工夫の結果、槽の大きさは約1.4-2.0m3と最も小さく、ブロワは35-48Wと、これも最小クラスとなっています。これでいて、懸念される汚泥流出やBOD上昇が認められないのが凄いところです。ブロワ電力はＫＪと同じになっています。
ＫＺ型は、ＣＡ型と並んで、浄化槽の最先端に位置する存在と思われます。
以上、合併浄化槽の大きさとブロワ電力の動向について見てきましたが、おおむね小型化と省電力の方向へ動いてきていることがお分かりいただけたかと思います。
この流れの中で、コンパクトな浄化槽の中に一年間の汚泥を貯留するために、スカム化を促進する技術が用いられるようになってきています。スカム化は、汚泥の発生量を減少させることにつながります（コンポスト浄化槽参照のこと）。
スカム化技術はまだ始まったばかりで、これから大きく発展していくでしょう。
もし、小型化と省電力化に加えて、汚泥が出ない（もしくは発生量が極端に少ない）浄化槽をも実現されれば、下水道代替施設として浄化槽は決定的なものになるでしょうね。