浄化槽の発達
浄化槽は、最も小型の廃水処理装置であり、一般家庭用の5人槽から数百人用のものまであります。そして、小型で基数も多いため、種類、処理方法もさまざまなものがあります。以下一般家庭用の小型浄化槽を古いものから順に並べて説明していきます。
1.単独処理
単独処理とは、トイレからだけの汚水を処理する方法のことを言います。浄化槽が出始めたころは、くみ取り便所を浄化槽に置き換えることだけを考えていました。
昭和5０年代中旬ごろに出始めた処理形式です。汚水中の固形分を腐敗タンクに沈めて分離、貯留して、上澄みを平面酸化ろ床と呼ばれる水路に流します。この水路には生物膜が付着しており、そこを汚水が流れることで生物処理されて水が浄化されるしくみです。しかし、水路の流下時間はきわめて短く、汚水の浄化はあまり進みません。空気を送る小型のブロア−ができる前のものなので、主に固形物の分離を目的にしたものです。
小型のブロア−ができ、浄化槽に空気を送り込むことができるようになって現われた処理形式。ばっ気室内に”活性汚泥”と呼ばれる汚泥と微生物のかたまりである”フロック”として固形物を貯留する。と同時に活性汚泥は汚水中の溶存有機物も除去するので水の浄化もなされます。活性汚泥は沈殿室で沈降分離されて上澄みだけが放流されます。活性汚泥の浄化効率はとても高く、活性汚泥の流出さえ抑えることができれば、放流水質は非常に良好になります。ただし、活性汚泥の密度が低いため、貯留できる固形物の量は比較的少なくなります。
活性汚泥：フロック形成細菌作るの菌体外高分子物質により、固形物がくっついて集まったもので、フロック内では各種の細菌や原生動物が増殖します。フロックは固形物だけでなく溶存有機物も吸着する性質があり、汚水を浄化します。溶存有機物は細菌にとってエサでもあるので糸状細菌と競合しています。
上の全ばっ気型では、汚泥の貯留能力が足りないことから、ばっ気室の前段に沈殿分離室を設け、固形分を分離、貯留する場所を設けたのがこの型式です。固形分を高濃度で沈殿分離室に貯留するため、活性汚泥の濃度を低めにすることができ、上の全ばっ気型よりも活性汚泥の流出を防ぐことができるため、処理水質が向上します。この型式で、固形分の沈殿分離を行なう一次処理と、うわ水の生物処理を行なう二次処理と、二次処理で生じた生物、固形物を処理水から分離する沈殿の組み合わせという浄化槽の基本構成が出来上がりました。
上の旧構造の分離ばっ気型のばっ気室容量を増した型式です。ばっ気室容量を増したことで滞留時間が長くなり（処理時間が長くなり）処理水質が向上しました。
上の新構造の分離ばっ気型のばっ気室を活性汚泥から接触材を入れた生物膜方式に変更した型式です。接触材の表面に生じる生物膜は、主に糸状細菌からなり、汚泥と細菌のかたまりからなる活性汚泥とは根本的に異なる生物構成をしています。生物膜は安定性に優れ、汚泥（生物）の流出が活性汚泥より少ないため、メンテナンスフリ−性が求められる浄化槽には適した処理方式です。処理効率に優れるため、ばっ気室容量は上の型式より減少していますが、同等の処理水質にすることが可能となっています。単独処理の中でも最も数多く普及している型式です。
生物膜：主に糸状性細菌からなり、その表面には各種の原生動物や後生動物が高密度に生息します。さらには生物膜を食べる貝や昆虫類まで出現する場合があります。糸状性細菌は溶存有機物をエサとして吸収、浄化するが、活性汚泥のように固形物や遊離細菌を吸着、除去する能力は不足しています。
2.合併処理
合併処理とは、トイレ以外の廃水（お風呂、洗濯機、流し台など）もすべて合わせて処理することをさします。トイレだけの単独処理では他の生活雑排水が垂れ流しになるため、環境汚染を防げません。現在は単独処理は不許可となり、浄化槽は全てこの合併処理となっています。
合併処理の最初に出てきた型式で、単独処理の分離接触ばっ気型を流入水量の増加にあわせて容量を拡大した構造になっています。沈殿分離室は、分離性を高めるために、内部に固形物補足用のろ床を設置した”嫌気ろ床槽”となり、2槽化されています。また、”返送ライン”が新設されており、沈殿槽で処理水から分離された固形物を嫌気ろ床槽に返送する機能が付いています。
上の嫌気ろ床接触ばっ気型のばっ気槽の接触材を板状の固定されたものから、流動担体に変えた型式です。こうすることで生物膜が付着する面積が増すため、ばっ気槽の容量を減少させ、浄化槽を小型化することができました。嫌気ろ床槽は同じものになります。ばっ気槽の剥離生物膜は”生物ろ過”部でこしとられて、タイマ−付きエアリフトポンプで嫌気部に返送されます。これとは別に常時稼動している返送ラインもあります。
上の小容量型をさらに改良したもので、処理水質は非常に良好です。いろいろなタイプがありますが、図では一例を示して有ります。浄化槽で処理水質を悪化させる原因に、流入水量の変動があります。これを緩和させるために嫌気ろ床槽の水位が上下する”流量調整”槽が付いています。また、エアリフトポンプは、”定量移送ポンプ”となり、確実に一定量が送られるようになっています。返送ラインを生かして、硝化、脱窒反応を連続させることで、窒素分をアンモニア→硝酸→窒素ガスの順で変化させて除去することも可能となっております。
各メ−カ−で工夫を凝らした様々なタイプがあり、毎年新型の浄化槽が登録されています。浄化槽はまだまだ発達していくと思われます。
浄化槽の容積とブロワ電力 追加 H29.3.30