下水道浄化センタ−と浄化槽の施肥量比較
ここでは、下水道浄化センタ−と浄化槽を海岸施肥プラントとしてみた場合の施肥量を、数値計算で比較をしてみたいと思います。窒素リン除去運転方法のペ−ジで見たように、両者はほぼ同じ水処理運転方法を取っています。このため、両者に流入する下水が同じものだとすると、放流水に含まれる肥料成分の量は、施設の運転方法だけで見れば浄化センタ−も浄化槽も同じとなります。しかし、両者は汚泥の分解量が決定的に異なります。このため、汚泥の分解量の大きな浄化槽は、汚泥に含まれていた成分が放流水中に混入するため、浄化センタ−よりも濃い肥料成分を放流する事になります。つまり、汚泥の分解量が放流される施肥成分の量を増加させることになります。
ここで、施設での汚泥分解率を、
・ 浄化センタ- ：０（全く分解しない）
・ 浄化槽 ：０.5（半分分解）
・ コンポスト浄化槽 ：1.０（全量分解）
として、各施設における施肥量を計算してみました。施設の運転方法は、窒素除去運転とリン除去運転がありました。
まずリン除去運転について計算結果を見てみます。
流入水の窒素とリンの濃度は、先の山形県AB処理場の平均値
流入水 窒素 33mg/l リン 3.8mg/l
としています。放流水の濃度は、硝化抑制運転をしていたＢ処理場の実績値です。
放流水 窒素 22mg/l リン ０.5mg/l
次に窒素除去運転での計算結果を見てみます。
流入水の窒素とリンの濃度は、先のリン除去運転と同じく先の山形県AB処理場の平均値
流入水 窒素 33mg/l リン 3.8mg/l
としています。放流水の濃度は、硝化促進運転をしていたＡ処理場の実績値です。
放流水 窒素 5.8mg/l リン 1.7mg/l
窒素除去運転の場合は、窒素収支を考える上で、脱窒による窒素ガス放出量を考慮しなければなりません。Ａ処理場の返送水の実績返送率は25％であったので、これにより20％の窒素成分がガスとして除去されていた計算になります。上の結果はこれを計算に入れています。
さて、両者の施肥量の結果をまとめますと、
となります。窒素リン成分は、汚泥の分解率が増加する、下水道浄化センタ−→浄化槽→コンポスト浄化槽の順で多くなります。しかし、その増加率は各項目で大きく異なっています。例えば、硝化抑制運転での窒素量は、下水道浄化センタ-からコンポスト浄化槽では1.5倍にしか上昇していませんが、リン成分では7.6倍にもなります。また、硝化促進運転では窒素で4.6倍ですが、リンでは2.2倍にしかなりません。
こうした栄養成分は、植物に吸収されるときに全て吸収されるわけではなく、生体の構成比率に応じた比で吸収されます。ここでは、その比率を、
植物全体量：窒素（Ｎ）：リン（Ｐ）＝1００：1０：1
と大雑把に決めてみます。そうすると、上の表で律速となる成分（最も少ない成分）が決まってきます。それを赤字で示してあります。そうすると、大雑把に言うとリン除去運転ではリンが律速となり、窒素除去運転では窒素が律速となります。律速となる成分が、生物生産量を決定します。
これを元にして、植物プランクトンの生産可能量を計算してみました。
硝化抑制運転では、下水道浄化センタ-を1とすると、浄化槽で4.3倍、コンポスト浄化槽で6.6倍にもなります。
硝化促進運転では、下水道浄化センタ-を1とすると、浄化槽で2.8倍、コンポスト浄化槽で4.6倍にもなります。
このように、浄化槽は下水道浄化センタ-の約3〜4倍もの生産性を示します。コンポスト浄化槽になると、さらにこれの1.5倍になります。コンポスト浄化槽の窒素とリンの比は、生物構成比に近くなっています。このため、窒素リンがバランスよく含まれており、無駄なく有効に植物に吸収させることができます。この点、窒素リン除去運転をしている下水道浄化センターはバランスが悪くなっています。無駄になる肥料成分が多く出てしまうのです。浄化槽のバランスはこの中間になります。
もともと流入水に含まれる窒素リン比は、生物構成比に近いので、入ってきたものが、ほぼそのまま放流される（窒素除去分20％はありますが）コンポスト浄化槽の放流窒素リン比がバランス良くなるのは当然と言えば当然ですね。
以上窒素リン成分について見てきましたが、この計算結果は一例であり、条件によって相当変動しますので、あくまで参考、目安的なものです。施肥成分は窒素リンだけでなく、他にも多種あります。フルボ酸のような腐食成分や、有機酸などの有機成分も含めた全体の種類は相当な数になります。汚泥に閉じ込められやすい成分（例えば有機成分のほかにも珪素や鉄、亜鉛等）は、汚泥の分解する浄化槽やコンポスト浄化槽ではその施肥量の増加は著しいものがあるでしょう。