溶存酸素とは何か、そしてそれを監視する方法
現在の廃水処理における生物処理は、嫌気性処理と好気性処理を組み合わせた処理プロセスが主流となっています。実際の廃水生物処理作業では、溶存酸素が重要な役割を果たします。この指標が不適切または過度に変動すると、すぐに活性汚泥システムに影響が生じ、処理効率に影響を与える可能性があります。したがって、実際の生化学的処理工程においては、溶存酸素量を厳密に管理する必要がある。
1. 溶存酸素の概要
溶存酸素 (DO) は、水溶液中の酸素濃度を特徴付けるパラメータであり、水に溶けている遊離酸素です。
溶存酸素の単位は mg/L で、水 1 リットルあたりの酸素のミリグラム数で表されます。水中の溶存酸素量は、水の自浄能力の指標となります。高い溶存酸素は水中のさまざまな汚染物質の分解に有益であり、それによって水のより迅速な浄化が可能になります。逆に、溶存酸素が少ないと、水中の汚染物質の分解が遅くなります。
2. 溶存酸素に影響を与える要因
水中の溶存酸素量は 2 つの要因によって影響されます。1 つは、好気性有機物の分解による酸素消費と高度な代謝酸素消費を含む、DO を削減する酸素消費効果です。もう一つはDOを増加させる再酸素効果であり、主に空気中の酸素の溶解や曝気方法などが挙げられます。これら2つの効果が相互に増減することにより、水中の溶存酸素量の時空間変化が生じます。
水中の溶存酸素量に影響を与える環境要因には、水温、酸素分圧、塩分濃度などが含まれます。
1. 水温
酸素分圧と塩分濃度が一定の場合、水温の上昇とともに飽和溶存酸素量は減少します。低温における溶存酸素の飽和含有量は、温度とともにより大きく変化します。
2. 塩分含有量
水温と酸素分圧が一定の場合、水の塩分濃度が高くなるほど、水中の飽和溶存酸素量は少なくなります。海水の塩分含有量は淡水の塩分含有量よりもはるかに高くなります。同じ条件下では、海水中の溶存酸素の飽和含有量は淡水中の飽和酸素含有量よりもはるかに低くなります。天然の淡水域の塩分濃度の変化は非常に小さいため、溶存酸素の飽和濃度に対する塩分濃度の影響は大きくなく、純水の飽和濃度に基づいて近似的に計算できます。
3. 酸素分圧
水温と塩分濃度が一定の場合、液面の酸素分圧が増加すると水中の溶存酸素の飽和塩分濃度が増加します。
溶存酸素（DO）のモニタリング
溶存酸素は空気中の酸素、温度、湿度などの要因に影響されやすいため、オンサイト監視にはオンライン検出器またはポータブル溶存酸素検出器がよく使用されます。テストするときは、曝気槽全体をいくつかのエリアに分割し、システムのさまざまな段階および時点での溶存酸素の分布を理解するために、エリア全体内の溶存酸素モニタリング値を統計的に分析する必要があります。これは、その後のシステムの全体把握や活性汚泥断層の解析に非常に有益です。このような検出条件が利用できない場合は、活性汚泥システムにおける有機物分解プロセスの最終結果として、曝気槽出口の溶存酸素を監視することができます。通常の状況では、冬季の酸素化効果は夏季よりも大幅に優れています。主な理由は、冬場は水温が低くなり、溶存酸素飽和度が高くなるためです。逆に夏は溶存酸素飽和度が低くなります。
