活性汚泥の沈降特性と汚泥容量指標(SVI) 1 エアレーションタンクでの浄化後，活性汚泥混合液は最終沈殿地において，処理水と汚泥とに分離される （固液分離）．固液分離が不完全な場合には，処理水質の悪化を招くことになるため，汚泥の沈降特性は極 めて重要である．汚泥容量指標(Sludge Volume Index : SVI)は，活性汚泥の沈殿特性を表す指標として，一般 に広く用いられているものである．通常， SVI は 100 程度であることが望ましい．バルキング状態にある汚 泥は密度が小さく沈降性が悪い． 1.1 沈 降 速 度 と SVI 1.1.1 分 析 方 法 1) 器 具 メスシリンダー(1ℓ)，ストップウォッチ 2) 分析操作 ①汚泥 1ℓをメスシリンダーにとる． ②良くかき混ぜ，実験を開始し，時間の経過に伴う界面高の変化を記録する．汚泥の濃度により沈降速度 は大きく異なるので，適宜読みとり間隔を調整すること（沈降測度が速い場合は短く，遅い場合は長く）． 界面高がほとんど変化しなくなった時点をもって実験修了とする（実験開始後 50 60 分くらい）． ③横軸に時間，縦軸に界面高をプロットし，沈降曲線を描く． ④沈降曲線の初期の傾きから，界面沈降速度(Vs)を求める． ⑤また，次式により SVI を計算する． 汚 泥 界 面 高 さ cm SV30 (%) × 10, 000 MLSS(mg / ) a a SV 30(v/v%) = × 100 = 1,000 10 SVI = a : 沈降開始 30 分 後の汚泥の占める容積(㎖) 時間(分) ※汚泥界面高さ：シリンダー底面から界面までの高さ 1.1.2 注 意 ①試料は各班 1 検体とする． ②MLSS は，次頁の方法で測定する． 1.1.3 結 果 の ま と め SVI の意味，分析結果およびグラフ化，計算過程，考察，感想を記述する． 1 蒸発皿 活 性 汚 泥 浮 遊 物 質 (MLSS: Mixed Liquor Suspended Solids) 1.2 1.2.1 分 析 方 法 1) 器 具 沈殿管(50 ㎖)，メスシリンダー，蒸発皿(100 ㎖)，遠心分離器，ウォーターバス，乾燥器 2) 分析操作 ①正確かつ迅速に試料 40 ㎖を測り，これを沈殿管に入れる．試料数は各班 3 検体とする． ②遠心分離器で 3,000rpm ， 3 分間遠心分離する． ③上澄み液を静かに捨て，沈殿物に蒸留水を加え，ガラス棒で良くかき混ぜる． ④再度，②と同様に遠心分離する． ⑤沈殿物をできるだけ少量の蒸留水で，別途重量を測っておいた蒸発皿に流し込む． 沈殿管 ⑥ウォーターバス上で蒸発乾固し，蒸発皿外部の水滴をキムワイプでふき取った後，これを乾燥器にいれ る（建設材料実験室の乾燥器を使用する）． ⑦105 110℃で 1 時間乾燥する． ⑧乾燥後，蒸発皿をデシケーターに入れ放冷する． ⑨蒸発皿外部のよごれ・付着物等をキムワイプできれいにふき取った後，蒸発皿の重量を測る． 前後の差(a : ㎎)を求め，次式により MLSS を計算する． MLSS(mg / ) = a(mg) × 1,000 V(m) V: 試料量(40 ㎖) ⑩重量測定後，蒸発皿をよく洗浄する． 1.2.2 注意 ①代表者(1)は分析操作⑧を，班を代表して行う．また同様に， デシケーター ②代表者(2)は当日もしくは翌日の都合のいい時間に，分析操作⑨と⑩を行う． ③沈降性の良い汚泥の場合には，試料濃度を均一にするため，サンプリングは迅速に行なう必要がある． ④蒸発皿は直接手で取り扱わない．必ず蒸発皿バサミを使用する． 2 浄化反応試験 2 好気性微生物（活性汚泥）は酸素を利用した好気性代謝において，水中の有機物（下水，汚濁物質）を除 去する．本試験では，有機物指標として水の紫外部吸光度を測定し，時系列変化を観測する． 本テーマは二つの班が共同・協力して行う． 浄化反応 2.1 2.1.1 分 析 方 法 1) 器 具 模擬エアレーションタンク（ 5ℓ），ストップウォッチ，ろ過装置，ガラス繊維ろ紙，ビーカー（ 500 ㎖）， メスシリンダー（ 100ml ），コンプレッサー 2) 準 備 洗浄活性汚泥を用意する． ①活性汚泥を沈殿させ，上澄み液を捨てる． ②これに蒸留水を加え，良く撹拌する． ③再度沈殿させ，上澄み液を捨てる． ④適当な汚泥濃度になるように，蒸留水を加え良くかき混ぜる． ⑤十分曝気する．（実験期間中も曝気を続ける） 3) 分析操作 2.1.2 浄化試験 ①洗浄活性汚泥 3ℓを正確に計量し，模擬エアレーションタンクにいれる． ②暴気を開始する． ③別途，ろ過装置を組み立てておく． ④基質（模擬廃水） 100 ㎖を正確に計量し，エアレーションタンクにいれる．基質と汚泥が良く混合され るのを待って（ 5 秒くらい），実験を開始する（この時を時間ゼロとする）．ただちにサンプル 20 30 ㎖程度（適当でよい）を採取する． ⑤サンプルをろ過装置にかけ，ろ過する（後でまとめて水質測定するので，ふたをしてとっておく）．余 ったサンプルはエアレーションタンクに返す． ⑥ろ過装置を水洗浄の後，蒸留水洗浄し，キムワイプで完全に水滴をふき取り，再び組み立てる． ⑦同様な作業を 10 分間隔で， 50 分まで継続する． ⑧40 分のサンプル採取が終了した時点で，ろ過試料の水質測定を開始する． データ一覧 2.1.3 2.2 時間 ABS 水質測定 0 紫外部吸光度測定を参考のこと． 10 20 2.1.4 結果の整理 30 ① データ一覧表を作成せよ． 40 ② 片対数グラフ用紙を用意し，横軸に経過時間（分），縦軸（対数目 50 3 C C/C0 ln(C/C0) 盛）に C/C0 をとり，グラフ化せよ． ただし， C0: 時間ゼロ時の基質濃度(BOD)， C: 10 分間隔で採取したサンプルの基質濃度(BOD) ③浄化反応を 1 次反応で表すと，次式のようになる． dc = −k1× c dt ここで， k1: 基質除去速度定数（ 1/min ）， t: 経過時間（ min ） 次式を参考に基質除去速度定数（ 1/hr ）を求めよ． C = C 0 × exp(−k1× t ) [結果のまとめ] データ一覧表の作成，グラフ化，計算過程，計算結果，考察，感想を記述する． 2.2 紫外部吸光度測定 器 1) 具 吸光度計，吸収セル ※吸光度計のセルは高価なため，特に慎重に操作すること． 分析操作 2) ①ろ過試料をこぼれないようにセルの中に入れる．セルの高さの 7 9 割程度であればよい． ②セルの外側側面に試料がこぼれた場合は，軽くセルの表面をなでるようにキムワイプで完全にふき取る． この時絶対に強くこすってはいけない．また，試料温度が低い場合はセル外側が曇ることがあるので， この場合もやさしくふき取る． ③セルを吸光度計にセットし， 260nm での吸光度を測定する．値を記録する． ④一つの試料の測定が終了したら，セル内の試料を捨て，蒸留水でセルを 2 回洗う． ⑤セル周りの水滴を，キムワイプで完全にふき取る． ⑥次の試料を入れ，以下同様に分析する． ⑦以下の式に従い，吸光度（λ）を BOD に換算せよ． BOD(mg / l) = a + b × λ 2.3 λ：吸光度，係数 a= 2.0 ， b= 21 活性汚泥の顕微鏡観察 活性汚泥を検鏡し，フロックの状態，出現する生物等を観察し，スケッチする． 4
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