混合液浮遊物質

混合液浮遊物質（MLSS ）は、廃水処理中に行われる活性汚泥処理中の曝気槽内の浮遊物質の濃度です。MLSSの単位は主にミリグラム/リットル（mg/L）で測定されますが、活性汚泥の場合はほとんどの場合グラム/リットル（g/L）で測定され、これはキログラム/立方メートル（kg/m3）に相当します。混合液は、曝気槽内の未処理または未沈殿廃水または事前沈殿廃水と活性汚泥の組み合わせです。MLSSは主に微生物と非生分解性浮遊物質で構成されています。MLSSは活性汚泥処理の重要な部分であり、いつでも適用された有機汚染物質を消費するのに十分な量の活性バイオマスが利用可能であることを保証します。これは食物対微生物比として知られ、より一般的にはF/M比として表記されます。この比率を適切なレベルに維持することで、バイオマスは高い割合で食物を消費します。これにより、処理された排水中の残留食物の損失が最小限に抑えられます。簡単に言えば、バイオマスの消費量が多いほど、排出物の生化学的酸素要求量 ( BOD ) は低くなります。きれいな表層水、ひいてはきれいな飲料水と衛生のために水を浄化するには、MLSS で COD と BOD を除去することが重要です。未処理の下水は、時には数百 mg/L の BOD 濃度で水処理プロセスに入ります。ふるい分け、事前沈殿、活性汚泥法、またはその他の処理方法で処理すると、水中の BOD 濃度は 2 mg/L 未満に下げることができ、これはきれいで、表層水に排出したり水を再利用したりしても安全であると見なされます。

曝気槽内のMLSSの総重量は、曝気槽内のMLSS濃度（kg/m3）と槽容積（m3）を掛けて計算できます。

MLSS は、水処理プロセス内の活性汚泥プロセスで保持される固形物の大部分の生化学的酸素要求量の構成を除去する役割を果たします。これらは、活性汚泥プロセスの「アクティブな」部分です。混合液浮遊固形物は、曝気されている固形物です。MLSS は、混合液サンプルの既知量を濾過することによって測定されます。これは、廃水中の浮遊固形物を測定する方法と同じです。MLSS の一部は無機物質である可能性があります。場合によっては、これが廃水中に存在する固形物の大部分を占めることがあります。

環境工学は、水中に浮遊する粒子と水処理施設の適切な運用に焦点を当てています。したがって、活性汚泥ユニットに浮遊する有機物の量だけでなく、MLSS である浮遊物質の総量を測定することが重要です。これらの測定値により、エンジニアは二次浄化槽から二次処理リアクターへの戻り汚泥の流量を調整できます。これにより、流入する有機物が適切な微生物濃度で処理されることが保証されます。

MLSS のうち、実際に流入する食物を消費する部分 (COD および BOD の観点から) は、混合液揮発性浮遊物質 (MLVSS) と呼ばれます。混合液のサンプルの揮発性固形物濃度は、主に微生物と有機物で構成されます。その結果、混合液の揮発性固形物濃度は、水中の微生物の量とほぼ等しく、水を浄化するのに十分な微生物が存在するかどうかを判断するために使用できます。

活性汚泥処理では、沈殿槽で沈殿させることにより、処理水または浄化水から MLSS が分離されます。余分な汚泥はシステムから除去する必要があります。

• このプロセスでは固形物が膨張しやすく、処理システムに過負荷がかかる可能性があります。
• これにより溶存酸素含有量が低下し、硝化効率と汚泥の沈降性が低下する可能性があります。
• 過剰な通気が必要となり、電気が無駄になります。

上面層に厚い泡を形成します。

• このプロセスでは、廃水から十分な有機物が除去されない可能性があります。
• 汚泥齢が低すぎて硝化ができない可能性があります。

MLSS 濃度の一般的な制御帯域は、従来の活性汚泥の場合は 2 ～ 4 g/L、膜分離活性汚泥の場合は最大 15 g/L です。

活性汚泥システムの最も簡単な制御手順の 1 つは、一定混合液浮遊物質法です。この方法では、オペレーターは、最良の排水と最高の除去効率を生み出す特定の MLSS 濃度または混合液濃度の範囲を選択します。この特定の値または範囲は、COD または BOD 負荷 [kg/日] に応じて計算する必要があります。オペレーターは、各プラントの最適な MLSS 濃度を見つけたら、汚泥廃棄率または汚泥過剰率を調整してこの値を維持しようとします。活性汚泥システムの経験則の 1 つは、二次システムで除去される BOD 1 ポンドごとに、微生物の再生と流入廃棄物からの新しい微生物の追加によって、0.5 ポンドの新しい固形物が生成されるということです。したがって、オペレーターは、選択した最適な混合液濃度を一定に保つために、適切な量の固形物を廃棄しようとします。MLSS 濃度が目的の濃度を超えている場合は、過剰固形物の廃棄を開始するか、増加させる必要があります。 MLSS 濃度が望ましい濃度レベルを下回る場合は、廃棄を減らすか停止する必要があります。

MLSS (g/L) = SV [mL/L]/SVI [mL/g] または SVI [mL/g] = SV30 [mL/L]/MLSS (g/L)

ここで、
SVI = 汚泥容積指数 (mL/g)
SV30 = 30分後の1リットルあたりの沈殿固形物量

実際、SVI は SV30 と MLSS の 2 つの分析から計算されます。

0=(Q+Q _r )(X')-(Q _r X' _r +Q _s X' _r )

ここで、
Q = 廃水流量（m ³ /日）
Q _r = 返送汚泥流量（m ³ /日）
X' = MLSS（kg/m ³）
X' _r = 返送汚泥濃度（kg/m ³）
Q _s = 汚泥余剰（または過剰）流量（m ³ /日）

沈殿槽のこの平衡式は、ほとんどの場合、m3/h 単位の初期流量に対して計算されます。この式は、沈殿槽に入る MLSS の量が、戻り汚泥流を介して出る MLSS の量と等しくなければならないことを示しています。この平衡は、流出水に含まれる浮遊物質の濃度が低い場合にのみ有効です。通常の状態では、戻り量と比較して過剰量は非常に少ないため、多くの場合、過剰量は無視されます。その場合、式は次のようになります: (Q+Q _r )(X') = (Q _r X' _r )

• デイビス、マッケンジー・レオ、デイビッド・A・コーンウェル。環境工学入門。アイオワ州デュビューク：マグロウヒル・カンパニーズ、2008年。印刷。
• Gray, NF「廃水処理の生物学」ロンドン：インペリアル・カレッジ、2004年。印刷。
• デイビス、マッケンジー・レオ、デイビッド・A・コーンウェル。環境工学入門。ボストン、マサチューセッツ州：WCBマグロウヒル、1998年。印刷。
• http://www.cee.mtu.edu/~nurban/classes/CE3502/spring12/modelreports/MLSSreport.pdf
• http://ragsdaleassociates.com/WastewaterSystemOperatorsManual/Chapter%208%20-%20Activated%20Sludge.pdf