余剰汚泥・廃棄量を減らしたい
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既設水槽の処理能力を引き上げる特許技術のオゾン排水処理を特集｜Haisui-03
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余剰汚泥の処分費は、排水処理のランニングコストの中でも特に削減が難しい費用です。このページでは、汚泥を減らすための一般的な手段とその限界を整理したうえで、汚泥の発生量そのものを抑えるオゾン排水処理の仕組みについて解説します。
余剰汚泥を減らすための手段にはいくつかのアプローチがありますが、いずれもコスト・安定性・運用負荷の面で課題があります。ここでは、各手段の仕組みと実運用での限界を整理します。
脱水した汚泥をヒーターなどで加熱乾燥し、重量を減らす、もしくは焼却する手法です。減容効果は高いものの、水分を蒸発させるために多くの燃料費（電気・ガス代）がかかります。またCO2排出量が増えるため、脱炭素の取り組みを進める現場には採用しにくい方法です。
汚泥を捕食する特殊な菌や微小動物（大型の微生物）を水槽内で培養し、食物連鎖によって汚泥を減らす方法です。汚泥の分解を促進できる一方、生き物に依存するため、水温や水質の変化で死滅しやすく、処理性能が不安定になりやすいという課題があります。
超音波の振動やアルカリ性薬品で汚泥の細胞を強制的に破壊する方法で、汚泥削減を目的に試みられてきた手法です。
しかし、破壊された細胞の内容物が水中に溶け出してBOD濃度が急上昇し、処理水質が基準値を超過するリスクがあります。また、超音波発振機の消耗や薬品による腐食で維持コストも増加するため、安定運用が難しい方法です。
より強力な遠心脱水機やフィルタープレスを導入し、汚泥の水分を絞る方法です。
ただし物理的な脱水には限界があります。汚泥は微生物の細胞で構成されており、細胞内には圧力をかけても除去できない結合水が含まれています。そのため、どれだけ強力な脱水機を使っても汚泥の重量を一定以下に下げることは難しく、処分量・処分費の大幅な削減にはつながりません。
こうした課題に対し、オゾンを用いた汚泥削減という選択肢もあります。ただし、従来の方式には技術的な弱点があり、現場への定着が難しかった背景があります。
オゾンを用いて汚泥を減量する方法は、以前から存在しています。しかし、多くの現場で導入が見送られていました。
これまでは、大きな気泡を発生させる散気管（ブクブク）でオゾンを水中に送り込む方式が使われてきました。
しかし、気泡が大きいとオゾンが汚泥に溶け込む前に水面まで浮上して消失します。その結果、多くのオゾンが有効に使われず、十分な汚泥破壊効果が得られません。
空中に逃げてしまうオゾンを補うため、従来は発生量を増やして対応していました。その結果、オゾン発生器の電力消費が増加。汚泥の産廃処理費を削減できても、電気代が上回り、コストが増える結果となってしまっていました。
過去のオゾン減容化で課題となっていた「オゾンの放出」や「電気代の増加」を、マイクロナノバブル技術で解決へと導く排水処理システムです。
OZACでは、オゾンを微細な気泡として水中に分散させ、滞留時間を延ばすことで溶解効率を高めます。少ないオゾン量でも汚れへの接触機会が増え、処理効率の向上と電力消費の抑制につながる点が特徴です。
システムは既存の水槽に後付けで導入できるため、増設や更新は不要。工場の稼働を止めずに導入できます。
オゾンによる分解（低分子化）
ファインバブル発生装置からオゾンマイクロナノバブルを放出。オゾンの強力な酸化力と、バブルが弾ける際の圧壊作用により、強固な有機物の鎖を微生物が食べやすいサイズにまで低分子化します。
高濃度酸素と
活性炭含有担体による生分解
水中のオゾンが活性炭の触媒反応で高濃度の酸素に変化。この酸素が、活性炭を含有した専用の担体に定着した微生物を極限まで活性化し、低分子化された汚れを生分解します。有害な排オゾンガスが放出されないため、密閉や無害化設備は必要ありません。
OZACは、オゾン処理と生物処理を組み合わせた2段階のフローで、汚泥の発生量そのものを抑えます。
調整槽でオゾンが汚れを低分子化し、曝気槽では活性炭含有担体に定着した微生物が分解。汚泥の発生源となる汚れを事前に分解するだけでなく、増殖した微生物も槽内で再分解されるサイクルが成立するため、外部へ引き抜く汚泥量を大幅に抑えられます。
従来の生物処理では分解が難しい、難分解性の化学物質や頑固な汚れにも対応できます。
水中に長く滞留するオゾンマイクロナノバブルが汚れに接触し、酸化・分解を促進。微生物処理だけでは分解に時間がかかる成分にも作用し、高濃度の廃液でも水質改善を図れます。
活性炭含有担体は、内部に微生物を高濃度で保持しながら、汚れの分解を促進します。無数の孔を持つ担体に微生物が定着し、吸着した汚れを生分解へと導く仕組みです。
水質負荷の変動に対する耐性も高く、汚泥の引き抜き・処分費や活性炭の交換費用を抑制できます。
大規模な水槽の増設や土木工事は不要で、既存の水槽にオゾン発生装置やノズルを後付けするだけで導入できます。水槽の拡張や滞留時間の延長を行わず、現状のスペースのまま処理能力の向上が可能です。工場の生産ラインを止める必要もなく、工期とコストを抑えた導入が実現します。
オゾンの酸化分解力（OHラジカル）と、マイクロナノバブルが弾ける際の圧壊作用。この2つが同時に働くことで、油分や難分解性の有機物といった強固な汚れの分子を分断・低分子化します。そのままでは微生物が処理できない大きさの汚れも、分解しやすい極小サイズに変換されるため、生物処理の効率を高めながら、汚泥の発生そのものを抑えることが可能です。
通常、汚れを食べて増殖した浮遊微生物は余剰汚泥として排出されますが、OZACはバブルの圧壊作用を応用して、増えすぎた浮遊微生物の細胞壁を破壊。砕かれた微生物は、活性炭含有担体に定着している別の微生物の栄養源として再び生分解されます。
この食物連鎖を利用した分解サイクルが水槽内で完結することで、排出する汚泥の量をゼロへと近づけることが可能になります。
食肉加工工場の排水には、血液や細かい肉片、動物性油脂が大量に含まれます。有機物負荷が高いため、微生物が過剰に増殖し、余剰汚泥の発生量も増加。定期的な引き抜きと、産廃処理費用が経営を圧迫していました。
既存の曝気槽にOZACを後付け導入したことで、高濃度の有機物・油分を分解。余剰汚泥の自己分解サイクルが水槽内で完結し、汚泥の引き抜きが不要となりました。全項目で基準値をクリアしながら、産廃処理費用の削減を同時に実現しています。
| 測定項目（mg/L） | 導入前 | 導入後 |
|---|---|---|
| BOD | 500 | 23 |
| COD | 100 | 17 |
| n-Hex | 220 | < 5 |
| SS | 540 | 16 |
カーボンニュートラル実現に向け、石炭火力発電における木質バイオマスの混焼率を高める取り組みが進められています。しかし発電の過程で、バイオマス由来の有機物が灰処理水に溶け出し、高濃度のCODが発生するという課題が持ち上がりました。
従来は凝集沈殿処理でCODを除去していましたが、凝集剤の投入により大量の汚泥が発生。引き抜き・産廃処理費用が、継続的なコスト負担となっていました。
サンプル排水を使った実証テストの結果、CODが200mg/Lから38.1mg/Lまで低減することを確認。この結果を受け、実機への導入に至っています。オゾンの酸化分解力により凝集剤を使わずに難分解性の排水を処理できるため、汚泥の発生そのものが抑えられ、引き抜き作業も不要に。CODの低減と産廃コストの削減を同時に実現しています。
| 測定項目 | 導入前 | 導入後 |
|---|---|---|
| COD（mg/L） | 200 | 38.1 |
メディア監修
引用元：エンバイロ・ビジョン公式HP（https://www.envirovision.jp/）
OZACは、エンバイロ・ビジョンが提供するオゾン排水処理システムです。
特許技術のマイクロナノバブルを活用し、排水・洗浄設備の能力向上など多様な環境ニーズに応えるサービスを提供。稼働実績は全国20施設※（プラント）以上（2026年3月時点）にのぼります。
発電所・食品工場・化学工場をはじめとした、水質管理基準や導入審査が厳しい国内大手企業を中心に採用されています。
実際の排水を用いたサンプルテストに対応しています。処理後の水質は、外部機関による客観的な分析データとともにレポートとして確認できます。導入に向けた社内稟議や、技術的な比較・検討へお役立てください。
日本の産業を支える水。しかしその裏側では、終わりのない薬剤投入や高騰する産廃コスト、そしてGX-ETSの義務化が重なり、排水処理は多くの企業にとって無視できない経営課題になりつつあります。
当メディアは、既存設備を活かしながら薬品・汚泥レスを実現する次世代の「オゾン排水処理システム」を、業種ごとの課題と導入事例を通じて伝えていくメディアです。この技術は、単なるコスト削減にとどまらず、環境負荷の低減と企業の成長を両立させる排水処理の転換点になると私たちは考えています。排水処理の常識を変えるこの技術を、一社でも多くの企業に届けていきます。
