生物処理とは、微生物を利用して排水中の有機物を分解する処理方法であり、主に嫌気性生物処理と好気性生物処理に分けられる。.

嫌気性生物処理: 嫌気性生物処理の原理は、酸素のない環境下で嫌気性微生物を用いて有機物を代謝させ、それらをメタン（CH4）、二酸化炭素（CO2）、およびその他いくつかの中間生成物に変換することにあります。このプロセスは「嫌気性消化」として知られています。.

好気性生物処理: 好気条件下では、微生物は呼吸を通じて有機物を二酸化炭素と水に変換すると同時に、アンモニア態窒素やリンなどの汚染物質を除去する。.

嫌気性処理プロセス中は、以下のパラメータを監視する必要があります：

pH

嫌気性微生物は環境のpHに敏感であり、特に酸性またはアルカリ性の条件下では、その代謝活動が阻害されることがあります。ほとんどの嫌気性微生物にとって、最適なpH範囲は6.5～8.0です。pHを監視することで、システムが適切な環境条件にあるかどうかを判断し、過度な酸性化やアルカリ化を防ぐことができます。.

溶存酸素（DO）

嫌気性処理中は、嫌気性微生物が酸素のない環境で増殖するため、溶存酸素濃度はほぼゼロである必要があります。溶存酸素濃度が高すぎると、嫌気性微生物の活性が阻害されるおそれがあります。通常、嫌気性環境を確保するために、酸素電極法（DOセンサーなど）を用いて溶存酸素濃度を監視します。.

化学的酸素要求量（COD）

CODは、排水中の有機物濃度の重要な指標です。嫌気性処理の目的は、微生物の働きによって有機物を分解し、それによって排水中のCODを低減することにあります。CODを定期的に監視することで、嫌気性処理プロセスの汚染物質除去効率を評価し、所望の処理レベルが達成されているかどうかを判断することができます。.

全窒素（TN）およびアンモニア性窒素（NH₃-N）

アンモニア態窒素などの窒素源も、嫌気性処理過程において分解される場合があり、特に嫌気性脱窒によって窒素を除去できる適切な条件下ではその傾向が強まります。全窒素およびアンモニア態窒素の濃度を監視することは、窒素除去効率を評価する上で役立つほか、富栄養化を引き起こす恐れのある過剰な窒素が下流の水域に流入するのを防ぐことにもつながります。.

温度

温度は嫌気性微生物の活性に直接影響を与えます。嫌気性消化プロセスは、30～40°Cの温度範囲（中温嫌気性消化）で最も効率的です。 温度が高すぎたり低すぎたりすると、反応速度や処理効率に影響を及ぼす可能性があります。嫌気性プロセスを円滑に稼働させるためには、温度を最適な範囲内に維持することが極めて重要です。.

KACISEの水質センサーのほぼすべてに、温度センサーが搭載されています。.

好気性処理プロセス中は、以下のパラメータを監視する必要があります：

溶存酸素（DO）

溶存酸素は、好気性微生物の代謝に不可欠です。微生物は、有機物を分解するための好気呼吸を行うために酸素を必要とします。溶存酸素濃度が低すぎると、微生物の活性が低下し、処理効率に影響を及ぼす可能性があります。一方、溶存酸素濃度が高すぎると、エネルギーの浪費につながる恐れがあります。 通常、溶存酸素濃度はDOセンサーを用いてリアルタイムで監視され、適切な範囲（通常2～4 mg/L）内に維持されるよう管理されています。.

pH

pHは、微生物の代謝活動や有機物の分解効率に影響を与えます。好気性微生物は、中性または弱アルカリ性の環境で最も活発に活動します。極端に酸性またはアルカリ性の条件では、微生物の活動が阻害され、場合によってはシステムの機能不全を引き起こすこともあります。通常、正常な微生物の代謝を確保するために、pHは6.5～8.5の範囲に維持されます。.

化学的酸素要求量（COD）

化学的酸素要求量（COD）は、排水中の有機物の濃度を示す一般的な指標です。COD値が高いほど、水中の有機汚染物質の濃度が高いことを示します。 好気性処理の主な目的は、これらの有機物質を除去し、CODを低減することにあります。流入水および放流水のCOD濃度を定期的に監視することで、好気性処理の効果を評価することができます。好気性処理により、廃水中のCODを大幅に低減することができ、通常、放流水のCODは規制基準を満たすことが求められます。.

生化学的酸素要求量（BOD）

BODは、水中の有機物を分解するための生物化学的酸素要求量を表します。これは、水質や汚染レベルを示す重要な指標です。好気性処理において、微生物は好気呼吸を通じてBODに含まれる有機物を二酸化炭素と水に分解します。 BOD値の定期的な測定は、処理システムの除去効率を評価するために用いられます。通常、BOD5（5日生化学的酸素要求量）が最も一般的に監視される指標です。.

アンモニア性窒素（NH₃-N）

アンモニア態窒素は、排水中に一般的に見られる窒素汚染物質です。好気性微生物は、硝化作用を通じてアンモニア態窒素を硝酸塩に変換することができます。アンモニア態窒素の濃度が高すぎると、微生物の活動を阻害し、処理効率に影響を及ぼす可能性があります。アンモニア態窒素濃度を監視することで、システムからの効果的な除去が確保され、環境への二次汚染を防ぐことができます。.

全窒素（TN）

全窒素には、アンモニア性窒素、硝酸塩性窒素、およびその他の形態の窒素が含まれます。好気性処理における硝化反応により、アンモニア性窒素は硝酸塩性窒素に変換されます。しかし、硝化が過度に進むと、硝酸塩性窒素が蓄積する恐れがあります。特に窒素除去を行うシステムにおいては、全窒素濃度を監視することで、硝化を円滑に進め、窒素の過剰な蓄積を防ぐことができます。.

温度

温度は、微生物の代謝速度や処理効率に重要な影響を及ぼします。一般的に、微生物は20～35°Cの温度範囲で最も活発に活動します。温度が高すぎたり低すぎたりすると、微生物の増殖や廃水の処理効率に影響を及ぼします。 温度センサーは、反応槽の温度を監視し、それが最適範囲内に保たれるようにするために使用されます。.

総浮遊物質（TSS）

TSSは、水中の浮遊物質の濃度を表します。好気性処理では、通常、廃水中の浮遊物質は微生物（活性汚泥など）によって分解されます。 TSSが過剰になると、システムの詰まりを引き起こし、廃水の流動に影響を及ぼす可能性があります。TSS濃度を監視することで、浮遊固形物の過剰な蓄積を防ぎ、反応槽内での微生物の活性と廃水の流動性を確保します。.

混合液中の浮遊物質（MLSS）

MLSSとは、活性汚泥や未消化の有機物を含む混合液中の浮遊固形物の濃度を指します。 MLSS濃度は、好気性処理システムの効率に影響を与えます。通常、水中の有機物を分解するのに十分な数の微生物を確保するため、MLSS濃度は2000～5000 mg/Lの範囲内に制御されます。.