回転生物接触法とは、微生物が付着した円板や網状体などの「接触体」をゆっくり回転させ、廃水中の有機物を微生物の働きで分解する生物処理方式です。英語ではRotating Biological Contactorと呼ばれ、頭文字をとってRBC、円板を用いる形式は回転円板法とも呼ばれます。接触体が廃水と空気の間を交互に通過し、微生物へ「汚れ（有機物）」と「酸素」を繰り返し供給できる点が、この方式の核心です。本記事では、株式会社バチルテクノコーポレーションが廃水処理装置を扱う立場から、方式の仕組みと歴史、活性汚泥法との違い、導入を判断するときの材料を整理します。
30秒でわかるこの記事の要点
- 回転生物接触法は、接触体の表面に育つ生物膜で廃水中の有機物を分解する生物膜法です。
- 接触体の回転により、廃水との接触（有機物の取り込み）と、空気中からの酸素供給を交互に繰り返します。
- 微生物を装置内に保持しやすく、設置面積の縮小や負荷変動への対応、既設設備の能力増強に活用されます。
- 歴史は古く、1940年以前の研究に始まり、1955年に西ドイツで再開、1959年に欧州で商用化されました。
- 処理性能は、流入BOD・流量・水温・pH・回転速度・接触体面積・段数・後段の固液分離によって変わります。
回転生物接触法の仕組み
回転生物接触法の装置は、回転軸に多数の接触体を取り付け、その下部を廃水に浸した構造をとります。接触体のおよそ4割前後を液中に沈め、モーターなどで毎分数回転というゆっくりした速度で回すのが一般的です。接触体の表面には多様な微生物が層状に付着し、生物膜（バイオフィルム）を形成します。膜が廃水中にあるあいだは有機物やアンモニア性窒素などの汚濁成分を取り込み、空気中に出たあいだは大気から酸素を受け取ります。この浸漬と露出のサイクルを軸の回転で連続的に繰り返すことで、BOD（生物化学的酸素要求量）などを少しずつ低減していきます。
生物膜が処理を担う
処理の主役は、接触体そのものではなく、表面に育つ生物膜です。生物膜は外側に酸素の届きやすい好気的な層、内側に酸素の乏しい層ができ、深さ方向で異なる微生物がすみ分けます。膜が厚くなりすぎると内部まで酸素や栄養が届かなくなり、古い部分が自然に剥がれて後段へ流れ出します。このため回転生物接触装置は単独で処理を完結させるとは限らず、剥離した汚泥（余剰の生物膜）を沈殿槽などで分ける固液分離の工程と組み合わせて用います。
水中と空気中を往復する意味
接触体が空気中に出るたびに膜の表面が大気に触れるため、送風機で強制的に空気を送り込む曝気だけに頼らずに酸素を供給できます。動力の一部を回転駆動でまかなえるため、条件が合えば曝気動力を抑えられる可能性があります。ただし供給できる酸素量は、接触体の面積・回転速度・水温・廃水の汚濁濃度によって変わり、高負荷時には補助的な散気を併用することもあります。「方式名がRBCだから省エネ」と一律に言えるわけではなく、実際の削減効果は既存設備との比較条件をそろえて評価する必要があります。
設計値は原水条件ごとに決める
処理性能を左右するのは、接触体の材質と比表面積、液中への浸漬率、回転速度、直列に並べる段数、水理学的滞留時間（HRT）、そして接触体の面積あたりにかかる有機物負荷です。とくに面積負荷を高くとりすぎると生物膜が過剰に増殖し、酸素不足や目詰まり、悪臭の原因になります。高濃度の廃水や分解しにくい成分を含む廃水では、原水分析や実証試験でこれらの設計条件を詰めることが欠かせません。
回転生物接触法の歴史
回転生物接触法の着想は古く、カナダ環境省が1973年にまとめた技術評価報告によれば、1940年以前から断続的な研究が行われていましたが、需要が乏しく実用化には至りませんでした。研究が本格的に再開されたのは1955年で、西ドイツのシュトゥットガルト工科大学のハンス・ハルトマンとフランツ・ペーペルが取り組みました。欧州での商用利用は1959年に始まり、同報告の時点では西ドイツ・フランス・スイスを中心に約1,000基が稼働していたとされます。その後、方式は米国やカナダにも広まりました。当初は平板の円板（ディスク）が基本形でしたが、比表面積を高めるために形状や材質の改良が重ねられ、より多くの微生物を保持できる接触体が開発されてきました。2010年代のレビュー論文でも、微生物を装置内に保持しやすく省スペース性に優れる点が、既存設備の能力増強に向く特徴として整理されています。
活性汚泥法との違い
活性汚泥法では、微生物を含む汚泥（活性汚泥）を廃水中に浮遊させ、曝気によって酸素を供給します。これに対し回転生物接触法では、微生物を接触体の表面へ付着させて保持する点が大きく異なります。両者の性格を整理すると次のようになります。
| 比較項目 | 回転生物接触法 | 活性汚泥法 |
|---|---|---|
| 微生物の状態 | 接触体に付着した生物膜 | 槽内に浮遊する活性汚泥 |
| 酸素供給 | 接触体の回転と、必要に応じた補助的な散気 | 主に曝気装置 |
| 微生物の保持 | 接触体上に保持しやすい | 沈殿・返送汚泥の管理が重要 |
| 主な活用 | 単独処理、前段処理、既設の能力増強 | 標準的な生物処理、後段処理 |
どちらか一方だけを選ぶ関係とは限りません。流入負荷が高い設備では、回転生物接触装置を曝気槽の前段に置いてBOD負荷を下げ、そのうえで活性汚泥法で仕上げる、といった組み合わせが有効な場合もあります。
多段化と硝化・脱窒
回転生物接触法では、接触体をいくつかの段（室）に分けて直列に配置する多段化がよく行われます。流入側の段では負荷が高く、有機物を分解する従属栄養細菌が優占してBODを下げます。負荷が下がった後段では、アンモニア性窒素を酸化する硝化菌が育ちやすくなり、硝化まで狙える構成になります。段ごとに微生物のすみ分けが自然に進むため、負荷変動を段階的に吸収しやすいことも、この方式の実務上の利点です。窒素を最終的に除去する脱窒まで求める場合は、無酸素条件をつくる工程との組み合わせを検討します。
メリットと注意点
最大の利点は、微生物を接触体上に安定して保持でき、槽の容積を有効に使える点です。汚泥を大量に浮遊させて返送する必要がある活性汚泥法に比べ、汚泥管理の負担が相対的に小さく、立ち上げ後の運転が安定しやすい傾向があります。大規模な曝気槽を増設しにくい敷地でも、既設処理の前段へ組み込める可能性があります。
一方で注意点もあります。油脂やSS（浮遊物質）の過剰な流入、急激なpH変化、生物の働きを妨げる阻害物質、低水温などは処理性能を下げます。機械としては回転軸・軸受・駆動部という可動部をもつため、点検と保全が必要です。加えて、生物膜の厚みや剥離の状態、後段の沈殿槽の管理も処理水質を左右します。省エネ・省スペースといった効果は、必ず現状設備との比較条件をそろえて確認することが重要です。
運転・維持管理のポイント
回転生物接触装置を安定して使い続けるには、立ち上げ期の馴養（微生物を接触体に十分に育てる期間）と、日常の点検が重要です。運転開始からしばらくは生物膜が薄く処理が安定しないため、負荷を段階的に上げながら膜の成長を待ちます。運転が始まってからは、回転軸・軸受・駆動部の異音や振動、接触体の偏りや破損、生物膜の色や厚みの変化を定期的に確認します。膜が黒ずんで悪臭を伴う場合は酸素不足や過負荷が疑われます。白っぽい糸状の微生物が目立つ場合も運転条件の偏りを示すことがありますが、糸状性微生物の種類や発生要因は複数あるため、外観だけで原因を決めず、DO・pH・負荷・栄養バランスと顕微鏡所見を総合して確認します。こうした兆候を早めにとらえ、負荷配分や回転速度、前処理の調整につなげることが、長期の安定運転につながります。
主な適用分野
回転生物接触法は、生活廃水や公共下水のほか、食品・飲料・食肉加工などの有機系産業廃水まで幅広く使われてきました。比較的小規模な施設や、負荷変動のある廃水、既設設備の能力が不足しはじめた現場などで検討されることが多い方式です。とくに、汚泥の管理に人手を割きにくい施設や、流量・水質が時間帯や季節で大きく動く廃水では、微生物を接触体に保持できる強みが生きます。逆に、極端な高濃度廃水や、油分・SS・阻害物質が多い廃水では、前処理（油水分離や調整槽）と組み合わせ、装置に入る前に負荷を整えることが前提になります。導入の可否は方式の一般論ではなく、その現場の原水と既設設備の状況に照らして判断します。
まとめ
回転生物接触法は、微生物を付着させた接触体を回転させ、有機物との接触と酸素供給を効率よく繰り返す生物膜法です。省スペース化や既設設備の能力増強に適した選択肢ですが、効果を引き出すには原水分析と、沈殿・固液分離まで含めた処理系全体の設計が欠かせません。方式名だけで性能や省エネ効果を判断せず、原水条件に合わせて設計・検証していく姿勢が、安定した処理への近道になります。
廃水量やBOD負荷の増加、曝気動力、増設スペースといった具体的な課題への対策は、関連コラムと製品情報をあわせてご覧ください。
参考資料
- An Evaluation of European Experience with the Rotating Biological Contactor｜Environment Canada（1973）
- Rotating biological contactors for wastewater treatment – A review｜U.S. EPA HERO
- バチルス菌を利用した高度廃水処理システム（JK-BCシステム）｜J-STAGE
- 株式会社バチルテクノコーポレーション「製品カタログ 装置」（2026年3月版）