(57)【要約】【課題】生物処理を行う排水の蛍光強度を測定する微生物活性のモニタリング方法でありながら、汚泥の懸濁状態による影響を受けずに、正確なモニタリングが可能な排水中の微生物活性のモニタリング方法を提供する。【解決手段】モニタリング対象排水系で活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度Ｘと蛍光強度Ｙとの関係式である数式Ｙ＝ＡＸ＋Ｂにおける定数Ａを決定する定数Ａ決定工程、対象の排水系で活性汚泥濃度Ｘ1と蛍光強度Ｙ1とを測定し、結果を数式Ｙ1＝ＡＸ1＋Ｃに代入して行う定数Ｃ算出工程、対象排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度Ｘ0、および、定数Ａ、定数Ｃを数式Ｙ0＝ＡＸ0＋Ｃに代入して行う補正蛍光強度算出工程を有し、補正蛍光強度Ｙ0の値により対象排水系における微生物活性をモニタリングする。【選択図】図２
2014083524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機系化合物含有排水を微生物により処理する際の該微生物の代謝活性を、該微生物を含む前記排水に所定の波長の励起光を照射した際に該微生物の代謝活性を表す化合物が発する蛍光線の蛍光強度を測定することでモニタリングする方法であって、
モニタリング対象の排水系において、活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度（Ｘ）と蛍光強度（Ｙ）との関係式である数式（１）、
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ          ……（１）
における定数Ａを決定する定数Ａ決定工程、
前記モニタリング対象の排水系で、活性汚泥濃度（Ｘ1）と蛍光強度（Ｙ1）とを測定し、該活性汚泥濃度（Ｘ1）、該蛍光強度（Ｙ1）、および、前記定数Ａを数式（２）、
Ｙ1＝ＡＸ1＋Ｃ      ……（２）
に代入して定数Ｃを算出する定数Ｃ算出工程、
モニタリング対象の排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度（Ｘ0）、および、前記定数Ａ、前記定数Ｃを数式（３）、
Ｙ0＝ＡＸ0＋Ｃ      ……（３）
に代入して前記測定した蛍光強度（Ｙ1）を前記基準活性汚泥濃度（Ｘ0）における蛍光強度に補正した補正蛍光強度（Ｙ0）を算出する補正蛍光強度算出工程を有し、該補正蛍光強度（Ｙ0）の値によって前記モニタリング対象の排水系における微生物活性をモニタリングすることを特徴とする排水中の微生物活性のモニタリング方法。
【請求項２】
有機系化合物含有排水を微生物により処理する際の該微生物の代謝活性を、該微生物を含む前記排水に所定の波長の励起光を照射した際に該微生物の代謝活性を表す化合物が発する蛍光線の蛍光強度を測定することでモニタリングする方法であって、
モニタリング対象の排水系において、活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度（Ｘ）と蛍光強度（Ｙ）との関係式である数式（１）、
Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ          ……（１）
における定数Ａを決定する定数Ａ決定工程、
前記モニタリング対象の排水系で、活性汚泥濃度（Ｘ1）と蛍光強度（Ｙ1）とを測定し、該活性汚泥濃度（Ｘ1）、該蛍光強度（Ｙ1）、前記定数Ａ、および、モニタリング対象の排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度（Ｘ0）を数式（５）、
Ｙ0＝Ｙ1＋Ａ（Ｘ0−Ｘ1）  ……（５）
に代入して前記測定した蛍光強度（Ｙ1）を前記基準活性汚泥濃度（Ｘ0）における蛍光強度に補正した補正蛍光強度（Ｙ0）を算出する補正蛍光強度直接算出工程を有し、該補正蛍光強度（Ｙ0）の値によって前記モニタリング対象の排水系における微生物活性をモニタリングすることを特徴とする排水中の微生物活性のモニタリング方法。
【請求項３】
前記活性汚泥濃度が５００ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法。
【請求項４】
前記微生物の代謝活性を表す化合物が、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドおよび／またはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸であり、前記蛍光強度測定に用いる前記励起光の波長が３３０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下で、かつ、前記蛍光線の波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法を実施するための排水中の微生物活性のモニタリング装置であって、
前記励起光を照射する光源と、前記蛍光線の蛍光強度を測定する計測部とを備えた蛍光測定プローブと、活性汚泥濃度測定プローブと、を有し、かつ、
前記モニタリング対象の排水系において予め決定された前記定数Ａ、前記基準活性汚泥濃度、前記蛍光測定プローブにより測定された蛍光強度、および、前記活性汚泥濃度測定プローブにより測定された活性汚泥濃度と、から前記補正蛍光濃度を算出する演算手段を有することを特徴とする排水中の微生物活性のモニタリング装置。
【請求項６】
有機系化合物含有排水を微生物で処理する生分解反応の制御方法であって、
請求項1ないし請求項４のいずれか１項に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法によって求められた前記補正蛍光強度と、前記基準活性汚泥濃度における微生物活性の基準として予め定めた基準蛍光強度範囲とを比較し、前記補正蛍光強度が前記基準蛍光強度範囲内に入るように該排水中に吹き込む空気または酸素の量を調整することを特徴とする排水処理の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機系化合物含有排水を生物処理する際の微生物活性をモニタリングする方法、および、この方法を応用した排水処理の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水中の有機系化合物を生物処理によって、除去する方法として、標準活性汚泥法や硝化菌、脱窒素菌を作用させる生物窒素除去法が知られている。いずれの方法でも好気性や通性嫌気性の微生物、嫌気性の微生物を適切に保持させることが必要となり、排水処理中の微生物活性をモニタリングする適切な方法の提供が課題となっている。特にリアルタイムモニタリングが要望され、その一法として微生物活性をモニタリングする方法が特開平９−９４５９５号公報（特許文献１）、特表平９−５００２７７号公報（特許文献２）、および、特表平１１−５０４８５４号公報（特許文献３）などで提案されている。
【０００３】
特許文献１では酸化還元電位電極（ＯＲＰ）を用いて排水処理反応槽内の好気状態、嫌気状態を制御する技術が開示されている。しかしこの技術では排水にｐＨを変化させる物質や酸化還元物質が含有されている場合には硝化状態や脱窒状態が正確に把握できないという欠点がある。
【０００４】
特許文献２には混合溶液のＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）が発する蛍光の変化を検出するプローブによるモニタリング結果に基づいて排水処理を行う技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、曝気タンク排水中のＮＡＤＨ等の生物蛍光体が発する蛍光の測定値を設定値に近づけるように酸素濃度を連続制御する技術が開示されている。
【０００６】
引用文献２および３に記載された技術では、微生物が好気状態にあるか嫌気状態にあるかの指標物質となるＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）やＮＡＤＰＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）は、励起光照射により発生する蛍光線の蛍光強度により測定が可能であるとされるが、実際には、生物処理中の排水は汚泥が懸濁した状態なので、蛍光強度の測定結果には大きなばらつきが生じ、測定された蛍光強度を用いて排水処理の制御を行っても、安定した結果が得られないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−９４５９５号公報
【特許文献２】特表平９−５００２７７号公報
【特許文献３】特表平１１−５０４８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記従来の問題を解決する。すなわち、生物処理を行う排水の蛍光強度を測定する微生物活性のモニタリング方法でありながら、汚泥の懸濁状態による影響を受けずに、正確なモニタリングが可能な排水中の微生物活性のモニタリング方法、このような排水中の微生物活性のモニタリング方法を可能とする排水中の微生物活性のモニタリング装置、および、このような排水中の微生物活性のモニタリング方法を用いた排水処理の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来、微生物の代謝活性を示す化合物が発する蛍光線の蛍光強度により微生物活性をモニタリングする場合には、測定値は上述のように排水中に懸濁する汚泥の影響を受けてばらつきが大きく、蛍光強度だけで汚泥の状態を管理するには問題があると考えられてきた。しかし本発明者等は活性汚泥濃度と蛍光強度との間には一次関数で近似できる負の相関があること、同一排水系では、例えば曝気量の異なる条件であっても、活性汚泥濃度と蛍光強度の関係を表す一次関数の傾きがほぼ一定となることを見いだし、この関係を利用したモニタリング方法を発明するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法は請求項１に記載の通り、有機系化合物含有排水を微生物により処理する際の該微生物の代謝活性を、該微生物を含む前記排水に所定の波長の励起光を照射した際に該微生物の代謝活性を表す化合物が発する蛍光線の蛍光強度を測定することでモニタリングする方法であって、モニタリング対象の排水系において、活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度（Ｘ）と蛍光強度（Ｙ）との関係式である数式（１）、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ  ……（１）における定数Ａを決定する定数Ａ決定工程、前記モニタリング対象の排水系で、活性汚泥濃度（Ｘ1）と蛍光強度（Ｙ1）とを測定し、該活性汚泥濃度（Ｘ1）、該蛍光強度（Ｙ1）、および、前記定数Ａを数式（２）、Ｙ1＝ＡＸ1＋Ｃ  ……（２）に代入して定数Ｃを算出する定数Ｃ算出工程、モニタリング対象の排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度（Ｘ0）、および、前記定数Ａ、前記定数Ｃを数式（３）、Ｙ0＝ＡＸ0＋Ｃ  ……（３）に代入して前記測定した蛍光強度（Ｙ1）を前記基準活性汚泥濃度（Ｘ0）における蛍光強度に補正した補正蛍光強度（Ｙ0）を算出する補正蛍光強度算出工程を有し、該補正蛍光強度（Ｙ0）の値によって前記モニタリング対象の排水系における微生物活性をモニタリングすることを特徴とする排水中の微生物活性のモニタリング方法である。
【００１１】
また、本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法は請求項２に記載の通り、有機系化合物含有排水を微生物により処理する際の該微生物の代謝活性を、該微生物を含む前記排水に所定の波長の励起光を照射した際に該微生物の代謝活性を表す化合物が発する蛍光線の蛍光強度を測定することでモニタリングする方法であって、モニタリング対象の排水系において、活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度（Ｘ）と蛍光強度（Ｙ）との関係式である数式（１）、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ  ……（１）における定数Ａを決定する定数Ａ決定工程、前記モニタリング対象の排水系で、活性汚泥濃度（Ｘ1）と蛍光強度（Ｙ1）とを測定し、該活性汚泥濃度（Ｘ1）、該蛍光強度（Ｙ1）、前記定数Ａ、および、モニタリング対象の排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度（Ｘ0）を数式（５）、Ｙ0＝Ｙ1＋Ａ（Ｘ0−Ｘ1）  ……（５）に代入して前記測定した蛍光強度（Ｙ1）を前記基準活性汚泥濃度（Ｘ0）における蛍光強度に補正した補正蛍光強度（Ｙ0）を算出する補正蛍光強度直接算出工程を有し、該補正蛍光強度（Ｙ0）の値によって前記モニタリング対象の排水系における微生物活性をモニタリングすることを特徴とする排水中の微生物活性のモニタリング方法である。
【００１２】
また、本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法は請求項３に記載の通り、請求項１または請求項２に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法において前記活性汚泥濃度が５００ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法は請求項４に記載の通り、請求項１ないし請求項３に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法において、前記微生物の代謝活性を表す化合物が、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドおよび／またはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸であり、前記蛍光強度測定に用いる前記励起光の波長が３３０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下で、かつ、前記蛍光線の波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の排水中の微生物活性のモニタリング装置は請求項５に記載の通り、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法を実施するための排水中の微生物活性のモニタリング装置であって、前記励起光を照射する光源と、前記蛍光線の蛍光強度を測定する計測部とを備えた蛍光測定プローブと、活性汚泥濃度測定プローブと、を有し、かつ、  前記モニタリング対象の排水系において予め決定された前記定数Ａ、前記基準活性汚泥濃度、前記蛍光測定プローブにより測定された蛍光強度、および、前記活性汚泥濃度測定プローブにより測定された活性汚泥濃度と、から前記補正蛍光濃度を算出する演算手段を有することを特徴とする排水中の微生物活性のモニタリング装置である。
【００１５】
本発明の排水処理の制御方法は請求項６に記載の通り、有機系化合物含有排水を微生物で処理する生分解反応の制御方法であって、請求項1ないし請求項４のいずれか１項に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法によって求められた前記補正蛍光強度と、前記基準活性汚泥濃度における微生物活性の基準として予め定めた基準蛍光強度範囲とを比較し、前記補正蛍光強度が前記基準蛍光強度範囲内に入るように該排水中に吹き込む空気または酸素の量を調整することを特徴とする排水処理の制御方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法では、請求項１または請求項２に記載の工程に従って、モニタリング対象の排水系で測定した蛍光強度（Ｙ1）から補正蛍光強度（Ｙ0）を算出することで、従来、懸濁する汚泥の影響で測定値のばらつきが大きく、排水処理の状況把握に利用するには問題があると考えられてきた蛍光強度を、ばらつきが少なく、実際の微生物活性と相関のあるパラメーターに変換することができる。従って、この補正蛍光強度（Ｙ0）の値を排水中の微生物活性のモニタリングに用いることで、正確なモニタリングが可能となる。
【００１７】
また、請求項３に記載の本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法によれば、前記活性汚泥濃度を５００ｍｇ／Ｌ以上に限定することで、活性汚泥濃度と蛍光強度との間に良好な負の相関が得られ、より正確なモニタリングが可能となる。
【００１８】
また、請求項４に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法によれば、前記微生物の代謝活性を表す化合物が、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドおよび／またはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸であり、前記蛍光強度測定に用いる前記励起光の波長が３３０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下で、かつ、前記蛍光線の波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下であると、排水中の微生物の好気状態、嫌気状態を正確に把握することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の排水中の微生物活性のモニタリング装置は、前記励起光を照射する光源と、前記蛍光線の蛍光強度を測定する計測部とを備えた蛍光測定プローブと、活性汚泥濃度測定プローブと、を有し、かつ、前記モニタリング対象の排水系において予め決定された前記定数Ａ、前記基準活性汚泥濃度、前記蛍光測定プローブにより測定された蛍光強度、および、前記活性汚泥濃度測定プローブにより測定された活性汚泥濃度と、から前記補正蛍光濃度を算出する演算手段を有するので、従来、排水中に懸濁する汚泥の影響でばらつくと考えられてきた蛍光強度の実測値を、実際の排水の状態を表すパラメーターとして利用可能な値（補正蛍光強度）に変換して出力することが可能となり、前記モニタリング対象の排水系における微生物活性のモニタリングを正確に行うことができる。
【００２０】
本発明の排水処理の制御方法は、請求項1ないし請求項４のいずれか１項に記載の排水中の微生物活性のモニタリング方法によって求められた前記補正蛍光強度と、前記基準活性汚泥濃度における微生物活性の基準として予め定めた基準蛍光強度範囲とを比較し、前記補正蛍光強度が前記基準蛍光強度範囲内に入るように該排水中に吹き込む空気または酸素の量を調整することを特徴とするため、排水中の微生物の微妙な好気状態、嫌気状態を正確に制御することが可能となり、安定して良好な処理水を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のモニタリング方法を実施する排水処理装置の概略図である。
【図２】本発明のモニタリング方法に従って補正蛍光強度を算出する原理を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明における排水中の微生物活性のモニタリング方法では、有機系化合物含有排水を微生物により処理する際の該微生物の代謝活性を、該微生物を含む前記排水に所定の波長の励起光を照射した際に該微生物の代謝活性を表す化合物が発する蛍光線の蛍光強度を測定することでモニタリングする方法であって、モニタリング対象の排水系において、活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度（Ｘ）と蛍光強度（Ｙ）との関係式である数式（１）、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ  ……（１）における定数Ａを決定する定数Ａ決定工程、前記モニタリング対象の排水系で、活性汚泥濃度（Ｘ1）と蛍光強度（Ｙ1）とを測定し、該活性汚泥濃度（Ｘ1）、該蛍光強度（Ｙ1）、および、前記定数Ａを数式（２）、Ｙ1＝ＡＸ1＋Ｃ  ……（２）に代入して定数Ｃを算出する定数Ｃ算出工程、モニタリング対象の排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度（Ｘ0）、および、前記定数Ａ、前記定数Ｃを数式（３）、Ｙ0＝ＡＸ0＋Ｃ  ……（３）に代入して前記測定した蛍光強度（Ｙ1）を前記基準活性汚泥濃度（Ｘ0）における蛍光強度に補正した補正蛍光強度（Ｙ0）を算出する補正蛍光強度算出工程を有し、この結果得られた補正蛍光強度（Ｙ0）の値によってモニタリング対象の排水系における微生物の代謝活性をモニタリングする。
【００２３】
本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法において、モニタリング対象の排水系とは、有機系化合物を含有する排水を微生物により処理する排水系であり、具体的には、家庭排水、農業廃水、畜産排水、医療排水、化学工業排水、食品工業排水等の排水を処理するための排水処理設備が該当する。
【００２４】
また、所定の波長の励起光の照射で蛍光を発する微生物の代謝活性を表す化合物としては、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤＰＨ）、アデノシン三燐酸（ＡＴＰ）、アデノシン二燐酸（ＡＤＰ）、チロシン、トリプトファン、アデニン、アデノシン、エストロゲン酸、ヒスタミン、ビタミンＡ、フェニルアラニン、キヌレニン、ｐ−アミノ安息香酸、ドーパミン、セロトニン、ビタミンＢ12等が挙げられる。
【００２５】
本発明において、蛍光強度測定に用いる励起光の波長を３３０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下とし、蛍光強度を測定する蛍光線の波長を４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下とすることで、上記微生物の代謝活性を表す化合物のうち、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドおよび／またはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（以下、これらの物質をまとめてＮＡＤ（Ｐ）Ｈと記載する）を検出することができるので好ましい。ＮＡＤ（Ｐ）Ｈは、嫌気状態が強くなるほど微生物中の量が増加するので、本発明に従って補正蛍光強度を求めることで、モニタリング対象の排水系の好気状態、嫌気状態を正確に把握することが可能となる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例では蛍光強度測定のための蛍光センサ（蛍光測定プローブ）として、Ｔｕｒｎｅｒ  Ｄｅｓｉｇｎｓ社製のＣＹＣＬＯＰＳ−７を使用し、励起波長３５０ｎｍで励起した際に発する波長４５０ｎｍの蛍光線の蛍光強度を蛍光電圧（ｍＶ）として測定した。また、活性汚泥濃度の測定には、ＭＬＳＳ（Mixed Liquor Suspended Solids）計（活性汚泥濃度測定プローブ）として横河電機社製のＳＳ４００Ｇを用いた。
【００２７】
ある食品加工工場の活性汚泥法による排水処理設備で本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法を実施した。試験を実施した排水処理設備の概略図を図１に示す。
【００２８】
この排水処理設備は、ライン１０ａから流入する流入排水（原水）に対して、曝気処理を行う曝気槽１、曝気槽１によって曝気処理された流出液を沈殿槽に供給するライン１０ｂを介して曝気槽１に接続された沈殿槽２、沈殿槽２の上澄み２ａを処理水として排出するライン１０ｃ、沈殿槽２底部には底部に沈殿した活性汚泥２ｂを排出するためのライン１０ｄ、ライン１０ｄから分岐して上記活性汚泥の一部を返送汚泥液として曝気槽1に送るライン１０ｅ、沈殿槽２の活性汚泥のうち余剰汚泥を排出するためのライン１０ｆを備え、そして、曝気槽１底部付近に曝気槽１全体にエアを供給するために設けられた気泡散気管８、および、気泡散気管８に接続され気泡散気管８に空気を供給するためのブロア７が設けられている。さらに、曝気槽１には、本発明の排水中の微生物活性のモニタリング方法を実施するためのモニタリング装置６が設けられている。
【００２９】
モニタリング装置６には、励起光を照射する光源と蛍光線の蛍光強度を測定する計測部とを備えた蛍光測定プローブ３ａ、蛍光測定プローブ３ａを制御するとともに蛍光測定プローブ３ａからのデータを受け取る蛍光測定プローブ制御部３ｂ、活性汚泥濃度測定プローブ４ａ、活性汚泥濃度測定プローブ４ａを制御するとともに活性汚泥濃度測定プローブ４ａからのデータを受け取る活性汚泥濃度測定プローブ制御部４ｂ、および、これら蛍光測定プローブ制御部３ｂおよび活性汚泥濃度測定プローブ制御部４ｂと信号制御線を介して接続されたコントローラ（演算部）５を有している。
【００３０】
コントローラ（演算部）５はＣＰＵ、各種定数、演算式、および、プログラム等が格納されたＲＯＭ、各種測定結果および各種演算結果を格納するためのＲＡＭ、各種タイマ、および、各種入出力ポートを備えていて、モニタリング対象の排水系において予め決定された定数Ａ、基準活性汚泥濃度、蛍光測定プローブ３ａにより測定された蛍光強度、および、活性汚泥濃度測定プローブ４ａにより測定された活性汚泥濃度と、から前記補正蛍光濃度を算出する演算手段を構成している。
【００３１】
このコントローラ（演算部）５は、さらに、信号制御線によりブロアに接続されていて、本発明に係る排水中の微生物活性のモニタリング方法によって求められた補正蛍光強度と、基準活性汚泥濃度における微生物活性の基準として予め定めた基準蛍光強度範囲とを比較し、補正蛍光強度が基準蛍光強度範囲内に入るように該排水中に吹き込む空気または酸素の量を調整するブロア制御手段も兼ねている。
【００３２】
上記排水処理設備では、基準活性汚泥濃度を２０００ｍｇ／Ｌ、基準蛍光強度範囲を蛍光電圧として２５０ｍＶ以上３００ｍＶ以下と定めた。基準活性汚泥濃度および基準蛍光強度範囲は、モニタリング対象の排水系で良好に処理が行われているときのデータをもとに最適な値を適宜設定することができる。
【００３３】
本発明では、まず、モニタリング対象の排水系において、活性汚泥濃度を変化させた場合の活性汚泥濃度（Ｘ）と蛍光強度（Ｙ）との関係式である数式（１）、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ  ……（１）における定数Ａを決定する必要がある。そこで、上記排水処理設備の曝気槽から排水を採取し、同じく上記排水処理設備から採取した原水を用いて適宜希釈することで、活性汚泥濃度の異なる試料を１８点作成した。この試料のそれぞれを２０℃で適宜空気曝気しながら溶存酸素濃度が２．０ｍｇ／Ｌのときの活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ））と蛍光強度（蛍光電圧（ｍＶ））を測定した。結果を図２に菱形のプロットで示す。
【００３４】
ＮＡＤ（Ｐ）Ｈは、微生物の体内に存在する補酵素なので、通常、微生物濃度が高いほど、その濃度も高くなるはずであり、ＭＬＳＳ濃度とＮＡＤ（Ｐ）Ｈの発する蛍光線の蛍光強度とは正の相関を示すと考えられていた。しかしながら、正の相関を示すのはＭＬＳＳ濃度が５００ｍｇ／Ｌ未満の低濃度の場合であって、実際の排水処理で適用されるＭＬＳＳ濃度５００ｍｇ／Ｌ以上の範囲では、一次関数で近似できる負の相関を示すことが、本実施例の結果からも明らかとなった。
【００３５】
ここで、図２に菱形のプロットで示した本実施例の測定データから、該排水処理設備での実際のＭＬＳＳ濃度レベルと合致した１０００ｍｇ／Ｌ以上３５００ｍｇ／Ｌ以下のデータを抽出し、最小二乗法を用いて数式（１）、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ  ……（１）における定数Ａを求めると、−０．０４５であった。さらに、同一試料を用いて、空気曝気を行わずに攪拌子を用いて緩やかに攪拌し、溶存酸素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ以下になった時点での蛍光強度を測定し、同様に定数Ａを求めたところ、−０．０４７であった。この結果から、同一排水系では活性汚泥濃度と蛍光強度の関係を表す一次関数の傾きがほぼ一定となることが理解される。また、本実施例における定数Ａは、平均値をとって−０．０４６とした。一方、別の排水系での例として、ある製薬会社の活性汚泥法による排水処理設備の曝気槽排水を用いて定数Ａを測定したところ、−０．０１２であった。
【００３６】
本実施例からも判る通り、活性汚泥濃度と蛍光強度とが一次関数で近似できる負の相関を示すための活性汚泥濃度の範囲は、５００ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは１０００ｍｇ／Ｌ以上である。また、活性汚泥濃度の上限値には特に制限はなく、実際の排水処理で適用されるＭＬＳＳ濃度と、直線性が得られるデータ範囲を勘案して適宜設定可能であるが、概ね６０００ｍｇ／Ｌ程度である。
【００３７】
また、本実施例では、多数の測定データから最小二乗法を用いて定数Ａを求めたが、直線性のある範囲の２点のデータから定数Ａを計算したり、グラフ上のプロット群に近似する直線を引き、その傾きから定数Ａを導き出してもよく、この場合も本発明に含まれる。なお、数式（１）における定数Ｂ（図２における数式（１）のＹ切片）は本発明では求める必要はない。
【００３８】
なお、上記の定数Ａ決定工程は、モニタリング対象の排水系ごとに少なくとも１度実施して定数Ａを決定しておけばよく、実際にモニタリングを行う際に、都度定数Ａ決定工程を実施する必要はない。
【００３９】
次に、実際の曝気槽で、活性汚泥濃度（Ｘ1）と蛍光強度（Ｙ1）とを測定し、該活性汚泥濃度（Ｘ1）、該蛍光強度（Ｙ1）、および、上記工程で決定した定数Ａ＝−０．０４６を数式（２）、Ｙ1＝ＡＸ1＋Ｃ  ……（２）に代入して定数Ｃを算出する。本実施例では、Ｘ1＝２８００ｍｇ／Ｌ、Ｙ1＝２８０ｍＶであり、該測定結果から定数Ｃを求めると、４０９と算出された。この定数Ｃは、実測値Ｘ1、Ｙ1を通り、傾きがＡの直線、Ｙ＝ＡＸ＋Ｃ（図２における数式（４））のＹ切片に相当する。
【００４０】
次いで、モニタリング対象の排水系ごとに予め定めた基準活性汚泥濃度（Ｘ0）、および、前記各工程で求めた定数Ａ、定数Ｃを数式（３）、Ｙ0＝ＡＸ0＋Ｃ  ……（３）に代入して補正蛍光強度（Ｙ0）を算出する。この補正蛍光強度Ｙ0は、前記数式（４）で表される直線上、基準活性汚泥濃度Ｘ0における蛍光強度に相当する。本実施例では、補正蛍光強度Ｙ0は３１７ｍＶと算出された。
【００４１】
本実施例では、補正蛍光強度（Ｙ0）の算出方法として、定数Ｃ算出工程を介して実施する方法を説明したが、数式（２）と数式（３）から定数Ｃを消去した数式（５）、Ｙ0＝Ｙ1＋Ａ（Ｘ0−Ｘ1）  ……（５）を用いて、定数Ｃ算出工程を介さずに補正蛍光強度（Ｙ0）を直接求めることもでき、この場合も本発明に含まれる。
【００４２】
本発明では、上記各工程を経て算出された補正蛍光強度（Ｙ0）の値によって、モニタリング対象の排水系における微生物活性をモニタリングする。特に本実施例のように、蛍光強度測定に用いる励起光の波長を３３０ｎｍ以上３８０ｎｍ以下とし、蛍光強度を測定する蛍光線の波長を４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下とすると、補正蛍光強度（Ｙ0）は、対象排水系内に生息する微生物が持つＮＡＤ（Ｐ）Ｈの量を反映した値となるため、モニタリング対象の排水系の好気状態、嫌気状態の把握が可能となる。
【００４３】
本実施例では、基準活性汚泥濃度における基準蛍光強度範囲が２５０ｍＶ以上、３００ｍＶ以下であるのに対し、補正蛍光強度が３１７ｍＶと算出されたので、曝気槽内の微生物は、良好な処理状態のときと比較して嫌気状態にあると判断することができる。さらに、曝気槽に吹き込む空気量を増加させる等の制御を行うことで、排水処理設備を良好な状態に戻すことができる。
【００４４】
ここで、蛍光強度の補正を行わず、従来技術のように実測値をそのまま用いて排水中の微生物活性のモニタリングを行った場合、本実施例における蛍光強度の実測値は２８０ｍＶと基準蛍光強度範囲内の値なので、現状の処理状況は良好であるという誤った評価を下してしまうことになる。
【００４５】
なお、本実施例では、蛍光測定プローブと活性汚泥濃度測定プローブを個別に用いて蛍光強度と活性汚泥濃度を測定し演算する方法を説明したが、図１に模式的に示したとおり、蛍光測定プローブ３ａと活性汚泥濃度測定プローブ４ａとをコントローラ（演算部）５を介して一体化したモニタリング装置６を構成することで、本発明の補正蛍光強度を容易に計測する装置とすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    曝気槽
２    沈殿槽
３ａ  蛍光測定プローブ
３ｂ  蛍光測定プローブ制御部
４ａ  活性汚泥濃度測定プローブ
４ｂ  活性汚泥濃度測定プローブ制御部
５    コントローラ（演算部）
６    モニタリング装置
７    ブロア
８    気泡散気管
１０ａ〜１０ｆ    ライン
【図１】
2014083524.tif 000003
【図２】
2014083524.tif 000004