(57)【要約】 【課題】生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことが可能な水処理システム及び水処理方法を提供する。  【解決手段】処理装置１は、原水中に含有する処理対象物質を微生物により分解して、処理水を生成する処理槽を備える。制御物質注入装置２は、微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を処理槽へ注入する。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中に含有される処理対象物質を微生物により分解して、前記原水から処理水を生成する処理槽を備える処理装置と、
前記微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を前記処理槽へ注入する制御物質注入装置と
を具備する水処理システム。
【請求項２】
前記制御物質は、前記微生物による代謝物の産生を促進する伝達物質である請求項１記載の水処理システム。
【請求項３】
前記処理水を取得し、前記処理水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、前記処理水の分析結果に基づいて、前記伝達物質の注入条件を決定し、この注入条件に従い、前記処理槽への前記伝達物質の注入を制御する第１の制御部をさらに備える請求項２記載の水処理システム。
【請求項４】
前記原水を取得し、前記原水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、前記原水の分析結果に基づいて、前記伝達物質の注入条件を決定し、この注入条件に従い、前記処理槽への前記伝達物質の注入を制御する第１の制御部をさらに備える請求項２記載の水処理システム。
【請求項５】
前記制御物質は、前記微生物による代謝物の産生を促進する伝達物質及び代謝物の産生を抑制する伝達阻害物質であり、
前記処理装置は、前記原水から前記処理対象物質を除去する分離膜をさらに備え、
前記制御物質注入装置は、
前記伝達物質を前記処理槽へ注入する第１の注入部と、
前記伝達阻害物質を前記処理槽へ注入する第２の注入部と
を備える請求項１記載の水処理システム。
【請求項６】
前記処理水を取得し、前記処理水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、
前記処理水の分析結果に基づいて、前記伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定する統括制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達物質の注入条件に従い、前記第１の注入部を制御する第１の制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、前記第２の注入部を制御する第２の制御部と
をさらに備える請求項５記載の水処理システム。
【請求項７】
前記原水を取得し、前記原水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、
前記原水の分析結果に基づいて、前記伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定する統括制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達物質の注入条件に従い、前記第１の注入部を制御する第１の制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、前記第２の注入部を制御する第２の制御部と
をさらに備える請求項５記載の水処理システム。
【請求項８】
原水中に含有する処理対象物質を除去して、前記原水から処理水を生成する分離膜を備える処理装置と、
前記原水中に存在する微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を前記原水へ注入する制御物質注入装置と
を具備する水処理システム。
【請求項９】
前記制御物質は、前記微生物による代謝物の産生を抑制する伝達阻害物質である請求項８記載の水処理システム。
【請求項１０】
前記処理水を取得し、前記処理水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、前記処理水の分析結果に基づいて、前記伝達阻害物質の注入条件を決定し、前記決定された伝達阻害物質の注入条件に従い、前記原水への前記伝達阻害物質の注入を制御する第２の制御部をさらに備える請求項９記載の水処理システム。
【請求項１１】
前記原水を取得し、前記原水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、前記原水の分析結果に基づいて、前記伝達阻害物質の注入条件を決定し、前記決定された伝達阻害物質の注入条件に従い、前記原水への前記伝達阻害物質の注入を制御する第２の制御部をさらに備える請求項９記載の水処理システム。
【請求項１２】
前記分離膜が逆浸透膜である場合、前記原水を処理するときに生成される濃縮水を取得し、前記濃縮水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、前記濃縮水の分析結果に基づいて、前記伝達阻害物質の注入条件を決定し、前記決定された伝達阻害物質の注入条件に従い、前記第２の注入部を制御する第２の制御部をさらに備える請求項９記載の水処理システム。
【請求項１３】
原水中に含有する処理対象物質を微生物により分解する処理槽と、前記原水から前記処理対象物質を除去する分離膜とを用いて、前記原水から処理水を生成する処理装置と、
前記微生物による代謝物の産生を促進する伝達物質を前記処理槽へ注入する第１の注入部と、前記微生物による代謝物の産生を抑制する伝達阻害物質を前記原水へ注入する第２の注入部とを備える制御物質注入装置と
を具備する水処理システム。
【請求項１４】
前記処理水を取得し、前記処理水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、
前記処理水の分析結果に基づいて、前記伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定する統括制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達物質の注入条件に従い、前記第１の注入部を制御する第１の制御部と
前記統括制御部により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、前記第２の注入部を制御する第２の制御部と
をさらに備える請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１５】
前記原水を取得し、前記原水の水質を分析する水質分析装置をさらに具備し、
前記制御物質注入装置は、
前記原水の分析結果に基づいて、前記伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定する統括制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達物質の注入条件に従い、前記第１の注入部を制御する第１の制御部と、
前記統括制御部により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、前記第２の注入部を制御する第２の制御部と
をさらに備える請求項１３記載の水処理システム。
【請求項１６】
原水中に含有する処理対象物質を微生物により分解して、処理水を生成する処理槽を備える処理装置に用いられる水処理方法において、
前記微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を前記処理槽へ注入する水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、海水、汽水及び地下水等を処理する水処理システム及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、海水、汽水または地下水等の原水から、生活用水、工業用水または農業用水等を製造する水処理システムでは、活性汚泥法（沈殿法）等の生物処理法、膜ろ過法等が用いられている。
【０００３】
生物処理法は、原水中に含有される有機物質及び無機物質等の処理対象物質を微生物により分解させる方法である。生物処理法では、良質なフロックを形成するとともに、微生物を付着させておく担体上に微生物を維持させるために、微生物を高活性な状態に維持する必要がある。例えば、好気性微生物を用いた場合では、散気装置等を用いて原水中の溶存酸素量を制御することで、好気性微生物を高活性な状態に維持する。
【０００４】
一方、膜ろ過法は、原水中に含有される処理対象物質を分離膜により除去する方法である。そのため、膜ろ過法では、ろ過の過程において、浮遊物質等が膜面上または膜内に付着及び堆積し、膜を詰まらせる現象（ファウリング）が発生することがある。ファウリングは、膜の抵抗及び圧力の上昇を引き起こし、膜の薬品洗浄頻度の増加及び膜の交換コストを押し上げる要因となる。ファウリングを発生させる要因としては、生物学的要因の影響力が大きいことが分かってきており、主な要因物質としては、付着性細菌やその代謝物である粘着性物質等が挙げられる（バイオファウリング）。そこで、膜ろ過法を用いた水処理システムでは、バイオファウリング対策として、微生物の餌となり得る有機成分の除去を行う方法が提案されている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０３８５７５号
【特許文献２】特開２０１１−１７７６０４号公報
【特許文献３】特開２００７−９８３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に示すように、従来の水処理システムでは、生物学的要因の影響力が大きく、原水の水質が日変動または季節変動した場合、安定した処理水質を得ることが難しくなり、稼働率の低下を招く恐れがある。
【０００７】
そこで、目的は、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことが可能な水処理システム及び水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、水処理システムは、処理装置及び制御物質注入装置を具備する。処理装置は、原水中に含有する処理対象物質を微生物により分解して、処理水を生成する処理槽を備える。制御物質注入装置は、前記微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を前記処理槽へ注入する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る生物処理法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図。
【図２】第２の実施形態に係る生物処理法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図。
【図３】第２の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例を示すブロック図。
【図４】第３の実施形態に係る膜ろ過法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図。
【図５】第４の実施形態に係る膜ろ過法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図。
【図６】第４の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例１を示すブロック図。
【図７】第４の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例２を示すブロック図。
【図８】第５の実施形態に係る膜分離活性汚泥法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図。
【図９】第６の実施形態に係る膜分離活性汚泥法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図。
【図１０】第６の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る生物処理法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の水処理システムは、処理装置１及び制御物質注入装置２を備える。
【００１３】
処理装置１は、処理槽１１を有する。
【００１４】
処理槽１１は、微生物により処理対象物質を分解する生物処理法を用いて、原水中に含有する処理対象物質を分解し、原水から生活用水、工業用水または農業用水等の処理水を生成する。処理槽１１では、制御物質注入装置２から注入される制御物質により、微生物同士の情報伝達を活性化させることで、微生物による代謝物の産生を促進し、良質なフロック形成や担体上での微生物の維持を図る。
【００１５】
微生物による代謝物を産生するメカニズムとして、クオラム・センシングが知られている。クオラム・センシングとは、微生物同士が伝達物質を介して周囲の仲間の密度を感知し、さまざまな遺伝子の出現を活性化する機構であり、特定の遺伝子の転写活性を制御するものである。伝達物質による微生物の機構の例として、グラム陰性細菌による機構について説明する。
【００１６】
グラム陰性細菌は、主にアシル化ホモセリンラクトン（以下、ＡＨＬと表記する。）を伝達物質として使用する。グラム陰性細菌による合成機構では、合成タンパク質の一つであるＩタンパク質が伝達物質であるＡＨＬを合成する。合成されたＡＨＬは、外部へ放出され、他のグラム陰性細菌が放出したＡＨＬを取り込む。グラム陰性細菌の放出機構では、外部から取り込んだＡＨＬと結合タンパク質とが合体する。グラム陰性細菌は、このＡＨＬと結合タンパク質とが合体し、スイッチの役割をしているグラム陰性細菌の目的遺伝子をたたくことで、代謝物を放出するスイッチをＯＮする。代謝物を放出するスイッチをＯＮすることにより、グラム陰性細菌は、ファウリングの要因物質の一つであるTransparent Exopolymer Particles（以下、ＴＥＰと表記する）やExtracellular Polymeric Substance（以下、ＥＰＳと表記する）等の多糖類を放出する仕組みとなっている。グラム陰性細菌等の微生物は、このクオラム・センシングを利用して代謝物を産生する。
【００１７】
制御物質注入装置２は、処理槽１１内の原水中に存在する微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を処理槽１１へ注入するものであり、第１の注入部２１を有する。第１の注入部２１は、制御物質として、上記処理槽１１内で活動する微生物による代謝物の産生を促進する伝達物質を、予め決定された量注入する。
【００１８】
なお、第１の注入部２１により処理槽１１へ注入される伝達物質は、上記ＡＨＬのうち、例えば、ブチリルホモセリンラクトン（N-butyryl-L-Homoserine lactone）、ヘキサノイルホモセリンラクトン（N-hexanoyl-L-Homoserine lactone）、ヘプタノイルホモセリンラクトン（N-heptanoyl-L-Homoserine lactone）及びオクタノイルホモセリンラクトン（N-octanoyl-L-Homoserine lactone）である。
【００１９】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、第１の注入部２１は、処理槽１１へ伝達物質を注入することで、処理槽１１内における微生物同士の情報伝達を活性化させる。これにより、微生物による代謝物の産生が促進され、水処理システムは、微生物の代謝物による担体上への維持能力を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、活性汚泥法を用いた水処理システムでは、活性汚泥を沈殿させて上澄みを処理するため、沈殿しやすい活性汚泥のフロック形成が重要となる。フロック形成には、活性汚泥法による代謝物の産生が必要であるため、活性汚泥法においては、代謝物の適度な産生が重要である。上記第１の実施形態において、第１の注入部２１は、伝達物質を処理槽１１内へ注入するようにしている。これにより、水処理システムは、処理槽１１内の適度な伝達物質濃度を保つことが可能となる。すなわち、水処理システムは、良質なフロック形成を可能とし、処理効率を向上させることが可能となる。
【００２１】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。
【００２２】
（第２の実施形態）  
図２は、第２の実施形態に係る生物処理法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態と上記第１の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００２３】
図２に示す水質分析装置３は、原水を処理した処理水を取得し、処理水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、処理水に含有するＴＯＣ（Total Organic Carbon）濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、処理水の分析結果を第１の制御部２２へ送信する。
【００２４】
制御物質注入装置２は、第１の制御部２２及び第１の注入部２３を有する。
【００２５】
第１の制御部２２は、水質分析装置３による処理水の分析結果に基づいて、処理槽１１へ注入する伝達物質の注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。例えば、上記処理水のＴＯＣ濃度が高い場合、処理槽１１内に存在する微生物の活動により、原水中の処理対象物質が処理しきれていない可能性がある。すなわち、生物処理法では、担体への微生物維持力が悪化する可能性がある。また、活性汚泥法では、良質なフロックが形成されにくくなる可能性がある。そのため、第１の制御部２２は、伝達物質が頻繁に注入されるよう、注入条件を決定する。第１の制御部２２は、伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。なお、第１の制御部２２は、第１の注入部２３をオンラインまたはオフラインで制御する。
【００２６】
第１の注入部２３は、第１の制御部２２により決定される注入条件に従い、上記処理槽１１内の原水中に存在する微生物による代謝物の産生を促進する伝達物質を注入する。
【００２７】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、処理水の水質分析を行う。第１の制御部２２は、水質分析装置３による処理水の分析結果に基づいて伝達物質の注入条件を決定する。第１の制御部２２は、決定される伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。これにより、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、注入条件を決定し、伝達物質を処理槽１１内へ注入することが可能となる。
【００２８】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、伝達物質を注入することが可能となるため、伝達物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することができる。
【００２９】
（第２の実施形態の変形例）  
図３は、第２の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例を示すブロック図である。なお、第２の実施形態の変形例と上記第２の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００３０】
図３に示す水質分析装置３は、原水を取得し、原水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、原水に含有するＴＯＣ濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、原水の分析結果を第１の制御部２２へ送信する。
【００３１】
制御物質注入装置２は、第１の制御部２２及び第１の注入部２３を有する。
【００３２】
第１の制御部２２は、水質分析装置３による原水の分析結果に基づいて、処理槽１１へ注入する伝達物質の注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。例えば、上記原水のＴＯＣ濃度が高い場合、処理槽１１内に存在する微生物の活動により、原水中の処理対象物質が処理しきれない可能性がある。すなわち、生物処理法では、担体への微生物維持力が悪化する可能性がある。また、活性汚泥法では、良質なフロックが形成されにくくなる可能性がある。そのため、第１の制御部２２は、伝達物質が頻繁に注入されるよう、注入条件を決定する。第１の制御部２２は、伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。
【００３３】
第１の注入部２３は、第１の制御部２２により決定される注入条件に従い、上記処理槽１１内の原水に伝達物質を注入する。
【００３４】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、原水の水質分析を行う。第１の制御部２２は、原水の分析結果に基づいて伝達物質の注入条件を決定する。第１の制御部２２は、決定される伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。これにより、水処理システムは、原水の水質に応じて、注入条件を決定し、伝達物質を注入することが可能となる。
【００３５】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、原水の水質に応じて、伝達物質を注入することが可能となるため、伝達物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することができる。
【００３６】
ここで、上記第２の実施形態及び第２の実施形態の変形例において、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水及び原水のいずれか一方のみの水質分析を行っているが、この限りではない。例えば、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水及び原水、両方の水質分析を行ってもよい。また、第１の制御部２２は、処理水及び原水それぞれの分析結果に基づいて、伝達物質の注入条件を決定してもよい。
【００３７】
（第３の実施形態）  
図４は、第３の実施形態に係る膜ろ過法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図である。
【００３８】
図４に示す本実施形態の水処理システムは、処理装置１及び制御物質注入装置２を備える。
【００３９】
処理装置１は、分離膜１２を有する。
【００４０】
分離膜１２は、原水中に含有する処理対象物質を除去し、原水から生活用水、工業用水または農業用水等の処理水を生成する。
【００４１】
制御物質注入装置２は、原水中に存在する微生物による代謝物の産生を制御する制御物質を原水に注入するものであり、第２の注入部２４を有する。第２の注入部２４は、制御物質として、微生物による代謝物の産生を抑制する伝達阻害物質を、予め決定された量注入する。
【００４２】
なお、第２の注入部２４により原水へ注入される伝達阻害物質は、例えば、シクロデキストリン、アシラーゼ及びラクトナーゼ等である。
【００４３】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、第２の注入部２４は、原水に伝達阻害物質を注入するようにしている。これにより、微生物は、情報伝達が阻害され、代謝物の産生が抑制されることとなる。微生物による代謝物の産生が抑制されることにより、水処理システムは、ファウリングを抑制することが可能となる。
【００４４】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、ファウリングを抑制することにより、膜の薬品洗浄頻度及び膜交換頻度等を低減でき、膜の薬品洗浄頻度及び膜交換頻度等を低減によるコスト削減を図ることができる。
【００４５】
（第４の実施形態）  
図５は、第４の実施形態に係る膜ろ過法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態と上記第３の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００４６】
図５に示す水質分析装置３は、原水を処理した処理水を取得し、処理水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、処理水に含有するＴＯＣ濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、処理水の分析結果を第２の制御部２５へ送信する。
【００４７】
制御物質注入装置２は、第２の制御部２５及び第２の注入部２６を有する。
【００４８】
第２の制御部２５は、水質分析装置３による処理水の分析結果に基づいて、原水に注入される伝達阻害物質の注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、原水に注入される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。なお、第２の制御部２５は、第２の注入部２６をオンラインまたはオフラインで制御する。
【００４９】
第２の注入部２６は、第２の制御部２５により決定される注入条件に従い、上記原水に伝達阻害物質を注入する。
【００５０】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、処理水の水質分析を行う。第２の制御部２５は、処理水の分析結果に基づいて伝達阻害物質の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、注入条件を決定し、伝達阻害物質を注入することが可能となる。
【００５１】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、伝達阻害物質を注入することが可能となるため、伝達阻害物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することができる。
【００５２】
（第４の実施形態の変形例１）  
図６は、第４の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例１を示すブロック図である。なお、第４の実施形態の変形例１と上記第４の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００５３】
図６に示す水質分析装置３は、原水を取得し、原水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、原水に含有するＴＯＣ濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、原水の分析結果を第２の制御部２５へ送信する。
【００５４】
制御物質注入装置２は、第２の制御部２５及び第２の注入部２６を有する。
【００５５】
第２の制御部２５は、水質分析装置３による原水の分析結果に基づいて、原水に注入される伝達阻害物質の注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、原水に注入される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。
【００５６】
第２の注入部２６は、第２の制御部２５により決定される注入条件に従い、上記原水に伝達阻害物質を注入する。
【００５７】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、原水の水質分析を行う。第２の制御部２５は、原水の分析結果に基づいて伝達阻害物質の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、原水の水質に応じて、注入条件を決定し、伝達阻害物質を注入することが可能となる。
【００５８】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、原水の水質に応じて、伝達阻害物質を注入することが可能となるため、伝達阻害物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することができる。
【００５９】
ここで、上記第４の実施形態及び第４の実施形態の変形例１において、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水及び原水のいずれか一方のみの水質分析を行っているが、この限りではない。例えば、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水及び原水、両方の水質分析を行ってもよい。また、第２の制御部２５は、処理水及び原水それぞれの分析結果に基づいて、伝達阻害物質の注入条件を決定してもよい。
【００６０】
（第４の実施形態の変形例２）  
図７は、第４の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例２を示すブロック図である。なお、第４の実施形態の変形例２と上記第４の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００６１】
図７に示す第４の実施形態の変形例２は、第４の実施形態に係る水処理システムの構成において、処理装置１が有する分離膜１２として、逆浸透膜（ＲＯ膜:reverse osmosis membrane）を使用する場合について記載する。
【００６２】
水質分析装置３は、原水を処理するときに生成される濃縮水を取得し、濃縮水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、濃縮水に含有するＴＯＣ濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、濃縮水の分析結果を第２の制御部２５へ送信する。
【００６３】
制御物質注入装置２は、第２の制御部２５及び第２の注入部２６を有する。
【００６４】
第２の制御部２５は、水質分析装置３による濃縮水の分析結果に基づいて、原水に注入される伝達阻害物質の注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、原水に注入される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。
【００６５】
第２の注入部２６は、第２の制御部２５により決定された注入条件に従い、上記原水中に存在する微生物による代謝物の産生を抑制する伝達阻害物質を注入する。
【００６６】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、濃縮水の水質分析を行う。第２の制御部２５は、濃縮水の分析結果に基づいて伝達阻害物質の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、濃縮水の生成状態に応じて、注入条件を決定し、伝達阻害物質を注入することが可能となる。
【００６７】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、濃縮水の生成状態に応じて、伝達阻害物質を注入することが可能となるため、伝達阻害物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することができる。
【００６８】
ここで、上記第４の実施形態の変形例２において、水質分析装置３は、１つの水処理システムで濃縮水の水質分析を行っているが、この限りではない。例えば、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水、原水及び濃縮水の少なくともいずれかの水質分析を行ってもよい。
【００６９】
（第５の実施形態）  
図８は、第５の実施形態に係る膜分離活性汚泥法を用いる水処理システムの構成を示すブロック図である。
【００７０】
図８に示す本実施形態の水処理システムは、処理装置１及び制御物質注入装置２を備える。
【００７１】
処理装置１は、処理槽１１及び分離膜１２を有する。
【００７２】
処理槽１１は、微生物により処理対象物質を分解する生物処理法を用いて、原水中に含有する処理対象物質を分解し、原水を処理する。また、分離膜１２は、生物処理法を用いて処理された原水から、さらに処理対象物質を除去し、生活用水、工業用水及び農業用水等の処理水を生成する。
【００７３】
制御物質注入装置２は、第１の注入部２１及び第２の注入部２４を有する。
【００７４】
第１の注入部２１は、制御物質として伝達物質を処理槽１１へ、予め決定された量注入する。
【００７５】
第２の注入部２４は、制御物質として伝達阻害物質を、処理槽１１手前の原水及び処理槽１１の少なくともいずれかに、予め決定された量注入する。
【００７６】
なお、第１の注入部２１により処理槽１１へ注入される伝達物質は、第１の実施形態と同様に、上記ＡＨＬのうち、ブチリルホモセリンラクトン、ヘキサノイルホモセリンラクトン、ヘプタノイルホモセリンラクトン及びオクタノイルホモセリンラクトンの少なくともいずれかである。
【００７７】
また、第２の注入部２４により原水へ注入される伝達阻害物質は、例えば、シクロデキストリン、アシラーゼ及びラクトナーゼ等である。
【００７８】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、第１の注入部２１は、処理槽１１へ伝達物質を注入することで、処理槽１１内における微生物同士の情報伝達を活性化させる。これにより、微生物による代謝物の産生が促進され、水処理システムは、微生物の代謝物による担体上への維持能力を向上させることが可能となる。
【００７９】
また、水処理システムにおいて、第２の注入部２４は、処理槽１１手前の原水及び処理槽１１の少なくともいずれかに伝達阻害物質を注入するようにしている。これにより、微生物は、情報伝達が阻害され、代謝物の産生が抑制されることとなる。微生物による代謝物の産生が抑制されることにより、水処理システムは、ファウリングを抑制することが可能となる。
【００８０】
また、水処理システムにおいて、第１の注入部２１は、処理槽１１へ伝達物質を注入し、第２の注入部２４は、処理槽１１手前の原水及び処理槽１１の少なくともいずれかに伝達阻害物質を注入するようにしている。これにより、水処理システムは、伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入動作を調整することが可能であるため、原水の水質が変動する場合であっても、一定の水処理能力を維持し、安定した水質の処理水を得ることが可能となる。
【００８１】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、ファウリングを抑制することにより、膜の薬品洗浄頻度及び膜交換頻度等を低減でき、膜の薬品洗浄頻度及び膜交換頻度等を低減によるコスト削減を図ることができる。
【００８２】
（第６の実施形態）  
図９は、第６の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態と上記第５の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００８３】
図９に示す水質分析装置３は、原水を処理した処理水を取得し、処理水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、処理水に含有するＴＯＣ濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、処理水の分析結果を統括制御部２７へ送信する。
【００８４】
制御物質注入装置２は、第１の制御部２２、第１の注入部２３、第２の制御部２５、第２の注入部２６及び統括制御部２７を有する。
【００８５】
統括制御部２７は、水質分析装置３による処理水の分析結果に基づいて、処理槽１１へ注入される伝達物質及び処理槽１１手前の原水及び処理槽１１の少なくともいずれかに注入される伝達阻害物質それぞれの注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。
【００８６】
第１の制御部２２は、統括制御部２７により決定される伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。第１の制御部２２は、第１の注入部２３をオンラインまたはオフラインで制御する。
【００８７】
第１の注入部２３は、第１の制御部２２からの制御に従い、上記処理槽１１内の原水に伝達物質を注入する。
【００８８】
第２の制御部２５は、統括制御部２７により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。第２の制御部２５は、第２の注入部２６をオンラインまたはオフラインで制御する。
【００８９】
第２の注入部２６は、第２の制御部２５からの制御に従い、上記原水に伝達阻害物質を注入する。
【００９０】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、処理水の水質分析を行う。統括制御部２７は、水質分析装置３による処理水の分析結果に基づいて伝達物質の注入条件を決定する。第１の制御部２２は、統括制御部２７により決定される伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。これにより、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、注入条件を決定し、伝達物質を注入することが可能となる。
【００９１】
また、水処理システムにおいて、統括制御部２７は、処理水の分析結果に基づいて伝達阻害物質の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、統括制御部２７により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、注入条件を決定し、伝達阻害物質を注入することが可能となる。
【００９２】
また、水処理システムにおいて、統括制御部２７は、処理水の分析結果に基づいて伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定する。第１の制御部２２及び第２の制御部２５は、統括制御部２７により決定される注入条件に従い、第１の注入部２３及び第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、処理水の分析結果に基づいて伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定することが可能であるため、原水の水質が変動する場合であっても、一定の水処理能力を維持し、安定した水質の処理水を得ることが可能となる。
【００９３】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、処理水の処理状態に応じて、伝達物質及び伝達阻害物質を注入することが可能となるため、伝達物質及び伝達阻害物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することが可能となる。
【００９４】
（第６の実施形態の変形例）  
図１０は、第６の実施形態に係る水処理システムの構成の変形例を示すブロック図である。なお、第６の実施形態の変形例と上記第６の実施形態とが重複する部分の説明については、省略する。
【００９５】
図１０に示す水質分析装置３は、原水の水質分析を行う。ここで、水質分析装置３は、例えば、原水に含有するＴＯＣ濃度、ＴＥＰ量及び多糖類等の項目について、水質分析を行う。水質分析装置３は、原水の分析結果を統括制御部２７へ送信する。
【００９６】
制御物質注入装置２は、第１の制御部２２、第１の注入部２３、第２の制御部２５、第２の注入部２６及び統括制御部２７を有する。
【００９７】
統括制御部２７は、水質分析装置３による原水の分析結果に基づいて、処理槽１１へ注入される伝達物質及び処理槽１１手前の原水及び処理槽１１の少なくともいずれかに注入される伝達阻害物質それぞれの注入タイミング及び注入率等の注入条件を決定する。
【００９８】
第１の制御部２２は、統括制御部２７により決定される伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。
【００９９】
第１の注入部２３は、第１の制御部２２からの制御に従い、上記処理槽１１内の原水中に存在する微生物による代謝物の産生を促進する伝達物質を注入する。
【０１００】
第２の制御部２５は、統括制御部２７により決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。
【０１０１】
第２の注入部２６は、第２の制御部２５からの制御に従い、上記原水に伝達阻害物質を注入する。
【０１０２】
上記構成によれば、本実施形態における水処理システムにおいて、水質分析装置３は、原水の水質分析を行う。第１の制御部２２は、原水の分析結果に基づいて伝達物質の注入条件を決定する。第１の制御部２２は、決定される伝達物質の注入条件に従い、第１の注入部２３を制御する。これにより、水処理システムは、原水の水質に応じて、注入条件を決定して、伝達物質を注入することが可能となる。
【０１０３】
また、水処理システムにおいて、水質分析装置３は、原水の水質分析を行う。第２の制御部２５は、原水の分析結果に基づいて伝達阻害物質の注入条件を決定する。第２の制御部２５は、決定される伝達阻害物質の注入条件に従い、第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、原水の水質に応じて、注入条件を決定し、伝達阻害物質を注入することが可能となる。
【０１０４】
また、水処理システムにおいて、統括制御部２７は、原水の分析結果に基づいて伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定する。第１の制御部２２及び第２の制御部２５は、統括制御部２７により決定される注入条件に従い、第１の注入部２３及び第２の注入部２６を制御する。これにより、水処理システムは、原水の分析結果に基づいて伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定することが可能であるため、原水の水質が変動する場合であっても、一定の水処理能力を維持し、安定した水質の処理水を得ることが可能となる。
【０１０５】
したがって、水処理システムは、生物学的要因の影響力を考慮し、安定した水処理を行うことができる。また、水処理システムは、原水の水質に応じて、伝達物質及び伝達阻害物質を注入することが可能となるため、伝達物質及び伝達阻害物質の過剰注入防止（コスト削減）及びオペレータへの負担を軽減することができる。
【０１０６】
ここで、上記第６の実施形態及び第６の実施形態の変形例において、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水及び原水のいずれか一方のみの水質分析を行っているが、この限りではない。例えば、水質分析装置３は、１つの水処理システムで、処理水及び原水、両方の水質分析を行う。また、統括制御部２７は、処理水及び原水それぞれの分析結果に基づいて、伝達物質及び伝達阻害物質それぞれの注入条件を決定してもよい。
【０１０７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１…処理装置、１１…処理槽、１２…分離膜、１３…ＲＯ（reverse osmosis）膜、２…制御物質注入装置、２１，２３…第１の注入部、２２…第１の制御部、２４，２６…第２の注入部、２５…第２の制御部、２７…統括制御部、３…水質分析装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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