(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道用原水の一部を連続採取し、アンモニア性窒素を含む一定濃度の栄養塩類を添加して栄養塩類含有水道用原水としたうえ、生物担体を添加した硝化槽に供給して一定水温、一定ＮＨ４−Ｎ負荷で硝化速度を連続監視するとともに、前記栄養塩類含有水道用原水をｒｒ測定槽に供給して前記硝化槽と同一処理条件で操作し、前記硝化速度に異変が生じた場合には、前記ｒｒ測定槽の槽内水を排出した後、該栄養塩類含有水道用原水を供給して回分処理にて酸素利用速度定数を測定し、得られた硝化速度と酸素利用速度定数を比較して毒物混入を判定することを特徴とする水道用原水の毒物混入監視方法。
【請求項２】
水道用原水の一部を連続採取し、アンモニア性窒素を含む一定濃度の栄養塩類を添加して栄養塩類含有水道用原水としたうえ、生物担体を添加した硝化・ｒｒ測定槽に供給して一定水温、一定ＮＨ４−Ｎ負荷で硝化速度を連続監視するとともに、前記硝化速度に異変が生じた場合には、当該硝化・ｒｒ測定槽の槽内水を排出した後、該栄養塩類含有水道用原水を供給して回分処理にて酸素利用速度定数を測定し、得られた硝化速度と酸素利用速度定数を比較して毒物混入を判定することを特徴とする水道用原水の毒物混入監視方法。
【請求項３】
請求項１記載の硝化槽または請求項２記載の硝化・ｒｒ測定槽における硝化速度を監視するときの操作が、２０〜２５℃の一定水温、生物担体のＮＨ４−Ｎ負荷が１〜３ｋｇ（ＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日の一定の好気性処理である水道用原水の毒物混入監視方法。
【請求項４】
前記硝化速度が通常値の２０％を超えて低下したときに硝化速度の異変があったとする請求項１または２または３に記載の水道用原水の毒物混入監視方法。
【請求項５】
前記硝化速度が通常値の２０％を越えて低下し、かつ前記酸素利用速度定数の値が通常値の１０％を越えて低下したとき毒物混入があったと判定する請求項１〜４のいずれかに記載の水道用原水の毒物混入監視方法。
【請求項６】
請求項１記載の硝化速度の連続監視と回分処理による酸素利用速度定数の測定を個別の２槽で行うようにした水道用原水への毒物混入監視装置であって、少なくとも生物担体を収容し、内部には曝気装置と生物担体分離スクリーンを設けるとともに、栄養塩類供給装置を付設した水道原水供給ラインと、Ｎセンサーを付設した硝化液流出ラインとを接続した開放型硝化槽と、この開放型硝化槽とは別個に、少なくとも生物担体を収容し、内部には生物担体分離スクリーンとＤＯセンサーを設けた密閉可能なｒｒ測定槽とを装備したことを特徴とする水道用原水の毒物混入監視装置。
【請求項７】
請求項２記載の硝化速度の連続監視と回分処理による酸素利用速度定数の測定を単一の硝化・ｒｒ測定槽で行うようにした水道用原水への毒物混入監視装置であって、該硝化・ｒｒ測定槽が、栄養塩類供給装置を付設した水道原水供給ラインとＮセンサーを付設した硝化液流出ラインとを接続し、少なくとも生物担体を収納し、内部には曝気装置、生物担体分離スクリーンおよびＤＯセンサーを設けたものであることを特徴とする水道用原水の毒物混入監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川水，井水，湖沼水など、またはこれらを水源とする水道用原水の毒物混入監視方法および装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道用原水の毒物混入監視装置としては、▲１▼硝化菌を利用した硝化センサー（非特許文献１参照）、▲２▼魚の運動性を利用した魚センサー（非特許文献２参照）、▲３▼生物のＤＮＡ損傷を検出する方法（非特許文献３参照）等がある。
しかし、▲１▼の方法は毒物のみならず高ＢＯＤが流入したとき硝化性能が低下するので毒物混入の判定には不適切である。▲２▼については当該試料水で魚を飼い、毒物混入時の生死により判定する方法であるが、ＤＯ維持など飼育が難しいだけではなく、生死の判定を無人で行うには困難がある。また、▲３▼については高度なＤＮＡ分析の技術が必要であり、現状、自動測定の域にも達していない。
【０００３】
【非特許文献１】
学会誌「ＥＩＣＡ」第７巻第２号（２００２）：１８３〜１８６頁、図２。
【非特許文献２】
第３５回「日本水環境学会年会講演集」（平成１３年）：１１５頁。
【非特許文献３】
学会誌「ＥＩＣＡ」第７巻第２号（２００２）：１９３〜１９６頁。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、装置が簡単・安価であるとともに、ＤＮＡ分析等の高度技術を駆使する必要がなく、メンテナンスも容易であって、水道用原水に毒物が混入したことを確実に検知でき、飲料水としての水道用原水のリスクを回避することができる水道用原水の毒物混入監視方法および装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、水道用原水の一部を連続採取し、アンモニア性窒素を含む一定濃度の栄養塩類を添加して栄養塩類含有水道用原水としたうえ、生物担体を添加した硝化槽に供給して一定水温、一定ＮＨ４−Ｎ負荷で硝化速度を連続監視するとともに、前記栄養塩類含有水道用原水をｒｒ測定槽に供給して前記硝化槽と同一処理条件で操作し、前記硝化速度に異変が生じた場合には、前記ｒｒ測定槽の槽内水を排出した後、該栄養塩類含有水道用原水を供給して回分処理にて酸素利用速度定数を測定し、得られた硝化速度と酸素利用速度定数を比較して毒物混入を判定することを特徴とする本発明の水道用原水の毒物混入監視方法によって、解決することができる。
【０００６】
また、上記の問題は、水道用原水の一部を連続採取し、アンモニア性窒素を含む一定濃度の栄養塩類を添加して栄養塩類含有水道用原水としたうえ、生物担体を添加した硝化・ｒｒ測定槽に供給して一定水温、一定ＮＨ４−Ｎ負荷で硝化速度を連続監視するとともに、前記硝化速度に異変が生じた場合には、当該硝化・ｒｒ測定槽の槽内水を排出した後、該栄養塩類含有水道用原水を供給して回分処理にて酸素利用速度定数を測定し、得られた硝化速度と酸素利用速度定数を比較して毒物混入を判定することを特徴とする本発明の水道用原水の毒物混入監視方法によって、解決することができる。
【０００７】
本発明の毒物混入監視方法は、前記硝化槽または硝化・ｒｒ測定槽における硝化速度を監視するときの操作が、２０〜２５℃の一定水温、生物担体のＮＨ４−Ｎ負荷が１〜３ｋｇ（ＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日の一定の好気性処理である毒物混入監視方法として、また、前記硝化速度が通常値の２０％を超えて低下したときに硝化速度の異変があったとする前記毒物混入監視方法として、さらに、前記硝化速度が通常値の２０％を越えて低下し、かつ前記酸素利用速度定数の値が通常値の１０％を越えて低下したとき毒物混入があったと判定する前記毒物混入監視方法として好ましく具体化される。
【０００８】
さらに、上記の問題は、前記した硝化速度の連続監視と回分処理による酸素利用速度定数の測定を個別の２槽で行うようにした水道用原水の毒物混入監視装置であって、少なくとも生物担体を収容し、内部には曝気装置と生物担体分離スクリーンを設けるとともに、栄養塩類供給装置を付設した水道用原水供給ラインと、Ｎセンサーを付設した硝化液流出ラインとを接続した開放型硝化槽と、この開放型硝化槽とは別個に、少なくとも生物担体を収容し、内部には生物担体分離スクリーンとＤＯセンサーを設けた密閉可能なｒｒ測定槽とを装備したことを特徴とする本発明の水道用原水の毒物混入監視装置によって、解決される。
【０００９】
また、同じく上記の問題は、前記した硝化速度の連続監視と回分処理による酸素利用速度定数の測定を単一の硝化・ｒｒ測定槽で行うようにした水道用原水の毒物混入監視装置であって、該硝化・ｒｒ測定槽が、栄養塩類供給装置を付設した水道用原水供給ラインとＮセンサーを付設した硝化液流出ラインとを接続し、少なくとも生物担体を収納し、内部には曝気装置、生物担体分離スクリーンおよびＤＯセンサーを設けたものであることを特徴とする本発明の水道用原水の毒物混入監視装置によって、解決される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の水道用原水の毒物混入監視方法および装置に係る実施形態について、図と表を参照しながら説明する。
本発明の毒物混入監視方法の骨子は、所定条件で操作される硝化槽において水道用原水の硝化速度の変化を監視し、その硝化速度に異変が生じた場合には、さらに同水道用原水の酸素利用速度定数を測定し、得られた硝化速度と酸素利用速度定数を比較して毒物混入の有無を判定しようとする点に特徴があり、水道浄水装置に付設したり、一般公共用水域で使用して、水道用原水に生物呼吸阻害物質の混入を検出し、テロ等を想定した毒物によるリスクを回避することを可能とするものである。
【００１１】
図１は、水道水浄水装置１に本発明の毒物混入監視装置２を適用した事例であり、水道用原水ａを浄水装置１で浄化し上水ｃを供給するラインにおいて、分岐した水道用原水ａに栄養塩類ｂを添加し毒物混入監視装置２からの情報により、開閉弁ｖ０を操作して給水停止・配水停止し、毒物が混入した上水ｃが供給されないように構成している。なお、一般に、毒物は、化学薬品と病原微生物に分けられるが、病原微生物は浄水操作および殺菌により除去されるので、本発明は、生物に危害を加える化学薬品による化学的毒物を対象としている。
【００１２】
図２は、本発明における毒物混入監視装置２の第１実施形態を示したものである。
図２の装置では、先ず、開放型硝化槽３が装備され、この槽内には生物担体が収容され、撹拌と酸素供給のための曝気装置３１、生物担体の流出防止用の生物担体分離スクリーン３２、処理液温を一定に保持するための温度調節器３３などが設けられるとともに、水道用原水ａを供給する水道用原水供給ラインａ１に接続され、これには栄養塩類ｂを供給するための栄養塩類供給装置４１が付設されている。そして、硝化液ｄを排出するための硝化液流出ラインｄ１が接続され、これには、硝化液ｄのＮ（窒素）濃度を測定するＮセンサーｓ１が付設されている。
【００１３】
さらに、この実施形態では、前記開放型硝化槽３とは別個に、水道用原水ａの酸素利用速度を測定するための処理槽（以下、ｒｒ測定槽という）５が装備され、この槽内には、生物担体が収容され、撹拌と酸素供給のための曝気装置５１、生物担体の流出防止用の生物担体分離スクリーン５２、処理液温を一定に保持するための温度調節器５３、液中のＤＯ濃度測定用のＤＯセンサーｓ２が付設されている。水道用原水供給ラインａ１から分岐して栄養塩類ｂを含む水道用原水を導入する分岐ラインａ２、硝化液ｅの排出ラインｅ１が接続されている。
【００１４】
そして、前記Ｎセンサーｓ１とＤＯセンサーｓ２の測定信号は、データ処理装置４２に送られ、後述するように硝化速度と酸素利用速度を算出し、その変化を監視し、毒物混入の有無を判定するとともに、必要に応じて図１における浄水装置１への水道用原水ａの供給を停止するよう構成されている。
【００１５】
本発明の毒物混入監視方法は、以上、図２に示し、説明したフローの装置を用いて実施することができる。すなわち、通常、水道用原水ａは栄養塩類ｂを添加されて硝化槽３およびｒｒ測定槽５に供給され、同一条件で硝化処理が行われている。このとき、硝化槽３では、流出する硝化液のアンモニア性窒素または硝酸性窒素の濃度がＮセンサーｓ１によって測定されており、データ処理装置４２を介して硝化速度が監視されている。一方、ｒｒ測定槽５でも分岐ラインａ２の供給バルブＶ１を開、排出ラインｅ１の排出バルブＶ２を開、槽を解放する解放バルブＶ３を開、槽内液を排出するドレンバルブＶ４を閉の状態とし、硝化槽３と同条件で硝化処理が行われている。この間、ｒｒ測定槽５の攪拌機５４とＤＯセンサーｓ２は待機状態となっている。
【００１６】
水道用原水ａに添加する栄養塩類ｂは、例えば表１のような化学成分、組成からなる水溶液であり、水道用原水への添加後の濃度を、生物担体のＮＨ４―Ｎ負荷を勘案してアンモニア性窒素として５〜１２ｍｇ／ｌ程度の一定値になるようにする。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
本発明において、硝化速度は以下のように求められる。
通常、水道用原水ａにはアンモニア性は殆ど含まれることはなく、また、硝化により除去されたアンモニア性窒素の１００％近くは硝酸性窒素に転換されるので、次の（１）式または（２）式で硝化速度ＮＶが計算できる。
（硝化液アンモニア性窒素から計算する場合）
ＮＶ＝（Ｎｉ−Ｎｅ）・Ｑｒ／１０００・Ｖ・ｒ          （１）
（硝化液硝酸性窒素から計算する場合）
ＮＶ＝Ｎｔ・Ｑｒ／１０００・Ｖ・ｒ                    （２）
ただし、ＮＶ  ：  硝化速度（ｋｇ／ｍ３担体・日）
Ｎｉ  ：  栄養塩類添加後水道用原水アンモニア性窒素（ｍｇ／ｌ）
Ｎｅ  ：  硝化液アンモニア性窒素（ｍｇ／ｌ）
Ｎｔ  ：  硝化液硝酸性窒素（ｍｇ／ｌ）
Ｑｒ  ：  栄養塩類添加後水道用原水量（ｌ／日）
Ｖ    ：  硝化槽体積（ｌ）
ｒ    ：  生物担体添加率（−）
【００１９】
本発明において、硝化槽３およびｒｒ測定槽５における硝化条件としては、処理水温を２０〜２５℃の一定値に保つこと、ＮＨ４−Ｎ負荷を１〜３ｋｇ（ＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日の一定値に保つことが重要である。その理由は、処理水温が変動すると生物担体に付着した硝化菌の活性が変化することと、低水温では硝化能力が著しく低下するために、硝化速度の低下が水温の影響によるものか毒物の混入によるものかの判定が難しくなるからである。
【００２０】
図３は、硝化速度に及ぼす水温の影響を調べたものである。水温が２０℃を越えると硝化速度が急激に高まっており、水温による未硝化トラブルは防ぐことができる。また、２５℃を越えるとＮＨ４−Ｎ負荷が３ｋｇ（ＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日でも完全硝化することから、ＮＨ４−Ｎ負荷が１〜３ｋｇ（ＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日の範囲では硝化速度は８０〜１００％は確保できる。従って、この条件では他の要因がない限りは硝化不良のトラブルは回避できる。
【００２１】
一方、図４は、処理水温２０℃におけるＮＨ４−Ｎ負荷と硝化速度（アンモニア性窒素除去率）の関係を示したものである。
図のように、ＮＨ４−Ｎ負荷が３ｋｇ（ＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日を越えると、毒物が混入しなくても硝化速度が急激に低下するので判定が難しくなる。
また、ＮＨ４−Ｎ負荷が１ｋｇＮＨ４−Ｎ）／ｍ３（担体）・日未満では硝化速度は１００％を維持するが、低負荷のために生物担体に付着する生物量が不安定になり、正常な硝化反応が行われない恐れがでてくる。このように、硝化槽３における処理水温とＮＨ４−Ｎ負荷の管理は重要な因子となる。また、ｒｒ測定槽５についても硝化槽３と同条件を保つ必要から、同様な操作が必要となる。
【００２２】
このようにして硝化槽３における硝化速度の監視が行われるが、水道用原水ａに毒物あるいは降雨等による高ＢＯＤあるいは高ＮＨ４−Ｎが流入すると硝化速度に変化が現れる。毒物が混入すると硝化速度が低下するが、その様子を示したものが図５である。
【００２３】
図５に示すとおり、毒物を代表するシアンの混入により硝化速度が低下していることから、毒物混入の有無を硝化速度（硝化速度）の低下度合いで判定することができる。そして、毒性と濃度から考えて具体的な数値としては、通常値（シアン０ｍｇ／ｌ、硝化速度１００％）に対して、シアン０．０１ｍｇ／ｌの場合に見られる硝化速度の２０％減（シアン０．０１ｍｇ／ｌ、硝化速度８０％）の値が判定基準として想定される。なお、毒物の種類により硝化反応に与える影響は異なると考えられるが，急性毒を対象として、人間の飲料によるリスクを考えれば、硝化速度の通常値の２０％を超えた低下によって毒物混入の目安にすることができる。
【００２４】
また、図６はＢＯＤの混入濃度と硝化槽における硝化速度（アンモニア性窒素除去率）の関係を示したものである。降雨などで高ＢＯＤおよび高ＮＨ４―Ｎが流入しても、硝化液中のアンモニア性窒素を監視している場合には硝化速度低下の現象が現れる。これは高ＢＯＤ成分が混入すると、硝化槽でＢＯＤ除去が先行して行われるために硝化反応が後回しにされ、結果として硝化速度の低下を招くのである。
【００２５】
このように、毒物が混入しなくとも高濃度のＢＯＤが混入するだけで硝化速度は低下する。従って、硝化速度の監視のみで毒物混入の判定を下すと誤判定のおそれがあることが判る。また、高ＮＨ４−Ｎが混入しても硝化速度の低下を招くが、これは見掛け上のことで、流入するＮＨ４−Ｎが増加したために添加したＮＨ４−Ｎから計算した硝化速度が低下した原因によるものである。この意味では、高ＮＨ４−Ｎが混入した場合の硝化槽での硝化速度監視には硝化液ｄの硝酸性窒素で行うほうが優れている。
【００２６】
以上のように、水道用原水に混入する物質によって、硝化槽３の硝化速度に変化が現れ、それが毒物あるいはＢＯＤ成分であれば硝化速度が低下する。しかし、硝化速度の低下だけからは毒物混入とは必ずしも断定できないのは如上の通りである。従って、硝化速度の低下に基づき給水及び配水を停止すれば、より安全ではあるが、住民のライフラインである水道を停止するには、より誤判定のない判定基準が必要となる。
【００２７】
本発明では、前記したような硝化速度低下の原因が毒物混入に起因するか否かを判断するために、硝化槽３と同条件で運転しているｒｒ測定槽５を用いて、その酸素利用速度定数を求めて毒物などの混入のない正常状態における通常値と比較するように構成しているのである。
【００２８】
この酸素利用速度定数を測定するには、以下の手順で行うことができる。
先ず、図２において、供給バルブＶ１を閉とし、ｒｒ測定槽５に流入する栄養塩類添加の水道用原水ａを停止し、ドレンバルブＶ４を開として槽内水を排水する。次いで、供給バルブＶ１を開、排出バルブＶ２を閉、ドレンバルブＶ４を閉として栄養塩類添加水道用原水を開放バルブＶ３から溢れるまで供給する。
【００２９】
次いで、供給バルブＶ１を閉とし、攪拌機５４、ＤＯセンサーｓ２を作動させながら、槽内水のＤＯが飽和近くに達するまで曝気装置５１で曝気する。その後曝気を停止して、供給バルブＶ１を再び開とし、栄養塩類添加水道用原水を槽内に供給して内部の空気を解放バルブＶ３より追い出して、直ちに各バルブを閉じて密閉する。
【００３０】
次いで、経過時間に伴うＤＯ濃度の変化を槽内のＤＯセンサーｓ２により測定し、この経過時間とＤＯ濃度の変化のデータからデータ処理装置４２により、酸素利用速度〔ｒｒ（ｔ）〕を算出する。
この経過時間とＤＯ濃度の変化は、図７に例示するようなｒｒ測定槽内ＤＯ濃度と時間の関係で表わされ、酸素利用速度〔ｒｒ（ｔ）〕は、このグラフの勾配（ｍｇ／ｌ．Ｈｒ）に相当するものである。
【００３１】
また、この酸素利用速度〔ｒｒ（ｔ）〕は、同時に測定された水温（ｔ℃）により、次（３）式または他の水温補正式により２０℃における酸素利用速度〔ｒｒ（２０）〕に換算される。
Ｌｏｇ  ｒｒ（２０）  ＝  ０．０３６８（２０−ｔ）  ＋  ｌｏｇ  ｒｒ（ｔ）                    （３）
【００３２】
さらに、この酸素利用速度〔ｒｒ（２０）〕は、次の（４）式によってより普遍的な定数である酸素利用速度定数〔Ｋｒ（２０）〕に変換される。
Ｋｒ（２０）    ＝    ｒｒ（２０）    ×  Ｑ／Ｖ                        （４）
ただし、Ｋｒ（２０）：２０℃における酸素利用速度定数〔ｍｇ／ｍｌ（担体）．Ｈｒ〕
ｒｒ（２０）：２０℃における酸素利用速度（ｍｇ／ｌ．Ｈｒ）
Ｑ    ：ｒｒ測定槽内水量（ｌ）
Ｖ        ：生物担体量（ｍｌ）
【００３３】
そして、本発明は、このようにして得られた硝化速度に変化がみられた水道用原水の酸素利用速度定数が、予め測定しておいた毒物が混入していない水道用原水の酸素利用速度定数の通常値と比較して、ＢＯＤ混入とＣＮ混入の場合を区別し、その結果により最終的に毒物混入の有無の判定を行うものである。
【００３４】
図８は、酸素利用速度定数に対するＢＯＤ混入率の影響を、また、図９はＣＮ混入率の影響を示したものである。
そして、図８に見られるように、混入物がＢＯＤ成分である有機物にあっては微生物が分解する対象（ＢＯＤ成分，アンモニア性窒素）の比率が変化するために、酸素利用速度定数は幾分変化するものの、呼吸は継続することから０．４ｍｇ／ｍｌ担体．Ｈｒを下回ることはない。しかし、急性毒であるＣＮが、毒性を発揮する０．０１ｍｇ／ｌ以上では微生物の呼吸停止が進み、酸素利用速度定数は０．３６ｍｇ／ｍｌ担体．Ｈｒを下回るようになる。すなわち、ＢＯＤ等の無毒な物質が混入した状態を含む通常の場合の酸素利用速度定数（通常値）に比較し、その値が１０％超えて低下したら呼吸阻害を生じるような急性の毒物の混入があったと判定し、給水、配水の停止等、必要な措置を講じるのが適当であることが分る。
【００３５】
水道用原水に本発明の毒物混入監視装置を接続すると、毒物混入から３０分後には硝化速度の異変が、また、その３０分後には毒物混入の判定ができるので、配水池を２池以上に分割し、前池の滞留時間を１時間以上とすれば毒物混入上水の配水を防止することができる。
【００３６】
なお、ＣＮ以外の急性毒を有する物質についても、毒性が出現する濃度は変化しても出現濃度以上においてＣＮと同程度の呼吸阻害を生じるので、ＣＮと同様に毒物混入を判定できる。なお、水道用原水にＮＨ４−Ｎが混入した場合には硝化速度および酸素利用速度定数が増加するが、一般的に急性毒性が出現することはない。また、毒物以外のＢＯＤなどの通常成分であれば、通常の浄水操作により除去できるので、水道用原水におけるリスクは考える必要はほとんどない。
【００３７】
以上のように、図２に示す実施形態により、水道用原水における毒物混入のリスクは回避できる。この実施形態は、硝化槽３とｒｒ測定槽５の２槽で構成されており、硝化速度監視と定期的な酸素利用速度定数の測定によりデータを蓄積できる利点があることから、水道用原水の長期的水質変化にも対応でき、信頼の置ける通常値が準備されるから、硝化速度，酸素利用速度定数の異常にも対処しやすい利点がある。
【００３８】
次に、図１０を参照して、他の実施形態について説明すると、このケースでは、硝化槽とｒｒ測定槽を個別の処理槽としていた第１実施形態と異なり、硝化槽とｒｒ測定槽をそれぞれの機能を兼ね備えるの単一の硝化・ｒｒ測定槽７によって、硝化速度の連続監視と回分処理による酸素利用速度の測定を行えるようにした点に特徴がある。
【００３９】
具体的には、該硝化・ｒｒ測定槽７は、栄養塩類供給装置４１から栄養塩類ｂ供給できるようにした水道原水供給ラインａ１と、Ｎセンサーｓ１を付設した硝化液流出ラインｄ１とを接続し、槽内に生物担体を収容し、内部には曝気装置７１、生物担体分離スクリーン７２、ＤＯセンサーｓ２、温度調節器７３、撹拌機７４などを設けている点は、先の実施形態の硝化槽３とｒｒ測定槽５との同様である。
【００４０】
そして、この硝化・ｒｒ測定槽７は、先の実施形態の場合に同じく、供給バルブＶ１、排出バルブＶ２、解放バルブＶ３、ドレンバルブＶ４などを操作して、通常は、前記した内容で図２の硝化槽３と同様にして硝化速度の監視を行い、硝化速度に異変が生じたとき、槽内水を一旦排水した後に、図２のｒｒ測定槽５と同様に操作して、前記に同じ手法によって酸素利用速度定数を測定することができるのである。かくして、この他の実施形態では、単一の硝化・ｒｒ測定槽７を用いることから、装置全体をごくコンパクト化して構成できる利点が得られることになる。
【００４１】
【実施例】
図２に示す水道用原水の毒物混入監視装置を用いて、水道用原水に、表１に示す栄養塩類を添加し、ＮＨ４−Ｎとして１０ｍｇ／ｌに調整して水温：２０℃，ＮＨ４−Ｎ負荷：２．３ｋｇ／ｍ３（担体）・日の一定条件で、体積：１Ｌ、生物担体添加率：１０ｖ／ｖ％の硝化槽で硝化速度を連続監視した。また、ｒｒ測定槽も同様に操作して硝化反応を継続しながら、１回／日の割合で酸素利用速度定数を求めた。毒物の混入のない場合は、硝化速度は２．２ｋｇ／ｍ３（担体）・日であり、酸素利用速度定数は０．４５ｍｇ／ｍｌ（担体）．Ｈｒのようにほぼ一定値を示した。
【００４２】
ここで、毒物の一種であるアジ化ナトリウムを１０ｍｇ／ｌになるように水道用原水に混入させると、硝化速度は１．７ｋｇ／ｍ３（担体）・日（通常時の２３％低下）に低下し、同時に酸素利用速度定数も、０．３６ｍｇ／ｍｌ（担体）．Ｈｒ（同、２０％低下）に低下した。かくして、本発明に規定した毒物混入判定の基準により、毒物混入の有無を的確に判定できることが分った。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の水道用原水の毒物混入監視方法および装置は、以上説明したように構成されているので、次のとおりの優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した水道用原水の毒物混入監視方法および装置として、工業的価値はきわめて大なるものがある。
▲１▼水道用原水に呼吸阻害を生じる毒物が混入したことを確実に検知でき、飲料水としての水道用原水のリスクを回避することができる。そして、この情報は水道水源へも反映でき、流域におけるリスク回避に寄与することができる。
▲２▼既存の方法に比べ、データが正確であるばかりでなく、装置が簡単・安価、かつＤＮＡ分析などの高度技術を用いる必要がないから、装置のメンテナンスも容易で、操作にも熟練を要しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】浄水装置に本発明の毒物混入監視装置を適用したフロー概念図。
【図２】毒物混入監視装置の第１実施形態を示す要部フロー図。
【図３】硝化速度に及ぼす水温の影響を示すグラフ。
【図４】ＮＨ４−Ｎ負荷と硝化速度（アンモニア性窒素除去率）の関係を示したグラフ。
【図５】毒物混入による硝化速度低下する様子を示したグラフ。
実施例１を示す一部切欠き断面図。
【図６】ＢＯＤの混入濃度と硝化速度（アンモニア性窒素除去率）の関係を示したグラフ。
【図７】経過時間とＤＯの関係を示したグラフ。
【図８】酸素利用速度定数に対するＢＯＤ混入率の影響を示すグラフ。
【図９】酸素利用速度定数に対するＣＮ混入率の影響を示すグラフ。
【図１０】他の実施形態を示す要部フロー図。
【符号の説明】
１  水道水浄水装置、２  毒物混入監視装置、３  開放型硝化槽、３１  曝気装置、３２  生物担体分離スクリーン、３３  温度調節器、４１  栄養塩類供給装置、４２  データ処理装置、５  ｒｒ測定槽、５１  曝気装置、５２  生物担体分離スクリーン、５３  温度調節器、５４  撹拌機、ａ  水道用原水、ａ１  水道用原水供給ライン、ａ２  分岐ライン、ｂ  栄養塩類、ｃ  上水、ｄ  硝化液、ｄ１  硝化液流出ライン、ｅ  硝化液、ｅ１  排出ライン、ｓ１  Ｎセンサー、ｓ２  ＤＯセンサー、Ｖ０  開閉弁、Ｖ１  供給バルブ、Ｖ２  排出バルブ、Ｖ３  解放バルブ、Ｖ４  ドレンバルブ。
【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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