(57)【要約】【課題】汚水の状態の如何に関わらず、活性汚泥に対する毒物の影響評価を行い、活性汚泥の活性管理を適切に行う。【解決手段】清水のみが被検液の場合の酸素利用速度ＡＲと、清水以外の被検液の酸素利用速度Ａとを比較し、その大小の関係を、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、重要な判断目安とする。活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを変え、活性汚泥の酸素利用速度Ａが最大となる転換点ＰＴを把握する。又、活性汚泥の酸素利用速度Ａが基準データＡＲを下回る限界点ＰＢを把握する。そして、これら転換点ＰＴ、限界点ＰＢを、活性汚泥の活性管理を行う上での指標とする。活性汚泥の酸素利用速度Ａが、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となる条件Ｆを採用することで、活性汚泥の酸素利用速度Ａを、すくなくとも妥当な速度に管理することが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度を採取する基準データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにて使用した活性汚泥を用いて汚水の活性汚泥処理を行い、その際、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なる状況で、酸素利用速度を採取する比較データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップ及び前記比較データ取得ステップで得られた酸素利用速度を比較し、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因する、前記活性汚泥の酸素利用速度の違いを把握する比較ステップと、を含むことを特徴とする活性汚泥の活性管理方法。
【請求項２】
前記比較ステップにおいて、前記活性汚泥の酸素利用速度が最大となる転換点と、前記活性汚泥の酸素利用速度が前記基準データを下回る限界点との、一方又は双方を求めることを特徴とする請求項１記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項３】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、前記活性汚泥の酸素利用速度が、前記比較ステップにおいて把握した、前記転換点と前記限界点との間となるように調整する、調整ステップを含むことを特徴とする請求項２記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項４】
基準データ取得ステップにおいて、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項５】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、前記汚水の希釈率を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項６】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、ＭＬＳＳを含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項７】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、活性炭の添加量を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法により、活性汚泥の活性を管理しながら、汚水の活性汚泥処理を行うことを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥の活性管理方法及び水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚水の浄化を行う手法として、活性汚泥用いた処理方法が広く実用化されている。この活性汚泥処理方法は、下水等に存在していた微生物が、有機物の分解、ばっきにより繁殖・増殖を行うことにより活性汚泥を養生し、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質を、微生物の代謝によって酸化分解または吸収分離することで、汚水を浄化するものである。
図７には、活性汚泥処理方法を実施するための処理システム１００が例示されている。採取された汚水は、まず、スクリーン１０２によって固形物が除去され、沈殿池１０４に貯留される、沈殿池１０４に貯留された汚水は、活性汚泥が養生されたばっ気槽１０６に投入され、浄化される。ばっ気槽に１０６において浄化された水は、最終沈殿池１０８に貯留され、活性汚泥が分離される。更に、砂ろ過層１１０においてろ過され、消毒層１１２において消毒され、放流される。
【０００３】
活性汚泥処理方法は、このように微生物に汚水浄化を委ねるものであることから、汚水中に、微生物に対して悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれていると、汚水の浄化処理能力が低下することとなる。一方、下水、生活排水、産業排水等の汚水には、重金属、シアン、消毒剤等の毒性物質が混入している場合があり、このような汚水が水処理施設に流入した場合には、適正な毒性物質対応処置を行わないと、微生物の活性を損ない（失活）、最悪の場合には微生物の死滅を招くことにもなる。
従って、従来から、活性汚泥に毒性物質が及ぼす影響を評価する、毒性評価方法が考案されている（例えば、特許文献１、２、３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８４２４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５３８９８号公報
【特許文献３】特開平１０−１５１４８１号公報
【特許文献４】特開平０７−０７５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の毒性評価方法は、活性汚泥に流入が予想され、又は既に流入してしまった毒性物質を含有する汚水に対して、正確な毒物の影響評価を行うことが困難であった。特に、毒性物質が特定できないような場合には、適切な対策を講じる上で、有用な対応策を取り得るものではなかった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汚水の状態の如何に関わらず、活性汚泥に対する毒物の影響評価を行い、活性汚泥の活性管理を適切に行うことにある。又、活性汚泥の活性管理を適切に行うことで、水処理を効率的に行うことにある。
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度を採取する基準データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにて使用した活性汚泥を用いて汚水の活性汚泥処理を行い、その際、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なる状況で、酸素利用速度を採取する比較データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップ及び前記比較データ取得ステップで得られた酸素利用速度を比較し、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因する、前記活性汚泥の酸素利用速度の違いを把握する比較ステップと、を含む活性汚泥の活性管理方法（請求項１）。
【０００８】
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥に対する毒性物質の影響を把握するために、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の酸素利用速度を採取する。この基準データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、活性汚泥の活性を把握し、管理する上での、基準データとして用いるものである。
続いて、基準データ取得ステップにて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行い、酸素利用速度を採取する。汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、微生物が失活する。このため、比較データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、基準データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度よりも遅くなる。又、酸素利用速度が遅くなる程度は、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いにより異なるものとなる。更に、比較データ取得ステップでは、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なる状況で、酸素利用速度を採取することで、この所定の条件と酸素利用速度が遅くなる程度とを関連付けた比較データを得るものである。
そして、比較ステップにおいて、基準データ取得ステップ及び比較データ取得ステップで得られた酸素利用速度を比較し、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因する、酸素利用速度の変化、即ち、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件の、適切な範囲を把握するものである。
【０００９】
（２）上記（１）項の、前記比較ステップにおいて、前記活性汚泥の酸素利用速度が最大となる転換点と、前記活性汚泥の酸素利用速度が前記基準データを下回る限界点との、一方又は双方を求める活性汚泥の活性管理方法（請求項２）。
【００１０】
活性汚泥を用いて汚水の活性汚泥処理を行う際に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が汚水中に存在しない場合には、汚水中のＢＯＤ（Biochemical  Oxygen  Demand：生物化学的酸素要求量）成分が活性汚泥により除去され、この際にＤＯ（Dissolved  Oxygen：溶存酸素量）が利用される。このため、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件の如何に関わらず、比較データ取得ステップで採取される酸素利用速度は、基準データ取得ステップで採取される酸素利用速度を上回る。
一方、比較データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いが大きくなる程、酸素利用速度は遅くなる。そして、汚水中に含まれる、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとが均衡することにより、活性汚泥の酸素利用速度が最大となる条件が見出される。又、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとの均衡が敗れることにより、活性汚泥の酸素利用速度が、基準データを下回るような条件が見出されるものである。
そこで本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、比較データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度が、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因して変化する場合に、比較ステップにおいて、活性汚泥の酸素利用速度が最大となる転換点を把握する。又、比較ステップにおいて、活性汚泥の酸素利用速度が基準データを下回る限界点を把握する。これら、転換点及び限界点は、活性汚泥の活性管理を行う上での指標となるものである。
【００１１】
（３）上記（２）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、前記活性汚泥の酸素利用速度が、前記比較ステップにおいて把握した、前記転換点と前記限界点との間となるように調整する、調整ステップを含む活性汚泥の活性管理方法（請求項３）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、調整ステップにおいて、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、活性汚泥の酸素利用速度が、比較ステップにおいて把握した、転換点と限界点との間となるように調整することで、活性汚泥の活性管理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、適切に行うものである。
【００１２】
（４）上記（１）から（３）項の、基準データ取得ステップにおいて、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取する活性汚泥の活性管理方法（請求項４）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥に対する毒性物質の影響を正確に把握するために、基準データ取得ステップにおいて、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の酸素利用速度を採取する。この基準データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、活性汚泥の活性を把握し、管理する上での基準データとして用いるものである。しかも、基準データ取得ステップでは、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取することで、再現性を阻害する要因を排除した状態での活性汚泥の酸素利用速度が得られ、基準データとして信頼性の高いものとなる。
【００１３】
（５）上記（１）から（４）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、前記汚水の希釈率を含む活性汚泥の活性管理方法（請求項５）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、汚水の希釈率を変えることにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、汚水の希釈率の適切な範囲を把握するものである。
【００１４】
（６）上記（１）から（５）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、ＭＬＳＳを含む活性汚泥の活性管理方法（請求項６）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、ＭＬＳＳ（Mixed  Liquor  Suspended  Solids：ばっ気槽混合液中の活性汚泥浮遊物）を変えることにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、ＭＬＳＳの適切な範囲を把握するものである。
【００１５】
（７）上記（１）から（６）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、活性炭の添加量率を含む活性汚泥の活性管理方法（請求項７）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、活性炭の添加量を変えることにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、活性炭の添加量の適切な範囲を把握するものである。
【００１６】
（８）上記（１）から（７）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、ばっ気槽内のｐＨ、ＤＯ、水温その他の条件を含む活性汚泥の活性管理方法。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、ばっ気槽内のｐＨ、ＤＯ、水温その他の条件を含むことにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、ｐＨ、ＤＯ、水温その他の条件の適切な範囲を把握するものである。
【００１７】
（９）上記（１）から（７）項に記載の活性汚泥の活性管理方法により、活性汚泥の活性を管理しながら、汚水の活性汚泥処理を行う水処理方法（請求項８）。
本項に記載の水処理方法は、上記（１）から（７）項に記載の活性汚泥の活性管理方法により、活性汚泥の活性を管理することで、汚水の活性汚泥処理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、適切に行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明はこのように構成したので、汚水の状態の如何に関わらず、活性汚泥に対する毒物の影響評価を行い、活性汚泥の活性管理を適切に行うことが可能となる。又、活性汚泥の活性管理を適切に行うことで、水処理を効率的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法を示すフローチャートである。散気装置の構成を示す斜視図（部分透視図）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法の、比較ステップにおける、酸素利用速度の比較例を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法の、比較ステップにおける、酸素利用速度の比較例を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法の、比較ステップにおける、汚水に含まれる毒性物質が特定できないような場合の、酸素利用速度の比較例を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法に利用可能な実験設備の、具体例を示すものである。
【図６】でんぷんを主成分とし、毒性物質に六価クロムを模擬排水を処理対象とした場合の、酸素利用速度についての実験例を示すものであり（ａ）は模擬排水の成分を示す図表、（ｂ）は六価クロムの濃度と酸素利用速度との関係を示す図表、（ｃ）は（ｂ）をグラフ化して示したものである。
【図７】活性汚泥処理方法を実施するための処理システムの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法は、毒性物質が活性汚泥に与える影響評価を迅速に行い、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件（希釈、MLSS濃度の増加及び粉末活性炭の投入等）の把握と、具体的な対策を正しく行うための方法（Activated  Sludge  and  Toxic  matters  influence  Valuation：略称Activated  Sludge  Toxic  Valuation：以下、「ＡＳＴＶ」という。）に関するものである。
本ＡＳＴＶ法は、図１に示されるように、基準データ取得ステップＳ１００と、比較データ取得ステップＳ２００と、比較ステップＳ３００とを含み、必要に応じて、調整ステップＳ４００を含むものである。
【００２１】
ここで、基準データ取得ステップＳ１００では、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度Ａ（ｍｇ‐Ｏ２／Ｌ・Ｈ）を採取する。
基準データ取得ステップＳ１００では、清水中の活性汚泥の酸素利用速度ＡＲ（図２〜図４参照）を採取するものである。本発明の実施の形態では、清水に純水が用いられる。
【００２２】
又、比較データ取得ステップＳ２００では、基準データ取得ステップＳ１００にて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行う。この際、活性汚泥の酸素利用速度Ａに影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なる状況を意図的に作り出して、酸素利用速度を採取する。
ここで、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆには、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす、あらゆる条件を取り得るものである。例えば、汚水の希釈率（％）、ＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ）、活性炭の添加量（ｍｇ／Ｌ）、ばっ気槽内のｐＨ、ＤＯ（ｍｇ・Ｏ／Ｌ）、水温（℃）その他の条件のいずれか一つ、又は、これらを組み合わせることができる。
【００２３】
比較ステップＳ３００は、基準データ取得ステップＳ１００で得られた酸素利用速度ＡＲ及び比較データ取得ステップＳ２００で得られた酸素利用速度Ａを比較し、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることに起因する、活性汚泥の酸素利用速度の違いを把握するステップである。
比較ステップＳ３００では、活性汚泥の酸素利用速度Ａに影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることに起因する、活性汚泥の酸素利用速度Ａが最大となる転換点ＰＴ（図４参照）と、活性汚泥の酸素利用速度Ａが基準データＡＲを下回る限界点ＰＢ（図４参照）との、一方又は双方を求める。
【００２４】
調整ステップＳ４００は、必要に応じて、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、活性汚泥の酸素利用速度が、比較ステップＳ３００において把握した、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となるように、調整するステップである。
【００２５】
続いて、基準データ取得ステップＳ１００において、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度を採取する手法を説明する。
一例として、酸素利用速度の計測手段に、図５に示される測定装置１０を用いる。測定装置１０は、三角フラスコ、フラン瓶等の容器１２、酸素センサー１４、マグネチックスターラー１６、溶存酸素計１８及び記録計２０を備えるものである。又、活性汚泥処理に係る汚水を用意する。本実施の形態では、汚水には、図６（ａ）の図表に示されるような成分を有する模擬排水を用いるが、適宜、異なる成分からなる汚水を用いることとしても良い。
【００２６】
酸素利用速度の管理を行う活性汚泥、及び、清水としての純水は、所定時間（例えば３０分ほど）曝気しておく。又、容器１２は所定の容量（例えば２００ｍＬ）のものを用意し、模擬排水により馴養した活性汚泥を、容器１２に所定量（例えば１００ｍＬ）投入する。更に、容器１２に清水として純水を所定量（例えば１００ｍＬ）投入する。そして、酸素センサー１４を容器１２に挿入し、共栓付きの蓋で空気が入らないように密栓する。そして、容器１２をマグネチックスターラー１６に載置し、内容物を静かに撹拌し、酸素利用速度を測定する。これにより、被検液が清水のみの場合の、酸素利用速度ＡＲのデータを取得する。この清水試験の結果が、後述するデータＬ１、Ｌ２、Ｌ３（図２〜図４参照）の基準データとして用いられる。
【００２７】
一方、比較例として、毒性物質が入っていない模擬排水自体の酸素利用速度の測定を、ステップＳ１００と同様に行った場合には、以下のようになる。
この場合、容器１２に投入する被検液は、上記の清水に換えて、模擬排水を任意量の清水で希釈したものが用いられる。又、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを希釈率とする。そして、希釈率を段階的に変えた模擬排水を複数の種類用意し、任意に希釈された被検液を、各々、所定時間だけ曝気した後、酸素利用速度の測定試験を複数回実施する。この複数のデータを、横軸が模擬排水の希釈率、縦軸が酸素利用速度として、図２に示されるグラフが得られる。図２では、被検液が清水のみの場合の酸素利用速度ＡＲを基準として、横軸の右端は模擬排水の希釈率がゼロ（模擬排水１００％）の場合、左端（縦軸との交点）は清水のみ（模擬排水０％）の場合となり、両者の間が任意の希釈率を表している。本例の如く、模擬排水に毒性物質がない場合は、模擬排水中のＢＯＤ成分が活性汚泥により除去され、この際にＤＯが利用されるので、清水のみの酸素利用速度をいずれのデータも上回る酸素利用速度曲線Ｌ１が得られる（曲線Ｌ１は、常に横軸よりも上方に位置する）。
【００２８】
他方、別の比較例として、毒性物質の毒性が強い場合の酸素利用速度の測定（模擬排水の場合）を、上記と同様に行った場合には、次のようになる。
この場合、容器１２に投入する被検液としては、模擬排水に任意濃度の毒性の強い液を加え、かつ、任意量の清水で希釈したものとする。又、希釈率を段階的に変えた模擬排水を複数の種類用意し、任意に希釈された被検液を、各々、所定時間だけ曝気しておく。そして、酸素利用速度の測定試験は数回実施する。この複数のデータを、図２と同様に、横軸が模擬排水の希釈率、縦軸が酸素利用速度として、図４に示されるグラフが得られる。本例の如く、毒性物質の毒性が強い場合は、活性汚泥を構成する微生物は、毒性物質によって失活する。そして、模擬排水中のＢＯＤ成分が活性汚泥により除去される量が減少し、ＤＯの利用も減少する。このため、図３では、被検液が清水のみの場合の酸素利用速度を基準として、希釈率が高い場合であっても、清水の酸素利用速度をいずれのデータも下回る曲線Ｌ２が得られる（曲線Ｌ２は、常に横軸よりも下方に位置する）。
【００２９】
上述の毒性物質が入っていない模擬排水自体の酸素利用速度の測定を行った場合と、毒性物質の毒性が強い場合の酸素利用速度の測定を行った場合の結果を踏まえ、比較データ取得ステップＳ２００を実施する。
比較データ取得ステップＳ２００では、基準データ取得ステップＳ１００にて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行う。
【００３０】
本ステップでは、雑用水、水道水、工業用水、活性汚泥処理水等の実排水（毒性物質の毒性が比較的弱い場合）の酸素利用速度の測定を、ステップＳ１００と同様に行う。容器１２に投入する被検液としては、例えば実排水を任意量の清水で希釈したものとする。そして、希釈率を段階的に変えた実排水を複数の種類用意し、任意に希釈された被検液を、各々、所定時間だけ曝気した後、酸素利用速度の測定試験を数回実施する。
【００３１】
比較ステップＳ３００では、ステップＳ１００、Ｓ２００で得られた複数のデータを、横軸が実排水の希釈率、縦軸が酸素利用速度として表すことで、図４に示されるグラフが得られる。
実排水に含まれる毒性物質の如何に関わらず、実排水の希釈率が高い場合は、活性汚泥のダメージが小さいので、ＢＯＤ成分が活性汚泥により除去され、ＤＯが利用される。このため、清水の酸素利用速度を上回る。一方、希釈率が低くなると活性汚泥のダメージが大きくなるので、清水の酸素利用速度を下回るような曲線Ｌ３になる（曲線Ｌ２は、横軸の上方及び下方の双方に跨るものとなる）。
図４において、ＰＴは、実排水の希釈率の変化（高濃度化）に起因する毒性物質の影響が出始める「転換点」を表している。又、ＰＢは、実排水の希釈率の変化（高濃度化）に起因する毒性物質の影響で、酸素利用速度が清水の場合より小さく（悪く）なる「限界点」を表している。
【００３２】
そして、曲線Ｌ３において、最も活性汚泥の酸素利用速度Ａが最も速くなる、即ち、活性汚泥処理効率が最も高くなるのが、転換点ＰＴである。よって、転換点ＰＴを維持するように各種対策を講じ、実排水の希釈率を管理するのが理想的である。しかしながら、経済性及び対策に使用する希釈用の水源確保や粉末活性炭の在庫量等を考慮して対応するとすれば、妥当な調整目標は、酸素利用速度が清水の場合と同じである、限界点ＰＢとなる。
調整ステップＳ４００では、実排水の希釈率を、活性汚泥の酸素利用速度が、比較ステップＳ３００において把握した、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となるように調整する。このように、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとしての希釈率を適切な範囲に調整することで、活性汚泥の活性を管理し、汚水の活性汚泥処理を効率的に行うことを可能とするものである。
【００３３】
なお、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、不特定毒性物質の流入に対し、曝気槽内のＭＬＳＳを増加させて対応する場合には、比較データ取得ステップＳ２００において、次のようにして、酸素利用速度Ａを採取する。例えば、上述の例で酸素利用速度Ａを求める試験に使用した活性汚泥液のＭＬＳＳが３０００（ｍｇ／Ｌ）であった場合に、沈殿濃縮または遠心分離等でＭＬＳＳを任意に濃縮した後、上述の酸素利用速度の測定試験を数回実施する。
又、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、不特定毒性物質の流入に対し、曝気槽内に粉末活性炭を投入し対応する場合には、容器１２に粉末活性炭を任意量添加し、上述の酸素利用速度の測定試験を数回実施する。なお、ＭＢＲ方式（膜分離方式）の活性汚泥処理方法に適用する場合には、粉末活性炭を添加することによる膜切れ現象を短期間に生じることのないよう、適切な対策を講じることが望ましい。
その他、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、曝気槽内のｐＨ、ＤＯ及び水温等の条件を変更することによっても、同様の対策が可能である。又、異なる場所の活性汚泥を用いることや、異なる場所の活性汚泥を任意の割合で混合すること、あるいは比較ステップＳ３００の結果によっては、活性汚泥を全量入れ替えること等の対策を、適宜採用することも可能である。
【００３４】
具体例として、図６（ｂ）の図表は、清水単独ではなく、二クロム酸カリウム（K2Cr2O7）の任意濃度の液（以下、毒性試験液という）を作成し、３０分ほど曝気したものに対し、模擬排水の有機物成分の量が変わらぬように、毒性試験液と模擬排水をそれぞれ５０ｍＬずつ容器１２に投入し、両者を合わせた１００ｍＬを被検液として、酸素利用速度Ａを採取したものである。使用した活性汚泥のＭＬＳＳ濃度は３１００ｍｇ／Ｌである。また、任意濃度の六価クロム含有被検液と活性汚泥を混合した液のｐＨは、いずれも８．２に近傍していたのでｐＨ調整はしていない。ここで得られた結果が図６（ｃ）のグラフであるが、図３と同様の曲線形体になっており、毒性が強いことが、酸素利用速度Ａと、非検液の六価クロム濃度との関係から把握できる。
【００３５】
上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。
本発明の実施の形態に係る活性管理方法は、活性汚泥に対する毒性物質の影響を把握するために、まず、基準データ取得ステップＳ１００において活性汚泥の酸素利用速度を採取する。しかも、基準データ取得ステップＳ１００においては、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の酸素利用速度ＡＲを採取する。この基準データ取得ステップＳ１００において採取される酸素利用速度ＡＲは、活性汚泥の活性を把握し、管理する上での基準データとして用いるものである。このように、基準データ取得ステップＳ１００では、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取することで、再現性を阻害する要因を排除した状態での活性汚泥の酸素利用速度ＡＲが得られ、基準データとして信頼性の高いものとなる。
【００３６】
続いて、比較データ取得ステップＳ２００では、基準データ取得ステップＳ１００にて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行い、酸素利用速度Ａを採取する。汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、微生物が失活する。このため、比較データ取得ステップＳ２００において採取される酸素利用速度Ａは、基準データ取得ステップＳ１００において採取される酸素利用速度ＡＲよりも遅くなる。又、酸素利用速度Ａが遅くなる程度は、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いにより異なるものとなる。更に、比較データ取得ステップＳ２００では、活性汚泥の酸素利用速度Ａに影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なる状況で、酸素利用速度を採取することで、この所定の条件Ｆと酸素利用速度Ａが遅くなる程度とを関連付けた、比較データを得ることができる。
【００３７】
そして、比較ステップＳ３００において、基準データ取得ステップＳ１００で得られた酸素利用速度ＡＲ及び比較データ取得ステップＳ２００で得られた酸素利用速度Ａを比較し、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることに起因する、酸素利用速度の変化、即ち、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆの、適切な範囲を把握することができる。
すなわち、本発明の実施の形態では、清水のみが被検液の場合の酸素利用速度ＡＲと、清水以外の被検液の酸素利用速度Ａとを比較し、その大小の関係を、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、重要な判断目安とするものである。被検液中に毒性物質が存在する場合には、酸素利用速度Ａは清水のみの酸素利用速度ＡＲを下回ることになり、毒性物質がない場合には、模擬排水中の有機物を活性汚泥が分解し、この時、活性汚泥が容器１２中のＤＯを利用（消費）することによって、清水のみに比し大きな酸素利用速度になることを利用し、活性汚泥の活性管理を適切に行うことが可能となる。
【００３８】
又、比較データ取得ステップＳ２００において採取される酸素利用速度Ａは、汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いが大きくなる程、酸素利用速度Ａは遅くなる。そして、汚水中に含まれる、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとが均衡することにより、活性汚泥の酸素利用速度が最大となる条件が見出されるものである。又、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとの均衡が敗れることにより、活性汚泥の酸素利用速度が基準データＡＲを下回るような条件が見出されるものである。
そこで、本発明の実施の形態では、比較データ取得ステップＳ２００において採取される酸素利用速度Ａが、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることにより変化する場合に、比較ステップＳ３００において、活性汚泥の酸素利用速度Ａが最大となる転換点ＰＴを把握する。又、活性汚泥の酸素利用速度Ａが基準データＡＲを下回る限界点ＰＢを把握する。そして、これら転換点ＰＴ、限界点ＰＢを、活性汚泥の活性管理を行う上での指標とすることで、活性汚泥の活性管理を適切に行うことが可能となる。
【００３９】
又、本発明の実施の形態では、調整ステップＳ４００において、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを、活性汚泥の酸素利用速度Ａが、比較ステップＳ３００において把握した、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となるように調整することで、活性汚泥の活性管理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、適切に行うことが可能となる。
即ち、図３から明らかなように、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを変えることで、活性汚泥の酸素利用速度Ａが転換点ＰＴで最大となり、更に条件Ｆを変えても、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いが大きくなることによって、活性汚泥の酸素利用速度Ａは減速することとなる。従って、活性汚泥の酸素利用速度Ａが、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となる条件Ｆを採用することで、活性汚泥の酸素利用速度Ａを、少なくとも妥当な速度に管理することが可能となる。
【００４０】
本発明の実施の形態は、図７に例示される処理システム１００の、ばっ気槽１０６における、活性汚泥の活性管理に適用することも可能となる。そして、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、汚水の希釈率その他の条件を選択することで、活性汚泥の失活の程度を的確に把握することで汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、活性汚泥の活性管理を、最適に行うことが可能となる。
その結果として、汚水の活性汚泥処理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、最適に行うことが可能となる。
又、活性汚泥の活性管理を、活性汚泥の酸素利用速度Ａを監視して、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを適切に変更するフィードバックシステムを構築することで、活性汚泥の活性管理を自動的に行うことも可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ１００：基準データ取得ステップ、Ｓ２００：比較データ取得ステップ、Ｓ３００：比較ステップ、Ｓ４００：調整ステップ、Ａ：酸素利用速度、ＡＲ：清水中の活性汚泥の酸素利用速度、  ＰＢ：限界点、  ＰＴ：転換点
【図１】
2015112582.tif 000003
【図２】
2015112582.tif 000004
【図３】
2015112582.tif 000005
【図４】
2015112582.tif 000006
【図５】
2015112582.tif 000007
【図６】
2015112582.tif 000008
【図７】
2015112582.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月6日(2015.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度を採取する基準データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにて使用した活性汚泥を用いて汚水の活性汚泥処理を行い、その際、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なる状況で、酸素利用速度を採取する比較データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップ及び前記比較データ取得ステップで得られた酸素利用速度を比較し、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因する、前記活性汚泥の酸素利用速度の違いを把握し、前記活性汚泥の酸素利用速度が最大となる転換点と、前記活性汚泥の酸素利用速度が前記基準データを下回る限界点とを求める比較ステップと、
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、前記活性汚泥の酸素利用速度が、前記比較ステップにおいて把握した、前記転換点と前記限界点との間となるように調整する、調整ステップとを含むことを特徴とする活性汚泥の活性管理方法。
【請求項２】
基準データ取得ステップにおいて、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取することを特徴とする請求項１記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項３】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、前記汚水の希釈率を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項４】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、ＭＬＳＳを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項５】
前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、活性炭の添加量を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の活性汚泥の活性管理方法により、活性汚泥の活性を管理しながら、汚水の活性汚泥処理を行うことを特徴とする水処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥の活性管理方法及び水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
汚水の浄化を行う手法として、活性汚泥用いた処理方法が広く実用化されている。この活性汚泥処理方法は、下水等に存在していた微生物が、有機物の分解、ばっきにより繁殖・増殖を行うことにより活性汚泥を養生し、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質を、微生物の代謝によって酸化分解または吸収分離することで、汚水を浄化するものである。
図７には、活性汚泥処理方法を実施するための処理システム１００が例示されている。採取された汚水は、まず、スクリーン１０２によって固形物が除去され、沈殿池１０４に貯留される、沈殿池１０４に貯留された汚水は、活性汚泥が養生されたばっ気槽１０６に投入され、浄化される。ばっ気槽に１０６において浄化された水は、最終沈殿池１０８に貯留され、活性汚泥が分離される。更に、砂ろ過層１１０においてろ過され、消毒層１１２において消毒され、放流される。
【０００３】
活性汚泥処理方法は、このように微生物に汚水浄化を委ねるものであることから、汚水中に、微生物に対して悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれていると、汚水の浄化処理能力が低下することとなる。一方、下水、生活排水、産業排水等の汚水には、重金属、シアン、消毒剤等の毒性物質が混入している場合があり、このような汚水が水処理施設に流入した場合には、適正な毒性物質対応処置を行わないと、微生物の活性を損ない（失活）、最悪の場合には微生物の死滅を招くことにもなる。
従って、従来から、活性汚泥に毒性物質が及ぼす影響を評価する、毒性評価方法が考案されている（例えば、特許文献１、２、３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８４２４０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５３８９８号公報
【特許文献３】特開平１０−１５１４８１号公報
【特許文献４】特開平０７−０７５７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような従来の毒性評価方法は、活性汚泥に流入が予想され、又は既に流入してしまった毒性物質を含有する汚水に対して、正確な毒物の影響評価を行うことが困難であった。特に、毒性物質が特定できないような場合には、適切な対策を講じる上で、有用な対応策を取り得るものではなかった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汚水の状態の如何に関わらず、活性汚泥に対する毒物の影響評価を行い、活性汚泥の活性管理を適切に行うことにある。又、活性汚泥の活性管理を適切に行うことで、水処理を効率的に行うことにある。
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度を採取する基準データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップにて使用した活性汚泥を用いて汚水の活性汚泥処理を行い、その際、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なる状況で、酸素利用速度を採取する比較データ取得ステップと、
前記基準データ取得ステップ及び前記比較データ取得ステップで得られた酸素利用速度を比較し、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因する、前記活性汚泥の酸素利用速度の違いを把握する比較ステップと、を含む活性汚泥の活性管理方法。
【０００８】
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥に対する毒性物質の影響を把握するために、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の酸素利用速度を採取する。この基準データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、活性汚泥の活性を把握し、管理する上での、基準データとして用いるものである。
続いて、基準データ取得ステップにて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行い、酸素利用速度を採取する。汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、微生物が失活する。このため、比較データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、基準データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度よりも遅くなる。又、酸素利用速度が遅くなる程度は、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いにより異なるものとなる。更に、比較データ取得ステップでは、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なる状況で、酸素利用速度を採取することで、この所定の条件と酸素利用速度が遅くなる程度とを関連付けた比較データを得るものである。
そして、比較ステップにおいて、基準データ取得ステップ及び比較データ取得ステップで得られた酸素利用速度を比較し、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因する、酸素利用速度の変化、即ち、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件の、適切な範囲を把握するものである。
【０００９】
（２）上記（１）項の、前記比較ステップにおいて、前記活性汚泥の酸素利用速度が最大となる転換点と、前記活性汚泥の酸素利用速度が前記基準データを下回る限界点との、一方又は双方を求める活性汚泥の活性管理方法。
【００１０】
活性汚泥を用いて汚水の活性汚泥処理を行う際に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が汚水中に存在しない場合には、汚水中のＢＯＤ（Biochemical  Oxygen  Demand：生物化学的酸素要求量）成分が活性汚泥により除去され、この際にＤＯ（Dissolved  Oxygen：溶存酸素量）が利用される。このため、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件の如何に関わらず、比較データ取得ステップで採取される酸素利用速度は、基準データ取得ステップで採取される酸素利用速度を上回る。
一方、比較データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いが大きくなる程、酸素利用速度は遅くなる。そして、汚水中に含まれる、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとが均衡することにより、活性汚泥の酸素利用速度が最大となる条件が見出される。又、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとの均衡が敗れることにより、活性汚泥の酸素利用速度が、基準データを下回るような条件が見出されるものである。
そこで本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、比較データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度が、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件が異なることに起因して変化する場合に、比較ステップにおいて、活性汚泥の酸素利用速度が最大となる転換点を把握する。又、比較ステップにおいて、活性汚泥の酸素利用速度が基準データを下回る限界点を把握する。これら、転換点及び限界点は、活性汚泥の活性管理を行う上での指標となるものである。
【００１１】
（３）上記（２）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、前記活性汚泥の酸素利用速度が、前記比較ステップにおいて把握した、前記転換点と前記限界点との間となるように調整する、調整ステップを含む活性汚泥の活性管理方法（請求項１）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、調整ステップにおいて、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、活性汚泥の酸素利用速度が、比較ステップにおいて把握した、転換点と限界点との間となるように調整することで、活性汚泥の活性管理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、適切に行うものである。
【００１２】
（４）上記（３）項の、基準データ取得ステップにおいて、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取する活性汚泥の活性管理方法（請求項２）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥に対する毒性物質の影響を正確に把握するために、基準データ取得ステップにおいて、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の酸素利用速度を採取する。この基準データ取得ステップにおいて採取される酸素利用速度は、活性汚泥の活性を把握し、管理する上での基準データとして用いるものである。しかも、基準データ取得ステップでは、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取することで、再現性を阻害する要因を排除した状態での活性汚泥の酸素利用速度が得られ、基準データとして信頼性の高いものとなる。
【００１３】
（５）上記（３）、（４）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、前記汚水の希釈率を含む活性汚泥の活性管理方法（請求項３）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、汚水の希釈率を変えることにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、汚水の希釈率の適切な範囲を把握するものである。
【００１４】
（６）上記（３）から（５）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、ＭＬＳＳを含む活性汚泥の活性管理方法（請求項４）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、ＭＬＳＳ（Mixed  Liquor  Suspended  Solids：ばっ気槽混合液中の活性汚泥浮遊物）を変えることにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、ＭＬＳＳの適切な範囲を把握するものである。
【００１５】
（７）上記（３）から（６）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、活性炭の添加量率を含む活性汚泥の活性管理方法（請求項５）。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、活性炭の添加量を変えることにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、活性炭の添加量の適切な範囲を把握するものである。
【００１６】
（８）上記（３）から（７）項において、前記活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件に、ばっ気槽内のｐＨ、ＤＯ、水温その他の条件を含む活性汚泥の活性管理方法。
本項に記載の活性汚泥の活性管理方法は、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件として、ばっ気槽内のｐＨ、ＤＯ、水温その他の条件を含むことにより、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥処理方法を実施する際の、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、ｐＨ、ＤＯ、水温その他の条件の適切な範囲を把握するものである。
【００１７】
（９）上記（３）から（７）項に記載の活性汚泥の活性管理方法により、活性汚泥の活性を管理しながら、汚水の活性汚泥処理を行う水処理方法（請求項６）。
本項に記載の水処理方法は、上記（３）から（７）項に記載の活性汚泥の活性管理方法により、活性汚泥の活性を管理することで、汚水の活性汚泥処理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、適切に行うものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明はこのように構成したので、汚水の状態の如何に関わらず、活性汚泥に対する毒物の影響評価を行い、活性汚泥の活性管理を適切に行うことが可能となる。又、活性汚泥の活性管理を適切に行うことで、水処理を効率的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法の、比較ステップにおける、酸素利用速度の比較例を示すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法の、比較ステップにおける、酸素利用速度の比較例を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法の、比較ステップにおける、汚水に含まれる毒性物質が特定できないような場合の、酸素利用速度の比較例を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法に利用可能な実験設備の、具体例を示すものである。
【図６】でんぷんを主成分とし、毒性物質に六価クロムを模擬排水を処理対象とした場合の、酸素利用速度についての実験例を示すものであり（ａ）は模擬排水の成分を示す図表、（ｂ）は六価クロムの濃度と酸素利用速度との関係を示す図表、（ｃ）は（ｂ）をグラフ化して示したものである。
【図７】活性汚泥処理方法を実施するための処理システムの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係る活性汚泥の活性管理方法は、毒性物質が活性汚泥に与える影響評価を迅速に行い、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件（希釈、MLSS濃度の増加及び粉末活性炭の投入等）の把握と、具体的な対策を正しく行うための方法（Activated  Sludge  and  Toxic  matters  influence  Valuation：略称Activated  Sludge  Toxic  Valuation：以下、「ＡＳＴＶ」という。）に関するものである。
本ＡＳＴＶ法は、図１に示されるように、基準データ取得ステップＳ１００と、比較データ取得ステップＳ２００と、比較ステップＳ３００とを含み、必要に応じて、調整ステップＳ４００を含むものである。
【００２１】
ここで、基準データ取得ステップＳ１００では、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度Ａ（ｍｇ‐Ｏ２／Ｌ・Ｈ）を採取する。
基準データ取得ステップＳ１００では、清水中の活性汚泥の酸素利用速度ＡＲ（図２〜図４参照）を採取するものである。本発明の実施の形態では、清水に純水が用いられる。
【００２２】
又、比較データ取得ステップＳ２００では、基準データ取得ステップＳ１００にて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行う。この際、活性汚泥の酸素利用速度Ａに影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なる状況を意図的に作り出して、酸素利用速度を採取する。
ここで、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆには、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす、あらゆる条件を取り得るものである。例えば、汚水の希釈率（％）、ＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ）、活性炭の添加量（ｍｇ／Ｌ）、ばっ気槽内のｐＨ、ＤＯ（ｍｇ・Ｏ／Ｌ）、水温（℃）その他の条件のいずれか一つ、又は、これらを組み合わせることができる。
【００２３】
比較ステップＳ３００は、基準データ取得ステップＳ１００で得られた酸素利用速度ＡＲ及び比較データ取得ステップＳ２００で得られた酸素利用速度Ａを比較し、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることに起因する、活性汚泥の酸素利用速度の違いを把握するステップである。
比較ステップＳ３００では、活性汚泥の酸素利用速度Ａに影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることに起因する、活性汚泥の酸素利用速度Ａが最大となる転換点ＰＴ（図４参照）と、活性汚泥の酸素利用速度Ａが基準データＡＲを下回る限界点ＰＢ（図４参照）との、一方又は双方を求める。
【００２４】
調整ステップＳ４００は、必要に応じて、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件を、活性汚泥の酸素利用速度が、比較ステップＳ３００において把握した、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となるように、調整するステップである。
【００２５】
続いて、基準データ取得ステップＳ１００において、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の、酸素利用速度を採取する手法を説明する。
一例として、酸素利用速度の計測手段に、図５に示される測定装置１０を用いる。測定装置１０は、三角フラスコ、フラン瓶等の容器１２、酸素センサー１４、マグネチックスターラー１６、溶存酸素計１８及び記録計２０を備えるものである。又、活性汚泥処理に係る汚水を用意する。本実施の形態では、汚水には、図６（ａ）の図表に示されるような成分を有する模擬排水を用いるが、適宜、異なる成分からなる汚水を用いることとしても良い。
【００２６】
酸素利用速度の管理を行う活性汚泥、及び、清水としての純水は、所定時間（例えば３０分ほど）曝気しておく。又、容器１２は所定の容量（例えば２００ｍＬ）のものを用意し、模擬排水により馴養した活性汚泥を、容器１２に所定量（例えば１００ｍＬ）投入する。更に、容器１２に清水として純水を所定量（例えば１００ｍＬ）投入する。そして、酸素センサー１４を容器１２に挿入し、共栓付きの蓋で空気が入らないように密栓する。そして、容器１２をマグネチックスターラー１６に載置し、内容物を静かに撹拌し、酸素利用速度を測定する。これにより、被検液が清水のみの場合の、酸素利用速度ＡＲのデータを取得する。この清水試験の結果が、後述するデータＬ１、Ｌ２、Ｌ３（図２〜図４参照）の基準データとして用いられる。
【００２７】
一方、比較例として、毒性物質が入っていない模擬排水自体の酸素利用速度の測定を、ステップＳ１００と同様に行った場合には、以下のようになる。
この場合、容器１２に投入する被検液は、上記の清水に換えて、模擬排水を任意量の清水で希釈したものが用いられる。又、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを希釈率とする。そして、希釈率を段階的に変えた模擬排水を複数の種類用意し、任意に希釈された被検液を、各々、所定時間だけ曝気した後、酸素利用速度の測定試験を複数回実施する。この複数のデータを、横軸が模擬排水の希釈率、縦軸が酸素利用速度として、図２に示されるグラフが得られる。図２では、被検液が清水のみの場合の酸素利用速度ＡＲを基準として、横軸の右端は模擬排水の希釈率がゼロ（模擬排水１００％）の場合、左端（縦軸との交点）は清水のみ（模擬排水０％）の場合となり、両者の間が任意の希釈率を表している。本例の如く、模擬排水に毒性物質がない場合は、模擬排水中のＢＯＤ成分が活性汚泥により除去され、この際にＤＯが利用されるので、清水のみの酸素利用速度をいずれのデータも上回る酸素利用速度曲線Ｌ１が得られる（曲線Ｌ１は、常に横軸よりも上方に位置する）。
【００２８】
他方、別の比較例として、毒性物質の毒性が強い場合の酸素利用速度の測定（模擬排水の場合）を、上記と同様に行った場合には、次のようになる。
この場合、容器１２に投入する被検液としては、模擬排水に任意濃度の毒性の強い液を加え、かつ、任意量の清水で希釈したものとする。又、希釈率を段階的に変えた模擬排水を複数の種類用意し、任意に希釈された被検液を、各々、所定時間だけ曝気しておく。そして、酸素利用速度の測定試験は数回実施する。この複数のデータを、図２と同様に、横軸が模擬排水の希釈率、縦軸が酸素利用速度として、図３に示されるグラフが得られる。本例の如く、毒性物質の毒性が強い場合は、活性汚泥を構成する微生物は、毒性物質によって失活する。そして、模擬排水中のＢＯＤ成分が活性汚泥により除去される量が減少し、ＤＯの利用も減少する。このため、図３では、被検液が清水のみの場合の酸素利用速度を基準として、希釈率が高い場合であっても、清水の酸素利用速度をいずれのデータも下回る曲線Ｌ２が得られる（曲線Ｌ２は、常に横軸よりも下方に位置する）。
【００２９】
上述の毒性物質が入っていない模擬排水自体の酸素利用速度の測定を行った場合と、毒性物質の毒性が強い場合の酸素利用速度の測定を行った場合の結果を踏まえ、比較データ取得ステップＳ２００を実施する。
比較データ取得ステップＳ２００では、基準データ取得ステップＳ１００にて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行う。
【００３０】
本ステップでは、雑用水、水道水、工業用水、活性汚泥処理水等の実排水（毒性物質の毒性が比較的弱い場合）の酸素利用速度の測定を、ステップＳ１００と同様に行う。容器１２に投入する被検液としては、例えば実排水を任意量の清水で希釈したものとする。そして、希釈率を段階的に変えた実排水を複数の種類用意し、任意に希釈された被検液を、各々、所定時間だけ曝気した後、酸素利用速度の測定試験を数回実施する。
【００３１】
比較ステップＳ３００では、ステップＳ１００、Ｓ２００で得られた複数のデータを、横軸が実排水の希釈率、縦軸が酸素利用速度として表すことで、図４に示されるグラフが得られる。
実排水に含まれる毒性物質の如何に関わらず、実排水の希釈率が高い場合は、活性汚泥のダメージが小さいので、ＢＯＤ成分が活性汚泥により除去され、ＤＯが利用される。このため、清水の酸素利用速度を上回る。一方、希釈率が低くなると活性汚泥のダメージが大きくなるので、清水の酸素利用速度を下回るような曲線Ｌ３になる（曲線Ｌ２は、横軸の上方及び下方の双方に跨るものとなる）。
図４において、ＰＴは、実排水の希釈率の変化（高濃度化）に起因する毒性物質の影響が出始める「転換点」を表している。又、ＰＢは、実排水の希釈率の変化（高濃度化）に起因する毒性物質の影響で、酸素利用速度が清水の場合より小さく（悪く）なる「限界点」を表している。
【００３２】
そして、曲線Ｌ３において、最も活性汚泥の酸素利用速度Ａが最も速くなる、即ち、活性汚泥処理効率が最も高くなるのが、転換点ＰＴである。よって、転換点ＰＴを維持するように各種対策を講じ、実排水の希釈率を管理するのが理想的である。しかしながら、経済性及び対策に使用する希釈用の水源確保や粉末活性炭の在庫量等を考慮して対応するとすれば、妥当な調整目標は、酸素利用速度が清水の場合と同じである、限界点ＰＢとなる。
調整ステップＳ４００では、実排水の希釈率を、活性汚泥の酸素利用速度が、比較ステップＳ３００において把握した、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となるように調整する。このように、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとしての希釈率を適切な範囲に調整することで、活性汚泥の活性を管理し、汚水の活性汚泥処理を効率的に行うことを可能とするものである。
【００３３】
なお、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、不特定毒性物質の流入に対し、曝気槽内のＭＬＳＳを増加させて対応する場合には、比較データ取得ステップＳ２００において、次のようにして、酸素利用速度Ａを採取する。例えば、上述の例で酸素利用速度Ａを求める試験に使用した活性汚泥液のＭＬＳＳが３０００（ｍｇ／Ｌ）であった場合に、沈殿濃縮または遠心分離等でＭＬＳＳを任意に濃縮した後、上述の酸素利用速度の測定試験を数回実施する。
又、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、不特定毒性物質の流入に対し、曝気槽内に粉末活性炭を投入し対応する場合には、容器１２に粉末活性炭を任意量添加し、上述の酸素利用速度の測定試験を数回実施する。なお、ＭＢＲ方式（膜分離方式）の活性汚泥処理方法に適用する場合には、粉末活性炭を添加することによる膜切れ現象を短期間に生じることのないよう、適切な対策を講じることが望ましい。
その他、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、曝気槽内のｐＨ、ＤＯ及び水温等の条件を変更することによっても、同様の対策が可能である。又、異なる場所の活性汚泥を用いることや、異なる場所の活性汚泥を任意の割合で混合すること、あるいは比較ステップＳ３００の結果によっては、活性汚泥を全量入れ替えること等の対策を、適宜採用することも可能である。
【００３４】
具体例として、図６（ｂ）の図表は、清水単独ではなく、二クロム酸カリウム（K2Cr2O7）の任意濃度の液（以下、毒性試験液という）を作成し、３０分ほど曝気したものに対し、模擬排水の有機物成分の量が変わらぬように、毒性試験液と模擬排水をそれぞれ５０ｍＬずつ容器１２に投入し、両者を合わせた１００ｍＬを被検液として、酸素利用速度Ａを採取したものである。使用した活性汚泥のＭＬＳＳ濃度は３１００ｍｇ／Ｌである。また、任意濃度の六価クロム含有被検液と活性汚泥を混合した液のｐＨは、いずれも８．２に近傍していたのでｐＨ調整はしていない。ここで得られた結果が図６（ｃ）のグラフであるが、図３と同様の曲線形体になっており、毒性が強いことが、酸素利用速度Ａと、非検液の六価クロム濃度との関係から把握できる。
【００３５】
上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。
本発明の実施の形態に係る活性管理方法は、活性汚泥に対する毒性物質の影響を把握するために、まず、基準データ取得ステップＳ１００において活性汚泥の酸素利用速度を採取する。しかも、基準データ取得ステップＳ１００においては、毒性物質の影響を受けていない活性汚泥の酸素利用速度ＡＲを採取する。この基準データ取得ステップＳ１００において採取される酸素利用速度ＡＲは、活性汚泥の活性を把握し、管理する上での基準データとして用いるものである。このように、基準データ取得ステップＳ１００では、清水中の活性汚泥の酸素利用速度を採取することで、再現性を阻害する要因を排除した状態での活性汚泥の酸素利用速度ＡＲが得られ、基準データとして信頼性の高いものとなる。
【００３６】
続いて、比較データ取得ステップＳ２００では、基準データ取得ステップＳ１００にて使用した活性汚泥を用いて、汚水の活性汚泥処理を行い、酸素利用速度Ａを採取する。汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、微生物が失活する。このため、比較データ取得ステップＳ２００において採取される酸素利用速度Ａは、基準データ取得ステップＳ１００において採取される酸素利用速度ＡＲよりも遅くなる。又、酸素利用速度Ａが遅くなる程度は、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いにより異なるものとなる。更に、比較データ取得ステップＳ２００では、活性汚泥の酸素利用速度Ａに影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なる状況で、酸素利用速度を採取することで、この所定の条件Ｆと酸素利用速度Ａが遅くなる程度とを関連付けた、比較データを得ることができる。
【００３７】
そして、比較ステップＳ３００において、基準データ取得ステップＳ１００で得られた酸素利用速度ＡＲ及び比較データ取得ステップＳ２００で得られた酸素利用速度Ａを比較し、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることに起因する、酸素利用速度の変化、即ち、活性汚泥の失活の程度を把握する。そして、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆの、適切な範囲を把握することができる。
すなわち、本発明の実施の形態では、清水のみが被検液の場合の酸素利用速度ＡＲと、清水以外の被検液の酸素利用速度Ａとを比較し、その大小の関係を、活性汚泥の活性管理を適切に行うための、重要な判断目安とするものである。被検液中に毒性物質が存在する場合には、酸素利用速度Ａは清水のみの酸素利用速度ＡＲを下回ることになり、毒性物質がない場合には、模擬排水中の有機物を活性汚泥が分解し、この時、活性汚泥が容器１２中のＤＯを利用（消費）することによって、清水のみに比し大きな酸素利用速度になることを利用し、活性汚泥の活性管理を適切に行うことが可能となる。
【００３８】
又、比較データ取得ステップＳ２００において採取される酸素利用速度Ａは、汚水中に、微生物に悪影響を及ぼすような毒性を有する物質が含まれている場合には、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いが大きくなる程、酸素利用速度Ａは遅くなる。そして、汚水中に含まれる、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとが均衡することにより、活性汚泥の酸素利用速度が最大となる条件が見出されるものである。又、有機物や一部の無機塩類等の水中汚濁物質の量と、活性汚泥の量や失活の度合いとの均衡が敗れることにより、活性汚泥の酸素利用速度が基準データＡＲを下回るような条件が見出されるものである。
そこで、本発明の実施の形態では、比較データ取得ステップＳ２００において採取される酸素利用速度Ａが、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆが異なることにより変化する場合に、比較ステップＳ３００において、活性汚泥の酸素利用速度Ａが最大となる転換点ＰＴを把握する。又、活性汚泥の酸素利用速度Ａが基準データＡＲを下回る限界点ＰＢを把握する。そして、これら転換点ＰＴ、限界点ＰＢを、活性汚泥の活性管理を行う上での指標とすることで、活性汚泥の活性管理を適切に行うことが可能となる。
【００３９】
又、本発明の実施の形態では、調整ステップＳ４００において、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを、活性汚泥の酸素利用速度Ａが、比較ステップＳ３００において把握した、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となるように調整することで、活性汚泥の活性管理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、適切に行うことが可能となる。
即ち、図４から明らかなように、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを変えることで、活性汚泥の酸素利用速度Ａが転換点ＰＴで最大となり、更に条件Ｆを変えても、毒性を有する物質が微生物に悪影響を及ぼす度合いが大きくなることによって、活性汚泥の酸素利用速度Ａは減速することとなる。従って、活性汚泥の酸素利用速度Ａが、転換点ＰＴと限界点ＰＢとの間となる条件Ｆを採用することで、活性汚泥の酸素利用速度Ａを、少なくとも妥当な速度に管理することが可能となる。
【００４０】
本発明の実施の形態は、図７に例示される処理システム１００の、ばっ気槽１０６における、活性汚泥の活性管理に適用することも可能となる。そして、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆとして、汚水の希釈率その他の条件を選択することで、活性汚泥の失活の程度を的確に把握することで汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、活性汚泥の活性管理を、最適に行うことが可能となる。
その結果として、汚水の活性汚泥処理を、汚泥に含まれる毒性物質の如何に関わらず、最適に行うことが可能となる。
又、活性汚泥の活性管理を、活性汚泥の酸素利用速度Ａを監視して、活性汚泥の酸素利用速度に影響を及ぼす所定の条件Ｆを適切に変更するフィードバックシステムを構築することで、活性汚泥の活性管理を自動的に行うことも可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ１００：基準データ取得ステップ、Ｓ２００：比較データ取得ステップ、Ｓ３００：比較ステップ、Ｓ４００：調整ステップ、Ａ：酸素利用速度、ＡＲ：清水中の活性汚泥の酸素利用速度、  ＰＢ：限界点、  ＰＴ：転換点