(57)【要約】【課題】急激な濃度増加が活性汚泥処理装置へ到来した際に、処理速度を高めておくことができる工業排水処理システム及び方法を提供する。【解決手段】工業団地排水１１を一時的に受け入れ貯留するバッファタンク１２と、バッファタンク１２からの流出水１１Ａを一次処理する一次処理手段１３と、一次処理手段１３で処理された流入水１１Ｂを活性汚泥により二次処理する二次処理手段である活性汚泥処理装置１４と、バッファタンク１２に流入する工業団地排水１１中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測手段１５と、活性汚泥処理装置１４の活性汚泥に含まれる重要微生物を活性化させる活性化剤１６を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段１７とを備え、有機物濃度計測手段１５の計測結果により、流入水１１中の組成を判断し、判断した組成に対応する活性化剤１６の投与を制御手段２０により行い、この活性化剤１６の投与により微生物の活性を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工業団地排水を一次処理する一次処理手段と、
前記一次処理手段で処理された流入水を活性汚泥により二次処理する二次処理手段と、
前記一次処理手段に流入する工業団地排水中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測手段と、
前記活性汚泥に含まれる重要微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段とを備え、
前記有機物濃度計測手段の計測結果により、流入水中の組成を判断し、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与を行い、この活性化剤の投与により前記重要微生物の活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記一次処理手段が、前記工業団地排水を一時的に受け入れ貯留するバッファタンクを有し、該バッファタンクに流入する工業団地排水中の有機物濃度を前記有機物濃度計測手段で計測することを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記二次処理手段の重要微生物の存在比率計測を行う微生物存在比率測定手段を備え、
前記微生物存在比率計測手段で測定された結果が、前記有機物濃度計測手段の計測結果により求めた流入水中の組成に対応する重要微生物が適切か否かを判断し、
前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記二次処理手段の微生物の活性状況を把握する呼吸速度計測手段を備え、
前記呼吸速度計測手段での計測結果が、適切か否かを判断し、
前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段の処理に寄与する微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一つにおいて、
前記バッファタンクに流入する前からの流入水の一部を抜き出し、一次処理手段をバイパスするバイパスラインを備え、
前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記流入水の有機物濃度が高い場合、
前記一次処理手段からの有機物濃度が高い流入水を一時的に保管する高濃度排水貯留タンクを設け、
前記活性化剤の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項７】
工業団地排水を一次処理する一次処理手段と、
前記一次処理手段で処理された流入水を微生物により二次処理する二次処理手段と、
前記微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段と、
前記二次処理手段の重要微生物の種類の解析を行う微生物存在比率計測手段とを備え、
前記微生物存在比率計測手段で解析された結果が、流入水中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、
前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記一次処理手段が、前記工業団地排水を一時的に受け入れ貯留するバッファタンクを有することを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項９】
請求項８において、
前記バッファタンクに流入する前からの流入水の一部を抜き出し、一次処理手段をバイパスするバイパスラインを備え、
前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一つにおいて、
前記流入水の有機物濃度が高い場合、
前記一次処理手段からの有機物濃度が高い流入水を一時的に保管する高濃度排水貯留タンクを設け、
前記活性化剤の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一つにおいて、
前記二次処理手段からの流出水を膜処理する膜処理装置と、
前記膜処理装置での処理後の流出水を再生する再生処理装置を備えることを特徴とする工業排水処理システム。
【請求項１２】
工業団地排水を一次処理する一次処理工程と、
前記一次処理工程で処理された流入水を活性汚泥により二次処理する二次処理工程と、
前記一次処理工程に流入する工業団地排水中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測工程と、
前記活性汚泥に含まれる重要微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理工程に投与する活性化剤投与工程とを備え、
前記有機物濃度計測工程の計測結果により、流入水中の組成を判断し、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与を行い、この活性化剤の投与により前記重要微生物の活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記一次処理工程が、前記工業団地排水を一時的に受け入れ貯留し、この貯留前に流入する工業団地排水中の有機物濃度を計測することを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、
前記二次処理工程の重要微生物の存在比率の計測を行う工程を備え、
前記重要微生物の存在比率の測定結果が、前記有機物濃度計測工程の計測結果により求めた流入水中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、
前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理工程の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１５】
請求項１２又は１３において、
前記二次処理工程の微生物の活性状況を把握する呼吸速度計測工程を備え、
前記呼吸速度計測工程での計測結果が、適切か否かを判断し、
前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理工程の処理に寄与する微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれか一つにおいて、
貯留工程の流入前から流入水の一部を抜き出し、一次処理工程をバイパスする工程を備え、
前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１７】
請求項１２乃至１６のいずれか一つにおいて、
前記流入水の有機物濃度が高い場合、
前記一次処理工程の流入水を一時的に保管する工程を設け、
前記活性化剤の代わりに有機物濃度の高い流入水を、前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１８】
工業団地排水を一次処理する一次処理工程と、
前記一次処理工程で処理された流入水を微生物により二次処理する二次処理工程と、
前記微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理工程に投与する活性化剤投与工程と、
前記二次処理工程の重要微生物の種類の解析を行う微生物存在比率計測工程とを備え、
前記微生物存在比率計測工程で解析された結果が、流入水中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、
前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理工程の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項１９】
請求項１８において、
前記一次処理工程が、前記工業団地排水をバッファタンクで一時的に受け入れ貯留することを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記バッファタンクに流入する前からの流入水の一部を抜き出し、一次処理工程をバイパスするバイパスライン工程を備え、
前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項２１】
請求項１２乃至２０のいずれか一つにおいて、
前記流入水の有機物濃度が高い場合、
前記一次処理工程からの有機物濃度が高い流入水を、高濃度排水貯留タンクで一時的に保管し、
前記活性化剤の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法。
【請求項２２】
請求項１２乃至２１のいずれか一つにおいて、
前記二次処理工程からの流出水を膜処理する膜処理工程と、
前記膜処理工程での処理後の流出水を再生する再生処理工程を備えることを特徴とする工業排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業排水処理システム及び処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種産業の有機物を含む工業排水は、標準活性汚泥法のように生物処理で処理されている。この標準活性汚泥法は、有機排水を好気的に生物処理させる生物処理法である。各種の工場から排出される工業排水は、一度バッファタンクに集合され、このバッファタンクからの流出水を例えば油水分離処理、凝集沈殿処理等の一次処理を行った後、例えば活性汚泥処理等の二次処理を行っている。
【０００３】
この活性汚泥処理では、工業排水中の例えば有機物（フェノール、ベンゼン等）、窒素、リン等を、多様な微生物集団である活性汚泥により生物処理し、排出基準を満たすようにしている。また、活性汚泥処理水は、膜処理等を行った後、逆浸透膜装置（ＲＯ装置）により、処理水の水質を向上させ、再利用する場合もある。
【０００４】
この活性汚泥処理においては、活性汚泥処理槽に流入する処理水の窒素、リンの水質を常に良好に維持することが求められており、従来においては、例えば下水処理場に流入する流入水の窒素成分と有機物成分とのＣ／Ｎ比を用いて、下水処理場における循環流量、返送流量、曝気風量、炭素源注入量、余剰汚泥流量、返流水流量、初沈バイパス弁のうちの少なくとも一つを制御する、ことの提案がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２００１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の提案においては、処理水中の有機物負荷の増加に際して、生物の有機物処理速度の向上には寄与しない、という問題がある。
特に、処理水が短時間での急激な有機物負荷が増加するような場合においては、特許文献１の対策では、対策の効果が有機物負荷の増加を下回るため、処理水の有機物濃度の悪化は避けられず、排水基準を達成できない、という問題がある。
ここで、短時間での急激な有機物負荷の増加としては、例えば平均で１時間あたり４％以上の増減（例えば２時間程度で有機物濃度が５倍に増加する場合等）が想定されるが、このような急激な変動には従来の排水処理技術では迅速に対応できない。
【０００７】
よって、各種の工場から集められる工業団地排水を処理するに際して、例えば処理水中の有機物負荷が短時間で増加するような場合においても、活性汚泥処理の処理速度を事前に高めておく対策を講じることができる工業排水処理システムの出現が切望されている。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、工業団地からの処理水において、急激な有機物の濃度増加が活性汚泥処理装置へ到来した際に、その処理能力を高めておくことができる工業排水処理システム及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、工業団地排水を一次処理する一次処理手段と、前記一次処理手段で処理された流入水を活性汚泥により二次処理する二次処理手段と、前記一次処理手段に流入する工業団地排水中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測手段と、前記活性汚泥に含まれる重要微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段とを備え、前記有機物濃度計測手段の計測結果により、流入水中の組成を判断し、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与を行い、この活性化剤の投与により前記重要微生物の活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記一次処理手段が、前記工業団地排水を一時的に受け入れ貯留するバッファタンクを有し、該バッファタンクに流入する工業団地排水中の有機物濃度を前記有機物濃度計測手段で計測することを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記二次処理手段の重要微生物の存在比率計測を行う微生物存在比率測定手段を備え、前記微生物存在比率計測手段で測定された結果が、前記有機物濃度計測手段の計測結果により求めた流入水中の組成に対応する重要微生物が適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１２】
第４の発明は、第１又は２の発明において、前記二次処理手段の微生物の活性状況を把握する呼吸速度計測手段を備え、前記呼吸速度計測手段での計測結果が、適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段の処理に寄与する微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１３】
第５の発明は、第２乃至４のいずれか一つの発明において、前記バッファタンクに流入する前からの流入水の一部を抜き出し、一次処理手段をバイパスするバイパスラインを備え、前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１４】
第６の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記流入水の有機物濃度が高い場合、前記一次処理手段からの有機物濃度が高い流入水を一時的に保管する高濃度排水貯留タンクを設け、前記活性化剤の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１５】
第７の発明は、工業団地排水を一次処理する一次処理手段と、前記一次処理手段で処理された流入水を微生物により二次処理する二次処理手段と、前記微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段と、前記二次処理手段の重要微生物の種類の解析を行う微生物存在比率計測手段とを備え、前記微生物存在比率計測手段で解析された結果が、流入水中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１６】
第８の発明は、第７の発明において、前記一次処理手段が、前記工業団地排水を一時的に受け入れ貯留するバッファタンクを有することを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１７】
第９の発明は、第８の発明において、前記バッファタンクに流入する前からの流入水の一部を抜き出し、一次処理手段をバイパスするバイパスラインを備え、前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１８】
第１０の発明は、第７乃至９のいずれか一つの発明において、前記流入水の有機物濃度が高い場合、前記一次処理手段からの有機物濃度が高い流入水を一時的に保管する高濃度排水貯留タンクを設け、前記活性化剤の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理手段に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００１９】
第１１の発明は、第１乃至１０のいずれか一つの発明において、前記二次処理手段からの流出水を膜処理する膜処理装置と、前記膜処理装置での処理後の流出水を再生する再生処理装置を備えることを特徴とする工業排水処理システムにある。
【００２０】
第１２の発明は、工業団地排水を一次処理する一次処理工程と、前記一次処理工程で処理された流入水を活性汚泥により二次処理する二次処理工程と、前記一次処理工程に流入する工業団地排水中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測工程と、前記活性汚泥に含まれる重要微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理工程に投与する活性化剤投与工程とを備え、前記有機物濃度計測工程の計測結果により、流入水中の組成を判断し、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与を行い、この活性化剤の投与により前記重要微生物の活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２１】
第１３の発明は、第１２の発明において、前記一次処理工程が、前記工業団地排水を一時的に受け入れ貯留し、この貯留前に流入する工業団地排水中の有機物濃度を計測することを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２２】
第１４の発明は、第１２又は１３の発明において、前記二次処理工程の重要微生物の存在比率の計測を行う工程を備え、前記重要微生物の存在比率の測定結果が、前記有機物濃度計測工程の計測結果により求めた流入水中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理工程の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２３】
第１５の発明は、第１２又は１３の発明において、前記二次処理工程の微生物の活性状況を把握する呼吸速度計測工程を備え、前記呼吸速度計測工程での計測結果が、適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理工程の処理に寄与する微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２４】
第１６の発明は、第１２乃至１５のいずれか一つの発明において、貯留工程の流入前から流入水の一部を抜き出し、一次処理工程をバイパスする工程を備え、前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２５】
第１７の発明は、第１２乃至１６のいずれか一つの発明において、前記流入水の有機物濃度が高い場合、前記一次処理工程の流入水を一時的に保管する工程を設け、
前記活性化剤の代わりに有機物濃度の高い流入水を、前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２６】
第１８の発明は、工業団地排水を一次処理する一次処理工程と、前記一次処理工程で処理された流入水を微生物により二次処理する二次処理工程と、前記微生物を活性化させる活性化剤を前記二次処理工程に投与する活性化剤投与工程と、前記二次処理工程の重要微生物の種類の解析を行う微生物存在比率計測工程とを備え、前記微生物存在比率計測工程で解析された結果が、流入水中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理工程の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤の投与により、その活性を向上させることを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２７】
第１９の発明は、第１８の発明において、前記一次処理工程が、前記工業団地排水をバッファタンクで一時的に受け入れ貯留することを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２８】
第２０の発明は、第１９の発明において、前記バッファタンクに流入する前からの流入水の一部を抜き出し、一次処理工程をバイパスするバイパスライン工程を備え、
前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００２９】
第２１の発明は、第１２乃至２０のいずれか一つの発明において、前記流入水の有機物濃度が高い場合、前記一次処理工程からの有機物濃度が高い流入水を、高濃度排水貯留タンクで一時的に保管し、前記活性化剤の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理工程に流入する流入水と混合することを特徴とする工業排水処理方法にある。
【００３０】
第２２の発明は、第１２乃至２１のいずれか一つの発明において、前記二次処理工程からの流出水を膜処理する膜処理工程と、前記膜処理工程での処理後の流出水を再生する再生処理工程を備えることを特徴とする工業排水処理方法にある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、各種の工場から集められる工業団地排水を処理するに際して、例えば処理水中の有機物負荷が短時間で増加するような場合においても、流入する工業排水中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測手段と、微生物を活性化させる活性化剤を二次処理手段に投与する活性化剤投与手段とを備えることにより、二次処理手段である活性汚泥処理装置での微生物の処理速度を事前に高めておく対策を講じることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、実施例１に係る工業排水処理システムの概略図である。
【図２】図２は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
【図３】図３は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
【図４】図４は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
【図５】図５は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
【図６】図６は、活性汚泥処理装置内での処理時間と、ＣＯＤ濃度（二クロム酸カリウムによる酸素要求量（ＣＯＤCr））との関係を示す図である。
【図７】図７は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
【図８】図８は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
【図９】図９は、実施例２に係る工業排水処理システムの概略図である。
【図１０】図１０は、微生物存在比率測定手段の測定結果の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、微生物存在比率測定手段を用いた処理フロー図である。
【図１２】図１２は、実施例３に係る工業排水処理システムの概略図である。
【図１３】図１３は、呼吸速度の計測結果を示す図である。
【図１４】図１４は、実施例４に係る工業排水処理システムの概略図である。
【図１５】図１５は、処理時間と排水中のＣＯＤ濃度との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、活性化剤の無による処理水濃度の活性汚泥シミュレーション結果を示す図である。
【図１７】図１７は、活性化剤の有による処理水濃度の活性汚泥シミュレーション結果を示す図である。
【図１８】図１８は、活性化剤の有による他の処理水濃度の活性汚泥シミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００３４】
図１は、実施例１に係る工業排水処理システムの概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る工業排水処理システム１０Ａは、工業団地排水１１を一時的に受け入れ貯留するバッファタンク１２と、バッファタンク１２からの流出水１１Ａを一次処理する一次処理手段１３と、一次処理手段１３で処理された流入水１１Ｂを活性汚泥により二次処理する二次処理手段である活性汚泥処理装置１４と、バッファタンク１２に流入する工業団地排水１１中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測手段１５と、活性汚泥処理装置１４の活性汚泥に含まれる重要微生物を活性化させる活性化剤１６を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段１７とを備え、有機物濃度計測手段１５の計測結果により、流入水１１中の組成を判断し、判断した組成に対応する活性化剤１６の投与を制御手段２０により行い、この活性化剤１６の投与により微生物の活性を向上させるものである。
【００３５】
本実施例によれば、各種の工場から集められる工業団地排水１１を処理するに際して、例えば処理水である工業団地排水１１中の有機物負荷が短時間で増加するような場合、例えば平均で１時間あたり４％以上の増減においても、バッファタンク１２に流入する工業団地排水１１中の有機物濃度を計測する有機物濃度計測手段１５と、活性汚泥を活性化させる活性化剤１６を前記二次処理手段に投与する活性化剤投与手段１７とを備えることにより、二次処理手段である活性汚泥処理装置１４での微生物の処理速度を事前に高めておく対策を講じることができる工業排水処理システムを提供できる。
【００３６】
ここで、１時間あたり４％以上の増減の４％という値は、活性汚泥を構成する微生物の増殖速度の最大値（１０℃）である。なお、４％／Ｈ以下の有機物濃度増加速度であれば、負荷変動に応じて活性汚泥が増殖することができる。一方で、４％／Ｈを超えると、活性汚泥の増殖が、有機物濃度の増加に追いつかなくなり、処理水が悪化する。
これに対して、本実施例のように、有機物濃度の増加が４％／Ｈを超えた場合でも、有機物濃度計測手段１５で流入水の有機物濃度増加を観測したのち、その高濃度排水が活性汚泥処理装置１４に到達するまでの間に、活性化剤１６を投入して、活性汚泥を活性化すれば、処理水濃度の増加を低減することとなる。
【００３７】
ここで、例えば平均で１時間あたり４％以上の増減というのは、具体的には、２時間程度で有機物濃度が５倍に増加する場合等が想定されるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
本発明で、工業団地排水１１とは、工業団地で発生する生活排水(下水)と工業排水を合せたものである。工業排水の組成において、工業団地内の作業の種類によるが、例えば潤滑油等の油分や塗料、溶剤や、液状有機性廃棄物、糖液、ジュース、酸発酵液、油脂類等が有機物源に該当する。
【００３９】
有機物濃度計測手段１５は、バッファタンク１２に流入する際の工業団地排水１１中の有機物の濃度を計測するものである。有機物の濃度を計測する指標としては、例えば生物化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｏｘｙｇｅｎ  ｄｅｍａｎｄ：ＢＯＤ）、化学的酸素要求量（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ：ＣＯＤ）、全有機炭素（Ｔｏｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ：ＴＯＣ）、油分、紫外線吸光度等を挙げることができる。
【００４０】
ここでＣＯＤには、過マンガン酸カリウムによる酸素要求量（ＣＯＤMn）及び二クロム酸カリウムによる酸素要求量（ＣＯＤCr）の二種類がある。
有機物濃度計測手段１５では、工業団地排水１１中の有機物濃度を計測し、その結果を制御手段２０に送るようにしている。
【００４１】
一次処理手段１３は、例えば油水分離部１３Ａ、凝集沈殿部１３Ｂ、貯留タンク１３Ｃを備えており、工業団地排水１１の一次処理を行う。なお、初沈装置等を追加するようにしてもよい。
【００４２】
バッファタンク１２は、工業団地排水１１を一定時間貯留するものであり、水理学的滞留時間（ＨＲＴ）を備えている。ここで、水理学的滞留時間（ＨＲＴ(Ｈ)）＝バッファタンク容量(ｍ3）／液流量Ｑ(ｍ3/ｈ）である。なお、本実施例では、一次処理手段においてバッファタンク１２を備えて一時処理手段１３を構成しているが、本発明では、バッファタンク１２を備えていない一次処理手段１３も含まれる。
【００４３】
二次処理手段は、活性汚泥処理装置１４及びその変法とする。具体的には、標準活性汚泥法、膜分離活性汚泥法（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ：ＭＢＲ）、精密ろ過膜(ＭＦ膜)または限外ろ過膜（ＵＦ膜）を用いる方法、生物膜法（Ｂｉｏ−Ｆｉｌｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＦＲ）、生物担体を用いる方法等を挙げることができる。
【００４４】
ここで、二次処理手段と、その後段に設ける膜分離装置、その後段に設ける水再生用の再生装置の組合せの一例を以下１）〜８）に示す。
１）二次処理手段が標準活性汚泥法であり、膜処理装置が限外ろ過膜（ＵＦ膜）であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
２）二次処理手段が標準活性汚泥法であり、膜処理装置が精密ろ過膜(ＭＦ膜)であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
３）二次処理手段が膜分離活性汚泥法（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ：ＭＢＲ）であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
４）二次処理手段が生物膜法（Ｂｉｏ−Ｆｉｌｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＦＲ）であり、膜処理装置が限外ろ過膜（ＵＦ膜）であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
５）二次処理手段が生物膜法（Ｂｉｏ−Ｆｉｌｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＦＲ）であり、膜処理装置が精密ろ過膜(ＭＦ膜)であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
６）二次処理手段が生物膜法（Ｂｉｏ−Ｆｉｌｍ  Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＦＲ）及び膜分離活性汚泥法（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ：ＭＢＲ）であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
７）二次処理手段が生物担体であり、膜処理装置が限外ろ過膜（ＵＦ膜）であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
８）二次処理手段が生物担体であり、膜処理装置が精密ろ過膜（ＭＦ膜）であり、再生装置が逆浸透膜装置の組合せ。
【００４５】
図２は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
本実施例の工業排水処理システム１０Ｂは、二次処理手段である活性汚泥処理装置１４の後段に、さらに膜処理装置（ＵＦ膜、ＭＦ膜又はＭＢＲ）３１を設け、さらに後段にはその処理水１１Ｄを処理する水再生装置であるＲＯ膜（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ ｍｅｍｂｒａｎｅ）を有する逆浸透膜装置３２を設け、再生水３３を製造するようにしている。なお、符号３４は濃縮水である。
【００４６】
ここで、水再生法としては、逆浸透膜装置３２を用いる以外に、例えばナノフィルタ（ＮＦ）、電気透析（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ：ＥＤ）、極性転換方式電気透析装置(Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ Ｒｅｖｅｒｓａｌ:ＥＤＲ)、静電脱イオン（ＣＤＩ）を用いることもできる。
【００４７】
この結果、有機物濃度変動に対して、活性化剤を投与して処理速度を高めておいたため、再生工程の逆浸透膜装置３２へ流入する有機物濃度の著しい増加を防止できる。この結果、ＲＯ膜の汚損（例えばバイオファウリング、ケミカルファウリング）を未然防止することができる。
【００４８】
図３は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
本実施例の工業排水処理システム１０Ｃは、図２に示す工業排水処理システム１０Ｂにおける二次処理手段である活性汚泥処理装置１４の代わりに、膜分離活性汚泥処理装置（ＭＢＲ）１５Ａを設け、その後段に、その処理水１１Ｃを処理する水再生装置である逆浸透膜装置３２を設け、再生水３３を製造するようにしている。
【００４９】
図４は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
本実施例の工業排水処理システム１０Ｄは、図２に示す工業排水処理システム１０Ｂにおける二次処理手段である活性汚泥処理装置１４の代わりに、生物膜処理装置（ＢＦＲ）１５Ｂを設け、さらに膜処理装置（例えばＵＦ膜）３１を設け、さらにその後段に、その処理水１１Ｄを処理する水再生装置である逆浸透膜装置３２を設け、再生水３３を製造するようにしている。
【００５０】
図５は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
本実施例の工業排水処理システム１０Ｅは、図３に示す工業排水処理システム１０Ｃにおける二次処理手段である膜分離活性汚泥処理装置（ＭＢＲ）１５Ａの前流側に、生物膜処理装置（ＢＦＲ）１５Ｂを設け、膜分離活性汚泥処理装置（ＭＢＲ）１５Ａの後段に、その処理水１１Ｃを処理する水再生装置である逆浸透膜装置３２を設け、再生水３３を製造するようにしている。
本実施例では、通常は生物膜処理装置１５Ｂをバイパスするバイパスライン３５を設け、変動があって生物膜処理装置１５Ｂでの処理が必要な場合には、バイパスライン３５の弁３６を閉じて、生物膜処理装置１５Ｂで粗処理した後、膜分離活性汚泥処理装置（ＭＢＲ）１５Ａで本処理をするようにしている。
【００５１】
活性汚泥処理装置１４に投与する活性化剤１６としては、例えば有機物・炭素源(アルコール類:エタノール、メタノール等、炭化水素類：グルコース等、芳香族炭化水素類：フェノール等、糖類、有機酸類:酢酸等)、栄養塩類(窒素、リン、カリウム等)、微生物製剤(活性汚泥や微生物や酵母等、及びその乾燥物。乾燥法は非加熱の真空乾燥や凍結乾燥等)、エキス(酵母エキス、肉エキス等)、廃棄物(液状有機性廃棄物、糖液、ジュース、酸発酵液、油脂類)、高濃度排水(少なくとも有機物濃度計測手段で測定される工業排水より高濃度のもの。工業団地排水から発生した高濃度排水を一時的に貯留し、このような負荷変動時に少しずつ使用する)、活性汚泥(施設内で発生した活性汚泥の濃縮液、脱水汚泥等)等とする。
【００５２】
本システムにおいて、一次処理手段１３の役割は、特にバッファタンク１２による負荷変動（濃度変動）の平滑化が目的であり、この平滑化を実施したうえで、活性化剤１６を適用することで、より高い濃度変動に対応できる。
このため、この平滑化の水理学的滞留時間（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ；ＨＲＴ）としては、２時間以上、更に望ましくは３時間以上とするのが好ましい。また、有機物濃度計測手段１５で計測してから、二次処理手段（活性汚泥処理装置１４）に到達する時間を２時間以上、更に望ましくは３時間以上とするのが好ましいものとなる。
【００５３】
図１５は、処理時間と排水中のＣＯＤ濃度との関係を示す図である。ここで、図１５中、横軸が時間、縦軸がＣＯＤ濃度に相当する。
図１５では、バッファタンク１２による濃度平滑化、一次処理手段１３による到達遅れによる効果を示す。
図１５において、原水である工業団地排水１１は有機物濃度計測手段１５のＣＯＤ濃度に相当する。図中、破線で示す。水理学的滞留時間ＨＲＴ２Ｈは、バッファタンク１２の槽内または流出水１１ＡにおけるＣＯＤ濃度である。図中一点鎖線で示す。到達時間＋２Ｈは貯留タンク１３Ｃまたは流出水１１ＢのＣＯＤ濃度に相当する。図中実線で示す。
【００５４】
計算条件は、バッファタンク１２の水理学的滞留時間ＨＲＴ２Ｈ、容器の形態は完全混合槽を想定した。
油水分離部１３Ａ、凝集沈殿部１３Ｂ、貯留タンク１３Ｃの合計の容積が、流量の２倍（到達時間２時間に相当）とし、容器の形態はプラグフロー槽（上流下流の混合が無い）を想定した。
【００５５】
図１５においては、まずバッファタンク１２による濃度の平滑化により、ＣＯＤ濃度が低減する（図１５中、符号Ａ）。この場合、最大濃度は低く、最小濃度は高くなり、濃度の時間変化がゆるやかになる。
これにより、急激な有機物の濃度変動（＝高濃度原水）を緩慢な濃度変動に変えることで、活性汚泥の有機物処理性能以内での処理が可能になる、または、活性汚泥の増殖に伴う処理性能向上により処理が可能になる。
【００５６】
一方で、バッファタンク１２、油水分離部１３Ａ、凝集沈殿部１３Ｂ、貯留タンク１３Ｃによる高濃度原水の到達遅れが生じる（図１５中符号Ｂ）。
【００５７】
この到達遅れの時間内に活性化剤を添加することで、高い有機物のピークが活性汚泥槽に到達するまでの期間に、活性汚泥量を増加させたり、活性汚泥の活性を増加させたりすることができる。
【００５８】
図１６及び図１７は、活性化剤の有無による処理水濃度の活性汚泥シミュレーション結果を示す図である。ここで、図１６及び１７中、上段のグラフは時間と原水（工業排水）の濃度（ｍｇ／Ｌ）との関係を示し、下段のグラフは、横軸が時間であり、左側縦軸が処理水有機物濃度（ｍｇ／Ｌ）、右側縦軸が活性汚泥の濃度（ｍｇ／Ｌ）である。
図１６は活性化剤がない場合であり、図１７は活性化剤がある場合である。
【００５９】
図１６（活性化剤なし）の場合には、９〜１１時間目に高濃度排水１５００ｍｇ／Ｌが活性汚泥槽に流入し、同時に処理水濃度が増加し最大で７２ｍｇ／Ｌとなる。
この際、流入（９時間目）と同時に活性汚泥濃度が増加を始まるが、原水の有機物濃度の増加を処理しうる活性汚泥濃度まで増加できていない。
このように、原水の有機物濃度が増加してから、活性汚泥濃度が増加を始めても、原水の有機物濃度の増加に対応しきれないものとなる。
【００６０】
これに対し、図１７（活性化剤あり）の場合には、同様に９〜１１時間目に原水の有機物濃度が増加しますが、その事前に濃度増加の検知に対応して１〜３時間目に活性化剤を添加している。活性化剤の濃度は高濃度排水の値（＝１５００ｍｇ／Ｌ）の１／２の７５０ｍｇ／Ｌとしている。
これにより、活性汚泥濃度が増加を始め、９時間目の高濃度排水が到達した時点で、「事前に」汚泥濃度を高めておくことができる。
このように、活性化剤ありの場合には、処理水有機物濃度は最大で５０ｍｇ／Ｌであり、活性化剤なしの場合（７２ｍｇ／Ｌ）に比較して低減することができる。
【００６１】
一方で活性化剤の添加により、処理水は一時的に悪化するので、処理水濃度が許容範囲内となるように活性化剤の添加濃度、時間を調整する必要がある。
なお、本数値シミュレーションにおける装置構成は、膜分離活性汚泥槽１槽（ＭＢＲ１槽）、考慮した反応は、有機物の活性汚泥への吸着、吸着した有機物の活性汚泥による酸化分解、活性汚泥の自己消化とした。
【００６２】
次に、本実施例に係る工業排水処理システムを用いての排水処理の運転方法を説明する。
【００６３】
工業団地排水１１は、ある一定の排水が各工場から排出されているので、通常はあまり大きな変動はない。しかしながら、有機物濃度計測手段１５で急激な濃度変動、例えば２時間で有機物濃度が５倍に増加したことを検出した場合には、制御手段２０で異常であると判断する。
【００６４】
この判断の結果、活性化剤１６を活性化剤投与手段１７から二次処理手段の活性汚泥処理装置１４に添加し、処理水の濃度変動が活性汚泥処理装置１４に到達する事前に、活性汚泥処理装置１４内で、高い有機物濃度の状況を事前に生じせしめる。
【００６５】
ここで、高い有機物濃度の範囲としては、上記検出した濃度と同程度から１／２程度の濃度範囲とするのが望ましい。高い有機物濃度にする時間としては、１０分間以上２時間未満の短時間とするのが望ましい。
また、活性化剤１６の添加頻度は、上記の通り連続としてもよいし、断続的に複数回行っても良い。
【００６６】
ここで、上述したように、活性化剤の添加濃度は１００％〜５０％、時間は１０分間以上２時間未満で、頻度は連続又は断続としているが、最も望ましくは、活性汚泥量を高濃度排水流入時の処理水濃度が許容範囲以下になる最小量とするのが望ましい。
【００６７】
具体的には、高濃度排水が到達する時間全体（図１７であれば、１〜９時間目の間の８時間）を用いて連続的に添加する。その活性化剤混合後の濃度はできるだけ低い方が処理水濃度の悪化、活性化剤添加コストの増加を抑制できる。
【００６８】
図１８は、活性化剤の有による他の処理水濃度の活性汚泥シミュレーション結果を示す図である。
図１８では、活性化剤を連続的に添加した場合であり（図１８中上段のグラフ）、処理水の有機物濃度の最大値が３２ｍｇ／Ｌであり、図１７の処理水有機物濃度は最大値５０ｍｇ／Ｌと比較してさらに低減することができる。
【００６９】
また、有機物濃度測定手段１５による経時的な有機物濃度測定結果を入力条件として、演算装置に入力し、この演算装置において、数値シミュレーションにより活性汚泥処理水１１Ｃの濃度を予測し、この活性汚泥処理水１１Ｃの濃度が所定条件（例えば処理水濃度基準値等）を満足するように、活性化剤１６の添加濃度を決定するようにしてもよい。決定した添加濃度となるように、制御手段２０により活性化剤投与手段１７を介して活性化剤１６を添加する。
【００７０】
ここで、処理水濃度基準値は、排水処理設備の使用者、管理者等が任意に設定する数値であり、処理水に求められる濃度をいう。なお、処理水に求められるとしているのは、後段の使用条件や法規制に依存するからであり、後段の使用条件であれば、例えば逆浸透膜ＲＯへの供給水濃度条件であり、法規制であれば、国や自治体等、排水処理場が自主的に定める排出水水質基準にあたる。
【００７１】
本発明の操作の効果としては、有機物濃度の低減のほかには、例えば窒素濃度、リン濃度、懸濁物濃度などの低減を挙げることができる。
また、処理水水質の例としては、排水処理・再生プラントにおける自主基準で、活性汚泥処理水の濃度をＣＯＤcr５０ｍｇ／Ｌ以下を例示することができる。
なお、他の基準値の例示としては、例えば水質汚濁防止法排水基準では、ＢＯＤ＜１６０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤmn＜１６０ｍｇ／Ｌ等がある。
また、排水処理設備の排出基準としては、例えばＢＯＤ＜１０ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤ＜２０ｍｇ／Ｌ、全窒素＜１０ｍｇ／Ｌ、全リン＜１ｍｇ／Ｌ等の基準を例示することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７２】
本実施例によれば、活性汚泥処理装置１４への急激な濃度増加の事前に、予め高い有機物濃度を活性汚泥に経験させることで、活性汚泥の処理速度を高める、または、汚泥濃度を増加させることができる。
これにより、急激な濃度増加が活性汚泥処理装置１４へ到来した際に、活性汚泥処理装置１４内の微生物の処理能力を高めておくことができる。
【００７３】
本発明の方法を用いない場合には、有機物濃度増加速度に対応するのに必要な汚泥濃度、処理速度の増加を得られず、処理水の有機物濃度が増加、処理水水質が悪化することとなる。
【００７４】
図６は、活性汚泥処理装置内での処理時間と、ＣＯＤ濃度（二クロム酸カリウムによる酸素要求量（ＣＯＤCr））との関係を示す図である。
図６中、定常運転の場合には、流入排水のＣＯＤ値が約３００ｍｇ／Ｌで推移している。
この定常運転において、図中、符号ａのように濃度変動（ＣＯＤ値が１５００ｍｇ／Ｌに上昇）させた場合、高濃度運転となる。
この際、活性汚泥処理装置１４内のＣＯＤ濃度は、ＣＯＤの処理を行わない場合、活性汚泥処理装置１４内で徐々に上昇する（点線）。
【００７５】
一方で、活性汚泥処理装置１４ではＣＯＤを処理し、ＣＯＤ濃度を減じて流出される。
また、活性化剤１６が無い場合（無１）には、活性汚泥処理装置１４への流入排水が高濃度になるに伴って活性汚泥処理装置１４からの流出排水濃度が上昇し、排水基準（例えば排水基準値を５０ｍｇ／Ｌ）を満たさないものとなる。
また、活性化剤１６が無い場合（無２）においても、高濃度になるに伴って濃度が上昇し、一時的に排水基準を満たさないものとなるが、その後微生物の活性が高まり処理速度が向上すると、流出排水濃度は低下する（図中白丸）。
【００７６】
これに対し、高濃度の上昇の事前に、活性化剤１６を投与する場合には、活性汚泥処理装置１４での活性汚泥の処理速度を事前に高めておく対策を講じるので、ＣＯＤ濃度上昇は僅かな変動となる。
【００７７】
このように、本実施例によれば、急激な負荷変動を有機物濃度計測手段１５によって事前に検知し、その結果に応じて、活性汚泥処理装置１４に活性化剤１６を添加することで、活性汚泥処理の処理速度を高められ、排水基準値の超過を未然防止することができる。この結果、例えば急な濃度変動があった場合においても、処理水１１Ｃの排水基準を常に満足することができる。
【００７８】
図７は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
図７に示すように、本実施例に係る工業排水処理システム１０Ｆでは、バッファタンク１２に導入する工業団地排水１１の一部１１ａを、一次処理手段１３をバイパスして、活性汚泥処理装置１４の前段側に導入するバイパスライン２３を設け、活性汚泥処理装置１４に流入する流入水１１Ｂに、バイパスした工業団地排水１１の一部１１ａを混合するようにしている。
【００７９】
有機物濃度計測手段１５で、高濃度の工業団地排水１１であると検出した場合、その一部１１ａをバイパスし、活性汚泥処理装置１４に投入するものである。
【００８０】
このバイパス量は、活性汚泥処理装置１４への流量の５０％以下であり、活性汚泥処理装置１４に導入する場合、高濃度排水より低い濃度（１／２程度）になるようにバイパスさせるようにしている。
【００８１】
この結果、一次処理手段１３で処理に要する滞留時間をスキップすることで、一次処理手段１３を経由した高濃度排水が到達する事前に、同じ組成の高濃度排水を活性化剤として使用することができる。
【００８２】
活性化剤として添加する組成が、一次処理手段１３を経て到達する高濃度排水の組成と同じとなるため、活性化剤による活性汚泥処理装置１４での活性汚泥の活性向上の効果をより高め、一次処理手段１３を経て到達する高濃度排水の処理速度を高めることができる。
【００８３】
図８は、実施例１に係る他の工業排水処理システムの概略図である。
図８に示すように、本実施例に係る工業排水処理システム１０Ｇでは、活性汚泥処理装置１４に流入する前の流入水１１Ｂが高濃度排水である場合、その一部１１ｂを高濃度流入水貯留タンク２４に分離貯留しておき、その後の活性汚泥の処理性能に応じて供給するものである。
【００８４】
この場合、活性汚泥処理装置１４への供給は連続的、一定で行う必要はなく、処理性能が低い活性化剤供給初期は少なく、活性化剤供給後期に多くするようにしてもよい。また、活性化剤１６の添加が不要な有機物が低濃度の場合には、むしろ少量ずつ継続して高濃度流入水１１ｂを添加することで、濃度を高めることで、処理性能を高めることができる。なお、生物処理では、濃度増加も濃度低下も望ましくないので、活性化剤１６による濃度変動よりも、一時的に貯留した高濃度流入水１１ｂの供給量を調整しつつ添加することで、濃度を一定に維持することが可能となる。
【００８５】
実施例１においては、有機物濃度計測手段１５を用いて、活性化剤１６を投与しているが、有機物濃度の増加が事前にわかっていれば、有機物濃度の測定の有無によらず、活性化剤１６を添加することが可能となる。
【００８６】
例えば、工業団地では、高操業時期には、有機物濃度が増加することが経験的に知られている。このため、これらの数日前から、活性化剤１６を添加しておくことで、高操業時期による有機物濃度の増加に事前に対応することができる。このように操業計画を元に事前に活性化剤１６を使用することも可能となる。
【００８７】
その際、有機物濃度計測手段１５は、排水中の有機物濃度が想定の範囲内であるか否かを判断し、想定内であれば、活性化剤１６の投与は不要となる。これに対し、想定以上の濃度上昇があると確認されれば、さらに活性化剤１６を投与して、高濃度の排水処理の準備を講ずるようにしてもよい。
【実施例２】
【００８８】
図９は、実施例２に係る工業排水処理システムの概略図である。なお、実施例１の構成部材と同一部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。図９に示すように、本実施例に係る工業排水処理システム１０Ｈは、実施例１の工業排水処理システム１０Ａにおいて、さらに、二次処理手段である活性汚泥処理装置１４の重要微生物の種類の解析（同定及び定量）を行う微生物存在比率測定手段２１を備えている。そして、この微生物存在比率測定手段２１で測定された結果が、有機物濃度計測手段１５の計測結果により求めた工業団地排水１１中の組成に対応する重要微生物が適切か否かを判断し、判断の結果、適切で無い場合には、活性汚泥処理装置１４の活性汚泥処理に寄与する重要微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤１６の投与により、その活性を向上させるようにしている。
【００８９】
この微生物存在比率測定手段２１で測定する重要微生物は、活性汚泥処理装置１４の微生物の内、菌叢解析手段により予め特定した微生物である、活性汚泥の特定に特に重要である微生物をいう。
この重要微生物の一例としては、排水中の有機物を分解する有機物分解菌（例えばＳｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ目等）、石油系成分を分解する石油系成分分解菌（例えばＲｈｏｄｏｃｙｃｌａｃｅａｅ科等）、独立栄養菌（例えばＨｙｄｒｏｇｅｎｏｐｈｉｌａｃｅａｅ科、Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ属等）の活性汚泥処理に比率が増加する菌を挙げることができる。
【００９０】
また、重要微生物の一例として、嫌気性菌（例えばＢａｃｔｅｒｏｉｄａｌｅｓ目、Ｔｒｅｐｏｎｅｍａ属、Ｗ２２属）のように、活性汚泥処理において比率が減少することが好ましい菌を挙げることができる。
【００９１】
本実施例では、予め菌叢解析で重要な微生物を特定し、特定した重要微生物を迅速に測定するために、微生物存在比率計測用であるＰＣＲプライマー（フォワードプライマー及びリバースプライマー）、プローブを作成する。その後、サイバーグリーン法によるリアルタイムＰＣＲを行い、活性汚泥処理装置１４内の重要微生物のバランスを確認する。
【００９２】
具体的には、特定のＳｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ目の有機物分解菌を検出するプライマー、プローブの配列を有するフォワードプライマー及びリバースプライマーを用いて、１６ＳｒＲＮＡまたはｒＤＮＡを鋳型としてＰＣＲを行うことにより、プライマーペア間の塩基配列を有する核酸断片を増幅して得ることができ、重要微生物である例えばＳｐｈｉｎｇｏｂａｃｔｅｒｉａｌｅｓ目の有機物分解菌の比率を測定することができる。
このＰＣＲを行う際、特定配列の核酸断片を標識物質で標識しプローブとして用いると、ＰＣＲの過程における増幅の状態が検出できるので、好ましい。標識をつけたプローブとしては、核酸断片を放射性元素、酵素、蛍光物質または化学物質等の標識物質を結合させて標識した核酸断片を用いることができる。
【００９３】
この定量ＰＣＲの測定の結果、現在の活性汚泥処理装置１４の重要微生物がどのような比率になっているかを把握することができることとなる。
図１０は、微生物存在比率測定手段の測定結果の一例を示す図である。図１０に示すように、Ｎｏ１の測定は、活性汚泥処理装置１４で処理を行っている場合において、ある時点での重要微生物の測定をした場合（活性化剤投与開始前）での菌のバランスを示す。Ｎｏ１の状態では、有機物分解菌の比率は多いが、窒素分解・独立栄養菌の比率が少ない分布となっている。
【００９４】
このような比率において、バッファタンク１２の前流において、有機物濃度計測手段１５で工業団地排水１１中の窒素成分が高濃度であることが検出された場合、このままの状態では窒素分解が不足するので、窒素分解菌の活性を向上させる活性化剤１６を活性化剤投与手段１７から添加する。
これにより、窒素成分の濃度が高い工業団地排水１１が活性汚泥処理装置１４に到達前に微生物の処理速度を事前に高めておく対策を講じることができる。
【００９５】
次に、Ｎｏ２の測定は、活性汚泥処理装置１４で処理を行っている場合において、ある時点での重要微生物の測定をした場合のバランスを示す。
Ｎｏ２の状態では、有機物分解菌の比率が少なく、窒素分解・独立栄養菌の比率が多い分布となっている。
【００９６】
このような比率において、バッファタンク１２の前流において、有機物濃度計測手段１５で工業団地排水１１中の有機物成分が高濃度であることが検出された場合、このままの状態では有機物分解が不足するので、有機物分解菌の活性を向上させる活性化剤１６を活性化剤投与手段１７から添加する。
これにより、有機物成分の濃度が高い工業団地排水１１が活性汚泥処理装置１４に到達前に微生物の処理速度を事前に高めておく対策を講じることができる。
【００９７】
このＮｏ２の測定状態から活性化剤１６を添加した結果、所定時間経過後において、微生物存在比率計測により比率を測定すると、Ｎｏ３の状態が確認される。Ｎｏ３の状態は、有機物分解菌を活性させる活性化剤投与後の重要微生物のバランスとなり、有機物分解菌の比率が高くなっていることが確認することもできる。
【００９８】
なお、このような状態において、有機物濃度計測手段１５で工業団地排水１１中の水素成分が高濃度であることが検出された場合、このままの状態では水素分解が不足するので、水素分解菌の活性を向上させる活性化剤１６を活性化剤投与手段１７から添加することとなる。
【００９９】
すなわち、初期は嫌気性菌が多いが、活性化剤１６を投与することで、運転が進んでいくと、嫌気性菌が減少して、有機物分解菌、石油系化合物分解微生物や窒素分解・独立栄養微生物が増え、重要微生物の割合が変化する。この重要微生物は有機物の処理速度と関連があるため、重要微生物の比率を把握することで、活性汚泥処理装置１４の処理性能を測ることができる。
【０１００】
この微生物存在比率計測の測定により、活性汚泥の現状の処理性能を把握することができる。
そして、有機物の処理性能が低く（例えば、処理水ＢＯＤが高い）、かつ、微生物存在比率計測の測定の結果、適した運転状況になっていない場合に、活性化剤１６の添加を行うことで、適した運転状況に移行させることが可能となる。また、排水の主成分を分解する重要微生物の存在比率が小さければ、同じく微生物製剤、有機物、栄養塩等を添加することで、重要有機物の分解速度を向上させるようにしている。
【０１０１】
ここで、有機物濃度計と微生物存在比率測定手段とを組み合わせた運転操作について、説明する。
【０１０２】
図１１は微生物存在比率測定手段を用いた処理フロー図である。
図１１に示すように、微生物存在比率測定手段（例えばリアルタイムＰＣＲ装置）２１により、活性汚泥処理装置１４内の微生物のバランスを確認する（Ｓ−１）。
次に、有機物濃度計測手段１５での計測結果、急激な負荷変動があることを検知する（Ｓ−２）。
現在の活性汚泥処理装置１４の微生物のバランスで良いか否かを判断する（Ｓ−３）。
判断の結果、適切である場合（Ｙｅｓ）、現状の活性汚泥処理装置１４の状態で処理を行う（Ｓ−４）。
これに対し、判断の結果、適切でない場合（Ｎｏ）、有機物濃度計測手段１５の分析に対応した活性化剤１６を活性化剤投与手段１７から添加する（Ｓ−５）。
所定時間経過後、菌のバランスが変化し、負荷変動に対応していることを確認する（Ｓ−６）。
ステップ（Ｓ−３）の判断の結果、適切でない場合には、さらに以下の対応を行うこともできる。
【０１０３】
現在の活性汚泥処理装置の微生物のバランスで、増殖したい微生物が少ない場合には、活性化剤を添加するようにし、また、現在の活性汚泥処理装置の微生物のバランスで、減らしたい微生物（嫌気性菌）が多い場合には、空気又は酸素の投入量を増大させるようにしてもよい。
【０１０４】
また、数日前からある工場において、石油系物質が排水に混入されることがあるとの情報を察知した場合、実施例１においては、通常は活性化剤１６を投与して、それに備えるが、実施例２においては、先ず微生物存在比率測定手段２１で重要微生物の比率の測定を行い、この測定の結果、既に石油系成分分解菌の割合が十分であるということが確認されれば、活性化剤１６の投与が不要となり、無駄な活性化剤１６の投与を避けることができる。
【０１０５】
本実施例では、微生物存在比率測定手段２１としては、菌叢解析を迅速に行う手段として、リアルタイムＰＣＲ装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばメッセンジャーＲＮＡ等を解析する方法、特異的なＤＮＡにハイブリダイドするプローブを応用した特定の微生物を光学的に分析するフローサイトメトリー法等を応用して、特定の重要微生物存在比率を測定するようにしてもよい。
【実施例３】
【０１０６】
図１２は、実施例３に係る工業排水処理システムの概略図である。なお、実施例１の構成部材と同一部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。図１２に示すように、本実施例に係る工業排水処理システム１０Ｉは、実施例１の工業排水処理システム１０Ａにおいて、さらに、活性汚泥処理装置１４の呼吸速度を計測する呼吸速度計測手段２２を備え、呼吸速度計測手段２２での計測結果が、適切か否かを判断し、判断の結果、適切で無い場合には、活性汚泥処理装置１４の処理に寄与する微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤１６の投与により、その活性を向上させる。
【０１０７】
この呼吸速度解析により、活性汚泥の現状の処理性能を把握することができる。
ここで、有機物分解と溶存酸素ＤＯの消費の関係は下記反応となり、有機物分解時に酸素を消費する。このため酸素濃度の減少速度から有機物の分解速度が類推できる。例えば、グルコースの分解を示す。
Ｃ6Ｈ12Ｏ6＋Ｏ2→  ６ＣＯ2＋６Ｈ2Ｏ
よって、有機物の処理性能が低く（例えば、処理水ＢＯＤが高い）、かつ、呼吸速度の計測の結果、適した運転状況になっていない場合に、活性化剤の添加で適した運転状況に移行させる。
この呼吸速度の計測により、排水の主成分に対する呼吸速度が所定の値より小さい場合、その物質の分解に適した微生物製剤または有機物（＝排水の主成分と同）や、栄養塩の添加等を活性化剤として添加する。
【０１０８】
図１３は、呼吸速度の計測結果を示す図である。
図１３の横軸は時間であり、縦軸に溶存酸素濃度を示す。
呼吸速度計としては、「ＴＳチェッカー（商品名）」株式会社小川環境研究所製のものを用いた。
このグラフにおいて、溶存酸素の減少速度（グラフの傾き）が酸素消費速度、すなわち呼吸速度に該当する。この呼吸速度から、有機物分解の処理速度を把握することができる。
【０１０９】
図１３の上段は、試験開始前の活性汚泥の馴致前（＝有機物処理性能が低い）状態であり、図１３の下段は、一定時間経過後（活性汚泥の馴致後（＝有機物処理性能が高い））のグラフである。
【０１１０】
（０）は、呼吸速度、（１）は基準液の添加、（２）は排水の添加、（３）は酢酸ナトリウムの添加、（４）はフェノール化合物を各々添加することによる溶存酸素濃度グラフである。このグラフの傾きから呼吸速度を求められる。例えば呼吸速度（０）のグラフを比較すると、そのグラフの傾きが、試験後に急となっており、呼吸速度が増していることが判明する。またフェノール化合物（４）のグラフを比較すると、試験前には呼吸速度、すなわちフェノール分解速度がほとんど無かったが、試験後には呼吸速度が増加したため、フェノール分解速度も向上したことが確認できた。
【０１１１】
このように、呼吸速度計測手段２２により呼吸速度を図ることにより、活性汚泥処理装置１４の活性汚泥の現状の有機物処理性能を測ることができる。
【実施例４】
【０１１２】
図１４は、実施例４に係る工業排水処理システムの概略図である。なお、実施例１及び２の構成部材と同一部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。図１４に示すように、本実施例に係る工業排水処理システム１０Ｊは、工業団地排水１１を一時的に受け入れ貯留するバッファタンク１２と、
前記バッファタンク１２からの流出水１１Ａを一次処理する一次処理手段１３と、前記一次処理手段１３で処理された流入水１１Ｂを微生物により二次処理する二次処理手段（活性汚泥処理装置）１４と、
前記微生物を活性化させる活性化剤１６を前記二次処理手段である活性汚泥処理装置１４に投与する活性化剤投与手段１７と、前記二次処理手段（活性汚泥処理装置）１４の重要微生物の種類の解析（同定及び定量）を行う微生物存在比率測定手段２１とを備え、微生物存在比率測定手段２１で測定された結果が、工業団地排水１１中の組成に対応する微生物が適切か否かを判断し、前記判断の結果、適切で無い場合には、前記二次処理手段（活性汚泥処理装置）１４の活性汚泥処理に寄与する微生物を、前記判断した組成に対応する活性化剤１６の投与により、その活性を向上させるものである。
本実施例の工業排水処理システム１０Ｊは、実施例２の工業排水処理システム１０Ｈから、有機物濃度計測手段１５を削除している。
【０１１３】
実施例２では、有機物濃度計測手段１５を用いていたが、本実施例では、微生物存在比率測定手段２１のみで、活性汚泥処理装置１４内の微生物のバランスを確認し、そのバランスに応じた対処をすることで、活性汚泥処理装置１４の状態を良好な状態としている。
【０１１４】
この微生物存在比率測定手段２１を用いて、現在の活性汚泥処理装置１４内のバランスに応じて、増殖させたい重要微生物と減少させたい重要微生物を把握し、これに応じた対応を行うことで、活性汚泥処理装置１４を適切な状態に維持することができる。
【０１１５】
増殖させたい微生物としては、好気性菌であり、例えば有機物分解微生物、窒素分解微生物、独立栄養微生物、石油系成分分解微生物の存在割合が少ない場合、これらが増殖する活性化剤１６を投与する。
【０１１６】
例えば有機物分解微生物を増殖させたい場合には、有機物（例えば糖、アルコール等）を活性化剤１６として投与する。
窒素分解微生物を増殖させたい場合には、例えばアンモニア、硫化アンモニウム、塩化アンモニウム、尿素を活性化剤１６として投与する。
独立栄養微生物を増殖させたい場合には、金属（例えば鉄、ニッケル、マンガン、コバルト等）を活性化剤１６として投与する。
石油系成分分解微生物を増殖させたい場合には、芳香族系有機炭素の分解には、例えばフェノール、べンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンを活性化剤１６として投与する。また、直鎖有機炭素の分解のために微生物を増殖させたい場合には、例えば植物油等を活性化剤１６として投与する。
【０１１７】
また、微生物存在比率測定手段２１の測定結果により減少させたい微生物の存在割合が多い場合には、嫌気性微生物、Ｈ2生成細菌、メタン生成細菌、硫酸還元細菌等の存在割合を把握し、これを減少するために、酵素の添加又は酸素（空気）の供給をする。
【０１１８】
本実施例によれば、活性汚泥処理装置１４の微生物存在比率測定手段２１による測定を行うことで、現状の微生物状態を把握し、その把握した結果より、増殖させたい微生物と減少させたい微生物を把握し、これに応じた対応（活性化剤１６又は酸素の添加）を行うことで、活性汚泥処理装置１４を適切な状態に維持することができる。
【０１１９】
また、実施例４においても、実施例１で説明した工業排水処理システム１０Ｆのバイパスライン２３を用いて二次処理手段に流入する流入水と混合したり、工業排水処理システム１０Ｇの一次処理手段１３からの有機物濃度が高い流入水を一時的に保管する高濃度流入水貯留タンク２４を設け、活性化剤１６の代わりに有機物高濃度流入水を、前記二次処理手段に流入する流入水と混合したりするようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１０Ａ〜１０Ｊ  工業排水処理システム
１１  工業団地排水
１２  バッファタンク
１３  一次処理手段
１４  活性汚泥処理装置
１５  有機物濃度計測手段
１６  活性化剤
１７  活性化剤投与手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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