(57)【要約】【課題】高価な薬品を使用することなく、維持費が少なくて済む生物処理装置の処理性能監視方法およびその装置。【解決手段】有機性排水である原水ａを受け入れる生物反応槽１１、その生物処理水ｃから汚泥を分離し処理水ｄを得る沈殿槽１２などからなり、沈殿分離した汚泥を返送される返送汚泥ｅと系外に排出される余剰汚泥ｆに分けるようにした、通常の生物処理装置１を対象とし、その生物処理装置１から試料水として、例えば原水ａおよび処理水ｄを抜き出し、処理性能監視装置２および演算機４により、その酸素利用速度定数［Ｋｒ（２０）］を測定して、ＢＯＤを推定して、その両者の比較から当該生物処理装置１の処理性能を監視する。【選択図】　図１
2004033953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性原水を処理して処理水を得る生物処理装置から抜き出した試料水に酸素を賦与し、該原水により馴養した生物担体と混合した後、空気と遮断した状態で酸素利用速度定数を測定し、予め求めた酸素利用速度定数とＢＯＤの相関式から前記試料水のＢＯＤを推定して当該処理装置の処理性能を監視することを特徴とする生物処理装置の処理性能監視方法。
【請求項２】
有機性原水を処理して処理水を得る生物処理装置の原水と処理水とのそれぞれに酸素を賦与し、該原水により馴養した生物担体と混合した後、空気と遮断した状態で酸素利用速度定数を測定し、予め求めた酸素利用速度定数とＢＯＤの相関式から前記原水と前記処理水のＢＯＤを推定し、その両者を比較して当該処理装置の処理性能を監視することを特徴とする生物処理装置の処理性能監視方法。
【請求項３】
前記原水による生物担体の馴養方法が、担体ＢＯＤ負荷＝１〜５ｋｇ（ＢＯＤ）／ｍ３（担体）・日の間の一定負荷で連続／または回分方式による好気性処理であることを特徴とする請求項１または２に記載の生物処理装置の処理性能監視方法。
【請求項４】
前記酸素賦与と生物担体の馴養とを二槽または単一槽で行うことを特徴とする請求項１または２または３に記載の生物処理装置の処理性能監視方法。
【請求項５】
馴養した生物担体により処理された馴養処理水中の窒素濃度の変化を測定し、原水中の毒物の有無を判定する機能を付加したことを特徴とする請求項１または２または３または４に記載の生物処理装置の処理性能監視方法。
【請求項６】
請求項４記載の酸素賦与と生物担体の馴養とを二槽で行う生物処理装置の処理性能監視方法を行うための監視装置であって、曝気装置を内部に設け、酸素付与水を次の反応・馴養槽に供給するようにした、開放型の酸素賦与槽と、少なくとも生物担体を収納し、生物担体分離スクリーンとＤＯセンサーを内部に設けた密閉可能な反応・馴養槽とを装備したことを特徴とする生物処理装置の処理性能監視装置。
【請求項７】
請求項４記載の酸素賦与と生物担体の馴養とを単一槽で行う生物処理装置の処理性能監視方法を行うための監視装置であって、少なくとも生物担体を収納し、曝気装置、生物担体分離スクリーンおよびＤＯセンサーを内部に設けた開放・密閉自在な酸素賦与・反応・馴養槽を装備したことを特徴とする生物処理装置の処理性能監視装置。
【請求項８】
前記反応・馴養槽または前記酸素賦与・反応・馴養槽に、窒素分を検知するＮセンサを内部に設けた馴養処理水槽を接続、配置した請求項６または７に記載の生物処理装置の処理性能監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、下水、有機性産業廃水等の有機性排水を処理する生物処理装置の処理性能の監視に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生物処理装置の処理性能の監視に関する技術としては、▲１▼光吸収方式によるＣＯＤ監視装置、▲２▼ＪＩＳ準拠の酸性酸化方式によるＣＯＤ監視装置が知られている。これらは、ＣＯＤ規制である海域を放流先としている下水処理場、事業場などで広く採用されているが、何れの場合も、単に、放流水のＣＯＤを監視しているのみであり、生物処理装置の処理効率を監視する目的には、殆ど利用されていない。これは、検出される対象成分がＣＯＤであることから、ＢＯＤ成分を処理する生物処理装置の処理性能監視には不向きであることが理由としてあげられる。また、ＪＩＳ準拠のＣＯＤ監視装置は、高価な銀化合物など薬品を使用することから、経済的に不利であるばかりでなく、排出される酸性廃水の処理にも問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題を解決するためになされたもので、高価な薬品を使用することなく、維持費が少なくて済む生物処理装置の処理性能監視方法およびその装置、さらにはそれらに原水中の毒物（生物阻害物質）混入が容易に検出できる機能を付加した処理性能監視システムを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先ず有機性成分を含む試料水の酸素利用速度定数とＢＯＤとの間には高い相関性があるという知見に基づくものであり、これに、酸素を賦与した試料水と馴養した生物担体とから試料水の酸素利用速度定数を測定する技術を開発し組み合わせて、ＢＯＤを推定する技術を完成したことに基づくのである。
【０００５】
そして上記問題は、有機性原水を処理して処理水を得る生物処理装置から抜き出した試料水に酸素を賦与し、当該原水により馴養した生物担体と混合した後、空気と遮断した状態で酸素利用速度定数を測定し、予め求めた酸素利用速度定数とＢＯＤの相関式から前記試料水のＢＯＤを推定して当該処理装置の処理性能を監視することを特徴とする、本発明の生物処理装置の処理性能監視方法によって解決することができる。
【０００６】
本監視方法の発明は、生物処理装置の有機性原水と処理水とのそれぞれに酸素を賦与し、該原水により馴養した生物担体と混合した後、空気と遮断した状態で酸素利用速度定数を測定し、予め求めた酸素利用速度定数とＢＯＤの相関式から前記原水と前記処理水のＢＯＤを推定し、その両者を比較して当該処理装置の処理性能を監視することを特徴とする生物処理装置の処理性能監視方法として、具体化できる。
【０００７】
これらの本発明は、前記原水による生物担体の馴養方法が、担体ＢＯＤ負荷＝１〜５ｋｇ（ＢＯＤ）／ｍ３（担体）・日の間の一定負荷で連続／または回分方式による好気性処理であることを特徴とする形態、さらには、前記酸素賦与と生物担体の馴養とを二槽または単一槽で行うことを特徴とする形態、さらには、馴養した生物担体により処理された馴養処理水中の窒素濃度の変化を測定し、原水中の毒物の有無を判定する機能を付加したことを特徴とする形態の生物処理装置の処理性能監視方法に具体化できる。
【０００８】
また、上記の問題は、前記した酸素賦与と生物担体の馴養とを二槽で行う生物処理装置の処理性能監視方法を行うための監視装置であって、曝気装置を内部に設け、酸素付与水を次の反応・馴養槽に供給するようにした、開放型の酸素賦与槽と、少なくとも生物担体を収納し、生物担体分離スクリーンとＤＯセンサーを内部に設けた密閉可能な反応・馴養槽とを装備したことを特徴とする、本発明の生物処理装置の処理性能監視装置によって解決できる。
【０００９】
また、前記した酸素賦与と生物担体の馴養とを単一槽で行う生物処理装置の処理性能監視方法を行うための監視装置であって、少なくとも生物担体を収納し、曝気装置、生物担体分離スクリーンおよびＤＯセンサーを内部に設けた開放・密閉自在な酸素賦与・反応・馴養槽を装備したことを特徴とする、本発明の生物処理装置の処理性能監視装置によっても解決できる。
【００１０】
これら、監視装置の発明は、前記反応・馴養槽または前記酸素賦与・反応・馴養槽に、窒素分を検知するＮセンサを内部に設けた馴養処理水槽を接続、配置した形態に具体化される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の生物処理装置の処理性能監視システムに係る実施形態について、図１〜９を参照しながら説明する。
ここで、図１は、本発明と生物処理装置との関係を示したものであり、図２〜図５は、本発明の第１〜第４の各実施形態を説明するためのシステム構成略図である。
【００１２】
本発明は、図１に示すように、有機性排水である原水ａを受け入れる生物反応槽１１、その生物処理水ｃから汚泥を分離し処理水ｄを得る沈殿槽１２などからなり、沈殿分離した汚泥を返送される返送汚泥ｅと系外に排出される余剰汚泥ｆに分けるようにした、通常の生物処理装置１を対象とする。また、この生物処理装置は担体併用の活性汚泥法、好気性ろ床法などＢＯＤを主として処理する処理法であれば何れでも対象になり得るし、化学的処理法でもＢＯＤを主として処理する処理法であれば対象になる。
【００１３】
そして、本発明は、その生物処理装置１から試料水として、例えば原水ａおよび処理水ｄを抜き出し、処理性能監視装置２および演算機４により、その酸素利用速度定数［Ｋｒ（２０）］を測定し、ＢＯＤを推定して、その両者の比較から当該生物処理装置１の処理性能を監視しようとするものである。さらには、本発明では、生物担体の馴養のために前記原水を生物担体で処理する際に、その馴養処理水の窒素濃度の変化をＮ測定装置３で測定し、原水中の毒物混入の有無を監視することができるものである。
【００１４】
（第１実施形態）
図２を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図示の監視装置は、酸素賦与層２１と反応・馴養槽２２の二槽式装置からなる。
この反応・馴養槽２２は、酸素利用速度定数を測定するためのもので、その内部には、ＢＯＤ酸化細菌、亜硝酸菌、硝化菌などの微生物を担持させた生物担体が槽体積の１０〜２０％程度の一定値で添加されており、通常は前記生物処理装置１から連続または回分式にて、バルブｖ１経由、ポンプｐ１によって送給される原水（馴養用）ａ１を、ブロアｂ１から送られる空気により好気的に処理して、前記生物担体の馴養性（前記原水に対する活性）を維持している。
【００１５】
この場合、馴養処理水ｇ１の排水口２２ａは余剰酸素賦与水ｇ２の排水口２２ｂよりやや下方に配置して、反応・馴養槽２２の上部に空間ができるようにしておく。なお、これらの排水口２２ａ、２２ｂの直前には生物担体が流出しないよう生物担体分離用スクリーン２６が設置されている。また、この場合、反応・馴養槽２２に設けた攪拌機２３とＤＯ計２４は作動しなくてもよいが、空気抜きバルブｖ２は開放しておく。
【００１６】
馴養中の担体ＢＯＤ負荷は、１〜５ｋｇ（ＢＯＤ）／ｍ３（担体）・日の範囲の一定負荷がよい。図６に示すように、同じＢＯＤ濃度の試料を用いて後記の酸素利用速度定数の測定を行っても、馴養中の担体ＢＯＤ負荷によって生物担体に付着している生物量が変化するため、できるかぎり一定に近い酸素利用速度定数が得られる担体ＢＯＤ負荷で馴養する必要があるためである。
【００１７】
本発明ではこのようにして、原水（馴養用）ａ１を送給して連続または回分式で生物担体を馴養しておくが、ＢＯＤの処理性能を監視するため、１日に１回〜数回、適宜なタイミングで生物処理装置１から試料水としての原水ａ２および処理水ｄ２を採取し、先ず、以下に詳述する方法でその酸素利用速度定数を測定する。
【００１８】
酸素利用速度定数の測定を行うに際して、先ず、反応・馴養槽２２内部の生物担体を洗浄する。それには、反応・馴養槽２２に流入する馴養用原水ａ１を停止し、ドレインバルブｖ４経由で槽内水を排水する。次いで、処理水（洗浄用）ｄ１を送給して余剰酸素賦与水排出口２２ｂから溢れるまで槽内に満たし、曝気と攪拌により生物担体を洗浄しながら、ドレインバルブｖ４経由で排水する。この洗浄操作を少なくとも３回繰り返すのがよい。
【００１９】
一方で、酸素賦与槽２１には、測定対象の原水（試料水）ａ２をオーバーフローするまで満たし、ブロアｂ２による散気により、溶存酸素が飽和状態になるまで酸素を賦与した酸素賦与水を準備する。これに要する曝気時間は、水温、通気強度、酸素賦与槽の散気水深などにより異なるが、１０分間程度以上あれば飽和溶存酸素（ＤＯ）に達する。
【００２０】
次いで、この酸素賦与水ｈを、ポンプｐ２にて反応・馴養槽２２に供給して、内部の空気を空気抜きバルブｖ２経由で押し出し、同時に、余剰酸素賦与水排水口２２ｂから溢れるまで酸素賦与水ｈで槽内を充満させ、直ちに各バルブを閉じて密閉し、攪拌機２３を作動させ予め洗浄済みの生物担体と混合、反応させる。
【００２１】
次いで、経過時間に伴うＤＯ濃度の変化を槽内のＤＯセンサ２４ａに接続されたＤＯ計２４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演算機２５により、先ず酸素利用速度［ｒｒ（ｔ）］を算出する。
【００２２】
この経過時間とＤＯ濃度の変化は、図７に例示するような反応・馴養槽２２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。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）　　　　　　　　　　　　（１）
【００２３】
さらに、この酸素利用速度［ｒｒ（２０）］は、次の（２）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）］に換算される。
Ｋｒ（２０）　　＝　　ｒｒ（２０）　×Ｑ　／　Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
ここに、　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　　　：　　反応・馴養槽内水量（ｌ）
Ｖ　　　：　　生物担体量（ｍｌ）
【００２４】
そして、本発明は、このようにして得られた試料水の酸素利用速度定数がそのＢＯＤと高い相関関係にあることを利用するものであり、例えば、図８は、下水およびその生物処理水の酸素利用速度定数とＢＯＤの関係を示したグラフである。これによれば、試料水の酸素利用速度定数とそのＢＯＤとの相関係数ｒ＝０．９５以上であるという高い相関関係が認められている。従って、上記の算出した酸素利用速度定数から、予め求めておいたＢＯＤと酸素利用速度定数との相関性を利用して、当該試料水のＢＯＤを推定することができる。
【００２５】
このように、第１実施形態では、先ず原水ａ２のＢＯＤを推定することができ、次いで、図２で切り換えバルブｖ１を切り換え、測定対象として生物処理装置１の処理水（試料水）ｄ２を選び、以下前記方法に準じて処理水ｄ２のＢＯＤを推定する。かくして、対象の生物処理装置の処理性能を排出される処理水のＢＯＤの絶対値として求めることができ、生物処理装置が所定基準内の機能を発揮しているか否かを判断することができる。また、上記で推定された原水と処理水のＢＯＤから、対象の生物処理装置の処理性能をＢＯＤ除去率の形式で把握することもできる。
【００２６】
なお、図８において、ＢＯＤが高くなるほど［Ｋｒ（２０）］の延びが鈍るのは、生物担体には一定量の生物しか付着していないために、ＢＯＤが高くてもＢＯＤ酸化が進み難くなるためである。従って、本発明の場合、相関性の高い検量線を得るには馴養時の担体ＢＯＤ負荷を、前述した１〜５ｋｇ（ＢＯＤ）／ｍ３（担体）・日の範囲に調節して、付着生物量を常に一定にすることが重要である。
【００２７】
以上説明した第１実施形態では、原水と処理水の２種類の試料水のＢＯＤを推定する事例であるが、本発明は、試料水をこの原水と処理水の２種類に限定するものではなく、生物処理装置の処理の流れの中で任意の個所から採取した試料水についても、前記した手法によりＢＯＤを推定でき、その個所における処理性能を監視することができるのである。例えば、処理水ｄ２のＢＯＤを推定することにより、対象の生物処理装置の終端における処理水質を監視できることは、既述の通りである。
【００２８】
以上述べた本発明の監視方法の各ステップである、▲１▼経過時間とＤＯ変化の関係回帰式からのｔ℃における酸素利用速度の算出、▲２▼ｔ℃における酸素利用速度から２０℃酸素利用速度への換算、▲３▼２０℃酸素利用速度から２０℃酸素利用速度定数への変換、▲４▼事前に求めた関係式による２０℃酸素利用速度定数からＢＯＤの推定、など一連の内容をプログラム化し、それを演算機２５に組み込んでおけば、自動的に生物処理装置の原水および処理水のＢＯＤを推定することができるようになる。
【００２９】
さらに、▲１▼生物担体の馴養、▲２▼原水酸素利用速度定数の測定、▲３▼処理水酸素利用速度定数の測定、などをタイムスケジュールとともにプログラム化し組み込んでおけば、生物処理装置の処理性能を予め設定したＢＯＤの基準除去率あるいは基準処理水のＢＯＤに対して判断する自動監視装置として使用することができる。
【００３０】
なお、前記した監視方法の各ステップは、連続式の馴養を想定したものであるが、これを回分して行うこともできる。この回分式の馴養を行う場合には、馴養用の原水ａ１を反応・馴養槽２２に一度に供給し、以後は処理されるまで曝気を継続する。処理が終了した段階で反応・馴養槽内水（馴養処理水）をドレインバルブｖ４経由で排水し、継続して生物担体の馴養を繰り返す場合には、馴養用の原水ａ１を一度に供給して反応・馴養槽内水量が一定値になったら曝気を再開する。
【００３１】
また、生物担体の馴養に続いて、酸素利用速度定数の測定に移るときは、前記した生物担体の洗浄に入る。以後の酸素利用速度定数の測定操作は連続式の馴養と同様である。ただし、生物担体の馴養から酸素利用速度定数の測定に移るときは、回分式の馴養時の処理が進んでいること（ＢＯＤ除去率で７０〜８０％程度以上）が必須となる。これは、生物担体の馴養時に吸着したＢＯＤ成分が担体に残留していると、酸素利用速度測定時に試料中のＢＯＤの他にこのＢＯＤ成分をも酸化して、実際より高い酸素利用速度の値を示すようになるからである。
【００３２】
以上説明した実施形態の監視方法に用いられる監視装置は、図２の構成図および既述した通り、反応・馴養槽２２と酸素賦与槽２１から好ましく構成されるのである。
この反応・馴養槽２２は、生物担体を所定量収容し、原水（馴養用）ａ１または処理水（洗浄用）ｄ１を選択可能なバルブｖ１とポンプｐ１を経由した原水ａ１処理水ｄ１注入口、酸素賦与水ｈ注入口、余剰酸素賦与水ｇ２排水口２２ｂ、馴養処理水ｇ１排水口２２ａ、槽内水を排出するドレン抜き口、上部から空気抜きするバルブｖ２を有する空気抜き口、攪拌装置２３、ブロアｂ１から空気が供給される曝気装置、生物担体分離スクリーン２６、槽内配置のＤＯセンサー２４ａを有するＤＯ計２４、それに接続された演算機２５を装備した密閉可能な槽である。
【００３３】
また、その酸素賦与槽２１は、原水ａ２または処理水ｄ２など試料水を選択可能なバルブｖ５を経由した試料水注入口、越流水排水口、槽内水を排出するドレイン抜き口、ブロアｂ２から空気が供給される曝気装置、酸素賦与水取出し口を装備した開放型の槽であり、この酸素賦与水取出し口は、ポンプｐ２経由で前記反応・馴養槽２２の酸素賦与水ｈ注入口に接続され、酸素賦与水ｈの取出し、送給可能に構成されている。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、図３によって第２実施形態を説明する。
これは、前記第１実施形態の２槽式の生物処理装置の処理性能監視方法において、原水中の毒物の有無を判定する機能を付加したもので、馴養処理水排水口２２ａにバルブｖ３経由して接続した馴養処理水槽５を設置し、この馴養処理水槽５内に配置したＮセンサ５１ａを有するＮ計５１を付設した付加装置を使用して、受け入れた馴養処理水ｇ１中のアンモニア性窒素および硝酸性窒素の少なくとも１種を時系列的に測定して、後述のように試料水中の毒物の有無を判定しようとするものである。
【００３５】
一般に有機性排水中の窒素は、生物処理のための生物の栄養源として不可欠のものであり、これが原水に不足する場合はアンモニア性窒素として添加するのが普通である。一方、アンモニア性窒素を亜硝酸性窒素に変換する亜硝酸菌および亜硝酸性窒素を硝酸性窒素に変える硝酸菌は、シアン等の毒物に敏感で、これが共存するとアンモニア性窒素を硝酸性窒素に変換できなくなる性質がある。従って、馴養処理水の窒素化合物の挙動を把握すれば、原水に毒物が混入しているか否かが監視できる。この場合、測定する窒素はアンモニア性窒素または硝酸性窒素であり、両者を測定してもよい。なお、生物担体馴養時の担体ＢＯＤ負荷が高すぎるとアンモニア性窒素から硝酸性窒素への変換はし難いが，担体ＢＯＤ負荷が１〜５ｋｇ（ＢＯＤ）／ｍ３（担体）・日であれば、変換は十分可能である。
【００３６】
図９は、原水を連続的に注入しながら生物担体を馴養中の馴養処理水に含まれる窒素化合物の挙動、すなわち馴養開始後の経過時間と窒素濃度との関係の１例を示したものである。図９の場合は、経過時間が６０分の時点で毒物が流入したことにより、アンモニア性窒素の硝化が停止し、アンモニア性窒素が増加、硝酸性窒素が減少する挙動を示している。従って、本発明では、このような現象をＮ計５１によって検知したら、演算機２５からの指令によって生物処理装置への原水供給をいったん停止し、次いで、前記した手順で原水のＢＯＤ推定の操作を行うのがよい。
【００３７】
ここで重要なことは、かくして毒物の流入を感知したらできるだけ早くＢＯＤ推定のための測定操作を開始することと、生物担体の洗浄回数を前記した回数より多く、好ましくは３回以上とすることである。これは、馴養中に毒物が流入したことで生物担体がダメージを受ける懸念があることから、毒物の混入している反応・馴養槽の水を排出して生物担体のダメージを最小限に食い止め、洗浄により生物担体に付着した毒物を除去して、引き続き実施するＢＯＤ推定が正常に行われるようにするためである。
【００３８】
このようにして異常が認められた原水の酸素利用速度定数［Ｋｒ（２０）ｎ］を求めたら、通常時の原水の酸素利用速度定数［Ｋｒ（２０）ｓ］と比較する。測定された［Ｋｒ（２０）ｎ］の値が通常時の変動の範囲内であれば、生物処理装置がＢＯＤ除去を目的とし窒素除去を目的としていない場合には、停止していた原水の供給の再開も可能である。
【００３９】
しかし、生物処理装置がＢＯＤ除去だけでなく窒素除去も目的としている場合は、原因究明とともに対策をとってからでないと原水供給の再開はできない。また、［Ｋｒ（２０）ｎ］の値が通常時の変動の範囲を上回ったときは、有機性排水中に毒物が混入した確率が高いので、原因究明とともに所要の対策をとってからでないと原水供給はできない。
【００４０】
以上、述べたように、連続式で生物担体を馴養する場合は、馴養処理水の窒素の挙動を連続モニタリングすることにより、生物処理装置への毒物混入を監視できる。しかし、生物担体の馴養を回分式で行う場合には、馴養処理水の窒素濃度の連続モニタリングは難しいことから、回分排出された馴養処理水のアンモニア性窒素と硝酸性窒素の割合から判断するか、反応・馴養槽２２内に窒素計を固定し、アンモニア性窒素の減少割合と硝酸性窒素の増加割合から有機性排水処理装置への毒物混入を判断するのがよい。
【００４１】
（第３実施形態）
次に図４によって、単一槽でＢＯＤ推定操作を行う第３実施形態を説明する。先の第１、第２実施形態では、酸素賦与槽２１と反応・馴養槽２２の２槽を用いたが、この第３実施形態では、両槽を合わせた酸素賦与・反応・馴養槽６と呼ぶ単一槽として、装置全体をコンパクトにした点に特徴がある。
【００４２】
この場合、先の実施形態と同じく、普段は槽体積の１０〜２０％程度の一定量の生物担体を保持させ、担体ＢＯＤ負荷を、１〜５ｋｇ（ＢＯＤ）／ｍ３（担体）・日の範囲の一定負荷とし、原水を連続または回分式で好気的に処理して、生物担体の馴養性（当該有機性排水に対する活性）を維持している。
【００４３】
この場合も、馴養処理水ｇ１の排水口６１ａは余剰酸素賦与水ｇ２の排水口６２ｂより、やや、下方に配置して、馴養中は酸素賦与・反応・馴養槽６の上部に空間ができるようにしておく。また、攪拌機６３とＤＯ計６４は作動しなくてもよいが、空気抜きバルブｖ２は開放しておく。
【００４４】
このようにして、普段は馴養用の原水ａを連続または回分式に供給して生物担体を馴養しておくが、１日に１回〜数回、生物処理装置の原水ａおよび処理水ｄの酸素利用速度定数を測定して両者の測定値を比較して有機物（ＢＯＤ）の処理性能を監視する点において、先の実施形態と同様である。
【００４５】
酸素利用速度定数の測定に際して、まず、馴養用の原水ａの供給停止、排水、洗浄用の処理水ｄによる生物担体の洗浄操作を先の実施形態と同様に行う。　そして、その後、測定対象である試料水としての原水ａをこの酸素賦与・反応・馴養槽６に注入して、余剰酸素賦与水排水口６２ｂから溢れるまで充填する。次いでブロアｂ１から送られる空気による曝気により試料水に酸素を賦与する。この場合の曝気時間は、先の実施形態に同じく飽和溶存酸素（ＤＯ）に達するまでとする。
【００４６】
この曝気による酸素賦与が完了したら、酸素賦与・反応・馴養槽６の槽内の余剰の空気を空気抜きバルブｖ２から押し出し、かつ余剰酸素賦与水排水口６２ｂから溢れるまで原水を追加して気泡ホールドアップ分を除去し、直ちに各バルブを閉じて密閉する。これに続いて行われる、ＤＯ測定、酸素利用速度［ｒｒ（ｔ）］と酸素利用速度定数［Ｒｒ（２０）］の算出、ＢＯＤの推定などの各操作は、先の実施形態の場合と同様である。
【００４７】
次に、試料水を原水ａから処理水ｄに切り換えて、原水の場合と同様にＢＯＤの推定までの各操作を行い、原水と処理水のＢＯＤを推定することができる。さらにこれに基づき、生物処理装置の処理性能を監視することができるのは、先の実施形態と全く同様である。
【００４８】
以上説明した実施形態の監視方法に用いられる監視装置は、図４の構成図および既述した通り、酸素賦与・反応・馴養槽６の単一槽から好ましく構成されるのである。
この酸素賦与・反応・馴養槽６は、生物担体を所定量収容し、原水（馴養用または試料水用）ａまたは処理水（洗浄用または試料水用）ｄを選択可能なバルブｖ１とポンプｐ１を経由した原水ａ処理水ｄ注入口、余剰酸素賦与水ｇ２排水口６２ｂ、馴養処理水ｇ１排水口６２ａ、槽内水を排出するドレン抜き口、上部から空気抜きするバルブｖ２を有する空気抜き口、攪拌装置６３、ブロアｂ１から空気が供給される曝気装置、生物担体分離スクリーン６６、槽内配置のＤＯセンサー６４ａを有するＤＯ計６４、それに接続された演算機６５などを装備した密閉・解放自在な槽であって、前記した解放状態での酸素賦与操作と、密閉状態でのＤＯの経時変化を測定可能としたものである。
【００４９】
（第４実施形態）
図５は、第４実施形態を示すシステム構成図であり、２槽式監視装置（図２参照）に毒物検出機能を付加した第２実施形態（図３）の場合と同様に、１槽式監視装置（図４参照）に、毒物検出機能を付加したものである。すなわち、馴養処理水排水口６２ａにバルブｖ３経由して接続した馴養処理水槽５を設置し、この馴養処理水槽５内に配置したＮセンサ５１ａを有するＮ計５１を付設した付加装置を使用して、馴養処理水ｇ１中のアンモニア性窒素および硝酸性窒素の少なくとも１種を測定して、試料水中の毒物の有無を判定するのであるが、その手段、方法は先に述べた場合と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
【実施例】
以下に本発明の１実施例を示す。
１ｍ３／日を処理する下水処理実験プラントにより、第２実施形態の装置、方法を用いて本発明の作用、効果を確かめた。その結果は次の表１に示すように、試料水とした原水と処理水について、本発明により得られたＢＯＤの推定値と実測値はよく一致しており、本発明の効果が確認された。なお、ＢＯＤの実測値は、周知のＪＩＳ−Ｋ０１０２工場排水試験方法によって測定した値である。また、試験期間中には毒物の流入はなく、馴養処理水中のアンモニア性窒素はすべて硝化された。
【００５１】
【表１】
2004033953.tif 000003
【００５２】
【発明の効果】
本発明の生物処理装置の処理性能監視方法および監視装置のシステムは、以上説明したように構成されているので、次の通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生物処理装置の処理性能監視システムとして、技術的価値はきわめて大なるものがある。
▲１▼試料水のＢＯＤと高い相関性のある酸素利用速度定数するので、精度よくＢＯＤを推定でき、生物処理装置の処理性能を容易に判定することができる。
▲２▼ＢＯＤの推定に際して、高価な薬品などを使用しないうえ、浄化処理を必要とするような排出水がでないため、処理性能監視のための費用が少なく済む。
▲３▼試料水の採取からＢＯＤの推定、さらに性能監視までプログラム化して自動化が容易にできる。
▲４▼ＢＯＤの推定する他、硝化性能を測定して原水への毒物（生物阻害物質）混入を容易に検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と生物処理装置との関係を示すシステム構成略図。
【図２】第１実施形態を説明するためのシステム構成略図。
【図３】第２実施形態を説明するためのシステム構成略図。
【図４】第３実施形態を説明するためのシステム構成略図。
【図５】第４実施形態を説明するためのシステム構成略図。
【図６】担体ＢＯＤ負荷と酸素利用速度定数の関係を示すグラフ。
【図７】経過時間とＤＯの関係を示すグラフ。
【図８】酸素利用速度定数とＢＯＤの関係を示すグラフ。
【図９】馴養処理水の窒素の挙動を示すグラフ。
【符号の説明】
１　生物処理装置、１１　生物反応槽、１２　沈殿槽、２　処理性能監視装置、２１　酸素賦与槽、２２　反応・馴養槽、２２ａ　排出口、２２ｂ　排出口、２３　攪拌機、２４　ＤＯ計、２４ａ　ＤＯセンサ、２５　演算機、２６　スクリーン、４　演算機、ａ　原水、ａ１　原水（馴養用）、ａ２　原水（試料水）、ｃ生物処理水、ｄ　処理水、ｄ１　洗浄用処理水、ｄ２　処理水（試料水）、ｅ返送汚泥、ｆ　余剰汚泥、ｇ１　馴養処理水、ｇ２　余剰酸素賦与水、ｖ１　バルブ、ｖ２　空気抜きバルブ、ｖ３　切り換えバルブ、ｖ４　ドレインバルブ、ｖ５　バルブ、ｐ１　ポンプ、ｐ２　ポンプ、ｂ１　ブロア、ｂ２　ブロア
、ｈ　酸素賦与水。
【図１】
2004033953.tif 000004
【図２】
2004033953.tif 000005
【図３】
2004033953.tif 000006
【図４】
2004033953.tif 000007
【図５】
2004033953.tif 000008
【図６】
2004033953.tif 000009
【図７】
2004033953.tif 000010
【図８】
2004033953.tif 000011
【図９】
2004033953.tif 000012