(57)【要約】【課題】本発明の目的は、簡易、迅速に、精度良く、ＢＯＤの測定を行うことを可能とするＢＯＤの測定方法及び測定装置を提供することである。【解決手段】ＢＯＤ既知試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定するＢＯＤ既知試料吸光度測定工程と、前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値と該ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値から、回帰分析を行うことにより検量線を得る検量線作成工程と、ＢＯＤ未知試料について、前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程において用いられた波長における吸光度を測定するＢＯＤ未知試料吸光度測定工程と、前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値を前記検量線作成工程により得られた検量線に代入することにより、該ＢＯＤ未知試料のＢＯＤを演算するＢＯＤ演算工程と、を備えることを特徴とするＢＯＤ測定方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＯＤ既知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定するＢＯＤ既知試料吸光度測定工程と、
前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値と該ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値から、回帰分析を行うことにより検量線を得る検量線作成工程と、
ＢＯＤ未知の試料について、前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程において用いられた予め決められた波長における吸光度を測定するＢＯＤ未知試料吸光度測定工程と、
前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値を前記検量線作成工程により得られた検量線に代入することにより、該ＢＯＤ未知試料のＢＯＤを演算するＢＯＤ演算工程と、
を備えることを特徴とするＢＯＤ測定方法。
【請求項２】
ＢＯＤ既知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度測定値と、該ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値から回帰分析を行うことにより得られた検量線を用いる方法であって、
ＢＯＤ未知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた波長における吸光度を測定するＢＯＤ未知試料吸光度測定工程と、
前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値を、前記検量線に代入することにより、該ＢＯＤ未知試料のＢＯＤを演算するＢＯＤ演算工程と、
を備えることを特徴とするＢＯＤ測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＢＯＤ測定方法において、予め決められた紫外可視領域内の複数の波長は、３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長であることを特徴とするＢＯＤ測定方法。
【請求項４】
請求項３に記載のＢＯＤ測定方法において、検量線の式は、下記数１に示される式であることを特徴とするＢＯＤ測定方法。
【数１】
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（但し、ａ３６０、ａ３１５、ａ２９０、ａ２６５、ａ２５０は、それぞれ３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの波長における吸光度を示す。）
【請求項５】
３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定する吸光度測定手段と、
ＢＯＤ既知の試料について前記吸光度測定手段により得られた３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度測定値と該試料のＢＯＤ値から、回帰分析を行うことにより検量線を得る検量線演算手段と、
ＢＯＤ未知の試料について、前記吸光度測定手段により得られた吸光度測定値を前記検量線演算手段により得られた検量線に代入することにより、該ＢＯＤ未知の試料のＢＯＤを演算するＢＯＤ演算手段と、
を備えることを特徴とするＢＯＤ測定装置。
【請求項６】
３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定する吸光度測定手段と、
ＢＯＤ既知の試料について前記吸光度測定手段により得られた３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度測定値と該試料のＢＯＤ値から回帰分析を行うことにより得られた検量線のデータを記憶するデータ記憶手段と、
ＢＯＤ未知の試料について、前記吸光度測定手段により得られた吸光度測定値を前記データ記憶手段に記憶された検量線に代入することにより、該ＢＯＤ未知の試料のＢＯＤを演算するＢＯＤ演算手段と、
を備えることを特徴とするＢＯＤ測定装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のＢＯＤ測定装置において、吸光度測定手段は、３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長における吸光度を測定することを特徴とするＢＯＤ測定装置。
【請求項８】
請求項６に記載のＢＯＤ測定装置において、検量線のデータは、下記数２に示される式であることを特徴とするＢＯＤ測定方法。
【数２】
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（但し、ａ３６０、ａ３１５、ａ２９０、ａ２６５、ａ２５０は、それぞれ３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの波長における吸光度を示す。）
【請求項９】
請求項５から８のいずれかに記載のＢＯＤ測定装置において、吸光度測定手段は、積分球を備えることを特徴とするＢＯＤ測定装置。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれかに記載のＢＯＤ測定装置において、吸光度測定手段は、検出器と試料との間に測定波長範囲だけを透過するフィルタを備えることを特徴とするＢＯＤ測定装置。
【請求項１１】
汚水又は処理水のＢＯＤ値を測定し、該ＢＯＤ値に合わせて運転状態を調整する汚水処理方法であって、
請求項１から４のいずれかに記載のＢＯＤ測定方法を用いて、汚水又は処理水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定工程と、
前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせて運転状態を調整する運転状態調整工程と、
を備えることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の汚水処理方法において、運転状態調整工程は、
汚水の導入量を調整する汚水導入量調整工程、
ばっ気量を調整するばっ気量調整工程、
返送汚泥量を調整する返送汚泥量調整工程、および
処理水を汚水導入部へと返送する処理水返送工程、
のいずれか１つ又は複数を組み合わせて成ることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の汚水処理方法において、
請求項１から５のいずれかに記載のＢＯＤ測定方法を用いて汚水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定工程と、
前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせて、汚水のばっ気槽への導入量を調整する汚水導入量調整工程と、
を備えることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１４】
請求項１１又は１２に記載の汚水処理方法において、
請求項１から５のいずれかに記載のＢＯＤ測定方法を用いて汚水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定工程と、
汚水を活性汚泥と混合することにより、有機物の分解を行うばっ気工程と、
前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせてばっ気量を調整するばっ気量調整工程と、
前記ばっ気工程を経て流入してくる汚水と活性汚泥との混合物を沈降により分離し、分離後の活性汚泥について一部を返送汚泥としてばっ気工程へ戻し、残りを余剰汚泥として処理する沈殿工程と、
前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせて返送汚泥量を調整する返送汚泥量調整工程と、
を備えることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１５】
請求項１１又は１２に記載の汚水処理方法において、
請求項１から５のいずれかに記載のＢＯＤ測定方法を用いて処理水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定工程と、
前記ＢＯＤ測定工程により得られた処理水のＢＯＤ値が予め決められた基準値を超えた場合、該処理水を調整槽へと返送する処理水返送工程と、
を備えることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１６】
汚水又は処理水のＢＯＤ値を測定し、該ＢＯＤ値に合わせて運転状態を調整する汚水処理装置であって、
請求項５から１０のいずれかに記載のＢＯＤ測定装置を用いて、汚水又は処理水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定手段と、
前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤ値に合わせて運転状態を調整する運転状態調整手段と、
を備えることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の汚水処理装置において、運転状態調整手段は、
汚水の導入量を調整する汚水導入量調整手段、
ばっ気量を調整するばっ気量調整手段、
返送汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段、
処理水を汚水導入部へと返送する処理水返送手段、
のいずれか１つ又は複数を組み合わせて成ることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の汚水処理装置において、
請求項５から１１のいずれかに記載のＢＯＤ測定装置を用いて汚水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定手段と、
前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤ値に合わせて、汚水のばっ気槽への導入量を調整する汚水導入量調整手段と、
を備えることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項１９】
請求項１６又は１７に記載の汚水処理装置において、
請求項５から１１のいずれかに記載のＢＯＤ測定装置を用いて汚水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定手段と、
流入してくる汚水を活性汚泥と混合することにより、有機物の分解を行うばっ気槽と、
前記ばっ気槽を経て流入してくる汚水と活性汚泥との混合物を沈降により分離し、分離後の活性汚泥について一部を返送汚泥としてばっ気工程へ戻し、残りを余剰汚泥として処理する沈殿槽と、
前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤ値に合わせてばっ気量を調整するばっ気量調整手段と、
前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤ値に合わせて返送汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段と、
を備えることを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２０】
請求項１６又は１７に記載の汚水処理装置において、
請求項５から１１のいずれかに記載のＢＯＤ測定装置を用いて処理水のＢＯＤ値を測定するＢＯＤ測定手段と、
前記ＢＯＤ測定手段により得られた処理水のＢＯＤ値が予め決められた基準値を超えた場合、該処理水を調整槽へと返送する処理水返送手段と、
を備えることを特徴とする汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＢＯＤ測定方法、及びＢＯＤ測定装置、これらを用いた汚水処理方法、及び汚水処理装置、特に短時間でのＢＯＤ測定の精度向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ：生物化学的酸素消費量）とは、水中において、好気性微生物の増殖、あるいは呼吸作用によって消費される酸素量を示すもので、水中の有機物の含有量、すなわち水質の汚濁の度合いを知る指標となるものである。従来、ＢＯＤの測定には、一般に希釈法と呼ばれる方法が用いられてきた。この方法は、試料を希釈水で希釈し、溶存酸素を飽和させた状態で、２０℃で５日間放置した時の溶存酸素の消費量から求めるというものである。また、家庭排水、工場廃水等の汚水処理においては、微生物により汚水に含まれる種々の有機物を除去する方法が広く用いられており、この方法による汚水処理では、予め定期的に、流入する汚水について、前述した希釈法によりＢＯＤ値を測定し、その値を基に、汚水の導入量、ばっ気量、返送汚泥量等の汚水処理能力を設定して運転を行っていた。
【０００３】
しかしながら、前述した希釈法によるＢＯＤ値の測定は、操作が非常に複雑であり、高度な熟練技術を要する点、測定に５日間という長時間を有する点が問題であった。また、汚水処理においては、この希釈法によるＢＯＤ値の測定では測定に長時間を有するために、予め測定された汚水のＢＯＤ値と流入する汚水のＢＯＤ値には差が生じ、流入する汚水のＢＯＤ値が予め測定されたＢＯＤ値より低い場合には、汚水に対して過剰の処理を行い、エネルギーとコストを必要以上に消費することとなり、流入する汚水のＢＯＤ値が予め測定されたＢＯＤ値より高い場合には、汚水に対して充分な処理がなされないまま、河川等に排出されていたという問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、簡易、迅速にＢＯＤの測定を行うために、有機物の持つ紫外可視光に対する吸収性を利用したＢＯＤの測定が行われている。例えば、特開平７―１９１０１５号には、乳業排水のような有機物を含む試料の紫外可視吸光度と該試料のＢＯＤ値との関係の直線性を利用して、紫外可視吸光度の測定値からＢＯＤ値を得るといったＢＯＤ測定装置が開示されている。この紫外可視吸光度によるＢＯＤの測定を用いると、実質的に実時間でＢＯＤを測定することができ、また、汚水処理においては、このＢＯＤ測定方法を用いることによって、実時間でのＢＯＤの測定が可能となるために、常に最適な運転状態を維持管理することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記したような紫外吸光度によるＢＯＤの測定方法によっても、実際は、必ずしも良好な直線性は得られておらず、特に、多種多様の有機成分を含む家庭排水や工場廃水のＢＯＤの測定に用いるにはその測定精度が不充分であるという問題があった。更に、この方法では、家庭排水や工場廃水等の試料の吸光度測定を行う際に、試料中に無機物等による濁りが混入すること、及び合成洗剤等に起因する蛍光性を持つことがあり、このような場合に、正確な吸光度の測定が困難であるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、前記したような問題に鑑み行われたものであり、その目的は、簡易、迅速に、精度良く、ＢＯＤの測定を行うことを可能とするＢＯＤ測定方法、及び測定装置を提供することであり、また、汚水処理においては、前記したＢＯＤ測定方法、又は測定装置を用いることにより、常に最適な運転状態を維持管理することを可能とする汚水処理方法、及び汚水処理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
まず、吸光度による定量分析の方法の原理について説明する。光を吸収する物質の吸光度では、Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則と呼ばれる、下記数３の関係が成り立つ。
【数３】
Ａ＝εｃｌ
（但し、Ａは吸光度、εは吸光係数、ｃは吸収物質の濃度、ｌは光路長を示す。）
【０００８】
ここで、吸光度により、目的成分の定量分析を行うためには、吸光度のデータから目的成分の濃度を算出するための検量線を予め作成する必要がある。すなわち、目的成分の濃度が既知である試料を用いて、吸光度と目的成分の濃度との関係を調べる。
本発明者らは、このような検量線の精度向上について、鋭意検討を行った結果、測定に用いる波長は、検量線の精度に大きく影響するものであり、特にＢＯＤのように多種の成分の定量を行うような場合には、相関性の高い、測定に適した波長を選択することが非常に重要であると考えた。
【０００９】
そこで、本発明者らは、紫外可視領域内の各波長における吸光度とＢＯＤとの相関性について、詳細に検討を行ったところ、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長が、特にＢＯＤ値に対して相関性が高いことを示すものであることを見出した。そして、前記３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む紫外可視領域内の複数の波長における吸光度測定値と、該試料より得られた従来の方法によるＢＯＤ測定値から、回帰分析を行うことによりＢＯＤ測定精度の高い検量線が得られることを見出した。
【００１０】
以下に、重回帰分析の方法について、簡単に説明する。
吸光度と目的成分との関係は下記数４のように示される。
【数４】
ｃ＝Ｋ０＋Ｋ１Ｌ（λ１）＋Ｋ２Ｌ（λ２）＋Ｋ３Ｌ（λ３）＋…
（但し、ｃは目的成分の予測値、Ｌ（λｉ）は波長λｉにおける吸光度を示す。）
【００１１】
そして、重回帰分析においては、前記数１において、測定誤差が最小になるように、測定波長λｉと係数Ｋｉを決定するのである。
すなわち、ここで、前記目的成分の予測値ｃをＢＯＤ値とし、測定波長λｉとして前記３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を用い、重回帰分析を行うことにより、ＢＯＤ測定精度の高い検量線が得られるのである。
【００１２】
このようにして、本発明者らは、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長がＢＯＤの値と非常に高い相関性を示すために、ＢＯＤ測定に用いるのに適した波長であることを見出した。また、前記３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長は、異なる有機成分を含むような試料のＢＯＤに対しても、それぞれの排水に対して高い相関性を示すことを見出した。
【００１３】
そして、本発明者らは、このような検量線を用いることによれば、ＢＯＤ未知の試料から得られた同波長における吸光度測定値を前記検量線に代入し、ＢＯＤを演算することにより、簡易、迅速に、精度良く試料中に含まれるＢＯＤの測定を行うことができることを見出した。
また、前記ＢＯＤ測定における吸光度測定においては、積分球、及び、検出器と試料との間に測定波長範囲だけを透過するフィルタを用いることにより、妨害物質の影響を受けず、精度の良い吸光度の測定を行うことができることを見出した。さらに、汚水処理技術において、前記ＢＯＤ測定方法を用いることにより、常に最適な運転状態を維持管理することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明に係るＢＯＤ測定方法は、ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程と、検量線作成工程と、ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程と、ＢＯＤ演算工程と、を備えることを特徴とする。前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程は、ＢＯＤ既知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定する。前記検量線作成工程は、前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値と該ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値から、回帰分析を行うことにより検量線を得る。前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程は、ＢＯＤ未知の試料について、前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程において用いられた波長と同波長における吸光度を測定する。前記ＢＯＤ演算工程は、前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値から前記検量線作成工程により得られた検量線により該ＢＯＤ未知試料のＢＯＤ値を演算する。
【００１５】
また、本発明に係るＢＯＤ測定方法は、ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程と、ＢＯＤ演算工程と、を備えることを特徴とする。前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程は、ＢＯＤ未知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定する。前記ＢＯＤ演算工程は、前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程により得られた吸光度測定値から、ＢＯＤ既知の試料の３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度測定値と該ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値から、回帰分析を行うことにより得られた検量線により該ＢＯＤ未知試料のＢＯＤ値を演算する。
前記ＢＯＤ測定方法においては、ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程及びＢＯＤ既知試料吸光度測定工程は、予め決められた紫外可視領域の複数の波長は、３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長であることが好適である。
【００１６】
また、前記ＢＯＤ測定方法においては、検量線の式は、下記数５に示される式であることが好適である。
【数５】
ＢＯＤ＝４３７．５０ａ３６０＋５．４４ａ３１５−３４８．７５ａ２９０−１．２３ａ２６５＋２５３．１０ａ２５０−１７．６２
（但し、ａ３６０、ａ３１５、ａ２９０、ａ２６５、ａ２５０は、それぞれ３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの波長における吸光度を示す。）
【００１７】
また、本発明に係るＢＯＤ測定装置は、吸光度測定手段と、検量線演算手段と、ＢＯＤ演算手段と、を備えることを特徴とする。前記吸光度測定手段は、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む紫外可視領域内の複数の波長におけるＢＯＤ既知の試料の吸光度を測定する。また、前記吸光度測定手段は、前記ＢＯＤ既知試料の吸光度測定において用いられた波長と同波長におけるＢＯＤ未知の試料の吸光度を測定する。前記検量線演算手段は、前記吸光度測定手段により得られた３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む紫外可視領域内の複数の波長におけるＢＯＤ既知試料の吸光度測定値と該ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値から、回帰分析を行うことにより、検量線を得る。前記ＢＯＤ演算手段は、前記吸光度測定手段により得られたＢＯＤ未知試料の吸光度測定値から前記検量線演算手段により得られた検量線により該ＢＯＤ未知試料中に含まれるＢＯＤ値を演算する。
【００１８】
また、本発明に係るＢＯＤ測定装置は、吸光度測定手段と、ＢＯＤ演算手段と、データ記憶手段とを備えることを特徴とする。前記吸光度測定手段は、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む紫外可視領域内の複数の波長におけるＢＯＤ未知試料の吸光度を測定する。前記データ記憶手段は、ＢＯＤ既知の試料の３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む紫外可視領域内の複数の波長における吸光度測定値と該試料のＢＯＤから回帰分析を行うことにより得られた検量線のデータを記憶する。前記ＢＯＤ演算手段は、前記データ記憶手段から前記検量線データを呼び出し、前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定手段により得られた吸光度測定値から、前記検量線により該ＢＯＤ未知試料中に含まれるＢＯＤ値を演算する。
【００１９】
前記ＢＯＤ測定装置においては、吸光度測定手段は、予め決められた紫外可視領域の複数の波長は、３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長で測定を行うことが好適である。
また、前記ＢＯＤ測定装置においては、検量線の式は、下記数６に示される式であることが好適である。
【００２０】
【数６】
ＢＯＤ＝４３７．５０ａ３６０＋５．４４ａ３１５−３４８．７５ａ２９０−１．２３ａ２６５＋２５３．１０ａ２５０−１７．６２
（但し、ａ３６０、ａ３１５、ａ２９０、ａ２６５、ａ２５０は、それぞれ３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの波長における吸光度を示す。）
また、前記ＢＯＤ測定装置においては、検出器に積分球を用いることが好適である。また、前記ＢＯＤ測定装置においては、検出器と試料との間に測定波長範囲だけを透過するフィルタを備えることが好適である。
【００２１】
また、本発明に係る汚水処理方法は、ＢＯＤ測定工程と、運転状態調整工程とを備えることを特徴とする。前記ＢＯＤ測定工程は、本発明に係る前記ＢＯＤ測定方法を用いて、汚水又は処理水のＢＯＤ値を測定する。前記運転状態調整工程は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせて運転状態を調整する。また、前記汚水処理方法においては、運転状態調整工程は、汚水導入量調整工程、ばっ気量調整工程、返送汚泥量調整工程、処理水返送工程のいずれか１つ又は複数を組み合わせて成ることが好適である。また、前記汚水処理方法は、ＢＯＤ測定工程と、汚水導入量調整工程と、を備えることが好適である。前記ＢＯＤ測定工程は、本発明に係るＢＯＤ測定方法を用いて汚水のＢＯＤ値を測定する。前記汚水導入量調整工程は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせて、汚水のばっ気槽への導入量を調整する。
【００２２】
また、前記汚水処理方法は、ＢＯＤ測定工程と、ばっ気工程と、沈殿工程と、ばっ気量調整工程と、返送汚泥量調整工程と、を備えることが好適である。前記ＢＯＤ測定工程は、本発明に係るＢＯＤ測定方法を用いて汚水のＢＯＤ値を測定する。前記ばっ気工程は、前記調整工程を経て流入してくる汚水について、活性汚泥と混合することにより、有機物の分解を行う。前記沈殿工程は、前記ばっ気工程を経て流入してくる汚水と活性汚泥との混合物について、沈降により分離する。前記ばっ気量調整工程は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤに合わせて前記ばっ気工程におけるばっ気量を調整する。前記返送汚泥量調整工程は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤに合わせて前記沈殿工程における返送汚泥量を調整する。また、本発明に係る汚水処理方法は、ＢＯＤ測定工程と、処理水返送工程と、を備えることが好適である。前記ＢＯＤ測定工程は、本発明に係るＢＯＤ測定方法を用いて処理水のＢＯＤ値を測定する。前記処理水返送工程は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値が予め決められた基準値を超えた場合、該処理水を調整槽へと返送する。
【００２３】
また、本発明に係る汚水処理装置は、ＢＯＤ測定手段と、運転状態調整手段とを備えることを特徴とする。前記ＢＯＤ測定手段は、本発明に係る前記ＢＯＤ測定装置を用いて、汚水のＢＯＤ値を測定する。前記運転状態調整手段は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値に合わせて運転状態を調整する。また、前記汚水処理装置は、運転状態調整手段は、汚水導入量調整手段、ばっ気量調整手段、返送汚泥量調整手段のいずれか１つ又は複数を組み合わせて成ることが好適である。また、前記汚水処理装置は、ＢＯＤ測定手段と、汚水導入量調整手段と、を備えることが好適である。前記ＢＯＤ測定手段は、本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いて汚水のＢＯＤ値を測定する。前記汚水導入量調整手段は、前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤ値に合わせて、汚水のばっ気槽への導入量を調整する。
【００２４】
また、前記汚水処理装置は、ＢＯＤ測定手段と、ばっ気槽と、沈殿槽と、ばっ気量調整手段と、返送汚泥量調整手段と、を備えることが好適である。前記ＢＯＤ測定手段は、本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いて汚水のＢＯＤ値を測定する。前記ばっ気槽は、流入してくる汚水について、活性汚泥と混合することにより、有機物の分解を行う。前記沈殿槽は、前記ばっ気槽を経て流入してくる汚水と活性汚泥との混合物について、沈降により分離する。前記ばっ気量調整手段は、前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤに合わせて前記ばっ気槽におけるばっ気量を調整する。前記返送汚泥量調整手段は、前記ＢＯＤ測定手段により得られたＢＯＤに合わせて前記沈殿槽における活性汚泥戻し量を調整する。また、本発明に係る汚水処理装置は、ＢＯＤ測定手段と、処理水返送手段と、を備えることが好適である。前記ＢＯＤ測定手段は、本発明に係るＢＯＤ測定方法を用いて処理水のＢＯＤ値を測定する。前記処理水返送手段は、前記ＢＯＤ測定工程により得られたＢＯＤ値が予め決められた基準値を超えた場合、該処理水を調整槽へと返送する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の好適な発明の実施の形態について説明する。なお、本発明において特徴的なことは、簡易、迅速に、精度良く、ＢＯＤの測定が行うことができるように、ＢＯＤ測定に用いる測定波長を、特にＢＯＤとの相関性の高い３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含んだ、紫外可視領域内の複数の波長としたことにある。
第一実施形態
図１に、本発明の第一実施形態に係るＢＯＤ測定装置のブロック図を示す。同図に示すＢＯＤ測定装置１０は、吸光度測定手段１２と、コンピュータ１４とを備える。前記コンピュータ１４は、検量線演算手段１６と、ＢＯＤ演算手段１８と、データ記憶手段２０を備える。
【００２６】
前記吸光度測定手段１２は、ＢＯＤ既知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定し、前記検量線演算手段１６へ出力する。前記検量線演算手段１６には、ＢＯＤ既知試料のＢＯＤ値と、前記吸光度測定手段１２により測定された紫外可視領域内の複数の波長における吸光度のデータが入力され、該ＢＯＤ値と吸光度測定値との相関性に基づき、重回帰分析を行うことにより、検量線を演算し、決定する。前記データ記憶手段２０は、前記検量線演算手段１６より得られた検量線を記憶する。
【００２７】
また、前記吸光度測定手段１２は、ＢＯＤ未知の試料について、前記ＢＯＤ既知の試料の吸光度測定に用いた波長と同波長における吸光度を測定し、前期ＢＯＤ演算手段１８へ出力する。前記ＢＯＤ演算手段１８には、前記吸光度測定手段１２により得られたＢＯＤ未知試料の吸光度のデータが入力され、前記データ記憶手段２０から前記検量線演算手段２０により得られた検量線のデータを呼び出し、該吸光度測定値を該検量線に代入することによって、ＢＯＤ未知試料のＢＯＤ値を演算し、決定する。
【００２８】
本実施形態に係るＢＯＤ測定装置１０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。本発明の一実施形態としての、ＢＯＤ測定方法における処理内容の流れを図２に示す。
１．まず、ＢＯＤ未知の試料について、前記吸光度測定手段１２によるＢＯＤ既知試料吸光度測定工程を行う。すなわち、前記ＢＯＤ測定に用いた各試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域の複数の波長における吸光度を測定する（Ｓ１）。
２．続いて、ＢＯＤ値と、前記ＢＯＤ既知試料吸光度測定工程（Ｓ１）により得られた吸光度値から、重回帰分析を行うことにより、検量線演算手段１６による検量線演算工程を行う。すなわち、検量線演算手段１６は、ＢＯＤ値と各波長における吸光度との相関性から、下記数７において、誤差が最小となるような係数ｂ０、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５を演算し、検量線を求める（Ｓ２）。
【００２９】
【数７】
ｙ＝ｂ０＋ｂ１ｘ１＋ｂ２ｘ２＋ｂ３ｘ３＋ｂ４ｘ４＋ｂ５ｘ５
（但し、ｙはＢＯＤ値、ｘ１〜ｘ５は各波長における吸光度、ｂ０は切片、ｂ１〜ｂ５は各ｘ項の係数を示す。）
３．そして、検量線演算工程（Ｓ２）により求められた検量線は、データ記憶手段２０に記憶される（Ｓ３）。
４．次に、前記吸光度測定手段１２によるＢＯＤ未知試料吸光度測定工程を行う。すなわち、ＢＯＤ未知の試料について、Ｓ１のＢＯＤ既知試料吸光度測定工程において用いられた波長における吸光度を測定する（Ｓ４）。
５．続いて、前記ＢＯＤ演算手段１８によるＢＯＤ演算工程を行う。すなわち、前記検量線演算工程により得られた検量線を前記データ記憶手段２０から呼び出し、前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程（Ｓ４）により得られた吸光度を該検量線に代入することによってＢＯＤ未知試料のＢＯＤ値を求める（Ｓ５）。
この結果、ＢＯＤ未知の試料におけるＢＯＤ値を簡易、迅速に精度良く得ることができる。
【００３０】
第二実施形態
また、本発明に係るＢＯＤ測定装置においては、前記１〜４の工程により得られた回帰式をデータ記憶手段に記憶しておくことにより、前記５，６の工程を行うのみでＢＯＤの測定を行うことが可能である。本発明の第二実施形態としてのＢＯＤ測定装置のブロック図を図３に示す。なお、前記図１に示したＢＯＤ測定装置１０と対応する部分には符号１００を加えて示し、説明を省略する。
同図に示すＢＯＤ測定装置１１０は、吸光度測定手段１１２と、コンピュータ１１４とを備える。前記コンピュータ１１４は、ＢＯＤ演算手段１１８と、データ記憶手段１２０とを備える。
【００３１】
前記データ記憶手段１２０には予め決定された検量線のデータが記憶される。前記吸光度測定手段１１２は、ＢＯＤ未知の試料について、３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長を含む予め決められた紫外可視領域内の複数の波長における吸光度を測定し、前期ＢＯＤ演算手段１１８へ出力する。前記ＢＯＤ演算手段１１８には、前記吸光度測定手段１１２により得られたＢＯＤ未知試料の吸光度のデータが入力され、前記データ記憶手段２０から検量線のデータを呼び出し、該吸光度測定値を該検量線に代入することによって、ＢＯＤ未知試料のＢＯＤ値を演算し、決定する。
【００３２】
本発明の第二実施形態にかかるＢＯＤ測定装置１１０は、概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。本発明の第二実施形態としての、ＢＯＤ測定方法における処理内容の流れを図４に示す。
１．まず、予め得られた検量線データを、データ記憶手段２０に記憶する（Ｓ３）。
２．次に、前記吸光度測定手段１２によるＢＯＤ未知試料吸光度測定工程を行う。すなわち、ＢＯＤ未知の試料について、前記検量線の波長と同波長における吸光度を測定する（Ｓ４）。
３．つづいて、前記ＢＯＤ演算手段１８によるＢＯＤ演算工程を行う。すなわち、検量線を前記データ記憶手段２０から呼び出し、前記ＢＯＤ未知試料吸光度測定工程（Ｓ４）により得られた吸光度を該検量線に代入することによってＢＯＤ未知試料のＢＯＤ値を求める（Ｓ５）。
この結果、該ＢＯＤ測定装置によれば、予め検量線をデータ記憶手段に記憶しておくことによって、より簡易にＢＯＤの測定を行うことができる。
【００３３】
次に、本発明において用いられる前記３６０±１０、２９０±１０、２５０±１０ｎｍの各波長とＢＯＤとの相関性について説明する。
本発明者らは最初に、２４種のＢＯＤ既知試料について、吸光度測定波長として３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長を用いて吸光度測定を行い、回帰計算を行うことによって検量線式を得た。得られた検量線式を下記数８に示す。
【数８】
ＢＯＤ＝４３７．５０ａ３６０＋５．４４ａ３１５−３４８．７５ａ２９０−１．２３ａ２６５＋２５３．１０ａ２５０−１７．６２
（但し、ａ３６０、ａ３１５、ａ２９０、ａ２６５、ａ２５０は、それぞれ３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの波長における吸光度を示す。）
【００３４】
つづいて、本発明者らは、同２４種のＢＯＤ既知試料において、市販の多変量解析プログラムにより標準誤差が最小になるように自動的に波長を選択させて吸光度測定を行い、回帰計算を行った。なお、ここで、市販のプログラムにより選択された波長は、３０４、３０８、３２５、３２８、３５８ｎｍの各波長である。
本発明にかかる前記数８式の検量線式における回帰分析結果と、前述の市販のプログラムを用いた回帰分析結果とを併せて表１に示す。
【表１】
2004156912.tif 000003
【００３５】
なお、表１中の重相関Ｒ、重決定Ｒ２、補正Ｒ´２のそれぞれは、相関性の度合いを示す指標となる数である。ここで、Ｒは重相関係数と呼ばれ、実測値と予測値の相関を示すものであり、Ｒが１に近いものほど相関性が高い。また、Ｒ２は重決定係数と呼ばれ、前述の重相関係数Ｒを２乗したものであり、実測値と予測値の当てはまりの良さを示すものである。また、Ｒ２が１に近いほど当てはまりが良いものである。更に、Ｒ´２は自由度調整済みの決定係数と呼ばれ、前述の重決定係数Ｒ２が変数の数により増大する性質を補正したものである。
【００３６】
前記Ｒ、Ｒ２、Ｒ´２は、下記数１０及び数１１の式から求めることができる。
【数９】
Ｒ２＝１−ＳＥ／ＳＴ
（但し、ＳＥは残差の平方和、ＳＴは実測値の平方和を示す。）
【数１０】
Ｒ′２＝１−｛ＳＥ／（Ｎ−ｐ−１）｝／｛ＳＴ／（Ｎ−１）｝
（但し、ＳＥは残差平方和、ＳＴは実測値平方和、Ｎは標本数、ｐは説明変数の数を示す。）
【００３７】
表１から明らかなように、本発明に係る前記数８の検量線式は、市販のプログラムを用いた場合と比較して、Ｒ、Ｒ２、Ｒ´２とも１に近く、また標準誤差も小さかったことから、ＢＯＤの測定精度はより高いものであると言える。すなわち、本発明において用いられた３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長は、市販のプログラムにより選択された３０４、３０８、３２５、３２８、３５８ｎｍの各波長と比較し、ＢＯＤに対する相関性が高い。これは、市販のプログラムにおいては、ＢＯＤとの相関性の低い波長も選択されてしまい、検量線の精度を低下させてしまっているためであると考えられる。これに対し、本発明に係る前記数８の検量線式における波長はいずれもＢＯＤとの相関性が高く、さらにスペクトルのＳ／Ｎ比や測定誤差の少ない波長が経験的に選択されているために、より高い精度の検量線をことができるのである。したがって、本発明に用いた３６０、３１５、２９０、２６５、２５０ｎｍの各波長は、特にＢＯＤとの相関性が高いことが明らかとなった。
更に、前記数８の検量線式においては、３６０、２９０、２５０ｎｍの各波長において、特にその係数の絶対値が大きいことから、これら３６０、２９０、２５０ｎｍの各波長は、特にＢＯＤとの相関性が高いと言える。
【００３８】
つづいて、本発明者らは、試料１３種について、前記本発明にかかるＢＯＤ測定方法によりＢＯＤの測定を行い、同試料の従来法（希釈法）によるＢＯＤ測定値と比較した。結果を表２及び図５に示す。なお、ここで検量線データとしては、前記数８の検量線式を用いた。
【表２】
2004156912.tif 000004
表２及び図５からも明らかなように、ＢＯＤ（従来法）とＢＯＤ（本発明）との直線性は高く、またその残差は小さいものであった。このことから、本実施形態に係るＢＯＤ測定方法は、従来法により得られたＢＯＤ値と非常に良く一致しており、従って、本発明に係るＢＯＤ測定方法は、従来法と比較しても、十分に精度の良い方法であると言える。
【００３９】
更に、前記各構成では、一般的な吸光度測定手段で測定された場合について説明したが、本実施形態においては、以下に説明する吸光度測定手段を用いて前記ＢＯＤ測定を行うことにより、更に測定精度の向上を図ることも可能である。
本発明の一実施形態としての、ＢＯＤ測定装置１０における、吸光度測定手段１２の概略構成図を図６に示す。同図に示す吸光度測定手段１２は、光源部３０、分光器３２、積分球３４、試料部３６、波長選択透過フィルタ３８、検出器４０を備える。前記光源部３０は、紫外可視領域の波長を含む光Ｌ０を発生する。前記分光器３２は、前記光源部３０から入射する光Ｌ０を、各波長成分に分離し、測定に必要な波長の光Ｌ１を取り出す。前記積分球３４は、試料部３６を備える。
前記試料部３６には、前記分光器３２からの光Ｌ１が入射する。前記積分球３４は、試料部３６から、透過、散乱した光、Ｌ２、Ｌ２′について、球の内壁で拡散反射を繰り返すことで積分球内の光の放射密度を均一にすることにより集光し、Ｌ３として取り出す。
【００４０】
前記波長選択透過フィルタ３６は、前記積分球から入射した光Ｌ３について、測定に用いた波長範囲の光のみをＬ４として取り出す。前記検出器４０は、前記波長選択透過フィルタ３６から入射した光Ｌ４について、吸光度を検出し、吸光度のデータをコンピュータ１４へ出力する。
本実施形態に係る吸光度測定手段１２は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。吸光度測定手段１２における、試料部３６及び積分球３４の拡大図を図７に示す。前記試料部３６において、試料溶液を入れた状態で、測定光Ｌ１が入射すると、測定光Ｌ１は部分的に吸収され、残りの光Ｌ２が透過することになる。この際、試料溶液中に濁りを含むような場合、入射した光Ｌ１は、散乱光Ｌ２′として、部分的に散乱する。そして、この散乱した光Ｌ２′は、検出器４０における吸光度の測定値に誤差を与える原因となる。そこで、本発明に係る実施形態においては、試料部３６を積分球３４内に備えることを特徴とする。前記積分球３４は、空洞の球の内壁に拡散反射率の高い白色塗料を塗布したものであり、小さな入射窓と測光窓をそれぞれ備え、入射窓から入った光が球の内壁で拡散反射を繰り返すことで積分球内の放射密度は均一になる。この集光された光Ｌ３を測光窓の外側に射出する。この結果、吸光度測定の際において、試料中に濁りが混入するような場合においても、測定光の光束は一定となり、測定誤差を低減することが可能となる。
【００４１】
次に、吸光度測定手段１２における、波長選択透過フィルタ３８および検出器４０の拡大図を図８に示す。試料溶液中に蛍光成分を含むような場合においては、試料部を透過した光Ｌ３において、蛍光Ｌ３′を含む場合があり、この蛍光成分Ｌ３′が吸光度検出の際に誤差を与える原因となり得る。そこで、本発明に係る実施形態においては、試料部３４と検出器４０の間に、波長選択透過フィルタ３８を備えることを特徴とする。前記波長選択透過フィルタ３８は、入射してくる光Ｌ３について、測定波長範囲のみを選択的に透過するものであって、測定波長範囲外の光、すなわち、蛍光Ｌ３′を透過しないものである。これによって、試料部３６を透過することにより、部分的に蛍光Ｌ３′を含んだ光Ｌ３は、波長選択透過フィルタ３８によって蛍光Ｌ３′を選択的に取り除かれる。したがって、吸光度測定の際において、試料中に蛍光成分が混入するような場合においても、測定光中の蛍光を取り除くことにより、測定誤差を低減することが可能となる。
【００４２】
このように、ＢＯＤ測定に用いる吸光度測定手段１２においては、検出器に積分球を用いること、及び検出器と試料との間に測定波長範囲だけを透過するフィルタを用いることによって、妨害物質の影響を受けず、精度の良い吸光度の測定を行うことができる。
また、以上に説明した本発明に係るＢＯＤ測定方法、及びＢＯＤ測定装置は、汚水処理方法、汚水処理装置に用いた場合に、実時間で最適な運転状態となるよう制御できるといった点で、その効果を特に発揮するものである。以下に本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いた汚水処理装置の代表的な例を示す。なお、本発明の汚水処理装置としては以下のものに限られるわけではない。
【００４３】
第一実施形態
本発明の一実施形態に係る汚水処理装置のブロック図を図９に示す。同図に示す汚水処理装置５０は、調整槽５２と、ばっ気槽５４と、沈殿槽５６を備える。前記調整槽５２は、流入した汚水を一時的に貯留し、水質の均質化、及び汚水のばっ気槽５４への流量の調整を行う。また、この調整槽５２はＢＯＤ測定手段５８と、汚水導入量調整手段６０とを備える。前記ばっ気槽５４は、前記調整槽５２から流入した汚水を活性汚泥と混合し、微生物による有機物の分解を行う。前記沈殿槽５６は、前記ばっ気槽５４から流入した汚水と活性汚泥の混合物を、沈降により分離する。
【００４４】
前記ＢＯＤ測定手段５８は、前記した本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いるものであり、調整槽５２に貯留される汚水のＢＯＤ値を測定し、得られたＢＯＤのデータを前記汚水導入量調整手段６０に出力する。前記汚水導入量調整手段６０は、ばっ気槽５４へ導入する汚水の量を、流量の制御及び希釈等の方法により調整する。
本実施形態に係る汚水処理装置５０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。まず、前記調整槽５２に汚水を連続的に流入し、水質を均質化するために、該汚水を前記調整槽５２に一時的に貯留する。ここで、前記調整槽５２に貯留された汚水について、前記調整槽５２に備えられたＢＯＤ測定手段５８により、ＢＯＤの測定を行い、得られたＢＯＤのデータを同調整槽５２に備えられる前記汚水導入量調整手段６０に出力する。ここで、前記ＢＯＤ測定手段５８は、本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いるものであって、実質的に実時間で精度良くＢＯＤを測定することができるものである。続いて、前記調整槽５２に貯留された汚水は、前記汚水導入量調整手段６０により、汚水の量を調整しながら、連続的に前記ばっ気槽５４へ送る。
【００４５】
そして、前記ばっ気槽５４に流入された汚水は、活性汚泥と一定時間ばっ気混合することにより、有機物を分解する。そして、前記ばっ気槽５４で処理された汚水と活性汚泥の混合物は、沈殿槽５６へ送る。前記沈殿槽５６に流入された汚水と活性汚泥の混合物は、滞留により活性汚泥を沈降分離し、上澄みを処理水として排出する。
【００４６】
この結果、本実施形態に係る汚水処理装置５０によれば、ＢＯＤ測定手段５８は、ＢＯＤを簡易、迅速に精度良く測定することができるために、汚水導入量調整手段６０により、汚水のＢＯＤに合わせて、常に最適な運転状態を維持するように制御することができ、また、このために、汚水の処理について、非常に効率良く、低いコストで維持管理することが可能となる。
なお、前記構成では、ＢＯＤ測定手段を調整槽内に備え、調整槽内のＢＯＤを測定し、このＢＯＤ値に合わせて、同調整槽内に備えられる汚水導入量調整手段により、汚水導入量を調整するような場合について説明したが、例えば、ＢＯＤ測定手段により測定されたＢＯＤ値に合わせて、ばっ気量調整手段、返送汚泥量調整手段等の運転状態を調整することも可能である。
【００４７】
第二実施形態
図１０に、本発明の一実施形態に係る汚水処理装置のブロック図を示す。なお、前記図７に示した汚水処理装置５０と対応する部分には符号１００を加えて示し、説明を省略する。
本発明の一実施形態に係る汚水処理装置１５０は、調整槽１５２と、ばっ気槽１５４と、沈殿槽１５６を備える。前記調整槽１５２は、流入した汚水を一時的に貯留し、水質の均質化、及び汚水のばっ気槽１５４への流量の調整を行う。また、この調整槽１５２はＢＯＤ測定手段１５８を備える。前記ばっ気槽１５４は、前記調整槽１５２から流入した汚水を活性汚泥と混合し、微生物による有機物の分解を行う。また、このばっ気槽１５４はばっ気量調整手段１６２を備える。前記沈殿槽１５６は、前記ばっ気槽１５４から流入した汚水と活性汚泥の混合物を、沈降により分離する。また、この沈殿槽１５６は返送汚泥量調整手段１６４を備える。
【００４８】
前記ＢＯＤ測定手段１５８は、前記した本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いるものであり、調整槽１５２に貯留される汚水のＢＯＤ値を測定し、得られたＢＯＤのデータを前記ばっ気量調整手段１６２、及び返送汚泥量調整手段１６４に出力する。前記ばっ気量調整手段１６２は、ばっ気槽１５４において行われる活性汚泥中の微生物による有機物の分解において必要な酸素の供給量を調整する。前記返送汚泥量調整手段１６４は、沈殿槽１５６において、沈降分離した活性汚泥について、ばっ気槽１５４に戻す活性汚泥の量を調整する。
【００４９】
本実施形態に係る汚水処理装置１５０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。まず、前記調整槽１５２に汚水を連続的に流入し、水質を均質化するために、該汚水を前記調整槽１５２に一時的に貯留する。ここで、前記調整槽１５２に貯留された汚水について、前記調整槽１５２に備えられたＢＯＤ測定手段１５８により、ＢＯＤの測定を行い、得られたＢＯＤのデータを前記ばっ気槽１５４に備えられる前記ばっ気量調整手段１６２、及び前記沈殿槽１５６に備えられる前記返送汚泥量調整手段１６４に出力する。ここで、前記ＢＯＤ測定手段１５８は、本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いるものであって、実質的に実時間で精度良くＢＯＤを測定することができるものである。続いて、前記調整槽１５２に貯留された汚水は、流量を調整しながら、連続的に前記ばっ気槽１５４へ送る。
【００５０】
そして、前記ばっ気槽１５４に流入された汚水は、活性汚泥と一定時間ばっ気混合することにより、有機物を分解する。この時、前記ばっ気槽１５４に備えられたばっ気量調整手段１６２は、前記ＢＯＤ測定手段１５８により測定されたＢＯＤが入力され、該ＢＯＤに合わせてばっ気量を調整する。そして、前記ばっ気槽１５４で処理された汚水と活性汚泥の混合物は、沈殿槽１５６へ送る。前記沈殿槽１５６に流入された汚水と活性汚泥の混合物は、滞留により活性汚泥を沈降分離し、上澄みを処理水として排出する。ここで、前記沈殿槽１５６に備えられた活性汚泥戻し量調整手段１６４は、前記ＢＯＤ測定手段により測定されたＢＯＤを入力され、該ＢＯＤに合わせて沈降分離した活性汚泥のうち、ばっ気槽へ必要量を返送汚泥として返送し、残りを余剰汚泥として排出する。
【００５１】
この結果、本実施形態に係る汚水処理装置１５０によれば、ＢＯＤ測定手段１５８は、ＢＯＤを簡易、迅速に精度良く測定することができるために、ばっ気量調整手段１６２、及び返送汚泥量調整手段１６４により、ばっ気量、返送汚泥量といった運転能力を流入された汚水のＢＯＤ値に合わせて、常に最適な運転状態を維持するように制御することができ、また、このために、汚水の処理について、非常に効率良く、低いコストで維持管理することが可能となる。
また、前記第例１および２の構成では、ＢＯＤ測定手段を調整槽内に備え、調整槽内のＢＯＤを測定し、測定されたＢＯＤ値に合わせて、運転能力を調整するような場合について説明したが、例えば、調整槽の後部に放流槽を設け、この放流槽内にＢＯＤ測定手段を備え、放流槽内のＢＯＤ値を測定し、このＢＯＤ値が基準値に達しない場合は、調整槽に戻して再処理を行うことも可能である。
【００５２】
第三実施形態
図１１に本発明の一実施形態に係る汚水処理装置のブロック図を示す。なお、前記図９に示した汚水処理装置５０と対応する部分には符号２００を加えて示し、説明を省略する。
本発明の一実施形態に係る汚水処理装置２５０は、調整槽２５２と、ばっ気槽２５４と、沈殿槽２５６と、放流槽２６２を備える。前記調整槽２５２は、流入した汚水を一時的に貯留し、水質の均質化、及び汚水のばっ気槽２５４への流量の調整を行う。前記ばっ気槽２５４は、前記調整槽２５２から流入した汚水を活性汚泥と混合し、微生物による有機物の分解を行う。前期沈殿槽２５６は、前記ばっ気槽２５４から流入した汚水と活性汚泥との混合物を沈降により分離する。また、前記放流槽２６６は、前記沈殿槽２５６から流入した処理水を一時的に貯留し、処理水として排出する。また、この放流槽２６は、ＢＯＤ測定手段２５８と、処理水返送手段２６８とを備える。
【００５３】
前記ＢＯＤ測定手段２５８は、前記した本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いるものであり、放流槽２６６に貯留される処理水のＢＯＤ値を測定し、得られたＢＯＤのデータを前記処理水返送手段２６８に出力する。前記処理水返送手段２６８は、前記ＢＯＤ測定手段２５８より入力されるＢＯＤ値が基準値に満たない場合、放流槽２６６内に貯留される処理水を調整槽２５２へ返送する。
【００５４】
本実施形態に係る汚水処理装置２５０は概略以上のように構成され、以下にその作用について説明する。まず、前記調整槽２５２に汚水を連続的に流入し、水質を均質化するために、該汚水は一時的に貯留される。そして、該汚水の流量を調整しながら、連続的にばっ気槽２５４へ送る。前記ばっ気槽２５４へ流入された汚水は、汚泥と一定時間ばっ気混合することにより、有機物の分解が行われる。そして、処理された汚水と汚泥の混合物を前記沈殿槽２５６へ送る。前記沈殿槽２５６に流入された汚水と汚泥の混合物は、滞留により汚泥を沈降分離する。そして、上澄みを処理水として前記放流槽２６６へ排出する。前記放流槽２６６は、処理水を一時的に貯留する。ここで、前記放流槽２６６に貯留された処理水について、前記放流槽２６６に備えられたＢＯＤ測定手段２５８により、ＢＯＤの測定を行い、得られたデータを前記放流槽２６６に備えられる処理水返送手段２６８に出力する。ここで、前記ＢＯＤ測定手段２５８は、本発明に係るＢＯＤ測定装置を用いるものであって、実質的に実時間で精度良くＢＯＤを測定することができるものである。そして、前記処理水返送手段２６８は、前記ＢＯＤ測定手段２５８より入力されたＢＯＤ値が予め設定された基準値を超えた場合は、前記放流槽２６６内に貯留される処理水を前記調整槽２５２へ返送する。
【００５５】
この結果、本実施形態に係る汚水処理装置２５０によれば、ＢＯＤ測定手段２５８は、ＢＯＤを簡易、迅速に精度良く測定することができるため、処理水のＢＯＤが基準値を超える場合は、処理水返送手段２６８により、前記調整槽２５２へと返送することにより、基準値以上のＢＯＤを含む処理水を河川等に排出することのないように、高精度且つ、非常に効率良く、低コストで制御、管理を行うことができる。
【００５６】
なお、本発明に係る汚水処理方法および装置は、上記したような実施形態に限られるものではなく、本発明に係るＢＯＤ測定方法および装置を用いＢＯＤ値を測定し、該ＢＯＤ値により汚水処理における運転状態を調整するものであれば何でも良い。本発明に係る汚水処理方法および装置としては、種々の応用例が考えられ、例えば、上記実施形態に示したような活性汚泥法の他にも、散水濾床法に代表される、微生物が濾材に固定された生物膜法、メタン発酵法に代表される、嫌気性微生物を用いた嫌気性処理法等にも応用することができ、また、これらを組み合わせて用いることも可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＢＯＤ測定方法及び測定装置によれば、簡易、迅速に、精度良く、ＢＯＤの測定を行うことができる。また、本発明に係る汚水処理方法及び汚水処理装置によれば、実時間による精度の良いＢＯＤ測定を行い、常に最適な運転能力となるよう調整するため、非常に効率良く、低いコストで維持管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＢＯＤ測定装置の概略構成図である。
【図２】図１に示したＢＯＤ測定装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第二実施形態に係るＢＯＤ測定装置の概略構成図である。
【図４】図３に示したＢＯＤ測定装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るＢＯＤ測定方法により得られたＢＯＤ測定値と従来法により得たＢＯＤ測定値との比較図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＢＯＤ測定装置における吸光度測定手段の概略構成図である。
【図７】図６に示した吸光度測定手段の部分拡大図である。
【図８】図６に示した吸光度測定手段の部分拡大図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る汚水処理装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る汚水処理装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第三実施形態に係る汚水処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０  ＢＯＤ測定装置
１２  吸光度測定手段
１４  コンピュータ
１６  検量線演算手段
１８  ＢＯＤ演算手段
２０  データ記憶手段
３０  光源部
３２  分光器
３４  積分球
３６  試料部
３８  波長選択透過フィルタ
４０  検知器
５０  汚水処理装置
５２  調整槽
５４  ばっ気槽
５６  沈殿槽
５８  ＢＯＤ測定手段
６０  汚水導入量調整手段
【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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