(57)【要約】【課題】活性汚泥の状況がその履歴の上に成立しているとの知見に基づき、現在の運転条件及び運転履歴情報からバルキングの発生予測を可能にすること。【解決手段】バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラント（２、２０１、２０２・・・２０Ｎ）の運転条件及び運転履歴が格納されたデータベース（４８）及びその処理と、１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及びその運転履歴について、データベースを検索し、バルキングの発生に係る運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定する情報処理手段（ホストコンピュータ４６、コンピュータ４２、４２１、４２２・・・４２Ｎ）及びその処理と、この情報処理手段の判定結果を提示する情報提示手段（データ提示部５０）及びその処理を含むものである。【選択図】　　　　図１
2004122013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴が格納されたデータベースと、
１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及びその運転履歴について、前記データベースを検索し、バルキングの発生に係る前記運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定する情報処理手段と、
この情報処理手段の判定結果を提示する情報提示手段と、
を備えたことを特徴とする活性汚泥の運転管理システム。
【請求項２】
前記情報処理手段は、バルキングの発生した活性汚泥プラントの運転条件のデータを既得条件とし、他の活性汚泥プラントの中から、現在値とその履歴について似かよった運転状況を前記データベースから検索し、適合する場合には、前記判定結果として警報又は制御情報を出力することを特徴とする請求項１記載の活性汚泥の運転管理システム。
【請求項３】
前記運転条件及び前記運転履歴は、
（１）　原水及び処理水の有機物成分又は生物分解性難易度
（２）　濃度と活性汚泥プラントへの負荷
（３）　負荷が連続負荷であるか間欠負荷であるか
（４）　曝気槽の溶存酸素濃度
（５）　ブロワーの性能
（６）　原水及び／又は曝気槽のｐＨ
（７）　原水及び／又は曝気槽の水温
（８）　活性汚泥プラントの周辺雰囲気の気温
（９）　原水に含まれる窒素濃度
（１０）　窒素濃度と有機物濃度との組成比
（１１）　　原水に含まれる燐濃度
（１２）　　燐濃度と有機物濃度との組成比
（１３）　　活性汚泥の沈降性
（１４）　　沈殿池の汚泥界面高さ
（１５）　　沈殿池の出口水のＳＳ濃度
の何れか１又は２以上を含むことを特徴とする請求項１記載の活性汚泥の運転管理システム。
【請求項４】
前記判定結果に応じて運転条件の監視間隔を制御することを特徴とする請求項１記載の活性汚泥の運転管理システム。
【請求項５】
前記判定結果に応じて必要なバルキング抑止薬剤、その他の対策情報を出力することを特徴とする請求項１記載の活性汚泥の運転管理システム。
【請求項６】
前記運転条件及び前記運転履歴を示す項目について、現在値とその運転履歴の照合を行い、バルキングが発生する活性汚泥プラントを判定することを特徴とする請求項３記載の活性汚泥の運転管理システム。
【請求項７】
バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴をデータベース化する処理と、
１又は２以上の活性汚泥プラントの前記運転条件及びその運転履歴を検索し、バルキングの発生に係る前記運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定する処理と、
その判定結果を出力する処理と、
を含むことを特徴とする活性汚泥の運転管理方法。
【請求項８】
バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴をデータベース化するステップと、
１又は２以上の活性汚泥プラントの前記運転条件及びその運転履歴を検索し、バルキングの発生に係る前記運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定するステップと、
その判定結果を出力するステップと、
を含むことを特徴とする活性汚泥の運転管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種工場、研究施設、発電施設、酪農業、遊戯施設等から排出される産業廃水、ビル、一般家庭、宿泊施設、入浴施設、飲食店、病院等の医療機関、各種学校等の教育施設及び運動施設等から排出される生活廃水等の各種廃水の浄化に用いられる生物処理に関し、特に、その活性汚泥の運転管理システム、運転管理方法及び運転管理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種廃水等の水中に含まれる有機物の浄化には、生物の代謝活動を利用した生物処理装置が広く用いられている。特に、好気性微生物を用いる活性汚泥処理は、現在最も普及している廃水処理技術であって、家庭用の浄化槽から下水処理場に至るまで幅広く採用されている。活性汚泥処理は、初期には半連続法又は回分法で操作されていたが、技術の発展により連続法にと移行してきたが、連続法にはバルキング（Ｂｕｌｋｉｎｇ　）の問題がある。
【０００３】
ところで、このバルキングには大別して、糸状性バルキングと、粘性バルキングがある。一旦、バルキングが発生すると、活性汚泥プラントを元の状態に復帰させることは難しく、特に、活性汚泥が沈殿池から流出する非常時には、無機凝集剤や高分子凝集剤といった薬剤を投入し、汚泥の沈降性を強制的に増大させる必要がある。しかしながら、このような方法を採ると、汚泥発生量の増大や、余剰薬剤の流出による処理水質の悪化等を招くという問題がある。
【０００４】
このバルキングについて、生物の増殖反応は指数関数的に生じる。バルキングの兆候として例えば、１つの指標である汚泥の沈降性に異常が認められたときには、既にバルキングが進行しており、生物学的に見ると、バルキング発生が優位になっているため、係る系を自然自己回復によって復帰させることは難しい。このようなバルキングを防止するには、その兆候が現れる前に活性汚泥プラントの運転条件を変更したり、適当な薬剤を投入する等、必要な措置を施すことが有効であるが、現状の技術では難しい。
【０００５】
活性汚泥プラントはプラント毎に種々の条件で運転され、同一の活性汚泥プラントであっても経時的に見れば、同一条件で運転されることはない。活性汚泥プラントは１つの生命体であって、活性汚泥の状況が連続的且つ長期に亘る過去から現在に至る運転条件の履歴の上に成立しているからである。このため、バルキングの発生条件を科学的に見定め、予想することはできない。
【０００６】
ところで、バルキングと密接な関係があるとされている糸状性細菌の出現は顕微鏡観察で発見することができるが、糸状性細菌の存在自体が即ちバルキング発生、という直接的な論理が成り立たないため、顕微鏡観察の結果でバルキングを予測することはできない。つまり、糸状性細菌の増殖で糸状性バルキングが発生することが知られているが、活性汚泥で問題となるその沈降性の悪化は、糸状性細菌の数、長さ、互いが絡み合った網目構造、三次元的形状等に対し、汚泥フロックの面積、体積、密度、個数等の要因、フロック間の絡みつき、フロック内への物質の取込み具合、ガスの含有等の様々な要因が加重されているため、糸状性細菌のみが活性汚泥の沈降性の悪化をもたらすわけではない。このため、活性汚泥のバルキングの発生要因として、糸状性細菌を捉えても、バルキングに関わる情報としては不十分である。従って、顕微鏡観察で糸状性細菌の存在が確認できたとしても、その情報のみでバルキングの発生を予知することはできない。
【０００７】
このように、従来では、バルキングの発生を予知することができず、汚泥の沈降性の悪化や沈殿池の汚泥界面の上昇等、実際にバルキングの兆候が出るまでは、バルキングが発生するか否かを判断することができず、必要な対策を取ることができなかった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３５７９１号公報
【０００９】
特許文献１には、水処理施設等の汚泥性状を監視し、汚泥生成条件の最適化を図る汚泥監視システム、汚泥制御システム、水処理システム及び汚泥処理システムが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バルキングについて、混沌とした微生物系における現場データや実験結果を統計的に見ると、バルキングの発生し易い条件が少なからず存在している。そして、現在の活性汚泥の状態、即ち、微生物の集団は、過去の条件で優位となった微生物群によって形成、成立していることは、上述の通りである。
【００１１】
このことから、本発明者は、この発生条件を基にバルキングを予知しようとする試みにおける問題点は、その発生条件が単なる数値条件として設定されることにあり、経時的な変化を表す現在までの履歴情報が含まれておらず、この履歴情報がバルキングの発生予知の主要因になることを発見した。
【００１２】
そこで、本発明は、活性汚泥の状況がその履歴の上に成立しているとの知見に基づき、現在の運転条件及び運転履歴情報からバルキングの発生予測を行って最適運転を実現した活性汚泥の運転管理システム、運転管理方法及び運転管理プログラムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決した本発明の活性汚泥の運転管理システム、運転管理方法及び運転管理プログラムは、次の通りである。
【００１４】
本発明の活性汚泥の運転管理システムは、バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラント（２、２０１、２０２・・・２０Ｎ）の運転条件及び運転履歴が格納されたデータベース（４８）と、１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及びその運転履歴について、前記データベースを検索し、バルキングの発生に係る前記運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定する情報処理手段（ホストコンピュータ４６、コンピュータ４２、４２１、４２２・・・４２Ｎ）と、この情報処理手段の判定結果を提示する情報提示手段（データ提示部５０）とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
バルキング発生予測情報に、統計的に抽出された運転条件と運転履歴とを加味すれば、連続的な情報が形成される結果、活性汚泥プラントの運転状況と、過去にバルキングの発生した活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴とを照会することで、バルキング発生の予測が容易になり、その確度を高めることができる。この発生予測について、データベースの構築は、従前の台帳によっても可能であるが、係る台帳による検索及び照合作業を人手によって行うことは、相当煩瑣な作業となるであろう。しかも、刻々と変化する活性汚泥プラントの運転条件を照らし合わせて監視することは困難であるし、現場のオペレータがデータの推移を監視し、照合することも現実的ではない。そこで、バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴でデータベースを構築し、情報処理手段を用いることにより、１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及びその運転履歴について、データベースを検索し、バルキングの発生に係る運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定すれば、そのバルキングの発生予測は自動化され、極めて容易に行える。そして、その判定結果を情報提示手段に提示すれば、その結果をバルキング抑制対策に効果的に利用することができる。
【００１６】
また、本発明の活性汚泥の運転管理システムにおいて、前記情報処理手段は、バルキングの発生した活性汚泥プラントの運転条件のデータを既得条件とし、他の活性汚泥プラントの中から、現在値とその履歴について似かよった運転状況を前記データベースから検索し、適合する場合には、前記判定結果として警報又は制御情報を出力することを特徴とする。
【００１７】
本発明の活性汚泥の運転管理システムにおいて、前記運転条件及び前記運転履歴は、
（１）　原水及び処理水の有機物成分又は生物分解性難易度
（２）　濃度と活性汚泥プラントへの負荷
（３）　負荷が連続負荷であるか間欠負荷であるか
（４）　曝気槽の溶存酸素濃度
（５）　ブロワーの性能
（６）　原水及び／又は曝気槽のｐＨ
（７）　原水及び／又は曝気槽の水温
（８）　活性汚泥プラントの周辺雰囲気の気温
（９）　原水に含まれる窒素濃度
（１０）　窒素濃度と有機物濃度との組成比
（１１）　　原水に含まれる燐濃度
（１２）　　燐濃度と有機物濃度との組成比
（１３）　　活性汚泥の沈降性
（１４）　　沈殿池の汚泥界面高さ
（１５）　　沈殿池の出口水のＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄ　）濃度
の何れか１又は２以上を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の活性汚泥の運転管理システムにおいて、前記判定結果に応じて運転条件の監視間隔を制御することを特徴とする。
【００１９】
本発明の活性汚泥の運転管理システムにおいて、前記判定結果に応じて必要なバルキング抑止薬剤、その他の対策情報を出力することを特徴とする。
【００２０】
本発明の活性汚泥の運転管理システムにおいて、前記運転条件及び前記運転履歴を示す項目について、現在値とその運転履歴の照合を行い、バルキングが発生する活性汚泥プラントを判定することを特徴とする。
【００２１】
本発明の活性汚泥の運転管理方法は、バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴をデータベース化する処理と、１又は２以上の活性汚泥プラントの前記運転条件及びその運転履歴を検索し、バルキングの発生に係る前記運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定する処理と、その判定結果を出力する処理とを含むことを特徴とする
【００２２】
本発明の活性汚泥の運転管理プログラムは、バルキングの発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件及び運転履歴をデータベース化するステップと、１又は２以上の活性汚泥プラントの前記運転条件及びその運転履歴を検索し、バルキングの発生に係る前記運転条件及び運転履歴に適合するか否かを判定するステップと、その判定結果を出力するステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の活性汚泥の運転管理システム、運転管理方法及び運転管理プログラムの実施の形態に係る生物処理システムを示している。なお、図１に示す処理システムは本発明の一つの実施の形態を説明するにすぎないものであって、係る実施の形態が本発明の活性汚泥の運転管理システム、運転管理方法及び運転管理プログラムそのものを示すものでもなく、図１に示す形態に本発明が制限されるものでもない。
【００２４】
この生物処理システムには、微生物を用いた浄化処理を行う生物処理装置ないし生物処理槽としての活性汚泥プラント（以下単に「プラント」と称する）２が設置され、この実施の形態に係るプラント２には、生物処理を実行する処理槽としてのセレクター４、第１及び第２の曝気槽６、８、沈殿池１０が設置されている。セレクター４は糸状性細菌の発生を抑制するために高負荷条件となるように設計された小型の曝気槽である。これらセレクター４及び曝気槽６、８には、曝気処理のため、エアーフィルター１２及びブロワー１４を介して空気が供給されている。
【００２５】
セレクター４の前段に設置された原水槽１６には図示しない工場ラインから処理すべき廃水等の原水１８が溜められ、この原水１８は原水ポンプ２０でセレクター４に導かれる。セレクター４で曝気処理、及び微生物による浄化処理が施された水は、曝気槽６で微生物による浄化処理を経てその上澄水が曝気槽８に導かれ、再び微生物による浄化処理が行われ、沈殿池１０に導かれる。沈殿池１０の上澄水は処理水２１として河川等に排出される。また、沈殿池１０に沈殿した汚泥２２は、排出ライン２３のバルブ２４を開くことにより、図示しない脱水機に導かれて脱水処理が施される。また、汚泥２２は、返送ライン２５のバルブ２６を開くとともに、返送汚泥ポンプ２８を運転することにより、沈殿池１０からセレクター４に返送される。
【００２６】
そして、プラント２の入口側には、流入水である原水１８の有機物成分又は生物分解性難易度を検出する第１の検出手段としてセンサー３１が設置されている。このセンサー３１は、例えば、２００〜２５００ｎｍの波長範囲で吸収スペクトル又は発光スペクトルを用いて成分を計測する。また、センサー３１は、破線で示すように、原水槽１６又はその工場ライン側に設置してもよい。
【００２７】
また、プラント２の出口側には、流出水である処理水２１の有機物成分又は生物分解性難易度を検出する第２の検出手段としてセンサー３２が設置されている。このセンサー３２は、例えば、２００〜２５００ｎｍの波長範囲で吸収スペクトル又は発光スペクトルを用いて成分を計測する。また、センサー３２は、破線で示すように、曝気槽８から沈殿池１０に導かれる処理水４０を測定対象としてもよい。
【００２８】
プラント２の運転条件や運転履歴についてのデータベースを構築するための測定対象には、例えば、
（１）　原水及び処理水の有機物成分又は生物分解性難易度
（２）　濃度と活性汚泥プラントへの負荷
（３）　負荷が連続負荷であるか間欠負荷であるか
（４）　曝気槽の溶存酸素濃度
（５）　ブロワーの性能
（６）　原水及び／又は曝気槽のｐＨ
（７）　原水及び／又は曝気槽の水温
（８）　活性汚泥プラントの周辺雰囲気の気温
（９）　原水に含まれる窒素濃度
（１０）　窒素濃度と有機物濃度との組成比
（１１）　　原水に含まれる燐濃度
（１２）　　燐濃度と有機物濃度との組成比
（１３）　　活性汚泥の沈降性
（１４）　　沈殿池の汚泥界面高さ
（１５）　　沈殿池の出口水のＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄ　）濃度
等が存在しており、センサー３１には原水１８の有機物成分又は生物分解性難易度が検出され、センサー３２には処理水２１又は４０の有機物成分又は生物分解性難易度が検出される。他の複数のセンサー３３・・・３Ｎは、上記（２）　ないし（１５）等を検出する手段である。
【００２９】
これらセンサー３１、３２・・・３Ｎで検出された成分や濃度等を表すデータは、運転条件等を取り込む情報処理手段としてのコンピュータ４２に適時に取り込まれる。そして、これらのデータは、プラント２の個別情報とともに、インターネット等の各種情報ネットワーク媒体４４を通して管理者等に設置されたホストコンピュータ４６に向けて送信され、ホストコンピュータ４６では、そのデータ受信及びデータ加工等の処理を経て、データ保存手段であるデータベース４８に格納される。この実施の形態では、コンピュータ４２において、センサー３１、３２・・・３Ｎの検出出力から成分や濃度等に変換ないしは表示する形態としているが、必ずしもこれによる必要はなく、センサー３１、３２・・・３Ｎの検出データを直接ホストコンピュータ４６に送信し、ホストコンピュータ４６にて該処理を行う形態であっても何ら問題はない。
【００３０】
ホストコンピュータ４６は、運転条件や運転履歴情報からバルキングの発生を予測する情報処理手段であるとともに、データベース４８のデータからバルキング情報を提供する手段である。そこで、ホストコンピュータ４６では、バルキング予測プログラムとして活性汚泥の運転管理プログラムを用いてコンピュータ４２からのデータのデータベース化処理として、例えば、プラント２についての運転条件、運転履歴情報のデータベース化等の処理を行う。また、データベース４８は、ホストコンピュータ４６のデータ処理により、そのプラント２について、現在の運転条件及び運転履歴情報の検索を可能にしたものである。
【００３１】
この場合、コンピュータ４２には、図示しないが、データを表示するデータ表示手段やその印刷出力手段等のデータ提示手段を備えており、オペレータが確認することができるし、また、適時に取り込まれるプラント２の処理能力を示す成分や濃度を表すデータや、ホストコンピュータ４６にて処理される各種データや、データベース４８に格納されている他のプラントの情報をプラント２側で確認することができる。即ち、コンピュータ４２は、データ入力端末であるとともに、ホストコンピュータ４６を通じてデータベース４８から所望のデータを検索するデータ検索端末を構成しており、また、ホストコンピュータ４６はコンピュータ４２側に所望の情報を提供するサーバを構成している。
【００３２】
そして、図１に示す実施の形態では、１つのプラント２を例に取って説明したが、本発明は、多数の生物処理装置としてのプラントを対象とすることにより、情報蓄積及びその活用を企図したものであって、例えば、図２に示すように、複数のプラント２０１、２０２・・・２０Ｎに個別にセンサー３１、３２・・・３Ｎを設置し、これらセンサー３１、３２・・・３Ｎで検出された成分や濃度等を表すデータを処理するコンピュータ４２１、４２２・・・４２Ｎとホストコンピュータ４６とを各種情報ネットワーク媒体４４で連係させ、情報交換ネットワークを構成する。ホストコンピュータ４６には、バルキング発生が予測される運転条件、運転履歴情報、バルキング発生が予測されるプラントＸ（＝プラント２０１、２０２・・・２０Ｎ）、各種データの表示や印刷等を行うデータ提示部５０が接続されるとともに、携帯端末等のコンピュータ５２が接続されている。この場合、プラント２０１、２０２・・・２０Ｎは、各センサー３１、３２・・・３Ｎの検出出力をホストコンピュータ４６に向けて適時に自動送信する構成としてもよく、また、例えば、図３に示すように、個別に接続されたデータ入力装置５４を用いて必要なデータや検出データを入力するようにしてもよい。従って、データベース４８には、各プラント２０１、２０２・・・２０Ｎの運転条件及び運転履歴情報が格納されている。
【００３３】
係る構成を備えた生物処理システムにおいて、本発明に係る活性汚泥の運転管理方法及び運転管理プログラムの実施の形態に係る処理について説明する。
【００３４】
この活性汚泥の運転管理方法は、
（１）　運転条件及び運転履歴のデータベース化処理
（２）　データベースの検索及び判定処理
（３）　判定結果の出力処理
から構成され、係る活性汚泥の運転管理方法は、活性汚泥の運転管理プログラムによって実現される。
【００３５】
（１）　の処理は、バルキングの発生した１又は２以上のプラント２０１、２０２・・・２０Ｎの運転条件及び運転履歴をデータベース化する処理であり、（２）　の処理は、１又は２以上のプラント２０１、２０２・・・２０Ｎの運転条件及びその運転履歴情報を検索し、バルキングの発生に係る運転条件及び運転履歴情報に適合するか否かを判定する処理であり、また、（３）　の処理は、その判定結果をデータ提示部５０に提示する処理である。係る処理（１）　〜（３）　からなる活性汚泥の運転管理方法は、活性汚泥の運転管理プログラムによって実行され、係る運転管理プログラムは、バルキングの発生した１又は２以上のプラント２０１、２０２・・・２０Ｎの運転条件及び運転履歴をデータベース化するステップ（機能部）、１又は２以上のプラント２０１、２０２・・・２０Ｎの運転条件及びその運転履歴情報を検索し、バルキングの発生に係る運転条件及び運転履歴情報に適合するか否かを判定するステップ（機能部）、その判定結果を出力するステップ（機能部）で構成される。
【００３６】
この実施の形態では、プラント２０１、２０２・・・２０Ｎにおけるバルキング発生の危険性を予測するには、経時的な運転条件の変化について、バルキングの発生した例えば、プラント２０Ｎの運転条件や運転履歴情報を参照できるシステムとして、各プラント２０１、２０２・・・２０Ｎ間をホストコンピュータ４６を通じてネットワークを構築する。ホストコンピュータ４６に接続されたデータベース４８には、過去にバルキングが発生した運転条件と経時的な変化に関する運転履歴情報が蓄積され、各プラント２０１、２０２・・・２０Ｎの現在の運転条件とその運転履歴情報とをホストコンピュータ４６で照合させることができる。運転条件が合致し、又はその運転条件が所定範囲内にある場合には、その判定結果をホストコンピュータ４６からプラント２０１、２０２・・２０Ｎのコンピュータ４２１、４２２・・・４２Ｎに各種情報ネットワーク媒体４４を通じて伝送し、その判定結果として警報や制御情報を出力させる。この場合、バルキングが発生しなかった運転条件を安全条件として登録することもできる。このように、複数のプラント２０１、２０２・・・２０Ｎのネットワーク化による運転条件や運転履歴情報の共用化により、バルキング発生予測を行うことができ、活性汚泥の運転管理が行える。
【００３７】
また、バルキングの発生予測には、例えば、水種等を監視する。プラント２０１、２０２・・・２０Ｎに流入する原水１８に含まれる有機物成分又は呼吸速度測定等による原水１８の生物分解性難易度とプラント２０１、２０２・・・２０Ｎより流出する処理水２１に含まれる有機物成分又は呼吸速度測定等による処理水２１の生物分解性難易度について、現在値と過去２４時間以上遡った期間の変動履歴とを既得条件と照合する。水種、即ち、原水１８に含まれる有機成分の同定は、既存のガスクロマトグラフィー法、ＧＣ−ＭＳ法、ＦＴ−ＩＲ法、ＮＭＲ法等の分析手法を利用することができるし、原水１８又は処理水２１、４０のスペクトルに対し、ケモメトリックス演算手法を適用して、予め用意してあるデータベース４８から成分同定する方法を用いることができる。
【００３８】
このとき、既得条件と一致、若しくは似かよった条件であった場合には、続いて、原水１８又は処理水２１、４０の濃度とプラント２０１、２０２・・２０Ｎへの負荷を表わすＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ　Ｌｉｑｕｏｒ　Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄｓ　）１日当たりの有機物負荷、あるいは容積負荷について、現在値と過去２４時間以上遡った期間の変動履歴とを照合する。
【００３９】
即ち、運転条件及び運転履歴情報としては、
ａ　上記の水種
ｂ　上記の濃度と負荷
ｃ　２４時間以上の時間スケールで長期的に見たときのプラント２０１、２０２・・・２０Ｎへの負荷が連続負荷であるか又は間欠負荷であるか又はそのインターバル
ｄ　セレクター４、曝気槽６、８の溶存酸素濃度、又は、消費電力から期待されるブロワー１４の性能
ｅ　プラント２０１、２０２・・・２０Ｎに流入する原水１８、セレクター４又は曝気槽６、８内のｐＨ
ｆ　プラント２０１、２０２・・・２０Ｎに流入する原水１８、セレクター４又は曝気槽６、８の水温
ｇ　プラント２０１、２０２・・・２０Ｎの周辺雰囲気の気温
ｈ　プラント２０１、２０２・・・２０Ｎに流入する原水１８に含まれる窒素濃度、窒素濃度／有機物濃度の組成比
ｉ　プラント２０１、２０２・・・２０Ｎに流入する原水１８に含まれる燐濃度、燐濃度／有機物濃度の組成比
ｊ　活性汚泥の沈降速度
ｋ　沈殿池１０の界面高さ
ｌ　沈殿池１０の出口水のＳＳ濃度、濁度値
の各データの１又は２以上又は全部について比較照合を行う。そして、ａないしｌの順に現在値と過去２４時間以上遡った期間の変動履歴との照合操作により、バルキングの発生予測を行い、バルキング発生が予想されるプラントＸ（＝プラント２０１、２０２・・・２０Ｎ）を抽出することができる。即ち、ａないしｌまで全ての項目で一致、若しくは似かよっている場合にはバルキング発生の危険性が大である。
【００４０】
また、管理指標として適度な段階、例えばａないしｃの項目で一致、若しくは似かよっていた場合には予備段階（＝黄色信号）、ａないしｅで一致、若しくは似かよっていた場合には危険段階（＝赤信号）のように決めて管理することもできる。
【００４１】
これらの情報が得られた場合には、例えば活性汚泥の顕微鏡観察や、ＤＮＡ同定等より詳細な監視を指示することができ、また、調整できる項目については条件を変更する等の措置を段階毎に指示することもできる。
【００４２】
そして、ホストコンピュータ４６を通じてデータベース４８に各種情報ネットワーク媒体４４で接続されたプラント２０１、２０２・・・２０Ｎの運転条件が逐次蓄積されていくに従って、これまでの既得値に加えて、過去の知見になく新しくバルキングが発生したプラントＸ（＝プラント２０１、２０２・・・２０Ｎ）の運転条件が漏れなく既得条件として登録される。以降の検索監視に即使用することができる。即ち、プラント２０１、２０２・・・２０Ｎのネットワーク化による運転条件や運転履歴情報の共用化により、バルキングの発生予測が可能になる。
【００４３】
そして、データベース４８の検索操作により、バルキングが予測されるプラントＸ（＝プラント２０１、２０２・・・２０Ｎ）については、各測定項目の測定頻度を少なくとも１日に１回以上の頻度で各種情報ネットワーク媒体４４を通じてホストコンピュータ４６との情報交換を頻繁に行うように制御することで、バルキング発生の予測精度を高め、その対策の迅速化を図ることができる。特に、前述の検索項目がａからｌに順次に一致して推移する場合には、バルキング発生の確度が高くなるので、その危険性を高精度に把握でき、迅速な判断及び対応処理が可能となる。そして、各測定値等の状況変化を表す運転条件や運転履歴情報をホストコンピュータ４６を通じてデータベース４８に格納し、これを既得条件として登録していくことができるので、より詳細な既得情報のデータベース化を実現することができる。
【００４４】
また、プラント２０１、２０２・・・２０Ｎの１又は２以上においてバルキング発生の危険性が抽出された場合には、諸条件を調整することができる。その結果、バルキングが予想される他の既得条件と合致し、その条件変更ができない場合が生じ得る。この場合、バルキング抑止薬剤の投入や、汚泥の汲出し等の処理が必要となる。このような処理は、バルキングが発生した後では非常に厄介になるので、検索監視において、予め閾値を設ければ、プラント２０１、２０２・・・２０Ｎとホストコンピュータ４６とのネットワーク化により、その対応準備の迅速化及び自動化を図ることができる。
【００４５】
また、この実施の形態では、判定結果に応じて運転条件を制御することについて述べているが、プラント２０１、２０２・・・２０Ｎの１又は２以上について、判定結果に応じて運転条件の監視間隔を制御するようにしてもよい。このような監視間隔の制御により、バルキング発生の推移を克明に監視できるとともに、その推移データからバルキング発生の回避対策の迅速化に寄与することができる。
【００４６】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明の形態とその効果を詳細に説明する。ここで挙げる実施例は本発明の形態の一例を示すものであって、下記の実施例を以って本発明の範囲や効果を制限するものではない。
【００４７】
この実施例は、実験室で活性汚泥の通水試験を実施したものであり、その試験条件は下記の通りである。
【００４８】
Ａ　装置の概要
セレクター４：　　容積＝１．２５Ｌ
曝気槽６：　容積＝２５Ｌ
曝気槽８：　容積＝２５Ｌ
沈殿池１０：　容積＝１８Ｌ
【００４９】
Ｂ　通水条件
原水（合成排水）１８
培地液１：ペプトン−イースト培地
培地液２：魚肉エキス培地
希釈水：厚木市水（電気伝導度＝１７．８ｍＳ／ｍ）
基準の曝気槽ＭＬＳＳ濃度：３５００ｍｇ／Ｌ
基準のＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｏｘｙｇｅｎ　Ｄｅｍａｎｄ　）負荷
：０．２ｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日
基準の原水通水流量：４０Ｌ／日
汚泥の返送率：７５％
種汚泥：栗田工業（株）　技術開発センターの総合排水処理施設より抜き出した活性汚泥を用いて試験を開始した。
【００５０】
Ｃ　試験の系列
ア　先行試験装置
イ　バルキング対策をした装置
ウ　バルキング対策をしなかった装置
【００５１】
Ｄ　操作手順
（１）　　ア〜ウの各系列共に培地液１を導入して、基準の通水条件で運転を開始した。セレクター４、曝気槽６、８は、圧縮空気を用いて溶存酸素濃度が２〜３ｍｇ−Ｏ／Ｌとなるように散気管で曝気した。曝気槽内の温度は、２３〜２５℃となるように恒温水槽を用いて制御した。曝気槽６、８のｐＨは、７．０〜８．０の範囲内となるように硫酸と苛性ソーダを自動添加して調整した。試験機周辺の雰囲気の気温は、２１〜２５℃であった。また、引抜き汚泥量は、ＭＬＳＳ濃度が３５００ｍｇ／Ｌとなるように毎日の濃度測定から決定し、各曝気槽６、８より汲み出した。この状態で１ヶ月間連続して運転した。顕微鏡観察では、この間に糸状性細菌の増殖は認められなかった。汚泥の沈降性は、ＳＳＶＩ３．５測定法で概ね５０ｍｌ／ｇ程度を示した。
【００５２】
（２）　　ア系列のみ、ＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤ負荷が変わらないようにして培地液１から培地液２に切り替えた。この条件で１週間運転したところ、ア系列には顕微鏡観察で糸状性細菌の増殖が認められた。イ、ウ系列には糸状性細菌の増殖は認められなかった。汚泥の沈降性は、ア〜ウ系列共にＳＳＶＩ３．５＝５０ｍｇ／Ｌで変化はなかった。
【００５３】
（３）　　ア系列に遅れて１週間後（即ち、通算して３９日目）　に、イ、ウ系列に対しても培地液１から培地液２に変更した。ア系列はこの日（３９日目）　から原水１８のＢＯＤ濃度を調整し、ＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤ負荷を、通算して３９日目は０．２ｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日となるように、４０、４１日目は０．１となるように、４２、４３日目は０．２に、４４、４５日目は０．１に、・・・となるように変化させた。この結果、４６日目には糸状性細菌が大増殖し、沈殿池１０よりＳＳが漏れ出した。汚泥の沈降性は４２日目より悪化し出し、ＳＳＶＩ３．５＝１００ｍｌ／ｇに、４５日目には２８５ｍｌ／ｇとなった。この培地の変更、ＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤ負荷の変動、ＳＳＶＩ３．５の変化を、バルキング発生条件の既得値とした。
【００５４】
既得値
ａ　培地液組成の変動：ペプトン−イースト培地→魚肉エキス培地
ｂ　ＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤ負荷の変動幅：０．２／０．１≧２
ｃ　ＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤ負荷の変動パターン：０．２→０．１→０．２→・・・上下する
ｄ　ＢＯＤ負荷変動の周期＞装置内（セレクター４→曝気槽６→曝気槽８）の滞留時間
ｅ　ＳＳＶＩ３．５の変化パターン：ｄに続いて上昇する
ｆ　ＳＳＶＩ３．５の変化：上限値＝１００ｍｌ／ｇを超える
【００５５】
（４）　　４７日目にア系列に対して、バルキング抑制剤：クリブレークＭ５０１（栗田工業製）を投入したところ、４９日目にはＳＳＶＩ３．５＝８０ｍｌ／ｇまで低下した。
【００５６】
（５）　　イ、ウ系列にも顕微鏡観察で糸状性細菌の増殖が認められたので、４９日目よりイ、ウ系列に対してもア系列と同様な原水１８のＢＯＤ濃度を変化させ、５０、５１日目は０．１ｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日に、５２日目は０．２となるように調整した。この結果、５２日目のＳＳＶＩ３．５値は、イ系列は９５ｍｌ／ｇに、ウ系列は１００ｍｌ／ｇとなった。
【００５７】
（６）　　これは既得値と照合される条件であったので、５２日目のＳＳＶＩ３．５を測定した直後から、イ系列についてはＭＬＳＳ１日当たりのＢＯＤを０．２ｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ・日で固定して運転した。この結果、イ系列は、５７日目にはＳＳＶＩ３．５＝７５ｍｌ／ｇまで低下し、沈殿池１０からのＳＳの漏れ出しはなかった。一方のウ系列は、５２、５３日目は０．２に、５４、５５日目は０．１に、５６、５７日目は０．２に調整したところ、５７日目には汚泥が全く沈降しないため、汚泥の沈降性が測定できなくなる事態にまで悪化した。
【００５８】
以上より、既得値を用いた運転管理が有効であることが、実験室での試験にて確認することができた。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ　バルキングが発生した１又は２以上の活性汚泥プラントの運転条件、運転履歴情報又は将来発生する運転に関する情報をデータベース化して共用化し、それを参照できるので、１又は２以上の活性汚泥プラントについて、バルキングの発生を迅速且つ容易に予測でき、その予測に基づき、バルキングによる運転停止等を防止し、安定した活性汚泥による廃水等の浄化処理を行うことができる。
ｂ　バルキングの発生予測に基づき、運転条件の変更や必要な薬剤の調整ないし投入を行うことができ、その投入量も必要最小限に抑えて効果的にバルキングを抑制できる。
ｃ　運転条件及び運転履歴情報を用いたので、従来の管理項目と同等の測定情報を用いてバルキング予測を行うことができ、しかも、本発明の実施化によって、運転条件や運転履歴情報の蓄積が行える結果、より精度の高いバルキング予測を実現でき、その予測精度の向上と相俟って活性汚泥プラントの安定した運転及び処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の活性汚泥の運転管理システム、運転管理方法及び運転管理プログラムの実施の形態に係る生物処理システムを示すブロック図である。
【図２】生物処理システムにおけるネットワークを示すブロック図である。
【図３】他の処理システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
２、２０１、２０２・・・２０Ｎ　活性汚泥プラント
４２、４２１、４２２・・・４２Ｎ　コンピュータ（情報処理手段）
４６　ホストコンピュータ（情報処理手段）
４８　データベース
５０　データ提示部（情報提示手段）
【図１】
2004122013.tif 000003
【図２】
2004122013.tif 000004
【図３】
2004122013.tif 000005