(57)【要約】【課題】有機性排水の微生物処理に対する生物負荷の変動によって浄化処理が不安定になるのを確実に防止する。【解決手段】原水調整槽（１０）に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を吸光度センサー（６０）によって計測し、排水のＢＯＤ濃度が設定値を越えた時には排水を原水調整槽と異なる系（４０）に送給する。原水調整槽に流入する前の排水の流量を流量センサー（６１）で計測し、排水の流量とＢＯＤ濃度とから生物負荷の大きさを求め、生物負荷が設定値を越えた時には排水を原水調整槽と異なる系に送給するようにしてもよい。【選択図】  図１
2004148145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水の処理方法において、
上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を吸光度センサーによって計測し、排水のＢＯＤ濃度が設定値を越えた時には排水を上記原水調整槽と異なる系に送給するようにしたことを特徴とする排水の処理方法。
【請求項２】
排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水の処理方法において、
上記原水調整槽に流入する排水の流量を流量センサーで計測するとともに、上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を吸光度センサーによって計測し、排水の流量とＢＯＤ濃度とから生物負荷の大きさを求め、生物負荷が設定値を越えた時には排水を上記原水調整槽と異なる系に送給するようにしたことを特徴とする排水の処理方法。
【請求項３】
排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水処理システムにおいて、
上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を計測する吸光度センサーと、
該吸光度センサーの信号を受け、排水のＢＯＤ濃度が設定値を越えた時には警報信号又は弁切替制御信号を発生する制御手段と、
排水を受けて貯留する高濃度排水貯留槽と、
上記制御手段の警報信号に基づいて手動で、あるいは上記制御手段の弁切替制御信号によって自動で上記原水調整槽に流入する前の排水を上記原水調整槽から上記高濃度排水貯留槽に切り替えて送給させる切替弁、
を備えたことを特徴とする排水処理システム。
【請求項４】
排水を原水調整槽で受けて原水調整槽から処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水処理システムにおいて、
上記原水調整槽に流入する前の排水の流量を計測する流量センサーと、
上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を計測する吸光度センサーと、
上記流量センサーと吸光度センサーの信号を受け、排水の流量とＢＯＤ濃度とから生物負荷の大きさを求め、生物負荷が設定値を越えた時には警報信号又は弁切替制御信号を発生する制御手段と、
排水を受けて貯留する高濃度排水貯留槽と、
上記制御手段の警報信号に基づいて手動で、あるいは上記制御手段の弁切替制御信号によって自動で上記原水調整槽に流入する前の排水を上記原水調整槽から上記高濃度排水貯留槽に切り替えて送給させる切替弁、
を備えたことを特徴とする排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水の処理方法に関し、特に微生物処理に対する生物負荷の変動によって浄化処理が不安定になるのを確実に防止できるようにした方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微生物処理法は微生物によって排水中の有機汚濁成分（一般的にはＢＯＤで示される）を分解することにより、有機性排水を浄化する方法であるが、その処理方式の特性上、浄化能力が高く、処理コストが安価である、等の利点があることから、下水や産業排水の処理に広く利用されている（例えば、特許文献１、特許文献２、等参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５１８８６号公報
【特許文献２】特開２０００−２１０６９２号公報
【０００４】
ところで、実際の処理施設において排水を浄化する場合、処理施設に流入してくる排水の量は定常的なものではなく、何らかの原因で変動することがあり、又排水の流入量が一定であってもＢＯＤ濃度は何らかの原因で変動することがある。かかる場合には微生物に対する負荷（以下、生物負荷という）も変動し、設備の運転が不安定になるおそれがある。
【０００５】
そこで、大きな容積の原水調整槽を設置するか、あるいは施設の排水処理能力を増大することにより、前述の生物負荷の変動を吸収して設備の安定運転を図ることが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、原水調整槽の容積を非常に大きくすることは設置面積等との関係から現実的には採用し難く、大きくするとしても処理すべき排水の一日分程度の量を貯留しえる容積とされてきた。しかも、原水調整槽の容積を一日分としても、運転中においては原水調整槽に貯留される排水は一日分の量はなく、設計負荷を大きく上まわる高い生物負荷の排水が流入すると、原水調整槽に貯留された排水によって希釈されても設計負荷を大きく上まわった状態が長時間継続し、排水の処理状態が悪化することがあった。このことはＢＯＤ濃度が変動する場合も同様であった。
【０００７】
他方、施設の排水処理能力を増大させるという方法では、設置コストあるいは設置面積等の制限を受ける上に、通常必要な排水の処理能力を越える過剰な設備を設けることとなり、日常の運転が過少負荷運転となり、浄化処理が不安定になることがあり、現実的な解決方法ではないことが明らかとなった。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑み、生物負荷の変動によって浄化処理が不安定になるのを防止することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本件発明者らは上述の課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、排水のＢＯＤ濃度を吸光度センサーで計測できることを知見し、排水のＢＯＤ濃度から生物負荷の大きさを想定するか又は排水のＢＯＤ濃度と排水の流量とから生物負荷の大きさを求め、高ＢＯＤ濃度の排水又は高い生物負荷の排水（以下、両者を高濃度排水という）を原水調整槽とは別の系に送給すればよいことに着目し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
そこで、本発明に係る排水の処理方法は、排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水の処理方法において、上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を吸光度センサーによって計測し、排水のＢＯＤ濃度が設定値を越えた時には排水を上記原水調整槽と異なる系に送給するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の特徴の１つは吸光度センサーによって排水のＢＯＤ濃度を計測し、ＢＯＤ濃度が設定値を越えた時に、ＢＯＤ濃度と相関関係にある生物負荷も大きくなったと判断し、原水調整槽に流入する前の排水を原水調整槽とは別の系に送るようにした点にある。
【００１２】
これにより、原水調整槽には高い生物負荷の排水が流入することはなく、微生物による処理槽には安定した生物負荷の排水を供給できる結果、浄化処理を安定に行うことができる。
【００１３】
高いＢＯＤ濃度の排水は別の系に送給した後、そこで浄化処理を行ってもよく、一旦貯留しておき、原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度が低下した時に原水調整槽に戻して希釈した後、微生物による処理槽に送給するようにしてもよい。
【００１４】
吸光度センサーでは排水中に光ビームを通過させて吸光度の変化を計測し、電流に変換するものである。吸光度の変化は排水中の有機汚濁成分による吸収又は分散が原因であり、光ビームの伝達損失はＢＯＤ濃度に比例する。この吸光度センサーには例えばオプテックス社製のインラインフォトメーター（商品名）を使用することができ、換算ＢＯＤを測定することができる。
【００１５】
本発明では排水のＢＯＤ濃度を計測し，これと相関関係にある生物負荷の大きさを想定するようにしたが、排水のＢＯＤ濃度と排水の流量とから生物負荷の大きさを直接演算するようにしてもよい。
【００１６】
流量センサーはリアルタイムで排水の量を計測して電気信号として出力できる方式がよく、電磁流量計や超音波流量計を採用できるが、流量を圧力差に変換して圧力差を読み取る方式のセンサーでもよい。
【００１７】
即ち、本発明に係る排水の処理方法は、排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水の処理方法において、上記原水調整槽に流入する排水の流量を流量センサーで計測するとともに、上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を吸光度センサーによって計測し、排水の流量とＢＯＤ濃度とから生物負荷の大きさを求め、生物負荷が設定値を越えた時には排水を上記原水調整槽と異なる系に送給するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、前述の排水の処理方法を実現するシステムも新規である。即ち、本発明に係る排水処理システムは、排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水処理システムにおいて、上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を計測する吸光度センサーと、該吸光度センサーの信号を受け、排水のＢＯＤ濃度が設定値を越えた時には警報信号又は弁切替制御信号を発生する制御手段と、排水を受けて貯留する高濃度排水貯留槽と、上記制御手段の警報信号に基づいて手動で、あるいは上記制御手段の弁切替制御信号によって自動で上記原水調整槽に流入する前の排水を上記原水調整槽から上記高濃度排水貯留槽に切り替えて送給させる切替弁と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る排水処理システムは、排水を原水調整槽で受けてから処理槽に送り、微生物によって排水を浄化するようにした排水処理システムにおいて、上記原水調整槽に流入する前の排水の流量を計測する流量センサーと、上記原水調整槽に流入する前の排水のＢＯＤ濃度を計測する吸光度センサーと、上記流量センサーと吸光度センサーの信号を受け、排水の流量とＢＯＤ濃度とから生物負荷の大きさを求め、生物負荷が設定値を越えた時には警報信号又は弁切替制御信号を発生する制御手段と、排水を受けて貯留する高濃度排水貯留槽と、上記制御手段の警報信号に基づいて手動で、あるいは上記制御手段の弁切替制御信号によって自動で上記原水調整槽に流入する前の排水を上記原水調整槽から上記高濃度排水貯留槽に切り替えて送給させる切替弁と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
高濃度排水貯留槽の大きさは、予想される高濃度排水の流入量に安全率を乗算して設定するのがよい。高濃度排水を原水調整槽に戻す場合、全体の処理に影響の出ない程度の量に設定する。また、高濃度排水貯留槽において、高濃度排水に特別な処理を行ってもよく、又高濃度排水を引き抜き、別途処理するようにしてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る排水処理システムの好ましい実施形態を示す。本例のシステムは概念的には排水（原水）を受けて排水のＢＯＤ濃度を調整する原水調整槽１０、エアレーション下に活性汚泥によって排水を浄化する処理槽２０、処理槽２０から引き抜かれた処理水中の汚泥を沈殿させる沈殿槽３０、及び高濃度排水を貯留する高濃度排水貯留槽４０から構成されている。なお、原水調整槽１０と処理槽２０との間に排水を中和する原水中和槽を更に設けるようにしてもよい。
【００２２】
原水調整槽１０には排水を送給する原水送給通路５０が接続され、又原水調整槽１０と処理槽２０との間には第１の排水送給通路１１が接続され、第１の排水送給通路１１の途中には送給ポンプ１２が設けられている。また、処理槽２０と沈殿槽３０との間には第２の排水通路２１が接続されるとともに、引き抜き汚泥の一部を処理槽２０に戻す汚泥戻し通路３１が接続されている。
【００２３】
また、原水送給通路５０の途中には高濃度排水送給通路５１が分岐接続されて該高濃度排水送給通路５１の先端は高濃度排水貯留槽４０に接続され、原水送給通路５０と高濃度排水送給通路５１との分岐部位には自動バルブ（切替弁）５３が設けられている。
【００２４】
また、高濃度排水貯留槽４０と原水調整槽１０との間には高濃度排水戻し通路５２が設けられ、高濃度排水戻し通路５２の途中には送給ポンプ４１が接続されている。
【００２５】
さらに，原水送給通路５０の自動バルブ５３の上流側には吸光度センサー６０が設けられ、吸光度センサー６０の信号は制御装置（制御手段）７０に入力され、制御装置７０からは自動バルブ５３に対して弁切替制御信号が出力されてようになっている。
【００２６】
次に、動作について説明する。工場排水は原水ポンプピットに流入し、原水ポンプによってポンプアップされ、原水送給通路５０を原水調整槽１０に向けて送給され、原水調整槽１０に受け入れられ、原水調整槽１０内の排水と混合されて排水のＢＯＤ濃度が調整される。その時、原水送給通路５０を流れる排水のＢＯＤ濃度が吸光度センサー６０によって吸光度として測定され、その信号は制御装置７０に与えられてＢＯＤ濃度に換算される。
【００２７】
換算ＢＯＤ濃度が設定値以下の場合、自動バルブ５３は原水調整槽１０側を開き、高濃度排水送給通路５１側を閉じている。したがって、排水は原水調整槽１０に受けられ、さらに処理槽２０で活性汚泥によって浄化処理され、沈殿槽３０で上澄み液と汚泥とに分離され、上澄み液は系外に放出される。
【００２８】
沈殿槽３０の沈殿汚泥は引き抜かれ、余剰汚泥として処理されるとともに、引き抜いた汚泥の一部は汚泥戻し通路３１によって処理槽２０に戻される。
【００２９】
他方、換算ＢＯＤ濃度が設定値以上になると、制御装置７０から弁切替制御信号が出力され、自動バルブ５３は原水調整槽１０側を閉じ、高濃度排水送給通路５１側を開く。すると、高ＢＯＤ濃度の排水は高濃度排水貯留槽４０に送給されて貯留される。
【００３０】
原水送給通路５０を流れる排水の換算ＢＯＤ濃度が設定値以下に戻ると、制御装置７０からの弁切替制御信号によって自動バルブ５３は原水調整槽１０側を開き、高濃度排水送給通路５１側を閉じ、原水送給通路５０を流れる排水は再び原水調整槽１０に向けて送給される。
【００３１】
また、原水送給通路５０を流れる排水の換算ＢＯＤ濃度が設定値以下に戻ると、制御装置７０からの信号によって高濃度排水戻し通路５２の送給ポンプ４１が作動され、高濃度排水貯留槽４０内の高濃度排水が原水調整槽１０に適量ずつ戻され、原水調整槽１０内の排水によって希釈され、処理槽２０に送られて浄化処理される。
【００３２】
こうして一定のＢＯＤ濃度の排水が微生物によって処理されるので、安定した浄化性能を得ることができる。
【００３３】
図２は第２の実施形態を示し、図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では原水送給通路５０内の排水の流量を計測する流量センサー６１が原水送給通路５０の自動バルブ５３の上流側に設けられ、該流量センサー６１の信号は制御装置７０に入力され、制御装置７０はＢＯＤ濃度と流量とからその時の流入負荷を演算し、流入負荷が所定値以上になった時に自動バルブ５３を切替え制御するようになっている。
【００３４】
また、第１の排水送給通路１１には排水のＢＯＤ濃度を計測する第２の吸光度センサー８２、及び排水の流量を計測する第２の流量センサー８１が設けられ，両センサー８１、８２の信号は第２の制御装置９０に入力され、高濃度排水戻し通路５２の送給ポンプ４１を制御するようになっている。
【００３５】
本例のシステムの動作は第１の実施形態のそれとほぼ同様である。ただし、本例のシステムでは第１の排水送給通路１１の排水の流量及びＢＯＤ濃度が計測されており、第２の制御装置９０は高濃度排水戻し通路５２の送給ポンプ４１を制御し、処理槽２０に流入する排水が一定の生物負荷となるように高濃度排水が原水調整槽１０に戻されるようになっている。
【００３６】
原水調整槽１０側のＢＯＤ濃度と排水流量とによって求められる生物負荷は、工場排水の負荷の時間別変動及び日間負荷量として記録されて利用することができる。
【００３７】
例えば、設計排水量１５００ｍ３／日、ＢＯＤ１２００ｐｐｍの排水処理施設において、排水量１５００ｍ３／日、ＢＯＤ８００ｐｐｍの排水が流入しているとする。この施設において、原水調整槽１０は１０００ｍ３の容積を有し、５００ｍ３の排水を貯留していた。
【００３８】
今、工場側の事故により、ＢＯＤ１２５０００ｐｐｍの排水が３０ｍ３流出し、原水調整槽１０内の排水によって希釈され、５３０ｍ３、ＢＯＤ７８３０ｐｐｍとなった。
【００３９】
このように原水調整槽１０において希釈されても、設計濃度の約６．５倍のＢＯＤ濃度の排水を処理する必要がある。一日負荷としても能力１８００Ｋｇ−ＢＯＤ／日に対し、４９５０Ｋｇ−ＢＯＤ／日となり、約２．７５倍の生物負荷がかかることになる。その結果、排水処理設備は過負荷により非常に調子が悪くなった。
【００４０】
これに対し、容積１００ｍ３の高濃度排水貯留槽４０を含む本システムを設置して運転すると、高濃度排水を高濃度排水貯留槽４０に切り替えて貯留することができ、排水処理設備の調子を悪くすることはなかった。高濃度排水貯留槽４０に貯留した高濃度排水は、約６日に分けてポンプで徐々に処理設備に戻して処理し、設計範囲の処理として何ら問題を生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排水処理システムの好ましい実施形態を示す構成図である。
【図２】第２の実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１０      原水調整槽
２０      処理槽
３０      沈殿槽
４０      高濃度排水貯留槽
５３      自動バルブ（切替弁）
６０      吸光度センサー
６１      流量センサー
７０      制御装置（制御手段）
【図１】
2004148145.tif 000003
【図２】
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