(57)【要約】【課題】  大腸菌センサを用いることなく下水消毒剤の注入量制御を適正に行うこと。【解決手段】  ＵＶ計１４が下水状態量の一つであるＵＶ値（紫外線吸光度）を測定し、微生物数予測演算手段１６がこのＵＶ値と、データベース形式で対応特性記憶手段１５に予め求められ保存されている対応特性データとに基づいて有害微生物である大腸菌群の数を予測演算し、下水消毒剤注入量制御手段１１がこの予測演算された大腸菌群数に基づき下水消毒剤の注入量制御を行う。【選択図】  図１
2005081200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有害微生物を含む流入下水に対して下水消毒剤を注入する際の注入量を制御する下水消毒剤注入量制御装置において、
所定の下水状態量を検出する下水状態量検出器と、
予め求められた前記下水状態量と前記有害微生物の濃度もしくは負荷量との間の対応特性データが記憶されている対応特性記憶手段と、
前記対応特性記憶手段に記憶された対応特性データと前記下水状態量検出器の検出結果とから前記有害微生物の濃度もしくは負荷量を予測演算する微生物数予測演算手段と、
前記微生物数予測演算手段の演算結果に基づき前記下水消毒剤の注入量を制御する注入量制御手段と、
を備えたことを特徴とする下水消毒剤注入量制御装置。
【請求項２】
前記微生物数予測演算手段は、所定周期で前記予測演算を行うものであると共に、前記注入量制御手段は各所定周期毎の前記演算結果に基づき前記注入量の制御を行うものであり、
しかも、前記注入量制御手段は、前記微生物数予測演算手段の前回以前の周期における演算結果に基づき今回の注入量の制御を行うものである、
ことを特徴とする請求項１記載の下水消毒剤注入量制御装置。
【請求項３】
前記有害微生物は大腸菌群であり、
前記所定の下水状態量は紫外線吸光度である、
ことを特徴とする請求項１記載の下水消毒剤注入量制御装置。
【請求項４】
前記所定の下水状態量として、前記紫外線吸光度に加えて、降雨情報、下水流量、下水水位の少なくともいずれか一つを用いる、
ことを特徴とする請求項３記載の下水消毒剤注入量制御装置。
【請求項５】
前記下水状態量検出器は、所定の大きさ以上又は所定の分子量以上の物質の通過を拘束するフィルタ手段を介して下水が導入される測定槽に配設されたものである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の下水消毒剤注入量制御装置。
【請求項６】
フィルタ手段は、前記有害微生物の大きさよりも小さなろ過径及び大きなろ過径をそれぞれ有する複数のものである、
ことを特徴とする請求項５記載の下水消毒剤注入量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合流式又は分流式の下水道設備の流入下水に対して下水消毒剤を注入する際の注入量を制御する下水消毒剤注入量制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水に消毒処理を施す技術として、例えば特許文献１に開示されているものがある。図１２はこの特許文献１に係る合流式下水処理システムに用いられている従来装置の構成図である。この図において、下水１は管渠２から雨水ポンプ井３へ流入するようになっている。雨水ポンプ井３は、越流堰４により分水室３ａと消毒剤混和室３ｂとに分けられている。分水室３ａに流入した下水は汚水ポンプ井５に送られ、汚水ポンプ井５に貯溜された下水は汚水ポンプ６により、図示を省略している下水処理場へ送られるようになっている。
【０００３】
分水室３ａへの下水１の流入量が急激に増大すると、分水室３ａの水位が上昇し越流堰４を越えて下水１が消毒剤混和室３ｂに溢れ出る。この溢れ出た下水１は雨水ポンプ７により河川８へ放流されるようになっているが、そのまま放流したのでは河川８の環境が汚染されることになる。そのため、消毒剤混和室３ｂに溢れ出た下水１に対しては下水消毒剤貯溜槽９に貯溜されている下水消毒剤を注入し混和するようにしている。
【０００４】
下水消毒剤注入量制御手段１１は、このときの下水消毒剤の注入量を制御するものであり、大腸菌センサ１２が検出した大腸菌群数と、流量計１３が検出した流量とに応じて注入ポンプ１０の回転数あるいはバルブ（図示せず）の開度などを制御するようになっている。なお、下水消毒剤としては塩素又は次亜塩素酸ナトリウムを用いることを想定しているが、その他に次亜塩素酸カルシウム、二酸化塩素、過酸化水素などを用いることもある。
【特許文献１】特開２００３−１０８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来装置では、大腸菌数を検出する手段として大腸菌センサ１２を用いている。上記特許文献１には、大腸菌センサ１２の測定原理、測定周期、測定精度等についての記載がないが、現在の大腸菌センサの技術水準では、抗原抗体（免疫）法やDNA解析などの手法を利用したとしても、測定周期はせいぜい３０分が最小周期となる。一方、流入下水中の大腸菌群数は時々刻々変化するものであり、特に雨水流入時にはその変化の幅も著しくなるため、これに応じて下水消毒剤の注入量を制御する必要がある。したがって、下水消毒剤の注入量制御を適正に行うためには、大腸菌センサ１２の測定周期は１分程度の短い周期が要求されるが、上記のように現在の大腸菌センサの技術水準ではこの要求に応えることができない。
【０００６】
また、大腸菌センサ１２は、一般的にそのセンサプローブ部分やこの部分への注入部などの個所に汚れが発生しやすい構造となっている。したがって、常時安定して使用することが困難であり、運転当初は充分なセンサ精度であったとしても次第にセンサ精度が低下し、下水消毒剤注入量制御手段１１による注入量制御が不正確なものになりやすかった。そのため、あるときには下水消毒剤の注入量が少なすぎて高濃度の大腸菌群を含んだ下水を河川８に放流したり、またあるときには下水消毒剤の注入量が多すぎて下水中の有機物と消毒剤との接触で生成する発ガン性物質を多く含んだ下水を河川８に放流したりする結果となることがあった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大腸菌センサを用いることなく下水消毒剤の注入量制御を適正に行うことが可能な下水消毒剤注入量制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明は、有害微生物を含む流入下水に対して下水消毒剤を注入する際の注入量を制御する下水消毒剤注入量制御装置において、所定の下水状態量を検出する下水状態量検出器と、予め求められた前記下水状態量と前記有害微生物の濃度もしくは負荷量との間の対応特性データが記憶されている対応特性記憶手段と、前記対応特性記憶手段に記憶された対応特性データと前記下水状態量検出器の検出結果とから前記有害微生物の濃度もしくは負荷量を予測演算する微生物数予測演算手段と、前記微生物数予測演算手段の演算結果に基づき前記下水消毒剤の注入量を制御する注入量制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記微生物数予測演算手段は、所定周期で前記予測演算を行うものであると共に、前記注入量制御手段は各所定周期毎の前記演算結果に基づき前記注入量の制御を行うものであり、しかも、前記注入量制御手段は、前記微生物数予測演算手段の前回以前の周期における演算結果に基づき今回の注入量の制御を行うものである、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記有害微生物は大腸菌群であり、前記所定の下水状態量は紫外線吸光度である、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記所定の下水状態量として、前記紫外線吸光度に加えて、降雨情報、下水流量、下水水位の少なくともいずれか一つを用いる、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記下水状態量検出器は、所定の大きさ以上又は所定の分子量以上の物質の通過を拘束するフィルタ手段を介して下水が導入される測定槽に配設されたものである、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、フィルタ手段は、前記有害微生物の大きさよりも小さなろ過径及び大きなろ過径をそれぞれ有する複数のものである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記の本発明の構成によれば、大腸菌センサを用いることなく下水消毒剤の注入量制御を適正に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施形態の構成図である。図１が図１２と異なる点は、流量計１３が省略され、大腸菌センサ１２の代わりに、下水状態量検出器としてのＵＶ計１４が設けられると共に、データベース形式の対応特性記憶手段１５、及び微生物数予測演算手段１６が新たに設けられている点である。すなわち、この実施形態ではＵＶ計１４が下水状態量の一つであるＵＶ値（紫外線吸光度）を測定し、微生物数予測演算手段１６がこのＵＶ値と、データベース形式で対応特性記憶手段１５に予め求められ保存されている対応特性データとに基づいて有害微生物である大腸菌群の数を予測演算し、下水消毒剤注入量制御手段１１がこの予測演算された大腸菌群数に基づき下水消毒剤の注入量制御を行うようになっている。
【００１６】
図２は、ＵＶ値と大腸菌群数Ce〔個／ml〕との間の相関関係を示す対応特性データである。この大腸菌群数Ceは濃度を示す数値であり、（社）日本下水道協会発行の「下水試験方法」に定義されている。この対応特性データは、デソキシコール酸塩培地法やＬＢ発酵管による方法などの公定法を用いて予め求められたものである。対応特性記憶手段１５には、このような対応特性データが保存されている。
【００１７】
そして、図１における微生物数予測演算手段１６は、下記（１）式に基づき下水中の大腸菌群数予測値〔Ce〕を演算し、下水消毒剤注入量制御手段１１は（１）式で求められた大腸菌群数予測値〔Ce〕を用いた（２）式に基づき塩素注入量制御目標値[ＱCl]を演算し、この塩素注入量制御目標値[ＱCl]に基づき注入ポンプ１０の回転数を制御するようになっている。
【００１８】
[Ｃe]＝ａ11・[ＵＶ1]＋ｂ11    ・・・・・・・  （１）式
[ＱCl]＝ａ12・[Ｃe]＋ｂ12     ・・・・・・・  （２）式
ここで、上記（１），（２）式中の各記号の意味は下記の通りである。
【００１９】
[ＱCl]：塩素注入量制御目標値  ［m3／min］
[Ｃe]：下水中大腸菌群数予測値 ［個／ml］
[ＵＶ1]：下水中ＵＶ計計測値    [−]
ａ11，ａ12，ｂ11，ｂ12：パラメータ
上述した図１の構成では、従来装置における大腸菌センサ１２のような測定周期の長いセンサを用いずに、測定周期が充分に短いＵＶ計１４を用いている。したがって、この図１の構成に基づく制御によれば、時々刻々変化する流入下水中の大腸菌群数に正確に追従できる下水消毒剤を注入することができる。そして、ＵＶ計１４は、従来装置における大腸菌センサ１２ほどには汚れが発生し易い構造ではなく、また汚れが発生したとしても清掃により容易に汚れを除去できるために、センサ精度の低下を防ぐことができ、常時安定して使用することが可能になる。
【００２０】
また、図１の構成は、計測データの入力がＵＶ計１４からのデータのみであるため、微生物数予測演算手段１６のモデル構成を簡易化することができ、容易に調整することができる。更に、この実施形態ではＵＶ計１４に直接投込み式のタイプを用いることを想定しており、そのため採水管や採水ポンプ等を不要にすることができ、センサ周りの構成を安価に実現することができる。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施形態の構成図である。図３が図１と異なる点は、ＵＶ計１４の設けられている位置が分水室３ａの上流側に位置する管渠２内の個所になっている点である。ＵＶ計１４は所定周期毎（例えば６０秒毎）に計測値を微生物数予測演算手段１６に出力しており、微生物数予測演算手段１６はこの入力した計測値と、対応特性記憶手段１５に保存されている対応特性データとに基づいて大腸菌群数を（６０秒毎に）予測演算して、その演算結果を下水消毒剤注入量制御手段１１に出力している。
【００２２】
下水消毒剤注入量制御手段１１は、微生物数予測演算手段１６から（６０秒毎に）入力する演算結果に基づき下水消毒剤である塩素の注入量を制御するようになっているが、このときの注入量制御の基となる微生物数予測演算手段１６の演算結果は、今回の周期における演算結果ではなく、前回の周期における演算結果である。これは、ＵＶ計１４の設けられている位置が消毒剤混和室３ｂからかなり離れているので、ＵＶ計１４の計測値に対応する大腸菌群が消毒剤混和室３ｂへ移動するまでの時間のズレを考慮したものである。
【００２３】
（３）式は、このときの微生物数予測演算手段１６が用いる演算式であり、（４）式はこの演算結果に基づき下水消毒剤注入量制御手段１１が注入量制御を行う際の演算式を示している。
【００２４】
[Ｃe]t＝ａ21・[ＵＶ1]t-1＋ｂ21    ・・・・・・・  （３）式
[ＱCl]t＝ａ22・[Ｃe]t＋ｂ22     ・・・・・・・・  （４）式
ここで、上記（３），（４）式中の各記号の意味は下記の通りである。
【００２５】
[ＱCl]t：t時における塩素注入量制御目標値  ［m3／min］
[Ｃe]t：t時における下水中大腸菌群数予測値   ［個／ml］
[ＵＶ1]t-1：t-1時における下水中ＵＶ計計測値  [−]
ａ21，ａ22，ｂ21，ｂ22：パラメータ
上記した第２の実施形態の構成によれば、ＵＶ計１４の設けられた位置が、実際に下水消毒剤が注入される場所と大きく離れているような場合でも、下水消毒剤注入量制御手段１１はＵＶ計１４の計測値に対応した適正な量の下水消毒剤を消毒剤混和室３ｂに対して注入することができる。なお、（３）式及び（４）式は、下水消毒剤注入量制御手段１１が微生物数予測演算手段１６の前回周期（t-1）における演算結果に基づき注入量の制御を行うことを示しているが、前々回周期（t-2）あるいは更にそれ以前の周期における演算結果に基づき注入量の制御を行うようにしてもよい。
【００２６】
図４は、本発明の第３の実施形態の構成図である。図４が図１と異なる点は、分水室３ａの水位を計測する水位計１７と、この水位計１７の計測値に基づき下水流量を演算する下水流量演算手段１８とが追加されている点である。そして、微生物数予測演算手段１６は、ＵＶ計１４からのＵＶ値、対応特性記憶手段１５からの対応特性データ、及び下水流量演算手段１８が演算した下水流量に基づいて大腸菌群数の予測演算を行うようになっている。
【００２７】
（５）式は、このときの下水流量演算手段１８が用いる演算式、（１）式と（６）式は、微生物数予測演算手段１６が用いる演算式であり、（７）式はこの演算結果に基づき下水消毒剤注入量制御手段１１が注入量制御を行う際の演算式を示している。
【００２８】
[Ｃe]＝ａ11・[ＵＶ1]＋ｂ11    ・・・・・・・・・・  （１）式
[Ｑ1]＝k1・[Ｈ1]      ・・・・・・・・・・・・・・  （５）式
[Se]＝[Ｃe]・[Ｑ1]・１０６    ・・・・・・・・・・  （６）式
[ＱCl]＝ａ32・[Ｃe]＋ｂ32     ・・・・・・・・・・  （７）式
ここで、上記（１），（５），（６），（７）式中の各記号の意味は下記の通りである。
【００２９】
[ＱCl]：塩素注入量制御目標値          ［m3／min］
[Ｃe]：下水中大腸菌群数予測値           ［個／ml］
［Ｓe］：下水中大腸菌群負荷量予測値      ［個／min］
[ＵＶ1]：下水中ＵＶ計計測値              [−]
[Ｈ1]：分水室の水位計測値                [m]
[Ｑ1] ：分水室に流入する下水流量演算値  ［m3／min］
ａ11，ａ32，ｂ11，ｂ32，k1：パラメータ
上記した第３の実施形態の構成は、下水状態量として、紫外線吸光度の他に、水位計測に基づき演算した下水流量を用いるようにしたものである。つまり、下水消毒剤の注入量を決定するにあたり、大腸菌の濃度を示す大腸菌群数ばかりでなく下水流量との積である大腸菌群負荷量を加味することができ、第１及び第２の実施形態の場合に比べてより実際の情況に即した注入量制御を行うことができる。
【００３０】
図５は、本発明の第４の実施形態の構成図である。図５が図４と異なる点は、下水流量演算手段１８が省略されると共に水位計１７の代わりに流量計１９が設けられており、微生物数予測演算手段１６は下水流量の値を流量計１９から直接に入力するようになっている点である。この第４の実施形態の構成によっても第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、水位計１７、及び流量計１９の設置位置は図４及び図５に示した位置に限定されるわけではなく、管渠２内やその上流側のポンプ場あるいは下水道管渠内に設置することとしてもよい。
【００３１】
図６は、本発明の第５の実施形態の構成図である。図６が図１と異なる点は、雨量計２０と、この雨量計２０の計測値に基づき降雨強度を演算する雨量情報演算手段２１とが追加されている点である。そして、微生物数予測演算手段１６は、ＵＶ計１４からのＵＶ値、対応特性記憶手段１５からの対応特性データ、及び雨量情報演算手段２１が演算した降雨強度Ｒ1に基づいて大腸菌数の予測演算を行うようになっている。
【００３２】
（８）式は、このときの微生物数予測演算手段１６が用いる演算式であり、（９）式はこの演算結果に基づき下水消毒剤注入量制御手段１１が注入量制御を行う際の演算式を示している。この（８）式から明らかなように、降雨強度Ｒ1は大腸菌群数Ｃeにとってはマイナス要素として働き、降雨強度Ｒ1が強いほど大腸菌群数Ｃeは小さな値となる。
【００３３】
[Ｃe]＝ａ41・[ＵＶ1]−ｂ41・[Ｒ1]＋ｃ41   ・・・・・  （８）式
[ＱCl]＝ａ42・[Ｃe]＋ｂ42     ・・・・・・・・・・・  （９）式
ここで、上記（８），（９）式中の各記号の意味は下記の通りである。
【００３４】
[ＱCl]：塩素注入量制御目標値  ［m3／min］
[Ｃe]：下水中大腸菌群数予測値   ［個／ml］
[ＵＶ1]：下水中ＵＶ計計測値      [−]
[Ｒ1] ：降雨強度                ［mm／5min］
ａ41，ａ42，ｂ41，ｂ42，ｃ41：パラメータ
上記の第５の実施形態の構成において、雨量情報演算手段２１が演算した降雨強度Ｒ1に係る雨水が雨水ポンプ井３に到達するまでには５〜１０分程度かかるので、その間に雨量情報演算手段２１、微生物数予測演算手段１６、及び下水消毒剤注入量制御手段１１は演算処理を行うことができる。したがって、本実施形態によれば、雨量情報を考慮しつつ制御応答性を向上させることができる。
【００３５】
上述した第１〜第５の実施形態では、下水状態量としてＵＶ値（紫外線吸光度）を用いたり、あるいはこのＵＶ値に下水の水位や流量、更には降雨強度を加えて用いたりしているが、本発明ではこれらの他に種々の下水状態量を用いることが可能である。これら下水状態量の組み合わせ例を下記（ａ）〜（ｎ）に示す。図４の第３の実施形態は（ｄ）の下水状態量、図５の第４の実施形態は（ｃ）の下水状態量、図６の第５の実施形態は（ｂ）の下水状態量をそれぞれ用いたものである。
【００３６】
（a）：ＵＶ値＋降雨量（降雨強度積算値）
（b）：ＵＶ値＋降雨強度
（c）：ＵＶ値＋流量
（d）：ＵＶ値＋水位
（e）：S-ＵＶ値  （溶解性ＵＶ値）
（f）：S-ＵＶ値＋降雨量
（g）：S-ＵＶ値＋降雨強度
（h）：S-ＵＶ値＋流量
（i）：S-ＵＶ値＋水位
（j）：SS-ＵＶ値  （浮遊性ＵＶ値：ＵＶ値−S-ＵＶ値）
（k）：SS-ＵＶ値＋降雨量
（l）：SS-ＵＶ値＋降雨強度
（m）：SS-ＵＶ値＋流量
（n）：SS-ＵＶ値＋水位
図７は、本発明の第６の実施形態の構成図である。この実施形態は、ＵＶ計による測定を行う際にフィルタ手段を利用することによって大腸菌群数との相関関係が高いＵＶ値が得られるようにし、これにより微生物数の予測演算精度を高めるようにしたものである。
【００３７】
すなわち、本実施形態では測定槽２２が別個に設置されており、ＵＶ計１４は、この測定槽２２内の下水についてＵＶ値を測定し、これを微生物数予測演算手段１６Ａに出力するようになっている。そして、この測定槽２２には、分水室３ａ内の下水１がポンプ２３を介して、あるいはポンプ２４及びフィルタ手段２５（例えば、限外ろ過膜装置により構成される）を介して導入されるようになっている。このフィルタ手段２５は、所定の大きさ以上（例えば、０．０１μｍ以上）又は所定の分子量以上（例えば、１００万以上）の物質の通過を拘束するものである。また、測定槽２２の底部には測定後の下水を分水室３ａ内に排出するためのバルブ２６が設けられている。
【００３８】
次に、この図７の動作につき説明する。まず、ポンプ２３が起動され、分水室３ａ内の下水１が測定槽２２内に導入される。ＵＶ計１４はこのときのＵＶ値である[ＵＶ1]を測定し、これを微生物数予測演算手段１６Ａに出力する。この測定が終了するとバルブ２６が開放され、測定槽２２内の下水は分水室３ａ内に戻される。次いで、ポンプ２４が起動され、分水室３ａ内の下水１がフィルタ手段２５でろ過されて測定槽２２に導入される。ＵＶ計１４はこのときの下水中溶解物質のＵＶ値である[Ｓ−ＵＶ1]を測定し、これを微生物数予測演算手段１６Ａに出力する。このとき、測定槽２２内に導入されるのは、０．０１μｍより小さな成分、又は分子量が１００万より小さな成分であり、それよりも大きな成分は分水室３ａ内に返流される。
【００３９】
微生物数予測演算手段１６Ａは、下記（１０）式に基づき、下水中浮遊物質のＵＶ値である[SS-ＵＶ1]を求め、更にこれから（１１）式に基づき大腸菌群数予測値［Ｃe］を演算する。そして、下水消毒剤注入量制御手段１１は、微生物数予測演算手段１６Ａからその演算結果である［Ｃe］を入力し、（１２）式に基づき塩素注入量制御目標値[ＱCl]を演算して制御を行う。一般に、大腸菌群の粒子径は０．５〜１．０μｍ程度であるため、大腸菌群数とＵＶ値との相関関係は、より大腸菌群が多く含まれる下水中浮遊物質のＵＶ値である[SS-ＵＶ1]に強く表現されることになる。したがって、大腸菌群数予測値[Ｃe]、更には塩素注入量制御目標値[ＱCl]の演算精度が向上する。
【００４０】
[SS-ＵＶ1]＝[ＵＶ1]−[S-ＵＶ1]      ・・・・・・・  （１０）式
[Ｃe]＝ａ51・（[SS-ＵＶ1]＋ｂ51     ・・・・・・・  （１１）式
[ＱCl]＝ａ52・[Ｃe]＋ｂ52     ・・・・・・・・・・  （１２）式
ここで、上記（１０），（１１），（１２）式中の各記号の意味は次の通りである。
【００４１】
[ＱCl]：塩素注入量制御目標値       ［m3／min］
[Ｃe]：下水中大腸菌群数予測値      ［個／ml］
[SS-ＵＶ1]：下水中浮遊物質のＵＶ値  [−]
[S-ＵＶ1]：下水中溶解物質のＵＶ値   [−]
[ＵＶ1]：下水中ＵＶ計計測値         [−]
ａ51，ａ52，ｂ51，ｂ52：パラメータ
なお、上記した図７の構成では、フィルタ手段２５に限外ろ過膜装置を用いたものを想定しているが、それ以外に、砂ろ過部材、スクリーン部材、沈降分離材等を用いてフィルタ手段２５を構成してもよく、あるいは更に、ＵＶ計１４自体にフィルタ手段２５（例えば、膜分離装置により構成する）を取り付けることもできる。また、上記実施形態では、フィルタ手段２５すなわち限外ろ過膜装置のポアサイズを０．０１μｍとしたが、もちろんそれ以外のサイズであってもよい。
【００４２】
ところで、本発明の発明者は、上記第６の実施形態に関連して複数又は単数のフィルタ手段を用いて、微生物数予測演算につき調査・研究を行っているので、以下これらを第７乃至第１０の実施形態として図８乃至図１１を参照しつつ説明する。但し、以下の図面では要部のみを図示し、それ以外の構成の図示を省略する。
【００４３】
図８は、本発明の第７の実施形態の要部構成図である。分水室３ａ内の下水１は、採水ポンプ２７により配管２８ａ，２８ｂ，２８ｃを通ってＳＳ計２９に送出されるようになっている。そして、配管２８ａ，２８ｂ間にはフィルタ３０ａが設けられ、配管２８ｂ，２８ｃ間にはフィルタ３０ｂが設けられている。したがって、採水ポンプ２７からＳＳ計２９に向けて送出される下水のうち配管２８ａを通る下水はいずれのフィルターによってもろ過されない下水であり、配管２８ｂを通る下水はフィルタ３０ａのみによりろ過された下水であり、配管２８ｃを通る下水はフィルタ３０ａ，３０ｂの双方によりろ過された下水である。なお、ＳＳ計２９で計測を終えた水、及びフィルタ３０ｂを通過した水は排水管３１から分水室３ａ内に戻されるようになっている。また、実際には採水ポンプ２７から排水管３１に至る適当な個所には配管２８ａ，２８ｂ，２８ｃのそれぞれ単独でのＳＳ計２９に対する送水を可能にするためのバルブ等が設けられているが、これについては図示を省略している。
【００４４】
そして、フィルタ３０ａのろ過径は大腸菌よりも大きな径であり、フィルタ３０ｂのろ過径は大腸菌群よりも大きな径である。したがって、配管２８ｂを通ってＳＳ計２９に送出される下水につき測定したＳＳ濃度が最も大腸菌群数との相関関係が高いものとなる。一方、各配管２８ａ，２８ｂ，２８ｃを通る下水は別途採水され、この採水された水に含まれる大腸菌群数は公定法を用いて求められる。これにより、各配管２８ａ，２８ｂ，２８ｃを通る下水中の大腸菌群数とＳＳ濃度との相関関係すなわち対応特性データが求められ、これが対応特性記憶手段１５Ｂに記憶される。微生物数予測演算手段１６Ｂは、下水消毒剤の注入量制御時に、ＳＳ計２９からの計測値を入力し、これを対応特性記憶手段１５Ｂと比較することにより大腸菌群数を予測演算する。
【００４５】
図９は、本発明の第８の実施形態の要部構成図である。図８では、２個のフィルタ３０ａ，３０ｂを用いていたが、図９ではｎ個（ｎ＞３）のフィルタ３０ａ，３０ｂ，…，３０nを用いている。下水のＳＳ濃度が高い場合、上流側に位置するフィルタは容易に目詰まりが発生するが、このように多数のフィルタを設置することにより目詰まりを抑制することができ、長期にわたって連続的に安定した計測を行うことが可能になる。また、このように多数のフィルタを設置することにより、ＳＳ濃度が異なる種々の水を計測することができる。
【００４６】
図１０は、本発明の第９の実施形態の要部構成図である。図８及び図９では複数個のフィルタを用いていたが、下水のＳＳ濃度が低い場合には、必ずしも複数のフィルタを用いる必要はない。本実施形態は、１つのフィルタ３０ａのみを設置した構成としたものである。
【００４７】
図１１は、本発明の第１０の実施形態の要部構成図である。この実施形態は、計測範囲の異なる２台のＳＳ計２９ａ，２９ｂを用いたものである。水のＳＳ粒径分布が広範囲にわたるような場合は、１台のＳＳ計のみでは全ての範囲をカバーすることが困難であるが、このように複数台のＳＳ計を用いることにより全ての範囲をカバーすることができる。なお、図１１の例では２台のＳＳ計を用いているが、３台以上のＳＳ計を用いることも勿論可能である。
【００４８】
なお、上述した第７乃至第１０の実施形態（図８〜図１０）では、下水状態量検出器としてＳＳ計を用いているが、ＳＳ計の代わりに濁度計を用いることもでき、更に第１乃至第６の実施形態のようにＵＶ計を用いることもできる。
【００４９】
本発明の構成は、概ね以上述べた各実施形態により示されるものであるが、本発明は、また、以下に述べる形態をも広く包含するものである。
【００５０】
（１）図１、及び図３〜図７におけるＵＶ計１４は所謂「直接投げ込み式」のものであるが、その他に、「採水方式」、「ろ過方式」、「採水＋ろ過方式」のものを用いることができる。
【００５１】
（２）微生物数予測演算手段１６、下水消毒剤注入量制御手段１１、及びその他の演算手段は、大腸菌群予測値［Ｃe］及び塩素注入量制御目標値[ＱCl]を求めるために、上記（１）〜（１２）式の演算式を用いるものであったが、下記の（１３）〜（２２）式の種々の演算式を用いることができる。これら演算式の選定にあたっては、各地域特性を考慮して、下水状態量と微生物数との相関が最も高くなるような演算式が選ばれるようにする。この場合の地域特性には、例えば、気温の差（北海道〜沖縄）、降雪の有無、産業排水混入の程度（都市部か農村部かで異なる）、下水道排水方式の種類（合流式、分流式、合流式及び分流式の混在方式）等がある。
【００５２】
＜対数近似式＞
[Ｃe]＝ａ61・ｌｎ[ＵＶ1]＋ｂ61    ・・・・・・・・・・・  （１３）式
[ＱCl]＝ａ62・ｌｎ[Ｃe]＋ｂ62     ・・・・・・・・・・・  （１４）式
＜指数近似式＞
[Ｃe]＝ａ71・ｅｘｐ（b71・[ＵＶ1]     ・・・・・・・・・  （１５）式
[ＱCl]＝ａ72・ｅｘｐ（b72・[Ｃe]      ・・・・・・・・・  （１６）式
＜累乗近似式＞
[Ｃe]＝ａ81・[ＵＶ1]b81      ・・・・・・・・・・・・・   （１７）式
[ＱCl]＝ａ82・[Ｃe]b82       ・・・・・・・・・・・・・   （１８）式
＜多項式近似式＞
[Ｃe]＝ａ91・[ＵＶ1]2＋ｂ91・[ＵＶ1]＋Ｃ91    ・・・・・  （１９）式
[ＱCl]＝ａ92・[Ｃe]2＋ｂ92・[Ｃe]＋Ｃ92       ・・・・・  （２０）式
＜条件文（IF-THEN）＞
IF  [ＵＶ1]＜ａ01，THEN  [Ｃe]＝Ｃe01
ELSE  [Ｃe]＝Ｃe02    ・・・・・・・・・ （２１）式
IF  [Ｃe]＜ａ02，THEN    [ＱCl]＝ＱCl01
ELSE  [ＱCl]＝ＱC02   ・・・・・・・・・ （２２）式
ここで、上記（１３）〜（２２）式中の各記号の意味は次の通りである。
【００５３】
[ＱCl]：塩素注入量制御目標値  ［m3／min］
[Ｃe]：下水中大腸菌群数予測値 ［個／ml］
[ＵＶ1]：下水中ＵＶ計計測値    [−]
ａij，ｂij，ｃij，Ｃej，ＱC1j：パラメータ
（３）微生物数予測演算手段１６の演算対象である有害微生物は必ずしも大腸菌に限定されるわけではなく、プランクトン、ウィルス、一般細菌、従属栄養細菌、あるいはその他のものも広く含んでいる。例えば、規制項目に係るものではないが、上水道で問題となるクリプトスポリジウムやジアルジアなどの動物性プランクトンの数をＵＶ値との間の関係式を用いて求めることができる。下記の（２３），（２４）式は、病原性微生物として問題となるクリプトスポリジウムを対象として塩素注入制御を行う場合に用いる演算式である。
【００５４】
[Ｃcr]＝ａ13・[ＵＶ1]＋ｂ13     ・・・・・・・・・・  （２３）式
[ＱCl]＝ａ14・[Ｃcr]＋ｂ14      ・・・・・・・・・・  （２４）式
ここで、上記（２３），（２４）式中の各記号の意味は次の通りである。
【００５５】
[ＱCl]：塩素注入量制御目標値              ［m3／min］
[Ｃcr]：下水中クリプトスポリジウム予測値  ［個／ml］
[ＵＶ1]：下水中ＵＶ計計測値                [−]
ａ13，ａ14，ｂ13，ｂ14：パラメータ
（４）本発明で用いられる下水消毒剤としては、塩素又は次亜塩素酸ナトリウム、あるいは次亜塩素酸カルシウムや二酸化塩素などの塩素系消毒剤があるが、その他に、過酸化水素や臭素系化合物などを用いることができる。また、「下水消毒剤」は広義に解し、オゾンや紫外線など有害微生物の除去に有効な種々の物質又は成分を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成図。
【図２】図１における対応特性記憶手段１５に保存される対応特性データを示す特性図。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成図。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成図。
【図５】本発明の第４の実施形態の構成図。
【図６】本発明の第５の実施形態の構成図。
【図７】本発明の第６の実施形態の構成図。
【図８】本発明の第７の実施形態の要部構成図。
【図９】本発明の第８の実施形態の要部構成図。
【図１０】本発明の第９の実施形態の要部構成図。
【図１１】本発明の第１０の実施形態の要部構成図。
【図１２】従来装置の構成図。
【符号の説明】
【００５７】
１  下水
２  管渠
３  雨水ポンプ井
３ａ  分水室
３ｂ  消毒剤混和室
４  越流堰
５  汚水ポンプ井
６  汚水ポンプ
７  雨水ポンプ
８  河川
９  下水消毒剤貯溜槽
１０  注入ポンプ
１１  下水消毒剤注入量制御手段
１２  大腸菌センサ
１３  流量計
１４  ＵＶ計（下水状態量検出器）
１５，１５Ａ，１５Ｂ  対応特性記憶手段
１６，１６Ａ，１６Ｂ  微生物数予測演算手段
１７  水位計（下水状態量検出器）
１８  下水流量演算手段
１９  流量計（下水状態量検出器）
２０  雨量計
２１  雨量情報演算手段
２２  測定槽
２３  ポンプ
２４  ポンプ
２５  フィルタ手段
２６  バルブ
２７  採水ポンプ
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ  配管
２９，２９ａ，２９ｂ  ＳＳ計
３０ａ，３０ｂ，３０ｎ  フィルタ
３１  排水管
【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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