(57)【要約】【課題】  測定中に酸素含有気体による溶存酸素の供給を行うことなく、短時間で簡単に測定できる有機物濃度を求めるための呼吸速度測定方法を提供する。【解決手段】  有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下により呼吸速度を算出する呼吸速度測定方法において、前記被測定液として、前記有機性排水由来のＣＯＤｃｒ濃度が７〜１００ｍｇ／Ｌ、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が３００〜１２００ｍｇ／Ｌ及び初期溶存酸素が６〜８ｍｇ／Ｌになるように、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることとしたものであり、前記溶存酸素の測定は、測定開始から溶存酸素が０ｍｇ／Ｌになるまで行い、前記被測定液には、アンモニア性窒素が存在する場合に硝化菌の働きを抑制する薬剤を添加することができる。【選択図】  図２
2005274170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下により呼吸速度を算出する呼吸速度測定方法において、前記被測定液として、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることを特徴とする呼吸速度測定方法。
【請求項２】
有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下により呼吸速度を算出する呼吸速度測定方法において、前記被測定液として、前記有機性排水由来のＣＯＤｃｒ濃度が７〜１００ｍｇ／Ｌ、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が３００〜１２００ｍｇ／Ｌ及び初期溶存酸素が６〜８ｍｇ／Ｌになるように、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることを特徴とする呼吸速度測定方法。
【請求項３】
前記溶存酸素の測定は、測定開始から溶存酸素が０ｍｇ／Ｌになるまで行うことを特徴とする請求項１記載の呼吸速度測定方法。
【請求項４】
前記被測定液には、アンモニア性窒素が存在する場合に硝化菌の働きを抑制する薬剤を添加することを特徴とする請求項１又は２記載の呼吸速度測定方法。
【請求項５】
有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下を測定する装置と、該測定値により呼吸速度を算出する算出手段とを有する呼吸速度測定装置において、前記被測定液として、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることを特徴とする呼吸速度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的な処理の被処理水の易生物分解性有機物や遅生物分解性有機物の濃度を求めるための呼吸速度測定方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性汚泥モデル（ＡＳＭ）では、生物処理反応を数学的に表現するために、有機性排水中の有機成分を分類している。その中で、活性汚泥混合液中に存在する微生物に速やかに分解される成分を易生物分解性有機物、ゆっくり分解される有機成分を遅生物分解性有機物とし、その他、生物分解されない有機物を非生物分解性有機物としている。それらのうち、易生物分解性有機物は、有機性排水と活性汚泥混合液を混合して、その呼吸速度の変化から求める。呼吸速度は、被測定液の溶存酸素の変化を測定することで、例えば、図１のような曲線として得られる。すなわち、易生物分解性有機物が分解される測定初期に呼吸速度は高く、その後、急に低下した後、ゆっくりと低下していく。
【０００３】
ゆっくりと低下する部分を直線で近似し、その近似した直線と呼吸速度で囲まれた部分（図１の斜線部）の面積から易生物分解性有機物を求める。遅生物分解性有機物は、この呼吸速度曲線を再現するように、ＡＳＭを用いてシミュレーションすることで求める。このための呼吸速度測定方法は、有機性排水と活性汚泥混合液を１０：１程度の割合で混合した被測定液の呼吸速度を測定する方法が主流であった（第４０回下水道研究発表会、下水道事業団、「活性汚泥モデルでの利用を想定した下水処理場流入水有機成分の分画」）。従来の方法では、被測定液中の有機性排水由来のＣＯＤｃｒ濃度が、混合前の有機性排水の９０％以上であるため、被測定液中の易生物分解性有機物濃度も高い。このため、被測定液中に存在する初期溶存酸素だけでは測定を完了することができず、溶存酸素が低下するたびに、酸素含有気体を曝気し、溶存酸素を供給する必要があるため多くの手間がかかる。また、酸素含有気体を曝気する操作を自動化することも考えられるが、呼吸速度測定中に溶存酸素を供給できるような装置を設置し、溶存酸素に応じて溶存酸素供給装置の電源をＯＮ／ＯＦＦする制御装置を設置する必要あり、呼吸速度測定装置の製作コストがかかる。
【特許文献１】特開平９−１３５６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の方法では、従来の被測定液中の有機性排水由来のＣＯＤｃｒ濃度が高いため、すべての易生物分解性有機物を分解するまでに時間がかかり、また、呼吸速度測定中に酸素含有気体を曝気することによる溶存酸素の供給を行う必要があった。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、呼吸速度の測定中に酸素含有気体の曝気による溶存酸素の供給を行うことなく、短時間で簡単に呼吸速度の測定を行うことができる生物分解性有機物濃度を求めるための呼吸速度測定方法と装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下により呼吸速度を算出する呼吸速度測定方法において、前記被測定液として、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることを特徴とする呼吸速度測定方法としたものである。
また、本発明では、有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下により、呼吸速度を算出する呼吸速度測定方法において、前記被測定液として、前記有機性排水由来のＣＯＤｃｒ濃度が７〜１００ｍｇ／Ｌ、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が３００〜１２００ｍｇ／Ｌ及び初期溶存酸素が６〜８ｍｇ／Ｌになるように、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることを特徴とする呼吸速度測定方法としたものである。
前記測定方法において、溶存酸素の測定は、測定開始から溶存酸素が０ｍｇ／Ｌになるまで行い、前記被測定液には、アンモニア性窒素が存在する場合に硝化菌の働きを抑制する薬剤を添加することができる。
さらに、本発明では、有機性排水中の易生物分解性有機物濃度及び遅生物分解性有機物濃度を求めるための、前記有機性排水を含む被測定液の活性汚泥による溶存酸素の低下を測定する装置と、該測定値により呼吸速度を算出する算出手段とを有する呼吸速度測定装置において、前記被測定液として、前記有機性排水、活性汚泥混合液及び希釈水の混合割合を調整して用いることを特徴とする呼吸速度測定装置としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、反応容器内に有機性排水と返送汚泥混合液と希釈水をＭＬＳＳ３００〜１２００ｍｇ／Ｌ、好ましくは、３００〜８００ｍｇ／Ｌ、生物学的処理の被処理水の全ＣＯＤｃｒを希釈により７〜１００ｍｇ／Ｌ、好ましくは、７〜７０ｍｇ／Ｌに調整して、呼吸速度測定を行うことにより、易生物分解性有機物濃度を求めるための呼吸速度測定にかかる時間を短縮し、効率的な測定を行うことができる。また、測定中に酸素供給する必要がないため、特別な装置を必要とせず、手間を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について説明する。易生物分解性有機物を測定するための呼吸速度測定において、呼吸速度曲線を得るためには、有機性排水と活性汚泥混合液を混合して、活性汚泥混合液中に存在する微生物の働きによる溶存酸素の低下挙動を、溶存酸素測定装置を用いて測定する。活性汚泥混合液の中に硝化菌が存在し、有機性排水中のアンモニア性窒素が存在する場合には、アンモニア性窒素が硝化されて硝酸性窒素になる際に溶存酸素を消費するため、アリルチオ尿素（ＡＴＵ）等の硝化菌の働きを抑制する薬剤を添加した上で測定を行う。ここで用いる活性汚泥混合液は、対象有機性排水を処理している施設のもの、もしくは類似の排水を処理している他の施設のもの、もしくは対象有機性排水で馴養したものを用いる。
【０００８】
図２に、本発明で用いる呼吸速度測定装置の一例を示す。本装置は、撹拌装置１、反応容器２、溶存酸素センサー３、溶存酸素測定装置４、データ記録装置５からなる。
呼吸速度測定に用いられる有機性排水６、返送汚泥混合液７、希釈水８は、混合後の有機性排水由来の全ＣＯＤｃｒ濃度が７〜１００ｍｇ／Ｌ、好ましくは、７〜７０ｍｇ／Ｌになるように、また、活性汚泥濃度がＭＬＳＳ３００〜１２００ｍｇ／Ｌ、好ましくは、３００〜８００ｍｇ／Ｌになるように、混合する割合を決める。なお、希釈水７には、対象有機性廃液を生物処理したあとの処理水、純水などが用いられる。
【０００９】
返送汚泥混合液７と希釈水８の所定量を混合し、酸素含有気体（空気もしくは酸素）を曝気して、溶存酸素が８ｍｇ／Ｌ程度になるようにしておく。返送汚泥混合液７と希釈水８を混合した液全量を、反応容器２に移し、硝化反応抑制のためにＡＴＵを加える。返送汚泥混合液７と希釈水８を混合した液の入った反応容器２に、有機性排水６の所定量を加え、密栓し、直ちに溶存酸素濃度測定を開始する。反応容器２では、活性汚泥混合液中に存在する微生物の働きで、有機性排水中に存在する易生物分解性有機物を分解するときに溶存酸素を消費する。溶存酸素の減少挙動は、溶存酸素測定装置４にて測定開始から、溶存酸素が０ｍｇ／Ｌになるまで測定し、測定結果はデータ記録装置５に記録する。
【００１０】
従来の方法で測定する場合は、有機性排水と活性汚泥混合液を混合して呼吸速度を測定するので、被測定液中の易生物分解性有機物濃度が高く、反応容器２内に存在する溶存酸素だけでは、被測定液中に存在する微生物の働きで易生物分解性有機物のすべてを分解することができないため、測定中に酸素含有気体を曝気することにより、溶存酸素を補給して測定を続ける必要がある。続けて、有機性排水中の易生物分解性有機物が、すべて分解されて呼吸速度の値が低下した後、斜線の部分の面積を計算するために、必要な呼吸速度の値が低下した後のグラフから近似した直線を引けるまで測定を行う。
一方、本発明によると、有機性排水と活性汚泥混合液と希釈水を混合し、ＣＯＤｃｒ濃度が７〜１００ｍｇ／Ｌになるようにするため、被測定液中の易生物分解性有機物濃度が低く、反応容器２内に存在する溶存酸素だけで、混合液中に存在する微生物の働きで易生物分解性有機物がすべて分解され、測定中に溶存酸素を供給する必要がない。
データ記録装置５に記録された溶存酸素のデータを、呼吸速度に変換し、図１を得る。
【実施例】
【００１１】
実施例１
本発明の図２を用いた呼吸速度測定方法による測定結果を、図３、表１に示す。ＭＬＳＳ濃度が４７００ｍｇ／Ｌの活性汚泥混合液４２ｍｌと希釈水２８０ｍｌを、反応容器２に入れ、溶存酸素濃度が７〜８ｍｇ／Ｌ程度になるまで曝気して、硝化抑制のためのＡＴＵを加えた後、ＣＯＤｃｒ濃度が３２３ｍｇ／Ｌの有機性排水２８ｍｌを加えて密栓し、直ちに溶存酸素の低下挙動を溶存酸素計３により測定し、測定された溶存酸素データをデータ記録装置５に記録した。記録した溶存酸素データを、データ処理装置により呼吸速度に変換した。図３に、溶存酸素の測定結果（ａ）及び呼吸速度の計算結果（ｂ）を示す。測定時間は約３時間で、呼吸速度測定中には酸素含有気体による溶存酸素の供給は行っていない。得られた呼吸速度のグラフ図３により計算された易生物分解性有機物濃度は、６４．４ｍｇ／Ｌであった。遅生物分解性有機物は１４６ｍｇ／Ｌであった。
【００１２】
比較例１
一方、従来の方法では、実施例１で易生物分解性有機物を測定した有機性排水と同じ有機性排水３３０ｍｌと、実施例１で使用した活性汚泥混合液と同じ活性汚泥混合液３３ｍｌを、反応容器２に入れ、硝化抑制のためにＡＴＵを加えた後、直ちに溶存酸素の低下挙動を測定し、測定された溶存酸素データをデータ記録装置４に記録する。反応容器２内の溶存酸素濃度が３ｍｇ／Ｌを下回った場合、酸素含有気体を溶存酸素濃度が７ｍｇ／Ｌになるまで曝気する。同じ操作を繰り返し、記録された溶存酸素データをデータ処理装置により呼吸速度に変換する。測定された溶存酸素の結果（ａ）及び計算された呼吸速度測定結果（ｂ）を図４に示した。測定時間は約６時間で、呼吸速度測定中に酸素含有気体の供給を１１回行った。得られた呼吸速度のグラフ図４により計算された易生物分解性有機物は、６３．６ｍｇ／Ｌ、遅生物分解性有機物は１４０ｍｇ／Ｌであった。
【００１３】
【表１】
2005274170.tif 000003
従来の方法と本発明の方法を用いて同一サンプルで呼吸速度測定を行い、易生物分解性有機物濃度を計算した結果、ほぼ同じ値を得ることができ、本発明の測定時間は、従来の方法より短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】呼吸速度測定結果から有機物濃度を求めるための説明図。
【図２】本発明で使用する測定装置の一例を示す概略構成図。
【図３】本発明の測定方法を用いた呼吸速度測定結果を示すグラフ、（ａ）溶存酸素、（ｂ）呼吸速度。
【図４】従来の方法を用いた呼吸速度測定結果を示すグラフで、（ａ）溶存酸素、（ｂ）呼吸速度。
【図１】
2005274170.tif 000004
【図２】
2005274170.tif 000005
【図３】
2005274170.tif 000006
【図４】
2005274170.tif 000007