(57)【要約】【課題】実排水中における有機物濃度の時間的変化を把握し、加えて実排水処理槽における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理方法及び排水処理装置を提供する。【解決手段】有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法を用いた排水処理装置１では、ミニチュアシミュレーション装置のミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水中の有機物濃度の時間的変化を把握する場合には実排水処理槽１２に供給される実排水のみを、実排水処理槽１２における有機物の処理状態をシミュレーションする場合には、さらに、実排水処理槽１２から排出された実汚泥とを、連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定する。【選択図】図１
2013215680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法において、
ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
前記ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水と該実排水処理槽から排出された実汚泥とを、少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件をそれぞれ変えて、連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定することを特徴とする請求項１記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水処理槽への供給流量を増減することを特徴とする請求項１又は２記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水の炭酸ガス濃度が第１設定濃度よりも高い場合には、排水の実排水処理槽への供給を分配することを特徴とする請求項１又は２記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水の炭酸ガス濃度が第２設定濃度よりも高い場合には、別途に設けた排水貯留槽の予備タンクに排水を移送する一方、実排水の炭酸ガス濃度が第３設定濃度よりも低い場合には、予備タンクの排水を排水貯留槽に返送し、実排水処理槽への供給流量を増加することを特徴とする請求項１又は２記載の排水処理方法。
【請求項６】
前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水処理槽での有機物分解量を一定に保つように、実排水処理槽への排水供給流量、実排水処理槽の温度若しくは実排水処理槽の曝気量を調節すること、又は薬剤を投与することを特徴とする請求項１又は２記載の排水処理方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の排水処理方法に使用される排水処理装置であって、
実排水処理槽とは別にミニチュアシミュレーション槽が設けられていると共に、
上記ミニチュアシミュレーション槽には、
上記実排水処理槽への実排水を該ミニチュアシミュレーション槽に連続的又は間欠的に供給する実排水供給手段と、
上記実排水処理槽から排出された実汚泥を連続的に供給する実汚泥供給手段と、
該ミニチュアシミュレーション槽を曝気する曝気手段と、
該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定手段とが備えられていることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法及び排水処理装置に関するものであり、特に、処理槽にて発生する炭酸ガスの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水又は有機性の工場排水等の排水を生物学的に処理する活性汚泥法において、排水中に存在する有機物濃度の変化又は生物の活性状態に応じて、生物反応槽への排水流入量、返送汚泥量若しくは曝気量をコントロールすること、又は生物反応槽の温度等をコントロールすることは、本来、非常に重要な行為のはずである。しかしながら、それらを適切にコントロールする方法・装置が世の中には少ない。
【０００３】
該当する技術として、排水の有機物濃度測定装置と数式モデルを利用した水質シミュレータとを組み合わせ、擬似的に結果を予測する方法が幾つか考案されているが、未だに広く普及しているとはいえない。それは以下の課題があるためと考えられる。
【０００４】
（１）排水の有機物濃度測定装置の課題
排水中の有機物濃度を測定する装置又は技術として代表的なのものに、紫外線吸光度法を利用した有機汚濁モニタ、ＴＯＣ（Total Organic Carbon：全有機炭素）計、バイオセンサー型ＢＯＤ（Biochemical oxygen demand：生物化学的酸素要求量）計、ＤＯ（Dissolved Oxygen：溶存酸素）計が挙げられる。これらの測定装置はそれぞれ以下の特徴を有しているが、取得情報を基に制御及び操作を行うには未だ精度的な課題が多い。
【０００５】
まず、紫外線吸光度法を利用した有機汚濁モニタは、検水に紫外線を透過させたときの光の吸収度合いから有機物濃度を間接的に導出する方法である。この方法は、簡便ではあるものの、検水中の有機物の成分が変わると換算係数を変える必要があり、大きな水質変動に対しては追従性に乏しい。
【０００６】
次に、ＴＯＣ計は、原理上、検水中の全ての炭素量を検知してしまい、生物反応に寄与する有機物のみを選択的に抽出することができない。また、固形物を含有する検水には不適である場合が多い。
【０００７】
次に、バイオセンサー型ＢＯＤ計は、ＴＯＣ計とは原理が異なり、生物分解に関わる有機物のみを消費酸素量によって算出することが可能である。しかしながら、ＪＩＳ規格に準ずるＢＯＤ法よりも測定時間が格段に早いものの、ＢＯＤ計メーカーの指定又は特定された菌を用いるため、対象となる現場の菌とは異なる傾向を示す場合がある。
【０００８】
次に、ＤＯ計は、バクテリアの酸素消費傾向から有機物分解反応の傾向を間接的に読み取ることができるが、好気処理では酸素の供給と消費が同時に起こっているために純粋な消費量が観察しにくい上、溶存酸素のダイナミックレンジ（無酸素−飽和溶存酸素間のレンジ）が狭いという欠点がある。
【０００９】
（２）数値計算シミュレータの課題
反応モデルが複雑で、計算に必要な数式及びパラメータも多くなりがちなため、一時的には現実に近い傾向を数値計算により導き出すことはできても、汎用的に一致するようなパラメータの値を導き出すこと、又はそのアルゴリズムを作り上げることは至難の業である。
【００１０】
したがって、活性汚泥法を用いた排水処理方法及び排水処理装置光源においては、これらの課題を解決し得る、より直接的で、簡便な装置が望まれている。
【００１１】
ここで、従来の下水処理場の水質制御装置に一例として、特許文献１に開示された下水処理場の水質制御装置が知られている。
【００１２】
上記特許文献１に開示された下水処理場の水質制御装置１００は、図１５に示すように、流量計１０１〜１０４、ＵＶ計１０５及びＤＯ計１０６等の連続的かつ高精度の計測を行うことが可能なセンサにより下水処理場１１０の所定の状態量（水量や水質等）を計測する。そして、その計測値に基づいて、シミュレータセンサ１２０により、ＡＳＭ２等の水質シミュレーションモデルを用いて、所定の測定周期内で計測することが困難な処理水ＮＨ４ 値等の水質項目の値を求める。その後、ＤＯ制御目標値演算部１３１、ＤＯ制御部１３２及び風量制御部１３３により、シミュレータセンサ１２０により出力された処理水ＮＨ４ 値等の出力値に基づいて、ＤＯ値が一定となるよう開閉弁１０７の弁開度を制御する。これにより、下水処理場の各種水質項目を常に良好に維持することができる下水処理場１１０の水質制御装置１００を提供するものとなっている。
【００１３】
また、特許文献２に開示された水中の有機汚濁量測定方法では、図１６に示すように、反応槽２０１に供給した検水に、オゾンナイザ２０２にてオゾンを供給し、検水中の有機汚濁物質をオゾンにて酸化することにより、炭酸ガス（ＣＯ２ ）分析計２０３を用いてその酸化における炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量から検水中の有機汚濁物質濃度をオンライン測定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−２５２６９１号公報（２００１年９月１８日公開）
【特許文献２】特開昭５９−５６１４６号公報（１９８４年３月３１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来の特許文献１に開示された下水処理場の水質制御装置１００では、下水処理場１１０の水質を計測するために、ＵＶ計１０５及びＤＯ計１０６を使用している。したがって、前述したように、ＵＶ計１０５にて有機物濃度を測定しているので、検水中の有機物の成分が変わると換算係数を変える必要があり、大きな水質変動に対しては追従性に乏しい。また、ＤＯ計１０６を使用しているので、好気処理では酸素の供給と消費が同時に起こっているために純粋な消費量が観察しにくい上、溶存酸素のダイナミックレンジ（無酸素−飽和溶存酸素間のレンジ）が狭いという欠点がある。
【００１６】
また、ＡＳＭ２等の水質シミュレーションモデルを用いているので、適切なパラメータの値を導き出すこと、又はそのアルゴリズムを作り上げることは困難である。
【００１７】
一方、従来の特許文献２に開示された水中の有機汚濁量測定方法では、小容量の反応槽２０１にて処理した炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量を測定することはできるが、オゾンを使用することから、機器構成が複雑化するというデメリットがある。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、実排水中における有機物濃度の時間的変化を把握し、加えて実排水処理槽における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理方法及び排水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の排水処理方法は、上記課題を解決するために、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法において、ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定することを特徴としている。尚、この場合、少なくとも実排水流量の制御因子の条件を変えることが可能である。
【００２０】
すなわち、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法においては、従来、実排水処理装置における実排水中の有機物濃度の時間的変化を把握する際に、現存する例えば紫外線吸光度法を利用した有機汚濁モニタ、連続式ＴＯＣ計、バイオセンサー型ＢＯＤ計等の計器でも計測は可能であった。しかし、有機物濃度を示す直接的な指標ではない、又は連続的に測れない等の課題があり、双方を十分に満たす測定器ではなかった。
【００２１】
これに対して、本発明の排水処理方法では、ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応（≒炭酸ガス（ＣＯ２ ）の排出）に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する。
【００２２】
すなわち、本発明では、ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽への実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行っている。このため、ミニチュアシミュレーション槽での処理は、曝気により酸素供給がなされるので、実排水に対して好気性処理が行われ、実排水中の有機物濃度の挙動変化を把握することができる。尚、実排水には、好気性微生物が存在するので、実排水処理槽の汚泥をミニチュアシミュレーション槽に供給しなくても好気性処理が可能である。
【００２３】
この結果、実排水の実排水処理槽への供給量の調整が可能となる。
【００２４】
したがって、実排水中における有機物濃度の時間的変化を把握し得る排水処理方法を提供することができる。
【００２５】
本発明の排水処理方法では、前記ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水と該実排水処理槽から排出された実汚泥とを、少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件をそれぞれ変えて、連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定することが好ましい。
【００２６】
すなわち、本発明では、ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽への実排水と実汚泥とを連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行っている。このため、ミニチュアシミュレーション槽での処理は、曝気により酸素供給がなされるので、実排水に対して好気性処理が行われ、実排水処理槽での処理を少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件を変えて炭酸ガス濃度を測定することにより、実排水処理槽での有機物処理のシミュレーションが可能となる。
【００２７】
したがって、実排水処理槽における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理方法を提供することができる。
【００２８】
本発明の排水処理方法では、前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水処理槽への供給流量を増減することが可能である。
【００２９】
これにより、ミニチュアシミュレーション槽での制御因子の条件をそれぞれ変えて行ったミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定結果に基づいて、実排水処理槽への制御を行う。
【００３０】
具体的には、本発明では、実排水の炭酸ガス濃度が高い場合には、実排水処理槽への供給流量を抑える一方、実排水の炭酸ガス濃度が低いときには、実排水処理槽への供給流量を増加する。
【００３１】
この結果、実排水の炭酸ガス濃度に応じて、実排水処理槽での負荷を調整し、処理状態の安定化を図ることができる。
【００３２】
本発明の排水処理方法では、前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水の炭酸ガス濃度が第１設定濃度よりも高い場合には、排水の実排水処理槽への供給を分配することが可能である。
【００３３】
これにより、実排水の炭酸ガス濃度が第１設定濃度よりも高い場合には、排水の実排水処理槽への供給を分配するので、実排水処理槽での実汚泥に対する負荷の偏りを分散させ、処理状態の安定化を図ることができる。
【００３４】
本発明の排水処理方法では、前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水の炭酸ガス濃度が第２設定濃度よりも高い場合には、別途に設けた排水貯留槽の予備タンクに排水を移送する一方、実排水の炭酸ガス濃度が第３設定濃度よりも低い場合には、予備タンクの排水を排水貯留槽に返送し、実排水処理槽への供給流量を増加することが可能である。
【００３５】
これにより、実排水の炭酸ガス濃度が第２設定濃度よりも高い場合には、別途に設けた排水貯留槽の予備タンクに排水を移送する一方、実排水の炭酸ガス濃度が第３設定濃度よりも低い場合には、予備タンクの排水を排水貯留槽に返送する。
【００３６】
この結果、排水貯留槽での負荷変動を抑制することができる。
【００３７】
本発明の排水処理方法では、前記ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水処理槽での有機物分解量を一定に保つように、実排水処理槽への排水供給流量、実排水処理槽の温度若しくは実排水処理槽の曝気量を調節すること、又は薬剤を投与することが可能である。
【００３８】
これにより、実排水処理槽への排水供給流量、実排水処理槽の温度、又は実排水処理槽の曝気量を調節して、実排水処理槽での有機物分解量を一定に保つようにすることが可能となる。
【００３９】
本発明の排水処理装置は、上記課題を解決するために、前記記載の排水処理方法に使用される排水処理装置であって、実排水処理槽とは別にミニチュアシミュレーション槽が設けられていると共に、上記ミニチュアシミュレーション槽には、上記実排水処理槽への実排水を該ミニチュアシミュレーション槽に連続的又は間欠的に供給する実排水供給手段と、上記実排水処理槽から排出された実汚泥を連続的に供給する実汚泥供給手段と、該ミニチュアシミュレーション槽を曝気する曝気手段と、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定手段とが備えられていることを特徴としている。
【００４０】
上記の発明によれば、実排水処理槽での活性汚泥処理を、ミニチュアシミュレーション槽にてシミュレーションすることができる。また、炭酸ガス濃度測定手段にて、ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定することにより、実排水処理槽における有機物の処理状態をシミュレーションすることができる。
【００４１】
したがって、実排水処理槽における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明の排水処理方法は、以上のように、ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する方法である。
【００４３】
また、本発明の排水処理方法は、以上のように、ミニチュアシミュレーション槽に、実排水処理槽に供給される実排水と該実排水処理槽から排出された実汚泥とを、少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件をそれぞれ変えて、連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定する方法である。
【００４４】
本発明の排水処理装置は、以上のように、実排水処理槽とは別にミニチュアシミュレーション槽が設けられていると共に、上記ミニチュアシミュレーション槽には、上記実排水処理槽への実排水を該ミニチュアシミュレーション槽に連続的又は間欠的に供給する実排水供給手段と、上記実排水処理槽から排出された実汚泥を連続的に供給する実汚泥供給手段と、該ミニチュアシミュレーション槽を曝気する曝気手段と、該ミニチュアシミュレーション槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定手段とが備えられているものである。
【００４５】
それゆえ、実排水中における有機物濃度の時間的変化を把握し、加えて実排水処理槽における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理方法及び排水処理装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明における排水処理方法及び排水処理装置の実施の一形態を示すものであって、排水処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】上記排水処理装置の基本形態の構成を示すブロック図である。
【図３】活性汚泥法による排水処理装置における空気供給と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生との関係を示す模式図である。
【図４】（ａ）は理想系での活性汚泥法による排水処理槽における空気供給と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生との関係を示す模式図であり、（ｂ）は現実での活性汚泥法による排水処理槽における空気供給と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生との関係を示す模式図である。
【図５】（ａ）は排水貯留槽内における排水中の有機物濃度の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は連続供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕があるときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との関係を示すグラフであり、（ｃ）は連続供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕がないときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は排水貯留槽内における排水中有機物濃度の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は間欠供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との関係を示すグラフであり、（ｃ）は間欠供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕があるときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量（積算値）との関係を示す棒グラフであり、（ｄ）は間欠供給方式において、において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕がないときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量（積算値）との関係を示す棒グラフである。
【図７】（ａ）は実排水を用いて回分処理したときの発生ガス中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の時間変化を測定するためのミニチュアシミュレーション装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はミニチュアシミュレーション装置での実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の時間変化を示すグラフである。
【図８】本発明における排水処理方法及び排水処理装置の他の実施の一形態を示すものであって、排水処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】（ａ）は（ｂ）に示す排水貯留槽内における排水をミニチュアシミュレーション装置に連続的に供給したときの炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の経時変化を示すグラフであり、（ｂ）は排水貯留槽内における排水の有機物濃度の経時変化を示すグラフであり、（ｃ）は（ｂ）に示す排水を所定の時間間隔で（３点）採取し、各々を回分処理したときの各炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の経時変化を示すグラフである。
【図１０】本発明における排水処理方法及び排水処理装置のさらに他の実施の一形態を示すものであって、実排水処理装置の制御例を示す説明図である。
【図１１】上記実排水処理装置の他の制御例を示す説明図である。
【図１２】上記実排水処理装置のさらに他の制御例を示す説明図である。
【図１３】上記実排水処理装置のさらに他の制御例を示す説明図である。
【図１４】上記実排水処理装置のさらに他の制御例を示す説明図である。
【図１５】従来の排水処理装置のシミュレーション装置を示すブロック図である。
【図１６】従来の他の排水処理装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４８】
最初に、本実施の形態の排水処理装置の構成について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施の形態の排水処理装置の構成を示すブロック図である。
【００４９】
本実施の形態の排水処理装置１は、下水又は有機性の工場排水等の有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法を用いて処理するものであり、図２に示すように、実排水処理装置１０と、この実排水処理装置１０から分岐して設けられたミニチュアシミュレーション装置２０との２つに大別することができる。
【００５０】
上記実排水処理装置１０は、図２に示すように、排水貯留槽１１と実排水処理槽１２と沈殿槽１３とを備えている。
【００５１】
上記実排水処理装置１０では、実排水処理槽１２に好気性微生物からなる高濃度の活性汚泥を浮遊させ、そこに排水貯留槽１１から有機性の排水を連続的に投入し、散気管１２ａにて曝気して好気性処理する。これにより、有機性の排水は、炭酸ガス（ＣＯ２ ）と水とに分解される。この炭酸ガス（ＣＯ２ ）は、一部は実排水処理槽１２の排水に溶存されると共に、残りは実排水処理槽１２の排水の上面から大気中に放散される。
【００５２】
実排水処理槽１２にて好気性処理された排水及び活性汚泥は、沈殿槽１３に導入される。沈殿槽１３では、活性汚泥が沈澱されると共に、上澄水を分離して取り出すことにより、処理水を得ることができる。上記沈殿槽１３に溜まった汚泥は、返送汚泥として実排水処理槽１２にその一部が戻される一方、余剰汚泥は、廃棄処理等される。
【００５３】
一方、ミニチュアシミュレーション装置２０は、図２に示すように、例えば１リットル程度の大きさのミニチュアシミュレーション槽２１、図示しない攪拌機、曝気手段としてのエアーポンプ２３、ガス流量計２４、実排水供給手段としての液送ポンプ２５、実汚泥供給手段としての汚泥ポンプ２６、及び炭酸ガス濃度測定手段としての炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７を有している。尚、ミニチュアシミュレーション槽２１の容量は、他の大きさでもよい。
【００５４】
上記ミニチュアシミュレーション装置２０では、ミニチュアシミュレーション槽２１に、例えば工場排水を貯留する実排水処理装置１０の排水貯留槽１１からの排水を液送ポンプ２５にて連続的又は間欠的に供給すると共に、実排水処理装置１０の沈殿槽１３からの汚泥を、汚泥返送管２６ａを通して所定量連続的に汚泥ポンプ２６にて供給する。
【００５５】
そして、ミニチュアシミュレーション槽２１においては、下方よりエアーポンプ２３にてエアーによる曝気手段としての散気管２１ｃを介して曝気を行う。このときのエアー供給量は、ガス流量計２４にて管理される。
【００５６】
これにより、ミニチュアシミュレーション槽２１の内部では、実排水処理槽１２と同様の生物による有機物分解反応が起こる。反応後、処理水を含む汚泥は、流入した排水の排水量及び汚泥量に応じて、ミニチュアシミュレーション槽２１から押し出されることによって、ミニチュアシミュレーション槽２１の槽内の液量バランスが保たれ、連続的な処理がなされる。
【００５７】
このミニチュアシミュレーション装置２０を使用することによって、ミニチュアシミュレーション槽２１の槽内において、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２の槽内と同様の反応が起こる。つまり、供給された排水中の有機物が汚泥中の細菌で分解される際に生成する炭酸ガス（ＣＯ２ ） を排出する反応が起こる。このため、炭酸ガス（ＣＯ２ ）は、ミニチュアシミュレーション槽２１内の大気中に排出される。ここで、ミニチュアシミュレーション槽２１には処理水含有汚泥越流口が設けられており、この処理水含有汚泥越流口は大気に開放状態となっている。したがって、ミニチュアシミュレーション槽２１内の大気中に排出された炭酸ガス（ＣＯ２ ）は順次拡散し、細菌の有機物分解度合いに応じた連続的な変化を示すようになっている。
【００５８】
そして、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０には、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７が設けられている。この炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７は、例えば、炭酸ガス（ＣＯ２ ）が赤外線を吸収する性質を利用して、測定する空気の一方から赤外線のビームを照射し、もう一方で照射した赤外線がどの程度減衰したかを測定することによって、発光部と受光部の間にある炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定する仕組みになっている。測定に要する時間は数秒である。
【００５９】
この結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７にて、ミニチュアシミュレーション槽２１を通過した排気ガス中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）を容易に短時間で測定することができる。このため、排気ガス中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）の測定値から通常の大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を差し引けば、ミニチュアシミュレーション槽２１の処理水上面の大気中に放散される炭酸ガス（ＣＯ２ ）を算出することができる。
【００６０】
したがって、わざわざ実排水処理装置１０の全体を覆蓋して炭酸ガス（ＣＯ２ ）を測るというような大掛かりな作業・設備なくして、実排水処理槽１２での微生物の代謝状態を、直接的かつ連続的に、リアルタイムで把握することができるようになる。
【００６１】
すなわち、ミニチュアシミュレーション装置２０の特徴は、ミニチュア版のミニチュアシミュレーション槽２１にて実排水処理装置１０の実排水処理槽１２を再現した上で、反応に伴う直接的な指標である炭酸ガス（ＣＯ２ ）を検知することにあり、取り扱い及び機器構成がシンプルである点が魅力的である。
【００６２】
尚、ミニチュアシミュレーション槽２１の反応槽水は、流入口からの流入分だけ、ミニチュアシミュレーション槽２１の流出口から押し出される。このため、常にミニチュアシミュレーション槽２１内の液量バランスは一定に保たれ、連続的（間欠供給の場合は回分的）処理がなされる仕組みになっている。
【００６３】
（ミニチュアシミュレーション装置において、実排水処理槽における炭酸ガス（ＣＯ２ ）の濃度を測定することの有効性）
ところで、実排水処理槽１２にて発生する炭酸ガス（ＣＯ２ ）を測定する場合、現実的には、以下の問題が存在する。この問題を、図３及び図４に基づいて説明する。図３は、活性汚泥法による排水処理装置における空気供給と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生との関係を示す模式図である。また、図４（ａ）は理想系での活性汚泥法による排水処理槽における空気供給と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生との関係を示す模式図であり、図４（ｂ）は現実での活性汚泥法による排水処理槽における空気供給と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生との関係を示す模式図である。
【００６４】
すなわち、図３に示すように、下方から一定流量で空気を供給する場合、理想系においては、反応槽内で発生する炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量が変化しない限り、上部で検知される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度も変化しない。そして、このような反応槽を３つ並設した場合においても、図４（ａ）に示すように、どのポイントにおいても空気が真上に浮上し、その結果、各反応槽内で発生する炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量は同じ値である。
【００６５】
しかしながら、現実には、反応槽内の液中においては乱流が発生しており、空気は真上には浮上しない。この結果、図４（ｂ）に示すように、同じ有機物分解反応が反応槽内で起こっていても、下方からの空気で希釈される倍率が各々の場所で異なっているので、検知される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度も変わってしまう。この結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度は反応槽の上面の各位置でバラつきが発生するので、反応槽の上面における各位置での炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の測定値には信頼性がない。
【００６６】
この問題に関して、例えば、曝気槽における処理水の流下方向に複数の捕集器を配置して、曝気槽の空気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）を捕らえる方法が存在するが、現実には、処理水の流下方向に沿って旨く炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を把握することはできないと考えられる。
【００６７】
また、例えば、処理槽内における大気相での１点での二酸化炭素濃度検出手段による検出では、処理槽内の二酸化炭素濃度の平均を求めているとすることはできない。
【００６８】
さらに、実際の曝気槽での溶存炭酸ガス濃度ではなく、曝気槽から採取した排水の一部と汚泥の一部を反応容器内に導入して溶存炭酸ガス濃度を測定する方法においては、曝気しない限り、曝気槽の状態を再現しているとはいい難い。さらに、大気に排出された炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測るのではなく溶存炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測る方法では、センサ部が水中に浸漬しているため、検知面の汚濁による出力値の変動が懸念される。
【００６９】
これに対して、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０では、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２への実排水と該実排水処理槽１２から排出された実汚泥とを連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、該ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応（≒炭酸ガス（ＣＯ２ ）の排出）に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定する。
【００７０】
この結果、本実施の形態では、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２への実排水と該実排水処理槽１２から排出された実汚泥とを連続的に供給した上で曝気を行っている。このため、ミニチュアシミュレーション槽２１での処理は、曝気により酸素供給がなされるので、実排水処理槽１２と同様の好気性処理が行われ、実排水処理槽１２での処理を再現しているといえる。
【００７１】
（ミニチュアシミュレーション装置を用いたシミュレーション）
ここで、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０では、排水及び汚泥の供給量に関しては、１通りの条件ではなく、数通りの条件で測定を実施するようになっている。これにより、排水及び汚泥の供給量に関して複数のデータを取得し、それらデータを比較することによって、観測時点における実排水処理装置１０の実排水処理槽１２での有機物に対する許容限界を予測することができるようになる。また、この情報を利用することによって、実排水処理装置１０の運転操作の適正化も可能となる。
【００７２】
ところで、上述したように、ミニチュアシミュレーション槽２１への排水及び汚泥の供給方法に関しては、「連続供給」と「間欠供給」との２種類がある。
【００７３】
本実施の形態では、それぞれの場合においてシミュレーションを行い、以下の運転操作を行うものとなっている。具体的な各種のミニチュアシミュレーション装置２０の構成及びシミュレーション方法について、図１、図２及び図５〜図７に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の排水処理装置１の構成を示すブロック図である。図５（ａ）は排水貯留槽内における排水中の有機物濃度の時間的変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は連続供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕があるときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との関係を示すグラフであり、図５（ｃ）は連続供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕がないときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との関係を示すグラフである。また、図６（ａ）は排水貯留槽内における排水中有機物濃度の時間的変化を示すグラフであり、図６（ｂ）は間欠供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との関係を示すグラフであり、図６（ｃ）は間欠供給方式において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕があるときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量（積算値）との関係を示す棒グラフであり、図６（ｄ）は間欠供給方式において、において、ミニチュアシミュレーション槽への流量を変化させた場合に、処理能力に余裕がないときの各流量と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量（積算値）との関係を示す棒グラフである。さらに、図７（ａ）は実排水を用いて回分処理したときの発生ガス中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の時間変化を測定するためのミニチュアシミュレーション装置の構成を示すブロック図であり、図７（ｂ）はミニチュアシミュレーション装置での実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の時間変化を示すグラフである。
【００７４】
最初に、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水流量のコントロールを目的とした連続供給（連続処理）でのシミュレーションについて、図１に基づいて説明する。
【００７５】
連続供給（連続処理）において、排水及び汚泥の供給量の操作条件を例えば３種類とする場合には、図１に示すように、前記図２に示すミニチュアシミュレーション装置２０を３系列用意する。具体的には、第１ミニチュアシミュレーション装置２０Ａ（以下、「第１ＭＳ装置２０Ａ」という。）、第２ミニチュアシミュレーション装置２０Ｂ（以下、「第２ＭＳ装置２０Ｂ」という。）、第３ミニチュアシミュレーション装置２０Ｃ（以下、「第３ＭＳ装置２０Ｃ」という。）との３系列を用意する。
【００７６】
上記第１ＭＳ装置２０Ａ・第２ＭＳ装置２０Ｂ・第３ＭＳ装置２０Ｃには、各々独立した流量コントローラ付きのポンプが設置されている。尚、本実施の形態では、ミニチュアシミュレーション装置２０を例えば３系列用意しているが、必ずしもこれに限らず、より多くの系列を使用することが可能である。ただし、系列は、多ければ多い程精度向上に繋がるものの、コスト及びスペースのバランスを考慮した上で系列数を選定すべきである。
【００７７】
上記構成の第１ＭＳ装置２０Ａ・第２ＭＳ装置２０Ｂ・第３ＭＳ装置２０Ｃを用いたシミュレーションについて、以下に説明する。
【００７８】
まず、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２へ供給されている現状の排水及び返送汚泥の実流量を測定し、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２とミニチュアシミュレーション槽２１との縮尺比率（容量比率）を乗じた各々の基準流量を導き出す。この基準流量を排水量及び返送汚泥流量の基準とするが、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水量のコントロールを目的とする場合、ミニチュアシミュレーション槽２１への汚泥流量は固定因子とし、排水量を変量因子として操作する。例えば、汚泥の供給流量は第１ＭＳ装置２０Ａ・第２ＭＳ装置２０Ｂ・第３ＭＳ装置２０Ｃの全てにおいて基準流量に固定させる。そして、供給する排水量については、第１ＭＳ装置２０Ａには基準流量よりも１．５倍多い流量Ａを供給し、第２ＭＳ装置２０Ｂには基準流量である流量Ｂを供給し、第３ＭＳ装置２０Ｃには基準流量よりも１／２少ない流量Ｃをミニチュアシミュレーション槽２１へそれぞれ供給する。これによって、図５（ａ）に示す排水貯留槽１１内の排水中有機物濃度の時間的変化に対して、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、３通りのデータが得られる。
【００７９】
ここで例えば、ミニチュアシミュレーション槽２１に流入させた全ての排水パターンに対して、生物の処理能力に余裕があれば、図５（ｂ）に示すように、発生炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の瞬時値の関係が略比例傾向を示す。逆に、処理能力に余裕がなく、基準流量よりも多い流量Ａにおいて負荷限界域に達していれば、図５（ｃ）に示すように、流量Ａにおいて処理が頭打ちとなる傾向が得られることになる。尚、排水種、又は処理の水理学的滞留時間によって、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の瞬時値で比較するべきか、又は時間単位での炭酸ガス（ＣＯ２ ）積算値で比較すべきか等が異なる上、排水中の有機物濃度と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量との相関関係が単純比例ではない場合もあるが、現場に応じて比較のためのアルゴリズムを統一すれば特に問題はない。
【００８０】
このような傾向の違いを観察することによって、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２における、観察時点での有機物に対する許容負荷量が把握できる。また、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２とミニチュアシミュレーション装置２０のミニチュアシミュレーション槽２１との縮尺比率（容量比率）から逆算すれば、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水供給量がコントロール可能となる。
【００８１】
また、ここでは排水流量の制御を目的に説明を行ったが、同様に返送汚泥流量、溶存酸素量、温度等の制御にも本概念は流用可能である。
【００８２】
（間欠供給（回分処理）でのシミュレーション）
間欠供給（回分処理）の場合は、図２に示す１台のミニチュアシミュレーション装置２０を使用して回分処理を行うことができる。尚、回分処理の場合も連続処理と同様に複数のミニチュアシミュレーション装置２０を設置してもよい。ただし、排水性状の変化が時間的に緩やかな場合は１台のみを利用する方が、コスト・スペース面で有利となり、それが連続処理との大きな違いであり、メリットとなる。
【００８３】
ここでも説明を簡略化するため、ミニチュアシミュレーション装置２０を実排水処理装置１０への排水流量のコントロールを目的として、ミニチュアシミュレーション装置２０を１台のみ使用する場合を例に説明する。
【００８４】
まず、連続供給（連続処理）でのシミュレーションと同様に、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水及び返送汚泥の実流量を測定し、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２とミニチュアシミュレーション装置２０のミニチュアシミュレーション槽２１との縮尺比率（容量比率）を乗じた流量を基準流量と決めた後、以下の処理を行う。
（ア）排水と汚泥とをミニチュアシミュレーション槽２１に所定の流量で供給する。
（イ）所定時間又は所定量に達した時点でミニチュアシミュレーション槽２１への排水
と汚泥との供給を止める。
（ウ）曝気を行い、バクテリアによる有機物の分解処理の際に発生する炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定する。
（エ）曝気及び発生炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の測定を中断する。
（オ）ミニチュアシミュレーション槽２１内の汚泥含有水を全て排出する。
【００８５】
上記（ア）〜（オ）の工程を数回繰り返して１バッチとする。尚、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水流量のコントロールを目的とする場合、連続処理と同様に、ミニチュアシミュレーション槽２１への汚泥流量は固定因子とし、排水流量を変量因子として操作する。
【００８６】
つまり、上記（ア）のミニチュアシミュレーション槽２１への排水と汚泥との供給流量について、全サイクルにおいて汚泥流量は基準流量に固定し、併せて供給する排水流量についてのみ変動させる必要がある。
【００８７】
例えば、３サイクル（３通りの排水流量パターン）を１バッチとした場合を説明すると、例えば、１サイクル目では、排水供給量を基準流量よりも１．５倍多い流量Ａに設定し、２サイクル目では基準流量の流量Ｂに設定し、３サイクル目では基準流量よりも１／２少ない流量Ｃに設定した後、それぞれを順に供給する。
【００８８】
この結果、図６（ａ）に示す排水貯留槽１１内の排水中有機物濃度の時間的変化に対して、図６（ｂ）に示すように、３通りのデータが得られる。
【００８９】
ここで、例えば、全てのサイクルでの投入有機物量に対して、ミニチュアシミュレーション槽２１内の生物が処理能力に余裕があれば、図６（ｃ）に示す棒グラフのように、排水供給流量と所定時間内の炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量（積算値）との関係が略比例傾向を示す。逆に、処理能力に余裕がなく、基準流量よりも多い流量Ａにおいて負荷限界域に達していれば、図６（ｄ）に示す棒グラフのように流量Ａにおいて処理が不十分である傾向が得られることになる。尚、排水種、又は処理時間によって、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度のピーク値で比較するべきか、又は時間単位での炭酸ガス（ＣＯ２ ）積算値で比較すべきか等が異なる上、排水中の有機物濃度と炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量との相関関係が単純比例ではない場合もあるが、現場に応じて比較のためのアルゴリズムを統一すれば特に問題はない。
【００９０】
このような傾向の違いを観察することによって、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２における、観察時点での有機物に対する許容負荷量が把握できる。また、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２とミニチュアシミュレーション装置２０のミニチュアシミュレーション槽２１との縮尺比率（容量比率）から逆算すれば、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水供給量がコントロール可能となる。
【００９１】
また、連続処理と同様に、ここでは実排水処理装置１０の実排水処理槽１２への排水流量制御を目的に説明を行ったが、同様に返送汚泥流量、溶存酸素量、温度等の制御にも本概念は流用可能である。
【００９２】
以上が、連続供給と間欠供給との基本的な操作方法である。
【００９３】
ここで、一実施例として、某工場での実排水を用いて図７（ａ）に示すミニチュアシミュレーション装置２０にて回分処理したときの発生ガス中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の時間変化を図７（ｂ）に示す。
【００９４】
図７（ｂ）に示すように、有機性排水の回分処理における炭酸ガス（ＣＯ２ ）の発生挙動は、２つのピークが出現するのが一般的である。尚、ピークの大きさ、ピーク発生開始時期、及び発生期間等は排水種・処理条件等によって様々である。排水種・処理条件によってはさらに複数のピークが出現する可能性はあるが、ここでは２つのピークが出現する場合について説明する。
【００９５】
理想としては、２つ目のピーク減衰完了までの期間を処理時間に設定し、その間に発生した炭酸ガス（ＣＯ２ ）量を基に相対量を判断するのが最も望ましい。この判断に長時間を要する場合は、一つ目のピークだけで判断したり、所定の時間内の積算値により、傾向を把握したりすることが望ましい。したがって、このような処理特性を把握した上で、連続供給型にするべきか、間欠供給型するべきかを選定すべきである。
【００９６】
尚、以下の処置は、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０の測定精度を向上させるために有効な手段である。必ずしも必要ではないが、可能であれば考慮することが望ましい。
【００９７】
（１）排水サンプリング位置
排水のサンプリング位置に関しては特に問わない。しかし、排水貯留槽１１が複数段ある場合又はその容量が大きい場合、できるだけ上流側で採取することによって、排水の変動傾向を早く掴むことができる。逆に、下流側で採取する場合は、実排水処理槽１２の直近であることから、より実状に近いデータを取得できるが、滞留時間分だけデータの入手が遅れる（制御に使用する場合の遅れ時間に影響する）。このような理由から、サンプリング位置は、目的に応じて使い分けることが望ましい。
【００９８】
（２）ミニチュアシミュレーション槽の実排水処理槽への浸漬
生物反応において、水温は重要な因子である。その水温を安定化させるために、ミニチュアシミュレーション槽２１を実排水処理装置１０の実排水処理槽１２の水面付近に浸漬させることが好ましい。これにより、水温を実排水処理装置１０の実排水処理槽１２に合わせることが可能となる。勿論、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２における水温を測定した上で、ミニチュアシミュレーション槽２１の水温をヒーター又は冷却機等を使用してコントロールしてもよいが、コスト及び安定性の点から浸漬する方が効率的である。
【００９９】
（３）ミニチュアシミュレーション槽へのエアー供給流量の保持
基本的には、エアー供給流量が不安定であってもその流量値の経時変化を把握しておけば、有機物分解量の時間的変化を追うことは可能である。しかし、マスフローコントローラ等により流量を一定に保持しておく方が、データ処理が容易になる上、処理状態の変化を直感的に把握し易くなるという利点がある。
【０１００】
（４）大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度測定
本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０において、炭酸ガス（ＣＯ２ ）レスの空気ボンベを使う場合はこの限りではないが、エアーポンプにて大気を圧縮してミニチュアシミュレーション槽２１に空気供給する場合、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の計測値は、大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度と有機物分解由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との合算値を示すため、エアーポンプの吸込口の濃度を連続的に測定し、ベースライン補正を行うことが必須となる。ここで、大気の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度は、例えば天候、周辺の人の呼吸等における測定環境の変化により常に変動する。
【０１０１】
そこで、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の計測に際しては、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサを２台用意し、一方で大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ） 濃度を測定し、他方でミニチュアシミュレーション槽２１から排出される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定し、その差分を有機物由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度と判断することが好ましい。これにより、同時に、大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度と有機物分解由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度とを測定することができる。
【０１０２】
尚、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサを節約するために、１台の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサへの流路をバルブ操作で切り替えることができる。この結果、大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度とミニチュアシミュレーション槽２１からの排出炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との測定を適当な頻度で交互に繰り返すことにより、その差分により、有機物由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を導き出すことが可能となる。
【０１０３】
（５）測定ガスの湿度除去
炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサの原理及び特性にもよるが、湿度が高い領域では、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサの測定精度が低下することが一般的である。このため、例えば冷却又は中空糸等を利用したもの等の何らかの除湿機をミニチュアシミュレーション槽２１から炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサまでの炭酸ガス（ＣＯ２ ）供給ラインに付加して、ガス中の水分を除去しておくことが望ましい。
【０１０４】
（６）ＤＯ（溶存酸素）計の付加
ミニチュアシミュレーション槽２１内にＤＯが過不足なく存在する場合は問題ないが、特にＤＯ＜１ｍｇ／Ｌでは、バクテリアが呼吸不足となり有機物分解処理が不十分に陥っている可能性があり、測定精度にも影響する。
【０１０５】
そこで、この状態を避けるために、ミニチュアシミュレーション槽２１内のＤＯ濃度を測定し、エアー供給量を過不足なくするためのＤＯコントローラを付加することが望ましい。
【０１０６】
（７）洗浄機構の付加
ミニチュアシミュレーション槽２１内はバイオフィルムが発生し易い環境となっている。そこで、ブラッシング、攪拌又はエアー噴き付け等による洗浄機構を備えることが望ましい。洗浄機構は、処理精度向上に有効である。
【０１０７】
（８）排気ガス吸引ポンプの付加
ミニチュアシミュレーション槽２１内には、下方からの曝気により連続的にエアーが供給されるため、基本的には自然に炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７へ排気ガスは流れるが、例えばサンプリング配管が長くなり、圧損が大きくなる等の場合には、必要に応じて、ミニチュアシミュレーション槽２１と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７との間に、吸引ポンプを設けることが望ましい。
【０１０８】
ここで、本実施の形態では、このようなミニチュアシミュレーション槽２１の大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定した後、このミニチュアシミュレーション装置２０からの炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の出力を基に、実排水処理槽１２への排水流入量、曝気量、汚泥返送率、及び水温等の操作条件を自動制御して管理するようになっている。具体的には、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が低いときには、例えば、生物の活性が低下していると捉え、排水流入量を少なくしたり、曝気量を多くしたり、汚泥返送率を上げたり、或いは水温を上げたりする。尚、具体的な制御方法については、後述する。
【０１０９】
このように、本実施の形態の排水処理方法は、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法を採用している。そして、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２に供給される実排水と実排水処理槽１２から排出された実汚泥とを、少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件をそれぞれ変えて、連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、ミニチュアシミュレーション槽２１槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定する。
【０１１０】
すなわち、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法においては、従来、実排水処理装置における実排水処理槽の処理状態をシミュレーションする際に、現存する例えば紫外線吸光度法を利用した有機汚濁モニタ、連続式ＴＯＣ計、バイオセンサー型ＢＯＤ計等の計器でもある程度のシミュレーションは可能であった。しかし、有機物の処理状態を示す直接的な指標ではない、又は連続的に測れない等の課題があり、双方を十分に満たす測定器ではなかった。
【０１１１】
これに対して、本実施の形態の排水処理方法では、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２に供給される実排水と実排水処理槽１２から排出された実汚泥とを、少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件をそれぞれ変えて、連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、ミニチュアシミュレーション槽２１槽内の有機物分解反応に伴い大気中に排出された炭酸ガス濃度を測定する。
【０１１２】
すなわち、本実施の形態では、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２への実排水と実汚泥とを連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行っている。このため、ミニチュアシミュレーション槽での処理は、曝気により酸素供給がなされるので、実排水に対して好気性処理が行われ、実排水処理槽での処理を少なくとも実排水流量、実汚泥量、曝気量、温度とのいずれか１以上の制御因子の条件を変えて炭酸ガス濃度を測定することにより、実排水処理槽１２での有機物処理のシミュレーションが可能となる。
【０１１３】
したがって、実排水処理槽１２における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理方法を提供することができる。
【０１１４】
また、本実施の形態の排水処理装置１は、実排水処理槽１２とは別にミニチュアシミュレーション槽２１槽が設けられている。そして、排水処理装置１には、実排水処理槽１２への実排水をミニチュアシミュレーション槽２１に連続的又は間欠的に供給する実排水供給手段としての液送ポンプ２５と、実排水処理槽１２から排出された実汚泥を連続的に供給する実汚泥供給手段としての汚泥ポンプ２６と、ミニチュアシミュレーション槽２１を曝気する曝気手段としてのエアーポンプ２３及び散気管２１ｃと、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定手段としての炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７とが備えられている。
【０１１５】
上記の構成によれば、実排水処理槽１２での活性汚泥処理を、ミニチュアシミュレーション槽２１にてシミュレーションすることができる。また、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７にて、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定することにより、実排水処理槽１２における有機物の処理状態をシミュレーションすることができる。
【０１１６】
したがって、実排水処理槽１２における有機物の処理条件を適切に検討し得る排水処理装置１を提供することができる。
【０１１７】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図８及び図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１１８】
前記実施の形態１の排水処理方法及び排水処理装置１では、ミニチュアシミュレーション装置２０のミニチュアシミュレーション槽２１に排水と返送汚泥との両方を供給していた。しかしながら、本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置２では、ミニチュアシミュレーション装置２０のミニチュアシミュレーション槽２１には、排水しか供給されていない点が異なっている。
【０１１９】
本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置について、図８及び図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に基づいて説明する。図８は、本実施の形態の排水処理装置２の構成を示すブロック図である。図９（ａ）は図９（ｂ）に示す排水貯留槽１１内における排水をミニチュアシミュレーション装置２０Ｄに連続供給したときの炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の経時変化を示すグラフであり、図９（ｂ）は排水貯留槽内における排水の有機物濃度の経時変化を示すグラフであり、図９（ｃ）は（ｂ）に示す排水を所定の時間間隔で（３点）採取し、各々を回分処理したときの各炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の経時変化を示すグラフである。
【０１２０】
本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置２では、図８に示すように、前記実施の形態１にて説明した図２に示す排水処理装置１に比べて、実排水処理装置１０の沈殿槽１３からミニチュアシミュレーション装置２０Ｄのミニチュアシミュレーション槽２１への返送汚泥の供給がない。
【０１２１】
この結果、本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置２は、図８に示すように、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理装置１０内の下水又は工場排水を貯留する排水貯留槽１１からの排水を所定量連続又は間欠的に供給し、下方から散気管２１ｃを介してエアー曝気を行うものとなっている。これによって、ミニチュアシミュレーション槽２１内で生物（バクテリア）による有機物の分解反応が起こり、その反応に伴い発生する炭酸ガス（ＣＯ２ ）の濃度の時間的変化、又は所定時間内の累積を算出することによって、対象排水中の有機物量の挙動を捉えることができるものとなっている。尚、対象排水中の有機物量の挙動は、絶対量ではなく、生物分解に関わる有機物量の相対的な変化を言う。
【０１２２】
ここで、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０におけるミニチュアシミュレーション槽２１内に意図的に活性汚泥を添加する系を追加することは可能である。しかし、工場から排水貯留槽１１までの過程において既に排水中に有機物処理の基となるバクテリア（種菌）が繁殖しているため、敢えて活性汚泥の添加は必要ない。
【０１２３】
また、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０におけるミニチュアシミュレーション槽２１内の反応槽水は、流入口からの流入分だけ、ミニチュアシミュレーション槽２１の反応槽流出口から押し出されるため、常にミニチュアシミュレーション槽２１内の液量バランスは一定に保たれ、連続的（間欠供給の場合は回分的）処理がなされる仕組みになっている。
【０１２４】
ここで、排水貯留槽１１の有機物濃度が、図９（ｂ）に示すものとなっている場合に、連続処理の場合は、図９（ａ）に示す炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の経時変化を得ることができる。この場合、ミニチュアシミュレーション槽２１の容積（Ｖ）を、ミニチュアシミュレーション槽２１に供給する排水流量（Ｑ）で除した値が水理学的滞留時間（ＨＲＴ＝Ｖ／Ｑ）に相当するが、対象となる排水の特性に応じた流量調整を行うことによって、各現場の排水種に対して適正なＨＲＴを設定することができる。例えば、「無機化反応が速い検水の場合は、ＨＲＴを短くする」、「無機化反応が遅い検水の場合は、ＨＲＴを長くする」等の操作である。
【０１２５】
また、図９（ｃ）に示すように、回分処理の場合は、所定のサイクル（時間間隔）において、下記の（ア）〜（オ）の工程を繰り返す。
（ア）排水をミニチュアシミュレーション槽２１に供給する。
（イ）所定量に達した時点でミニチュアシミュレーション槽２１への排水の供給を止める。
（ウ）曝気を行い、バクテリアによる有機物の分解処理の際に発生する炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定する。
（エ）曝気及び発生炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の測定を中断する。
（オ）ミニチュアシミュレーション槽２１内の排水を排出する。
【０１２６】
このうちの（ウ）の処理時間つまり曝気時間を、各現場の排水種に対して適正な時間を設定することができる。このサイクル毎の炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量の積算値又は炭酸ガス（ＣＯ２ ）の発生パターン等を比較することによって、排水中の有機物濃度のサイクル単位での挙動を把握することが可能となる。
【０１２７】
ここで、本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置２では、ミニチュアシミュレーション槽２１においては、実排水処理装置１０の実排水処理槽１２とはバクテリア濃度が異なり、生物の吸着作用や自己分解作用が少ないことから、実排水処理槽１２内と同等な反応が起こるわけではない。しかし、実排水処理装置１０に流入する排水の有機物濃度の挙動を、直接的に、かつ簡便に観測できることがメリットである。また、同概念を用いて、沈殿槽１３からの越流水である処理水への適用も可能である。これにより、処理水中の有機物濃度の把握に代用できる。また、同概念を用いて、図示しない汚泥貯留槽等の汚泥への適用も可能である。その場合は、排水の代わりに、実排水処理装置１０の汚泥貯留槽等の汚泥が充填されている槽に汚泥を供給することによって、汚泥の自己分解の度合いを把握する等に代用できる。
【０１２８】
尚、以下の処置は、本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０Ｄの測定精度を向上させるために有効な手段である。必ずしも必要ではないが、可能であれば考慮することが望ましい。
【０１２９】
（１）排水サンプリング位置
排水のサンプリング位置に関しては特に問わない。しかし、排水貯留槽１１が複数段ある場合又はその容量が大きい場合、できるだけ上流側で採取することによって、排水の変動傾向を早く掴むことができる。逆に、下流側で採取する場合は、実排水処理槽１２の直近であることから、より実状に近いデータを取得できるが、滞留時間分だけデータの入手が遅れる（制御に使用する場合の遅れ時間に影響する）。このような理由から、サンプリング位置は、目的に応じて使い分けることが望ましい。
【０１３０】
（２）実排水処理装置の実排水処理槽への有機物負荷変動把握
本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置２と併せて、実排水処理装置１０の排水貯留槽１１から実排水処理槽１２への流量を測定することによって、流入負荷の傾向を把握することができる。このため、運転操作の都合上、排水貯留槽１１と実排水処理槽１２との間に流量計を設置することが望ましい。
【０１３１】
（３）排水のｐＨ調整
採取する排水のｐＨが中性領域から大きく外れる場合は、ミニチュアシミュレーション槽２１に中和装置を取り付けて中和することが望ましい。ｐＨの挙動は、生物反応に影響する上、特に、アルカリ性の領域では、炭酸ガス（ＣＯ２ ）が液中にトラップされてしまうので、精度に悪影響を与える可能性が高い。したがって、中和することが望ましい。
【０１３２】
尚、バッファ効果を持つ汚泥を大量に添加することによって中和させる方法もあるが、装置構成の複雑化又は／及び大型化する傾向があるので、好ましくはない。
【０１３３】
（４）ミニチュアシミュレーション槽の水温調整
生物反応において、水温は重要な因子である。特に、排水貯留槽１１の容量が小さい場合は、工場からの排水温度が排水貯留槽１１の温度変化にダイレクトに影響するため、ミニチュアシミュレーション槽２１内の水温も大きく左右される。水温変化は炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量に大きく影響を与えるため、特に、実排水処理槽１２内の処理状態の把握ではなく、排水貯留槽１１内の排水中に含まれる有機物の時間的変化を把握する場合には、常に生物の活性が高い状態に維持されることが望ましく、その点からも適正な温度にコントロールすることが重要である。
【０１３４】
そこで、簡易的に水温を安定化させるために、ミニチュアシミュレーション槽２１を実排水処理装置１０における実排水処理槽１２の水面付近に浸漬させることが好ましい。これにより、ミニチュアシミュレーション槽２１の水温を実排水処理槽１２の水温に合わせることができる。勿論、実排水処理装置１０における実排水処理槽１２の水温を測定した上で、ミニチュアシミュレーション槽２１の水温をヒーター又は冷却機等を使用してコントロールしてもよい。ただし、コスト、安定性の点から上述のように、浸漬する方が効率的である。
【０１３５】
（５）ミニチュアシミュレーション槽への排水供給流量のコントロール
ミニチュアシミュレーション槽２１への供給排水量が一定であれば基本的には問題ない。しかし、より精度を上げるためには、各現場の排水に応じた適正な滞留時間に調整するために、流量コントローラを取り付けるのが望ましい。また、ミニチュアシミュレーション槽２１への排水の供給流量は、連続供給が望ましいが、必要であれば、間欠供給でも構わない。
【０１３６】
（６）ミニチュアシミュレーション槽へのエアー供給流量保持
基本的には、エアー供給流量が不安定であってもその流量値の経時変化を把握しておけば、有機物分解量の時間的変化を追うことは可能である。しかし、マスフローコントローラ等により流量を一定に保持しておく方が、データ処理が容易になる上、処理状態の変化を直感的に把握し易くなるという利点がある。
【０１３７】
（７）大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度測定
本実施の形態のミニチュアシミュレーション装置２０Ｄにおいて、空気ボンベを使う場合はこの限りではないが、エアーポンプにて大気を圧縮してミニチュアシミュレーション槽２１に空気供給する場合、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の計測値は、大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度と有機物分解由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との合算値を示すため、エアーポンプの吸込口の濃度を連続的に測定し、ベースライン補正を行うことが必須となる。ここで、大気の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度は、例えば天候、周辺の人の呼吸等における測定環境の変化により常に変動する。
【０１３８】
そこで、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の計測に際しては、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサを２台用意し、一方で大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定し、他方でミニチュアシミュレーション槽２１から排出される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定し、その差分を有機物由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度と判断することが好ましい。これにより、同時に、大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度と有機物分解由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度とを測定することができる。
【０１３９】
尚、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサを節約するために、１台の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサへの流路をバルブ操作で切り替えることができる。この結果、大気中の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度とミニチュアシミュレーション槽２１からの排出炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度との測定を適当な頻度で交互に繰り返すことにより、その差分により、有機物由来の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を導き出すことが可能となる。
【０１４０】
（８）測定ガスの湿度除去
炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサの原理及び特性にもよるが、一般に湿度が高い領域では、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサの測定精度が低下することが一般的である。このため、例えば冷却又は中空糸等を利用したもの等の何らかの除湿機をミニチュアシミュレーション槽２１から炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度センサまでの炭酸ガス（ＣＯ２ ）供給ラインに付加して、ガス中の水分を除去しておくことが望ましい。
【０１４１】
（９）ＤＯ（溶存酸素）計の付加
ミニチュアシミュレーション槽２１内にＤＯが過不足なく存在する場合は問題ないが、特にＤＯ＜１ｍｇ／Ｌでは、バクテリアが呼吸不足となり有機物分解処理が不十分に陥っている可能性があり、測定精度にも影響する。
【０１４２】
そこで、この状態を避けるために、ミニチュアシミュレーション槽２１内のＤＯ濃度を測定し、エアー供給量を過不足なくするためのＤＯコントローラを付加することが望ましい。
【０１４３】
（１０）洗浄機構の付加
ミニチュアシミュレーション槽２１内はバイオフィルムが発生し易い環境となっている。そこで、ブラッシング、攪拌又はエアー噴き付け等による洗浄機構を備えることが望ましい。洗浄機構は、処理精度向上に有効である。
【０１４４】
（１１）排気ガス吸引ポンプの付加
ミニチュアシミュレーション槽２１内には、下方からの曝気により連続的にエアーが供給されるため、基本的には自然に炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７へ排気ガスは流れるが、例えばサンプリング配管が長くなり、圧損が大きくなる等の場合には、必要に応じて、ミニチュアシミュレーション槽２１と炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７との間に、吸引ポンプを設けることが望ましい。
【０１４５】
このように、本実施の形態の排水処理方法及び排水処理装置２では、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法を採用している。そして、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２に供給される実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行い、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する。
【０１４６】
すなわち、本実施の形態では、ミニチュアシミュレーション槽２１に、実排水処理槽１２への実排水を連続的又は間欠的に供給した上で曝気を行っている。このため、ミニチュアシミュレーション槽２１での処理は、曝気により酸素供給がなされるので、実排水に対して好気性処理が行われ、実排水中の有機物濃度の挙動変化を把握することができる。尚、実排水には、好気性微生物が存在するので、実排水処理槽１２の汚泥をミニチュアシミュレーション槽２１に供給しなくても好気性処理が可能である。
【０１４７】
この結果、実排水の実排水処理槽１２への供給量の調整が可能となる。
【０１４８】
したがって、実排水中の有機物濃度の時間的変化を適切に把握し得る排水処理方法を提供することができる。
【０１４９】
また、本実施の形態の排水処理装置２は、実排水処理槽１２とは別にミニチュアシミュレーション槽２１槽が設けられている。そして、排水処理装置２には、実排水処理槽１２への実排水をミニチュアシミュレーション槽２１に連続的又は間欠的に供給する実排水供給手段としての液送ポンプ２５と、ミニチュアシミュレーション槽２１を曝気する曝気手段としてのエアーポンプ２３及び散気管２１ｃと、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定手段としての炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７とが備えられている。
【０１５０】
上記の構成によれば、実排水の負荷を、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計２７にて、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴い大気中に排出される炭酸ガス濃度を測定することにより、実排水中の有機物濃度の挙動変化を把握することができる。
【０１５１】
したがって、排水貯留槽１１における有機物濃度の時間的変化を適切に把握し得る排水処理装置２を提供することができる。
【０１５２】
〔実施の形態３〕
本発明のさらに他の実施の形態について図１０〜図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１５３】
本実施の形態においては、前記実施の形態１の排水処理装置１におけるミニチュアシミュレーション装置２０及び第１ＭＳ装置２０Ａ・第２ＭＳ装置２０Ｂ・第３ＭＳ装置２０Ｃ、並びに実施の形態２の排水処理装置２のミニチュアシミュレーション装置２０Ｄにて得られたデータに基づいて、実排水処理装置１０を制御する方法について、図１０〜図１４に基づいて説明する。図１０〜図１４は、各種の制御例を示す説明図である。
【０１５４】
（制御例１）
図１０に示すように、ミニチュアシミュレーション装置２０Ｄにて排水貯留槽１１の排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定した結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が高いときには、排水の有機物濃度が高いと判断される。そこで、実排水処理装置１０への制御としては、実排水処理槽１２への供給流量を抑えることができる。
【０１５５】
一方、排水貯留槽１１の排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定した結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が低いときには、排水の有機物濃度が低く、活性汚泥の活動が不充分と判断される。そこで、実排水処理装置１０への制御としては、実排水処理槽１２への供給流量を増加することができる。
【０１５６】
このような制御を行うことにより、実排水処理槽１２での負荷を安定化し、延いては処理状態の安定化を実現することができる。
【０１５７】
尚、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の高い又は低いの基準は、適宜、設定値を設けることが可能である。
【０１５８】
（制御例２）
図１１に示すように、ミニチュアシミュレーション装置２０Ｄにて排水貯留槽１１の排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定した結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が例えば第１設定濃度よりも高いときには、排水の有機物濃度が高いと判断される。そこで、実排水処理装置１０への制御として、実排水処理槽１２への排水の集中した供給を抑えるべく、排水の実排水処理槽１２への供給を分配することができる。尚、第１設定濃度は、適宜、状況を確認して設定することができる。
【０１５９】
このような制御を行うことにより、実排水処理槽１２における負荷の偏りを分散させ、活性汚泥に対して集中的な高負荷に伴う活性汚泥の活性の低下を防止することができる。
【０１６０】
（制御例３）
図１２に示すように、ミニチュアシミュレーション装置２０Ｄにて排水貯留槽１１の排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定した結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が例えば第２設定濃度よりも高いときには、排水の有機物濃度が高いと判断される。そこで、実排水処理装置１０への制御として、別途に設けた排水貯留槽１１の予備タンクに排水を移送することができる。これにより、排水貯留槽１１の高有機物濃度が大量に実排水処理槽１２へ供給されるのを防止することができる。
【０１６１】
一方、排水貯留槽１１の排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度を測定した結果、炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が例えば第３設定濃度よりも低いときには、排水の有機物濃度が低く、活性汚泥の活動が不充分と判断される。そこで、実排水処理装置１０への制御としては、予備タンクの排水を排水貯留槽１１に返送し、実排水処理槽１２への供給流量を増加することができる。尚、第２設定濃度及び第３設定濃度は、適宜、状況を確認して設定することができる。
【０１６２】
このような制御を行うことにより、実排水処理槽１２へ供給される排水の負荷を、排水貯留槽１１側にて調整することが可能となる。
【０１６３】
（制御例４）
上述した制御例１〜制御例３では、排水貯留槽１１における有機物濃度に基づいて、実排水処理装置１０の制御を行った。
【０１６４】
しかし、図１３に示すように、排水貯留槽１１における有機物濃度に関わらず、実施の形態１にて説明したミニチュアシミュレーション装置２０又は第１ＭＳ装置２０Ａ・第２ＭＳ装置２０Ｂ・第３ＭＳ装置２０Ｃにて排水処理をシミュレーションした結果に基づいて、実排水処理装置１０の制御を行うことが可能である。
【０１６５】
具体的には、シミュレーション結果に基づいて、実排水処理槽１２での炭酸ガス（ＣＯ２ ）発生量つまり有機物分解量を一定に保つように、以下の調整を行うことができる。
（α）実排水処理槽１２への排水供給流量を調節する。
（β）実排水処理槽１２の温度を調節する。
（γ）実排水処理槽１２の曝気量を調節する。
【０１６６】
このような制御を行うことにより、実排水処理槽１２の活性汚泥が受ける負荷を安定化することが可能となる。
【０１６７】
（制御例５）
図１４に示すように、ミニチュアシミュレーション装置２０Ｄ及びミニチュアシミュレーション装置２０、又は第１ＭＳ装置２０Ａ・第２ＭＳ装置２０Ｂ・第３ＭＳ装置２０Ｃにて排水処理をシミュレーションした結果に基づいて、排水貯留槽１１における有機物濃度の把握とそれに対する実排水処理槽１２における微生物の活性の把握とから、以下の実排水処理装置１０の制御を行うことが可能である。
（α）実排水処理槽１２への排水供給流量を調節する。
（β）実排水処理槽１２の曝気量を調節する。
（γ）実排水処理槽１２へ薬剤を投与する。
（δ）実排水処理槽１２の温度を調節する。
【０１６８】
上記（β）〜（δ）は、微生物の活性を上げ、処理の許容能力の上限を増加させることが可能となる。尚、薬剤投与とは、例えば、微生物の活性が落ちたと判断されるときに用いられる微生物製剤等である。
【０１６９】
このような制御を行うことにより、実排水処理槽１２の活性汚泥における活性に併せた高度な排水処理を行うことが可能となる。
【０１７０】
尚、本実施の形態においては、これらの制御例１〜制御例５のいずれかを組み合わせた制御を行うことも可能である。
【０１７１】
このように、本実施の形態の排水処理方法では、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水処理槽への供給流量を増減させることが可能である。
【０１７２】
これにより、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス濃度の測定に基づいて、実排水処理槽への制御を行う。
【０１７３】
具体的には、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が高い場合には、実排水処理槽１２への供給流量を抑える一方、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が低いときには、実排水処理槽１２への供給流量を増加する。
【０１７４】
この結果、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度に応じて、実排水処理槽１２での負荷を安定化し、処理状態の安定化を図ることができる。
【０１７５】
また、本実施の形態の排水処理方法では、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の測定に基づいて、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が第１設定濃度よりも高い場合には、排水の実排水処理槽への供給を分配することが可能である。
【０１７６】
これにより、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が第１設定濃度よりも高い場合には、排水の実排水処理槽１２への供給を分配するので、実排水処理槽１２での実汚泥に対する負荷の偏りを分散させ、処理状態の安定化を図ることができる。
【０１７７】
また、本実施の形態の排水処理方法では、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の測定に基づいて、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が第２設定濃度よりも高い場合には、別途に設けた排水貯留槽１１の予備タンクに排水を移送する一方、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が第３設定濃度よりも低い場合には、予備タンクの排水を排水貯留槽１１に返送し、実排水処理槽１２への供給流量を増加することが可能である。
【０１７８】
これにより、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が第２設定濃度よりも高い場合には、別途に設けた排水貯留槽１１の予備タンクに排水を移送する一方、実排水の炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度が第３設定濃度よりも低い場合には、予備タンクの排水を排水貯留槽に返送する。この結果、排水貯留槽１１での負荷変動を抑制することができる。
【０１７９】
また。本実施の形態の排水処理方法では、ミニチュアシミュレーション槽２１内の有機物分解反応に伴って大気中に排出される炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度の測定に基づいて、実排水処理槽１２での有機物分解量を一定に保つように、実排水処理槽１２への排水供給流量、実排水処理槽１２の温度若しくは実排水処理槽１２の曝気量を調節すること、又は薬剤を投与することが可能である。
【０１８０】
これにより、実排水処理槽１２への排水供給流量、実排水処理槽１２の温度若しくは実排水処理槽１２の曝気量を調節し、又は薬剤を投与して、実排水処理槽での有機物分解量を一定に保つようにすることが可能となる。
【０１８１】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明は、有機性排水を生物学的に処理する活性汚泥法による排水処理方法及び排水処理装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１８３】
１      排水処理装置
２      排水処理装置
１０      実排水処理装置
１１      排水貯留槽
１２      実排水処理槽
１２ａ    散気管（曝気手段）
１３      沈殿槽
２０      ミニチュアシミュレーション装置
２０Ａ    第１ＭＳ装置
２０Ｂ    第２ＭＳ装置
２０Ｃ    第３ＭＳ装置
２０Ｄ    ミニチュアシミュレーション装置
２１      ミニチュアシミュレーション槽
２１ｃ    散気管（曝気手段）
２３      エアーポンプ（曝気手段）
２４      ガス流量計
２５      液送ポンプ（実排水供給手段）
２６      汚泥ポンプ（実汚泥供給手段）
２７      炭酸ガス（ＣＯ２ ）濃度計（炭酸ガス濃度測定手段）
【図１】
2013215680.tif 000003
【図２】
2013215680.tif 000004
【図３】
2013215680.tif 000005
【図４】
2013215680.tif 000006
【図５】
2013215680.tif 000007
【図６】
2013215680.tif 000008
【図７】
2013215680.tif 000009
【図８】
2013215680.tif 000010
【図９】
2013215680.tif 000011
【図１０】
2013215680.tif 000012
【図１１】
2013215680.tif 000013
【図１２】
2013215680.tif 000014
【図１３】
2013215680.tif 000015
【図１４】
2013215680.tif 000016
【図１５】
2013215680.tif 000017
【図１６】
2013215680.tif 000018