JP2003326275A - 水の消毒システム及び消毒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物測定装置の測定誤差の影響を受けにく
く、環境面に配慮した消毒システムを提供する。 【解決手段】 消毒システム１８は、処理対象水を消毒
するためのオゾン発生装置２４と、オゾン発生装置２４
の下流側の処理対象水内の微生物数（例えば大腸菌群
数）を測定する測定装置３６とを備える。システム１８
はまた、サンプル水に関して測定装置３６が測定した値
と該測定値に対応したサンプル水内の微生物数の予測最
大値の関係を表すデータを予め有しており、測定装置３
６により処理対象水を測定した測定値から記憶装置に記
憶したデータに基づいて微生物数の予測最大値を求め、
この予測最大値と微生物数の許容基準値とを比較して、
予測最大値が許容基準値を超える場合はオゾン発生装置
２４によりオゾンを発生させて消毒を行い、超えない場
合はオゾンの発生を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水全般の消毒（殺
菌）技術に関し、例えば上水の消毒や下水の二次処理水
や再利用水などの消毒を行う消毒システム及び消毒方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に上水においては、浄水処理場にお
いて河川などから採取した原水を前塩素処理によってア
ンモニア性窒素や鉄分等を除去した後に、凝集処理と急
速ろ過法において懸濁物質を除去した後に後塩素処理で
水中の微生物を消毒するという処理プロセスで行われて
いる。一方下水においては下水処理場において、活性汚
泥法によって有機物やＳＳ（suspended solid)成分を除
去する処理を実行した後に、汚泥の分離を行い、消毒し
てから河川等に放流している。

【０００３】上水、下水のいずれにおいても、その時の
消毒手段は塩素が用いられることが多く、基準値は、上
水において大腸菌群が非検出、一般細菌数１００個/ｍ
Ｌと定められている。一方下水処理場での放流水中の基
準については、大腸菌群数３０００個／ｍＬ以下にする
ように定められている。いずれにおいても微生物の測定
には培養法が用いられており、例えば下水の大腸菌群数
の測定にはデソキシコレート寒天培地法による測定が一
般に行われている。この方法はデソキシコレート寒天培
地上に微生物コロニー（集落）を形成させ、このコロニ
ーの数に基づいて微生物数を計数するといった方法であ
る。この方法は、被測定試料そのものまたは該被測定試
料の希釈液を、寒天培地上に微生物が均一に分散するよ
うに混釈を行い、栄養分を含む培地上で該微生物を培養
することにより各微生物（細胞）を判別可能な大きさの
コロニーにまで増殖させ、コロニー数を計数し、このコ
ロニー数から微生物数を得るといった手法であるが、微
生物の培養を利用しているために一般に測定に２０時間
以上必要であり、迅速な測定手段とは言い難い。従って
実際には塩素の注入率は、この培地法による大腸菌群数
の測定値に応じてではなく、被処理水量、アンモニア濃
度、有機物濃度などを考慮した上で経験的に決定してい
る。

【０００４】近年、この大腸菌群数を迅速に測定して塩
素やオゾンの注入率を制御するという消毒処理システム
がいくつか提案されており、例えば特開平７―２０４６
７１号及び特開２０００―７９３９６号に一例が開示さ
れている。特開平７―２０４６７１号においては、下水
二次処理水の再利用処理施設と処理水利用設備とを連結
する導水渠の中途部にオゾン処理装置を配備し、オゾン
発生装置から処理水中に放散されるオゾンガスの持つ酸
化力と殺菌力によって殺菌、脱臭及び脱色を行うように
した下水再利用システムにおいて、大腸菌群数測定装置
を付設するとともに、オゾン処理装置の下流側に溶存オ
ゾン濃度計を配備し、大腸菌群数測定装置によって測定
された導水渠の上流側の大腸菌群数と、溶存オゾン濃度
計によって測定されたオゾン処理水の溶存オゾン濃度か
らオゾン処理装置に対する注入オゾン率を適宜変更する
ような制御を実施しており、オゾン処理装置にオゾンガ
スが注入されている状態で大腸菌群数が目標値以上であ
った場合に注入オゾン率を高め、オゾン処理装置にオゾ
ンガスが注入されている状態で大腸菌群数が目標値以下
であった場合にはオゾン処理を停止するようになってい
る。また特開２０００―７９３９６号では大腸菌群数、
有機物濃度、アンモニア自動測定装置の値から、データ
処理装置においてあらかじめ設定した演算式により塩素
注入量を決定している。

【０００５】大腸菌群数を迅速に測定する方法としては
特開平４-６４３５８号に一例として開示されている。
ここでは大腸菌群に特異的な酵素であるβ-Ｄ-ガラクト
シダーゼを免疫原として抗体を生成し、その抗体を用い
て大腸菌群を測定する免疫学的測定方法を用いている。
この場合、大腸菌群数は５×１０^４〜５×１０^６個／ｍ
Ｌの範囲で定量可能であるが、実際の下水では１０^２個
／ｍＬオーダーの場合も多いため、その場合はフィルタ
への濃縮操作等が必要となる。しかし抗体は大腸菌群以
外の抗原と反応（交差反応）する可能性があり、特に処
理対象水が下水の場合はその可能性が高く、測定の誤差
要因となる。また低濃度の大腸菌群を測定する場合に濃
縮操作が必要となるため、迅速に測定を完了させるのは
困難であり、従って大腸菌群数の突然の変動に消毒が追
随できない可能性がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先行の消毒システムは
以上のようなものであり、経験的に塩素注入率を決定す
るか、実際に大腸菌群数を測定して測定値から塩素また
はオゾンの注入率を決定している。しかしながら、経験
的に塩素の注入率を決定する場合、処理場の現場では大
腸菌群数の変動に関係なく消毒を完全に行うために、安
全側に過剰注入が行われているため無駄が大きく、さら
に残留している塩素が放流先の環境中で悪影響を及ぼし
ている可能性がある。またデソキシコレート寒天培地法
によって塩素注入率を決定する場合では、大腸菌群数の
測定を迅速に行うことができないため、急激な大腸菌群
数の変動に対応できずに消毒が不完全になり、放流基準
値である大腸菌群数３０００個／ｍＬを上回る可能性が
ある。またいずれの大腸菌群測定装置の大腸菌群数に応
じて塩素またはオゾン注入率を変化または停止させる場
合でも、大腸菌群数測定装置の測定誤差がきわめて大き
いため、実際には塩素またはオゾンの注入率を変化させ
ることは不可能であるといった問題があった。

【０００７】本発明は、上記のような先行のものの問題
点を解決するためになされたものであり、放流先の環境
中に悪影響を及ぼさず、大腸菌群数の急激な変動に対応
可能であり、大腸菌群数測定装置の測定誤差にも影響を
受けにくい消毒システム及び消毒方法を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る消毒システムは、処理対象水を消毒す
る消毒装置と、消毒装置の上流側及び／又は下流側の処
理対象水内の微生物数を測定する測定装置と、サンプル
水に関して測定装置が測定した値と該測定値に対応した
サンプル水内の微生物数の予測最大値の関係を表すデー
タを記憶する記憶装置と、測定装置により処理対象水を
測定した測定値から記憶装置に記憶したデータに基づい
て微生物数の予測最大値を求め、この予測最大値と微生
物数の許容基準値とを比較して、予測最大値が許容基準
値を超える場合は消毒装置により消毒を行い、超えない
場合は消毒装置による消毒を停止する制御装置とを備え
ることを特徴とする。

【０００９】かかるシステムでは、サンプル水に関して
測定装置で測定した値とサンプル水内の微生物数の予測
最大値との関係を予めデータとして有しており、測定装
置の測定誤差を考慮した上で処理対象水内での予測最大
微生物数を求めることで、より安全な消毒を行うことが
できる。

【００１０】放流先の環境中に悪影響を及ぼさない点
で、消毒装置はオゾンを発生することで処理対象水の消
毒を行うのが好ましい。

【００１１】予測最大値は、サンプル水に関して測定装
置が測定した値と、測定誤差の小さい（少なくとも該測
定装置に比べて測定誤差の小さい）別の測定方法により
測定したサンプル水内の微生物数との相関関係図に基づ
いて求められるのが好ましい。この別の測定方法として
培地法を用いるのが好ましい。

【００１２】一実施形態では、測定装置は、微生物の酵
素の活性値を測定し、微生物数を演算する装置である。

【００１３】処理対象水内の微生物数の変動に短期間で
対応するため、測定装置の測定時間は１時間以内が好ま
しく、３０分以内がより好ましい。このために、測定装
置は酵素蛍光法を用いて微生物数を測定するのが好まし
い。

【００１４】一実施形態では、微生物数が大腸菌群数で
あり、酵素はβ―Ｄ―ガラクトシダーゼである。

【００１５】別の実施形態では、微生物数が糞便性大腸
菌群数であり、酵素はβ―Ｄ―ガラクトシダーゼであ
り、前記測定装置は４３℃から４６℃、望ましくは４４
℃から４５℃の酵素活性を測定する。

【００１６】さらに別の実施形態では、微生物数が大腸
菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）数であり、酵
素はβ―Ｄ―グルクロニダーゼである。

【００１７】本発明に係る消毒方法は、消毒装置の上流
側及び／又は下流側の処理対象水内の微生物数を測定装
置により測定し、サンプル水に関して測定装置が測定し
た値と該測定値に対応したサンプル水内の微生物数の予
測最大値の関係を表すデータを取得し、測定装置により
処理対象水を測定した測定値から前記データに基づいて
微生物数の予測最大値を求め、この予測最大値と微生物
数の許容基準値とを比較して、予測最大値が許容基準値
を超える場合は消毒装置により消毒を行い、超えない場
合は消毒装置による消毒を停止することを特徴とする。

【００１８】かかる方法では、サンプル水に関して測定
装置で測定した値とサンプル水内の微生物数の予測最大
値との関係を予めデータとして有しており、測定装置の
測定誤差を考慮した上で処理対象水内での予測最大微生
物数を求めることで、より安全な消毒を行うことができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。

【００２０】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１に係る消毒システムを備えた、下水の二次処理水を
消毒するための下水処理システムの一例を示す構成図で
ある。図２は、本実施形態に係る消毒システムを示す構
成図である。下水処理システム２は、工場、家庭などか
ら排水された汚水に含まれる土砂類を沈殿し取り除く沈
砂槽４と、沈殿が容易な固形物を沈殿させる第１の沈殿
槽６と、汚水に活性汚泥を加えるとともに空気を吹き込
み、微生物の作用により汚物を海綿状にするエアレーシ
ョンタンク８と、活性汚泥処理水１０から重力沈降作用
により海綿状汚泥１２を分離するための第２の沈殿槽１
４と、沈殿槽１４から送られた上澄水１６を消毒する消
毒システム１８を備える。

【００２１】本実施形態に係る消毒システム１８は、オ
ゾンを利用して処理対象水の消毒を行うもので、管渠２
０を介して沈殿槽１４から流入した上澄水１６を一時的
に貯留する消毒槽２２と、オゾン発生装置２４と、オゾ
ン発生装置２４で発生したオゾンを導入管２６を介して
導き、消毒槽２２に高濃度のオゾンを含む気泡２８とし
て導入するための曝気装置（ディフューザ）３０を備え
る。消毒槽２２で消毒された処理対象水３２は、管渠３
４を介して河川などに放流される。オゾン導入管２６
は、オゾンの腐食の対策を施した材料を用いている。デ
ィフューザ３０は、多孔質のものが用いられており、な
るべく小さい気泡を発生する仕様としている。処理対象
水３２内の大腸菌群数は、後述するように、消毒システ
ム１８により放流基準値である３０００個／ｍＬ以下に
抑制されている。

【００２２】消毒システム１８はまた、大腸菌群測定装
置３６と、管渠３４からポンプ３８を介して測定装置３
６に処理対象水を導入する導水管４０と、オゾン発生装
置２４を制御する運転制御装置４２とを有する。

【００２３】大腸菌群測定装置３６は、酵素蛍光法を用
いてβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値から大腸菌群数を
求める原理としてある。詳しくは、処理対象水に含まれ
る大腸菌群が持つβ−Ｄ−ガラクトシダーゼによる酵素
触媒反応を利用して、大腸菌群の数を測定する。基質と
しては蛍光酵素基質である４-メチルウンベリフェリル
−β−Ｄ−ガラクトピラノシド（以下「４−ＭＵＧＡ
Ｌ」と略す）が用いられ、この４−ＭＵＧＡＬは、β―
Ｄ―ガラクトシダーゼの触媒作用により、３７℃の温度
条件において加水分解反応が促進され、蛍光物質である
４−メチルウンベリフェロン（４−ＭＵ）を生成する。
そして、処理対象水における４−ＭＵ濃度を、蛍光光度
計を用いて経時的に測定し、４-ＭＵの生成速度をβ―
Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値として求める。この方法に
よれば、測定は３０分で完了し、大腸菌群数５００個／
ｍＬ以上の測定が可能である。しかし、大腸菌群以外の
微生物でβ−Ｄ―ガラクトシダーゼを持っているものが
自然界に存在していることは既に明らかになっているた
め、例えば大腸菌群ではないエアロモナス属やクルイベ
ラ属が増大すると、大腸菌群のβ−Ｄ―ガラクトシダー
ゼの活性値が実際よりも高く見積もられて測定の誤差要
因となる可能性がある。従って、本発明では、後述する
ように測定値の誤差を鑑みてオゾン発生装置２４の制御
が行われる。なお、酵素蛍光法のさらなる事項について
は、本出願人により出願された特願平１２−１２７４２
２号に記載されている。

【００２４】ポンプ３８は、例えば流量が１〜２Ｌ／ｍ
ｉｎ程度の小型のものが用いられる。

【００２５】運転制御装置４２は、測定装置３６で測定
したβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値に基づいて、オゾ
ン発生装置２４のオゾン発生のＯＮ／ＯＦＦ制御を行
う。詳しくは後述するように、運転制御装置４２は、サ
ンプル水に関して測定装置３６で測定したβ−Ｄ―ガラ
クトシダーゼ活性値と、大腸菌群数の予測最大値との関
係を予めデータとして記憶しており、前記予測最大値が
大腸菌群数の放流基準値である３０００個／ｍＬを超え
た場合にオゾンを発生させ、超えない場合はオゾンの発
生を停止する。

【００２６】なお、運転制御装置４２は、オゾン含有気
体の風量やポンプ３８の制御など消毒システム１８の他
の制御を兼用してもよい。

【００２７】次に消毒システム１８の動作について説明
する。沈殿槽１４で分離され管渠２０を介して消毒槽２
２に導かれた上澄水１６は、消毒槽２２に貯留し、オゾ
ンを用いて消毒され、消毒済処理水３２は管渠３４を介
して河川などに放流される。一方、消毒済処理水３２は
ポンプ３８により導水管４０を介して大腸菌群測定装置
３６に導かれる。運転制御装置４２は、大腸菌群測定装
置３６において測定されたβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活
性値から、サンプル水に関して大腸菌群測定装置３６で
測定したβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値と大腸菌群数
の予測最大値との関係を表すデータに基づいて消毒済処
理水３２内の微生物数の予測最大値を求め、この予測最
大値が大腸菌群数の放流基準値である３０００個／ｍＬ
を超えた場合にオゾンを発生させ、超えない場合はオゾ
ンの発生を停止する。オゾン発生装置２４で発生したオ
ゾンは、消毒槽２２に導入され、その後水中に溶解す
る。溶解したオゾンは大腸菌群や有機物などに速やかに
反応し、消毒が行われる。

【００２８】なお、本実施形態では、微生物数として下
水の放流基準値として定められている大腸菌群数を指標
として用いたが、その他の微生物を指標としても同様で
あり、下記の実施形態に示すように、本発明はこれに限
定されるものではない。大腸菌群数以外のその他の微生
物の指標としては糞便性大腸菌群数（実施の形態３）、
大腸菌数（実施の形態４）、一般細菌数などがある。

【００２９】本発明者らは、消毒前の二次処理水の大腸
菌群数を実際に経時的に１年間にわたり実際に測定し
た。図３は実際の下水処理場から消毒前の二次処理水を
１回／週〜１回／月の頻度でプラスチック瓶に採取し
て、実験室に持ち帰りデソキシコレート寒天培地法によ
り測定した結果である。図に示すように大腸菌群数は大
部分が放流基準値の３０００個／ｍＬ以下であり、平均
値はおよそ１０００個／ｍＬ程度であるが、２０００年
７月において突発的に６０００個／ｍＬに達しており、
これは降雨によって流入水が増加した影響であった。降
雨によって大腸菌群数が急上昇する現象はこの他にも何
点か観察されている。図からわかるように大腸菌群数は
消毒前でも通常時は３０００個／ｍＬ以下と考えてよい
が、降雨その他の原因により突発的に高濃度になってい
ることから、消毒に際してはこの突発的に上昇する場合
についてのみ消毒を行えばよいことになる。より詳細に
降雨の場合の大腸菌群数の時間的変化について調べた結
果を図４に示す。

【００３０】図４は、降雨開始から１時間毎に大腸菌群
数を経時的に取ったもので、大腸菌群数は降雨直後に突
発的に１０００００個／ｍＬを超え、一旦下降するが、
再び増加して６時間後に降雨が停止すると、その後はな
だらかに減少して、降雨開始から１２時間後には３００
０個／ｍＬ以下になり、さらに１２時間後には２０００
個/ｍＬ以下になるという結果が得られている。

【００３１】このように、処理対象水（処理下水）の変
動は通常は極めて緩やかで、放流基準値以上になること
はほとんどないが、降雨などにより突発的に放流基準値
を超える場合があり、この場合のみに消毒を行えば、も
っとも効率よく消毒することが可能であることがわか
る。

【００３２】一方、大腸菌群数を測定する測定装置は前
記のように何らかの測定誤差要因を含んでおり、得られ
た結果を利用して消毒制御を行う場合は、常に安全側に
測定値を見積もらなければならない。このためには大腸
菌群数測定装置の測定誤差を把握する必要がある。

【００３３】図５は、サンプル水として二次処理水を用
いた時の酵素蛍光法による大腸菌群測定装置の測定値と
デソキシコレート寒天培地法の測定値について４０点を
プロットしたものである。図に示すように、横軸の酵素
蛍光法によるβ−Ｄ−ガラクトシダーゼ活性値が大きけ
れば縦軸の大腸菌群数が増加する傾向が見られる。β−
Ｄ−ガラクトシダーゼ活性値は、４−ＭＵＧＡＬがβ−
Ｄ−ガラクトシダーゼにより加水分解されて蛍光物質で
ある４−ＭＵを生成するため、その濃度を時間経過とと
もに測定して、生成速度を求めたものである。デソキシ
コレート寒天培地法の方はサンプル水について、約４５
℃に保温したデソキシコール酸塩培地に加えて混和し、
さらに培地を加えて重層する。これを３７℃で２０時間
培養した後の培地上に形成された赤〜深紅色の０.５ｍ
ｍ以上の大きさのコロニーの数をカウントすることから
求めた。また図において４０点のデータから、最小二乗
法による回帰直線を求めた。

【００３４】図５において実線はデソキシコレート寒天
培地法による大腸菌群数の放流基準値である３０００個
／ｍＬを示しており、これを上回っているデータは２点
であった。一方点線はβ―Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値
が０.９μｇ／（Ｌ・ｍｉｎ）を示している線であり、
これを上回っているデータは９点であった。この９点の
中に上記の大腸菌群数３０００個／ｍＬ以上の２点が含
まれていた。上記点線と回帰直線の交点の大腸菌群数は
１５００個／ｍＬであるが、本発明者らは測定したβ―
Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値が０.９μｇ／（Ｌ・ｍｉ
ｎ）の場合に実際の大腸菌群数が約１００〜３０００個
／ｍＬと想定し、β―Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値が
０.９μｇ／（Ｌ・ｍｉｎ）以上になった時に大腸菌群
数が３０００個／ｍＬを越える場合もありうるとしてオ
ゾン発生を行う。このように、多少の無駄があるもの
の、連続的に消毒剤を注入するより効率的に行うことが
可能であることがわかる。

【００３５】図２に示す消毒システムを用いて実験した
結果を以下に示す。消毒槽２２の大きさは２７００ｍ^３
とし、オゾン発生装置２４によりオゾン発生を行い、気
体中のオゾン濃度２０ｇ/ｍ³、オゾン含有気体の風量を
２０００ｍ^３／ｈｒとし、消毒槽２２に流入させる処理
対象水としては、通常は大腸菌数約１０００個／ｍＬ、
ＣＯＤ １０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ １０ｍｇ／Ｌの人工下水
とし、突発的変動として大腸菌群数１０００００個／ｍ
Ｌ、ＣＯＤ ３０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ ２０ｍｇ／Ｌの人工
下水を流入させた。消毒槽２２の処理対象水の滞留時間
は１０分と設定した。突発的変動の処理対象水の消毒槽
２２への流入と同時に大腸菌群測定装置を動作させ、３
０分後の測定結果が得られた時点で大腸菌群数を演算
し、オゾン注入するかどうかを決定する。突発的変動を
与えた時点を０分とし６０分経過後までの実験結果を表
１に示す。

【００３６】表 １

【００３７】表１に示すように大腸菌群測定装置の計測
値が得られた３０分後の時点からオゾン注入が始まり、
その後５分で処理対象水の大腸菌の生存率は１.８％と
なっており、放流基準値の３０００個／ｍＬ以下にする
ことが可能となる。ここでは大腸菌群測定装置の測定時
間が３０分間必要であり、この間は処理対象水の大腸菌
群数が高いものの、オゾン処理を行うことができない。
しかし実際には、図４に既に示したように処理対象水の
大腸菌群数は、この実験のように直ちに上昇するのでは
なく、最大値に達するまでに２時間程度の時間的な遅れ
が存在するため、１時間以内望ましくは３０分以内の測
定ならば大腸菌群数の変動に対応することが可能であ
る。逆に測定時間が２時間以上必要な大腸菌群測定装置
を用いる場合は、放流基準値を上回る可能性があること
に注意する必要がある。

【００３８】実施の形態２．図６は本発明の実施の形態
２に係る消毒システムを示す構成図である。以下、実施
の形態１と同一の構成要素に対しては同一の符号を用
い、説明を省略する。この消毒システム５０では、消毒
槽２２の下流側の管渠３４および上流側の管渠２０にそ
れぞれ導水管４０、５２が接続されている。導水管５２
は、ポンプ５４を介して大腸菌群測定装置５６に接続さ
れている。この測定装置５６は、測定装置３６の場合と
同一の原理を用いてβ―Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値を
測定するが、消毒槽２２の上流側の上澄水１６及び下流
側の消毒済処理水３２用に測定回路が２つ内蔵されてい
る。

【００３９】次に消毒システム５０の動作について説明
する。沈殿槽１４で分離され管渠２０を介して消毒槽２
２に導かれた上澄水１６は、消毒槽２２に貯留し、オゾ
ンを用いて消毒され、消毒済処理水３２は管渠３４を介
して河川などに放流される。消毒済処理水３２は、ポン
プ３８により導水管４０を介して大腸菌群測定装置５６
に導かれる。一方、上澄水１６は、ポンプ５４により導
水管５２を介して大腸菌群測定装置５６に導かれる。運
転制御装置４２は、測定装置５６において測定された消
毒済処理水３２に関するβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性
値から、サンプル水に関して測定装置５６で測定したβ
−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値と大腸菌群数の予測最大
値との関係を表すデータに基づいて消毒済処理水３２内
の微生物数の予測最大値を求め、この予測最大値が大腸
菌群数の放流基準値である３０００個／ｍＬを超えた場
合にオゾンを発生させ、超えない場合はオゾンの発生を
停止する。同様に、運転制御装置４２は、測定装置５６
において測定された上澄水１６に関するβ−Ｄ―ガラク
トシダーゼ活性値から、サンプル水に関して測定装置５
６で測定したβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値と大腸菌
群数の予測最大値との関係を表すデータに基づいて上澄
水１６内の微生物数の予測最大値を求め、この予測最大
値が所定の値（例えば２０００個／ｍＬ）を超えた場合
にオゾンを発生させ、超えない場合はオゾンの発生を停
止する。オゾン発生装置２４で発生したオゾンは、消毒
槽２２に導入され、その後水中に溶解する。

【００４０】運転制御装置４２は、消毒槽２２の上流側
の上澄水１６のβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値に基づ
いてのみ制御を行い、消毒槽２２の下流側の消毒済処理
水３２のβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値は、大腸菌群
の殺菌効果を実際に確認するためのみに利用してもよ
い。あるいは、運転制御装置４２は、消毒槽２２の上流
側と下流側のβ−Ｄ―ガラクトシダーゼ活性値を比較
し、この比較値に基づいてオゾン発生のＯＮ／ＯＦＦ制
御を行ってもよい（例えば、２つの活性値の差が極めて
大きければ大腸菌群数が急激に増加することを意味し、
この場合オゾンを発生させる。）。

【００４１】本実施形態では、消毒槽２２の上流側での
大腸菌群数の測定を行っているので、実施の形態１のよ
うに消毒槽２２の下流側での大腸菌群数の測定を行う場
合に比べて、大腸菌群測定装置の測定に必要な時間によ
るオゾン注入の遅れを抑制できる。また、オゾン発生の
ＯＮ／ＯＦＦ制御は、大腸菌群数の予想最大値を考慮し
て行われるので、より安全なシステムを提供できる。

【００４２】なお、消毒槽２２の上流側の大腸菌群数の
みを計測し、下流側での測定を行わない場合であって
も、本発明の効果を有するのは言うまでもない。

【００４３】また、図２において、ポンプ３８の上流側
に電磁三方弁を設け、この弁に上流側の管渠２０から導
水管を接続し、三方弁を適宜切り換えることにより、１
つの測定回路を有する測定装置３６で、上流側の上澄水
１６及び下流側の消毒済処理水３２の大腸菌群数につい
て交互に測定するようにしてもよい。但し、測定装置３
６での測定時間を考慮すると、消毒槽２２での滞留時間
を長くする必要があるため、上流側の上澄水１６及び下
流側の消毒済処理水３２を同時に測定する図６の構成の
方が好ましい。

【００４４】実施の形態３.本実施形態に係る消毒シス
テムは、実施の形態１の場合と構成・動作がほぼ同じで
あるが、大腸菌群測定装置３６において、大腸菌群数を
測定するのではなく、糞便性大腸菌群数を測定するため
に、内部の酵素反応の温度を通常時の３７℃ではなく、
４４.５℃とするものである。大腸菌群と呼ばれる菌群
にはＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、Ｋｌｅｂｓｉ
ｅｌｌａ、Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｅｎｔｅｒｏｂａ
ｃｔｅｒ属等が含まれるが、これらのうち特に糞便由来
の可能性の高いＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉと一
部のＫｌｅｂｓｉｅｌｌａ菌種を選択的に検出すること
により、糞便汚染の状況を容易に知ることが可能とな
る。

【００４５】実施の形態４.本実施形態に係る消毒シス
テムでは実施の形態１の場合と構成・動作がほぼ同じで
あるが、大腸菌群測定装置３６において、大腸菌群数を
測定するのではなく、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ
ｃｏｌｉ）を測定するものである。具体的には、蛍光
酵素基質として４−ＭＵＧＡＬの代わりに４−メチルウ
ンベリフェリル―β−Ｄ―グルクロニドを用い、酵素と
してはβ−Ｄ―ガラクトシダーゼの代わりに、大腸菌に
特異的なβ−Ｄ―グルクロニダーゼに着目している点が
異なる。実施の形態３と同様に、これにより大腸菌数を
測定することにより糞便汚染の状況をより容易に知るこ
とが可能となる。

【００４６】実施の形態４、５のように糞便性大腸菌群
数や大腸菌数を測定する方法は、実施の形態１のように
大腸菌群数を測定する場合に比べて、衛生学的により適
切である点（放流水の水質の指標としてより適切である
という点）で好ましい。

【００４７】実施の形態５.図７は本実施形態における
消毒システムの構成図であり、図１に示す実施の形態１
の場合と異なり、下水道管６０に接続された雨水吐口
（下水はけ口）６２に、消毒槽６４への流路である管渠
６６を接続し、処理対象水が下水の活性汚泥処理後の二
次処理水ではなく、降雨時に雨水吐口６２から漏出する
越流水である。越流水は合流式下水処理場において降雨
時いわゆるファーストフラッシュと呼ばれる降雨直後に
雨水と下水の混合物が公共用水域に流れていくものであ
るが、下水の二次処理水と比較して大腸菌群濃度の最大
値が一桁ほど高く１０^６個／ｍＬに達しており、水量も
多いため、消毒槽６４は消毒槽２２よりも容量を大きく
し、滞留時間をなるべく長くして、消毒により放流基準
値の３０００個／ｍＬを達成可能な仕様とする。なお動
作については実施の形態１とほぼ同様であるので説明を
省略する。

【００４８】以上、本発明の具体的な実施形態について
説明したが、本発明はこれらに限らず種々改変可能であ
る。例えば、上記実施形態では、オゾンを用いて消毒を
行ったが、塩素、二酸化塩素、過酸化水素などを用いて
もよい。但し、オゾンは水中では極めて反応性が高い反
面、自己分解する時間も短いため塩素などのように残留
することが無い。そのため、環境への影響も少なくて済
む利点からオゾンを用いる方がより望ましい。

【００４９】また、上記実施形態では、本発明に係る消
毒システムを下水の二次処理水を消毒するための下水処
理システムに適用した場合を示したが、本発明はこの場
合に限定されるものではなく、例えば上水の後塩素処理
の消毒や下水の再生利用のための消毒処理などにも適用
可能である。

【００５０】図８は、本発明に係る塩素を利用した消毒
システムを適用した上水処理システムの一例を示す。こ
の上水処理システム７０は、前塩素処理の代わりにオゾ
ン処理を凝集及びろ過の後に行うものであり、具体的
に、湖沼や河川から原水を着水槽７２に取水し、これを
凝集沈殿槽７４に導く。凝集沈殿槽７４で凝集剤を添加
して水中の微細な浮遊物をフロック化して沈降分離を行
った後、砂ろ過槽７６でろ過を行う。さらに、ろ過水を
オゾン反応槽７８に導き、オゾンを含む気泡を反応槽７
８に導入してオゾンで水中の異臭味等の酸化分解処理を
行った後、生物活性炭塔８０で浄化を行う。そして、浄
化された処理水は、消毒システム８２の消毒槽８４で塩
素を導入することにより消毒され、送水ポンプ（図示せ
ず）を介して水道水として給水される。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、微生物測定装置の測定
誤差に影響を受けにくい高信頼性の消毒システムを提供
できる。また、消毒手段としてオゾンを用いることで放
流先の環境中に悪影響を及ぼさず、したがって環境面で
安全な消毒システムを提供できる。さらに、消毒装置の
上流側の処理対象水の微生物数を測定することで、微生
物数の急激な変動に対応することができる。

【００５２】また、予測最大値は、サンプル水に関して
微生物測定装置が測定した測定値と、培地法により求め
たサンプル水内の微生物数との相関関係図に基づいて求
めるようにしたので、消毒装置で用いる消毒手段の利用
をできる限り効率的に行うことができる。

【００５３】さらに、微生物測定装置の測定時間が１時
間以内、望ましくは３０分以内であるシステム構成とす
ることで、微生物数を迅速に測定することが可能とな
り、微生物数の突発的な変動に対応することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る消毒システムを
備えた下水処理システムの一例を示す構成図である。

【図２】 本発明の実施の形態１に係る消毒システムの
構成図である。

【図３】 本発明の実施の形態１に関し、消毒前の二次
処理水の大腸菌群数を１年間にわたり測定した結果を示
す特性図である。

【図４】 本発明の実施の形態１に関し、降雨時の二次
処理水の大腸菌群数の変化を示す特性図である。

【図５】 本発明の実施の形態１に関し、サンプル水と
して二次処理水を用いた時の酵素蛍光法による大腸菌群
測定装置の測定値とデソキシコレート寒天培地法の測定
値の関係を示した特性図である。

【図６】 本発明の実施の形態２に係る消毒システムの
構成図である。

【図７】 本発明の実施の形態５に係る消毒システムの
構成図である。

【図８】 本発明に係る消毒システムを備えた上水処理
システムの一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１８：消毒システム、２０：管渠、２０：上澄水、２
２：消毒槽、２４：オゾン発生装置、３２：消毒済処理
水、３４：管渠、３６：大腸菌群測定装置、４０：導水
管、４２：運転制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５５０Ｈ ５５０Ｌ ５６０ ５６０Ｈ ５６０Ｚ ＺＡＢ ＺＡＢ Ｃ１２Ｍ 1/12 Ｃ１２Ｍ 1/12 1/34 1/34 Ａ (72)発明者 廣辻 淳二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4B029 AA07 AA27 BB02 CC01 FA03 FA13 GB02

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理対象水を消毒する消毒装置と、 前記消毒装置の上流側及び／又は下流側の処理対象水内
   の微生物数を測定する測定装置と、 サンプル水に関して前記測定装置が測定した値と該測定
   値に対応したサンプル水内の微生物数の予測最大値の関
   係を表すデータを記憶する記憶装置と、 前記測定装置により処理対象水を測定した測定値から記
   憶装置に記憶したデータに基づいて微生物数の予測最大
   値を求め、この予測最大値と微生物数の許容基準値とを
   比較して、前記予測最大値が前記許容基準値を超える場
   合は前記消毒装置により消毒を行い、超えない場合は前
   記消毒装置による消毒を停止する制御装置とを備えた消
   毒システム。
2. 【請求項２】 前記消毒装置はオゾンを発生することで
   処理対象水の消毒を行うことを特徴とする請求項１に記
   載の消毒システム。
3. 【請求項３】 前記予測最大値は、サンプル水に関して
   前記測定装置が測定した値と、サンプル水内の微生物数
   との相関関係図に基づいて求められることを特徴とする
   請求項１または２に記載の消毒システム。
4. 【請求項４】 サンプル水内の微生物数は培地法により
   求められることを特徴とする請求項３に記載の消毒シス
   テム。
5. 【請求項５】 前記測定装置は、微生物の酵素の活性値
   を測定し、微生物数を演算する装置であることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一つに記載の消毒システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記測定装置の測定時間が１時間以内、
   望ましくは３０分以内であることを特徴とする請求項１
   〜５のいずれか一つに記載の消毒システム。
7. 【請求項７】 前記測定装置は酵素蛍光法を用いて微生
   物数を測定することを特徴とする請求項６に記載の消毒
   システム。
8. 【請求項８】 前記微生物数が大腸菌群数であり、前記
   酵素はβ―Ｄ―ガラクトシダーゼであることを特徴とす
   る請求項６または７に記載の消毒システム。
9. 【請求項９】 前記微生物数が糞便性大腸菌群数であ
   り、前記酵素はβ―Ｄ―ガラクトシダーゼであり、前記
   測定装置は４３℃から４６℃、望ましくは４４℃から４
   ５℃の酵素活性を測定することを特徴とする請求項６〜
   ８のいずれか一つに記載の消毒システム。
10. 【請求項１０】 前記微生物数が大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒ
    ｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ）数であり、前記酵素はβ―Ｄ―
    グルクロニダーゼであることを特徴とする請求項６また
    は７に記載の消毒システム。
11. 【請求項１１】 処理対象水の消毒方法において、 消毒装置の上流側及び／又は下流側の処理対象水内の微
    生物数を測定装置により測定し、 サンプル水に関して前記測定装置が測定した値と該測定
    値に対応したサンプル水内の微生物数の予測最大値の関
    係を表すデータを取得し、 前記測定装置により処理対象水を測定した測定値から前
    記データに基づいて微生物数の予測最大値を求め、この
    予測最大値と微生物数の許容基準値とを比較して、前記
    予測最大値が前記許容基準値を超える場合は前記消毒装
    置により消毒を行い、超えない場合は前記消毒装置によ
    る消毒を停止することを特徴とする消毒方法。
12. 【請求項１２】 前記消毒装置はオゾンを発生すること
    で処理対象水の消毒を行うことを特徴とする請求項１１
    に記載の消毒方法。
13. 【請求項１３】 前記予測最大値は、サンプル水に関し
    て前記測定装置が測定した値と、サンプル水内の微生物
    数との相関関係図に基づいて求められることを特徴とす
    る請求項１１または１２に記載の消毒方法。
14. 【請求項１４】 サンプル水内の微生物数は培地法によ
    り求められることを特徴とする請求項１３に記載の消毒
    方法。
15. 【請求項１５】 前記測定装置は、微生物の酵素の活性
    値を測定し、微生物数を演算する装置であることを特徴
    とする請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の消毒方
    法。
16. 【請求項１６】 前記測定装置の測定時間が１時間以
    内、望ましくは３０分以内であることを特徴とする請求
    項１１〜１５のいずれか一つに記載の消毒方法。
17. 【請求項１７】 前記測定装置は酵素蛍光法を用いて微
    生物数を測定することを特徴とする請求項１６に記載の
    消毒方法。