JP2010271090A - 活性汚泥特性測定装置及び活性汚泥特性測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】活性汚泥特性を簡便且つ確実に測定することが可能な活性汚泥特性装置及び活性汚泥特性測定方法を提供する。
【解決手段】汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管１と、測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段２と、測定中の時間を計測する時間計測手段３と、複数の光学計測手段２及び時間計測手段３の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部４と、を備え、演算処理部４は、測定管１に活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求め、汚泥沈降グラフのプロファイルから活性汚泥の能力特性を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、下水等の生物学的処理において使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置、及び活性汚泥特性測定方法に関する。

下水を処理する方法として、活性汚泥による生物学的処理方法が従来から広く行われている。活性汚泥は、多数の好気性微生物や有機・無機性の浮遊物質からなるゼラチン状のフロックである。活性汚泥は、下水中に含まれる有機物を吸着して酸化分解する能力や、汚濁物質とともに凝集して沈降分離する能力を有する。このような活性汚泥の能力特性は、下水処理能力に影響する。また、活性汚泥の能力特性は、環境によっても変化する。従って、下水の生物学的処理を行うに際しては、使用する活性汚泥の能力特性を逐次把握しておくことが適切な処理を行う上で重要となる。

活性汚泥の能力特性を示す指標の一つとして、汚泥容積（ＳＶ；Ｓｌｕｄｇｅ Ｖｏｌｕｍｅ）が知られている。汚泥容積は、活性汚泥液を１Ｌのメスシリンダーに導入し、３０分間静置後に沈殿した汚泥を体積％として表したものである。従って、以後、本明細書では、原則として、汚泥容積を「ＳＶ３０」と略称する。ＳＶ３０は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ９９４４）に定められている。活性汚泥のＳＶ３０を測定することにより、汚泥沈降性や固液分離性等の活性汚泥特性を把握することができる。

活性汚泥のＳＶ３０を測定する装置は、本願と同一出願人によって既に開発されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１の装置は、活性汚泥液を導入する測定管の底部に自動逆止弁付きの汚泥送液管が接続されている。この汚泥送液管を介して、ばっ気槽から測定管内部に活性汚泥液がポンプアップされる。また、測定管の上方にはオーバーフロー管が直接に接続され、測定管内に導入された過剰量の汚泥液をばっ気槽に返送することができる。ここで、測定管の内部が測定対象の活性汚泥液で充分に交換されると、ポンプによる活性汚泥液の送液が停止される。そうすると、自動逆止弁が閉止し、測定管内において活性汚泥の沈降が始まる。そして、３０分経過後、測定管の外部から、活性汚泥のＳＶ３０、上澄み液と沈降汚泥との界面の分離状態、汚泥の色等を目視で観察する。

一方、活性汚泥のＳＶ３０を測定するに際し、光学計測手段を使用した装置も開発されている（例えば、特許文献２を参照）。

特許文献２の装置は、測定管に沿って活性汚泥液の液面から測定管の底部近傍まで管軸方向に配列された複数個の光源と、当該光源に測定管を挟んで対向配置された管軸方向に長い受光器と、光源点灯回路を介して光源を最下位のものから順次１個づつ点滅させると共に受光器からの出力信号が予め設定された一定値以上になったとき点灯している光源の配列順位を示す信号を出力する制御回路及び当該制御回路からの信号を受けて汚泥率を示す信号を出力する出力変換回路を有する検出手段とを備えている。特許文献２の装置では、上澄み液の光の透過率と沈降汚泥の光の透過率との差を利用して沈降界面を検出し、ＳＶ３０を求めることができる。

特開平１１−１８３３６５号公報 実開昭５５−１３２６４７号公報

ところが、活性汚泥の能力特性は、現実には上記の特許文献１や特許文献２で測定するＳＶ３０だけでは充分に判定することができない場合がある。例えば、複数種類の活性汚泥液において、３０分間静置後に測定したＳＶ３０が略同じ値であっても、その状態に至るまでの界面の沈降速度が活性汚泥液によって夫々異なる場合がある。また、ＳＶ３０の値が略同じでありながら界面の分離状態が異なる場合もある。これらの場合においては、沈降汚泥から分離した上澄み液の濁度が一定せず、その結果、放流する処理水の水質にバラツキが発生する原因となり得る。

なお、上記の特許文献１や特許文献２の装置は、測定管内で沈降する活性汚泥の沈降時間を計測していないので、活性汚泥の沈降速度を測定することは不可能である。

このように、現状においては、実用的な活性汚泥特性の評価を行うことができる装置及び方法は未だ開発されていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現状で用いられているＳＶ３０よりも有効な指標を用いて、実用に値する活性汚泥特性を簡便且つ確実に測定することが可能な活性汚泥特性装置及び活性汚泥特性測定方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明に係る活性汚泥特性測定装置の特徴構成は、
汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、
管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管と、
前記測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段と、
測定中の時間を計測する時間計測手段と、
前記複数の光学計測手段及び前記時間計測手段の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部と、
を備え、
前記演算処理部は、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求め、前記汚泥沈降グラフのプロファイルから前記活性汚泥の能力特性を判定することにある。

本構成の活性汚泥特性測定装置によれば、測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段により上澄み液と沈降汚泥との界面の高さを計測し、さらに時間計測手段により当該界面の沈降時間を計測することができる。そして、これらの計測結果から、演算処理部が、界面の低下挙動として、時間に対して界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフを求めることできる。この汚泥沈降グラフのプロファイルは、活性汚泥の能力特性を良好に反映する。そこで、演算処理部は、この汚泥沈降グラフのプロファイルから活性汚泥特性を判定する。
本構成の活性汚泥特性測定装置を用いて計測した汚泥沈降グラフのプロファイルを活性汚泥特性の新たな指標とすれば、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができる。
また、本構成の活性汚泥特性測定装置は、従来の装置を改良したものであり、複数の光学計測手段、時間計測手段、及び演算処理部を設けるだけで構成できるので、比較的簡便な構成でありながら、実用に値する活性汚泥特性を測定することができる。

上記課題を解決するための本発明に係る活性汚泥特性測定装置の特徴構成は、
汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、
管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管と、
前記測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段と、
測定中の時間を計測する時間計測手段と、
前記複数の光学計測手段及び前記時間計測手段の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部と、
を備え、
前記演算処理部は、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求め、さらに、前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求め、前記汚泥沈降グラフのプロファイル及び前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定することにある。

本構成の活性汚泥特性測定装置であれば、演算処理部は、上記と同様にして求めた汚泥沈降グラフのプロファイルに加えて、複数の光学計測手段及び時間計測手段による計測結果から汚泥容積（ＳＶ３０）を求め、このＳＶ３０を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めることができる。そして、演算処理部は、汚泥沈降グラフのプロファイル及びＳＶＩから活性汚泥の能力特性を総合的に判定する。
本構成の活性汚泥特性測定装置では、汚泥沈降グラフのプロファイル及びＳＶＩから活性汚泥の能力特性を総合的に判定することができるので、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができ、しかも活性汚泥特性をより的確に判定することができる。
また、本構成の活性汚泥特性測定装置は、従来の装置を改良したものであり、複数の光学計測手段、時間計測手段、及び演算処理部を設けるだけで構成できるので、比較的簡便な構成でありながら、実用に値する活性汚泥特性を測定することができる。

上記課題を解決するための本発明に係る活性汚泥特性測定装置の特徴構成は、
汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、
管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管と、
前記測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段と、
測定中の時間を計測する時間計測手段と、
前記複数の光学計測手段及び前記時間計測手段の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部と、
を備え、
前記演算処理部は、前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求め、前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定することにある。

本構成の活性汚泥特性測定装置であれば、演算処理部は、複数の光学計測手段及び時間計測手段による計測結果から汚泥容積（ＳＶ３０）を求め、このＳＶ３０を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めることができる。そして、演算処理部は、このＳＶＩから活性汚泥の能力特性を判定する。
本構成の活性汚泥特性測定装置では、ＳＶＩから活性汚泥の能力特性を判定するものであるので、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができる。
また、本構成の活性汚泥特性測定装置は、従来の装置を改良したものであり、複数の光学計測手段、時間計測手段、及び演算処理部を設けるだけで構成できるので、比較的簡便な構成でありながら、実用に値する活性汚泥特性を測定することができる。

本発明に係る活性汚泥特性測定装置において、前記ＭＬＳＳは、前記複数の光学計測手段のうちの少なくとも一つによって計測される、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入されたときの透過率から求められることが好ましい。

本構成の活性汚泥特性測定装置では、複数の光学計測手段のうちの少なくとも一つによって、測定管に活性汚泥液が全量導入されたときの透過率からＭＬＳＳを求めることができるため、ＭＬＳＳの測定を別途行っておく必要がない。従って、ＭＬＳＳの事前測定の手間を省略することができる。
また、同一の活性汚泥特性測定装置を用いてＭＬＳＳを測定するため、事前測定で発生し得る装置誤差の影響を排除することができるとともに、時間差が殆どない新鮮なデータを得ることができる。

上記課題を解決するための本発明に係る活性汚泥特性測定方法の特徴構成は、
汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定方法であって、
管軸が鉛直になるように載置され、当該管軸方向に沿って複数の光学計測手段が配置されている光透過性の測定管の内部に、測定対象となる活性汚泥液を導入する導入工程と、
前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求めるグラフ導出工程と、
前記汚泥沈降グラフのプロファイルから前記活性汚泥の能力特性を判定する判定工程と、
を包含することにある。

本構成の活性汚泥特性測定方法であれば、上述した活性汚泥特性測定装置と同様の作用効果が得られる。すなわち、汚泥沈降グラフのプロファイルを活性汚泥特性の新たな指標とすることにより、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができる。

上記課題を解決するための本発明に係る活性汚泥特性測定方法の特徴構成は、
汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定方法であって、
管軸が鉛直になるように載置され、当該管軸方向に沿って複数の光学計測手段が配置されている光透過性の測定管の内部に、測定対象となる活性汚泥液を導入する導入工程と、
前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求めるグラフ導出工程と、
前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めるＳＶＩ導出工程と、
前記汚泥沈降グラフのプロファイル及び前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定する判定工程と、
を包含することにある。

本構成の活性汚泥特性測定方法であれば、上述した活性汚泥特性測定装置と同様の作用効果が得られる。すなわち、汚泥沈降グラフのプロファイル及びＳＶＩから活性汚泥の能力特性を総合的に判定することにより、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができ、しかも活性汚泥特性をより的確に判定することができる。

上記課題を解決するための本発明に係る活性汚泥特性測定方法の特徴構成は、
汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定方法であって、
管軸が鉛直になるように載置され、当該管軸方向に沿って複数の光学計測手段が配置されている光透過性の測定管の内部に、測定対象となる活性汚泥液を導入する導入工程と、
前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めるＳＶＩ導出工程と、
前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定する判定工程と、
を包含することにある。

本構成の活性汚泥特性測定方法であれば、上述した活性汚泥特性測定装置と同様の作用効果が得られる。すなわち、ＳＶＩから活性汚泥の能力特性を判定することにより、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができる。

本発明に係る活性汚泥特性測定方法において、前記ＭＬＳＳは、前記複数の光学計測手段のうちの少なくとも一つによって計測される、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入されたときの透過率から求められることが好ましい。

本構成の活性汚泥特性測定方法であれば、上述した活性汚泥特性測定装置と同様の作用効果が得られる。すなわち、ＭＬＳＳの測定を別途行っておく必要がないため、ＭＬＳＳの事前測定の手間を省略することができる。
また、事前測定で発生し得る装置誤差の影響を排除することができるとともに、時間差が殆どない新鮮なデータを得ることができる。

本発明の活性汚泥特性測定装置の構成を示す模式図である。 上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフである。 実施例１における活性汚泥特性測定方法を示すフローチャートである。 実施例２における活性汚泥特性測定方法を示すフローチャートである。 上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフである。 実施例３における活性汚泥特性測定方法を示すフローチャートである。 実施例４における活性汚泥特性測定方法を示すフローチャートである。

本発明の活性汚泥特性測定装置及び活性汚泥特性測定方法に関する実施形態を図面に基づいて説明する。

ただし、本発明の活性汚泥特性測定装置及び活性汚泥特性測定方法は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図せず、それらと均等な構成も含む。

〔活性汚泥特性測定装置の構成〕
図１は、本発明の活性汚泥特性測定装置１０の構成を示す模式図である。活性汚泥特性測定装置１０は、主な構成要素として、測定管１、光学計測手段２、時間計測手段３、及び演算処理部４を備える。

図１に示すように、測定管１は、管軸が鉛直になるように載置される。測定管１の底部には、自動逆止弁付きの汚泥送液管５が接続されている。測定管１の上部には、オーバーフロー管６が左右対称となるように設けられている。測定管１の下方にあるばっ気槽７には、測定対象である活性汚泥液Ａが蓄えられている。ばっ気槽７の中の活性汚泥液Ａは、ポンプ８によって、汚泥送液管５を介して、測定管１の内部に導入される。測定管１の内部に導入された活性汚泥液Ａの量が所定量以上になると（すなわち、オーバーフロー管６の位置に達すると）、余剰の活性汚泥液Ａはオーバーフロー管６を通り、ばっ気槽７に戻される。なお、測定管１は、後述する光学計測手段２の測定光を透過させるために、光透過性のガラス又は樹脂（例えば、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂）で構成される。

光学計測手段２は、測定管１に導入された活性汚泥液Ａの液量（液面）を計測する。さらに、活性汚泥液Ａを静置したときに生成する上澄みと沈降汚泥との界面を計測する。これらの計測は光透過率の差を利用して行われ、その計測結果は後述する演算処理部４に伝達される。光学計測手段２は、液面又は界面を検出するように、測定管１の管軸方向に沿って複数配置されている。ここで、光学計測手段２は、測定管１の全長に亘って配置してもよいが、活性汚泥液Ａを静置したときに生成する上澄みと沈降汚泥との界面の常識的な位置を考慮すると、測定管１の下部を除いた領域（例えば、測定管１の上端から約７０％までの領域）に配置しておけば十分である。光学計測手段２は、任意の光センサ（赤外線センサ、光電子増倍管、フォトトランジスタ、フォトダイオード等）とすることができる。なお、本実施形態では、説明の便宜上、複数の光学計測手段２を上方のものから順番に「第ｎ光センサ２−ｎ」（ｎは１以上１０以下の整数）と称する。

時間計測手段３は、活性汚泥特性測定装置１０の測定時間を計測し、その計測結果は演算処理部４に伝達される。演算処理部４は、光学計測手段２及び時間計測手段３の計測結果に基づいて所定の演算を実行する。

本実施形態では、図１に示すように、時間計測手段３は演算処理部４に組み込まれている。この場合、演算処理部４は汎用のパソコンで構成され、時間計測手段３はパソコンのタイマー機能を利用して実現することができる。なお、時間計測手段３を独立した構成とすることも可能である。

以上のように、本実施形態の活性汚泥特性測定装置１０は、従来の装置を改良したものであり、複数の光学計測手段２、時間計測手段３、及び演算処理部４を設けるだけで構成できるので、比較的簡便な構成でありながら、実用に値する活性汚泥特性を測定することができる。

次に、本発明の活性汚泥特性測定装置１０における演算処理部４が実行する演算の具体的な内容を、以下の実施例において説明する。

実施例１では、演算処理部４が、測定管１に活性汚泥液Ａが全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフ（図２）として求めている。そして、この汚泥沈降グラフのプロファイルから活性汚泥の能力特性を判定することができる。実施例１における活性汚泥特性測定方法を、図３のフローチャートを参照して説明する。

なお、図３に示すフローチャートでは、各ステップを記号「Ｓ」で表している。図４以降のフローチャートでも同様である。

〔活性汚泥特性測定方法のフローの説明〕
測定をスタート（Ｓ１）し、活性汚泥特性装置１０のポンプ８の電源をＯＮにする（Ｓ２）。これにより、ばっ気槽７から測定管１の内部に活性汚泥液Ａが供給される。ポンプ８のＯＮ状態は、測定管１を活性汚泥液Ａで確実に満たすために、本実施例では２分間継続される。すなわち、２分経過していない場合（Ｓ３；ＮＯ）は、そのままの状態が維持され、２分経過すると（Ｓ３；ＹＥＳ）、ポンプ８はＯＦＦにされる（Ｓ４）。そして、ポンプ８をＯＦＦにした時を測定開始時刻とする（Ｓ５）。測定開始時刻（Ｔ＝Ｔ_０）より、活性汚泥液Ａは上澄み液と沈降汚泥とに分離し始める。そこで、光学計測手段２（第ｎ光センサ２−ｎ）を用いて、上澄み液と沈降汚泥との分離界面を検知する。この検知は、３０分間に亘って、最上位の第１光センサ２−１（Ｓ６）から第ｎ光センサまで順番に行われる（Ｓ７〜Ｓ１１）。例えば、界面が第１光センサ２−１によって検知された場合（Ｓ８；ＹＥＳ）、演算処理部４は検知した時刻Ｔ＝Ｔ_１での界面位置Ｈ＝Ｈ_１を記録する（Ｓ９）。第１光センサ２−１がまだ界面を検知しない場合（Ｓ８；ＮＯ）は、そのまま測定を継続する。時刻Ｔ＝Ｔ_１での界面位置Ｈ＝Ｈ_１の記録を終えたら、時間計測手段３により、測定開始時刻（Ｔ＝Ｔ_０）から３０分経過したかを確認する（Ｓ１０）。時刻Ｔがまだ３０分経過していない場合（Ｓ１０；ＮＯ）は、界面の測定を次の第２光センサ２−２に移し（Ｓ１１）、以後、同様の検知（Ｓ７〜Ｓ１１）を行う。時刻Ｔが３０分経過した場合（Ｓ１０；ＹＥＳ）は、演算処理部４は、時刻Ｔと界面位置Ｈとの関係から、図２に例示するような汚泥沈降グラフを生成する（Ｓ１２）。そして、演算処理部４は、生成した汚泥沈降グラフから活性汚泥特性を判定し（Ｓ１３）、測定を終了する（Ｓ１４）。ここで、演算処理部４が判定する活性汚泥特性の基準は、例えば、以下のように規定することができる。

〔活性汚泥特性の判定基準〕
（１）汚泥沈降グラフのプロファイルが下に凸である場合は、初期段階において界面の低下速度が大きいので、演算処理部４は、清澄な上澄みが得られ易いと予測し、活性汚泥特性は良好と判定する。
（２）汚泥沈降グラフのプロファイルが上に凸である場合は、初期段階において界面の低下速度が小さいので、演算処理部４は、清澄な上澄みが得られ難いと予測し、活性汚泥特性は不良と判定する。

このように、本発明の活性汚泥特性測定装置１０を用いて計測した汚泥沈降グラフのプロファイルを活性汚泥特性の新たな指標とすれば、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができる。

実施例２では、演算処理部４が、測定管１に活性汚泥液Ａが全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求めている。さらに、複数の光学計測手段２で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めている。そして、この汚泥沈降グラフのプロファイル及びＳＶＩから活性汚泥の能力特性を判定することができる。実施例２における活性汚泥特性測定方法を、図４のフローチャートを参照して説明する。

〔活性汚泥特性測定方法のフローの説明〕
図４のフローチャートのうちＳ１〜Ｓ１１は、実施例１で説明した図３のフローチャートにおけるＳ１〜Ｓ１１と同様である。従って、これらのステップについての詳細な説明は省略する。

演算処理部４は、時刻Ｔと界面位置Ｈとの関係から、図５に例示するような汚泥沈降グラフを生成する（Ｓ１２）。ここで、３０分経過後の界面位置Ｈ＝Ｈ_３０分は、第ｎ−１光センサと第ｎ光センサとの間に存在するとみなすことができる。従って、演算処理部４は、光学計測手段２の検知結果からＳＶ３０を求める。さらに、演算処理部４は、ＳＶ３０を予め求めておいたＭＬＳＳで除してＳＶＩを算出する（Ｓ１３）。そして、演算処理部４は、生成した汚泥沈降グラフ及びＳＶＩから活性汚泥特性を総合的に判定し（Ｓ１４）、測定を終了する（Ｓ１５）。ここで、演算処理部４が判定する活性汚泥特性の基準は、例えば、以下のように規定することができる。なお、本実施例では、判定基準１及び判定基準２の二つを示しているが、判定基準２は判定基準１と比べて簡素化されているため、簡易な判定を行う際に有利となる。

〔活性汚泥特性の判定基準１〕
（１）汚泥沈降グラフのプロファイルが下に凸であり且つＳＶＩの値が５０〜１５０の範囲にある場合は、初期段階において界面の低下速度が大きく且つ界面が充分に低下しているので、清澄な上澄みが得られ易いと予測し、活性汚泥特性は良好と判定する。なお、本判定基準において、ＳＶＩの値が１００前後であれば、活性汚泥特性は非常に良好と判定することができる。
（２）汚泥沈降グラフのプロファイルが下に凸であり且つＳＶＩの値が２００以上である場合は、初期段階において界面の低下速度は大きいが界面が充分に低下していないので、清澄な上澄みが多くは得られ難いと予測し、活性汚泥特性はやや不良と判定する。
（３）汚泥沈降グラフのプロファイルが上に凸であり且つＳＶＩの値が５０〜１５０の範囲にある場合は、初期段階において界面の低下速度は小さいが界面が充分に低下しているので、清澄な上澄みが迅速には得られ難いと予測し、活性汚泥特性はやや不良と判定する。なお、本判定基準において、ＳＶＩの値が１００前後であれば、活性汚泥特性は普通と判定することができる。
（４）汚泥沈降グラフのプロファイルが上に凸であり且つＳＶＩの値が２００以上である場合は、初期段階において界面の低下速度が小さく且つ界面が充分に低下していないので、清澄な上澄みが得られ難いと予測し、活性汚泥特性は不良と判定する。

〔活性汚泥特性の判定基準２〕
（１）時刻Ｔ＝Ｔ_１０分でのＳｖ（ここでの汚泥容積は、３０分静置後のものではないため、Ｓｖと称する。以下、同様である。）が６０％以上の場合は、汚泥が十分沈降していないため、汚泥沈降グラフのプロファイル及びＳＶＩの値に関わらず、活性汚泥特性は不良と判定する。
（２）時刻Ｔ＝Ｔ_１０分でのＳｖが６０％未満の場合において、時刻Ｔ＝Ｔ_１５分でのＳｖと時刻Ｔ＝Ｔ_３０分でのＳＶ３０との差が１５％未満であれば、清澄な上澄みが得られ易いと予測し、活性汚泥特性は良好と判定する。
（３）時刻Ｔ＝Ｔ_１０分でのＳｖが６０％未満の場合において、時刻Ｔ＝Ｔ_１５分でのＳｖと時刻Ｔ＝Ｔ_３０分でのＳＶ３０との差が１５％以上であれば、清澄な上澄みが迅速には得られ難いと予測し、活性汚泥特性はやや不良と判定する。

このように、本発明の活性汚泥特性測定装置１０では、汚泥沈降グラフのプロファイル及びＳＶＩから活性汚泥の能力特性を総合的に判定することができるので、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができ、しかも活性汚泥特性をより的確に判定することができる。

実施例３では、演算処理部４が、複数の光学計測手段２で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めている。そして、このＳＶＩから活性汚泥の能力特性を判定することができる。実施例３における活性汚泥特性測定方法を、図６のフローチャートを参照して説明する。

〔活性汚泥特性測定方法のフローの説明〕
図６のフローチャートのうちＳ１〜Ｓ１１は、実施例１で説明した図３のフローチャートにおけるＳ１〜Ｓ１１と同様である。従って、これらのステップについての詳細な説明は省略する。

３０分経過後の界面位置Ｈ＝Ｈ_３０分は、第ｎ−１光センサと第ｎ光センサとの間に存在するとみなすことができる。従って、演算処理部４は、光学計測手段２の検知結果からＳＶ３０を求める。さらに、演算処理部４は、ＳＶ３０を予め求めておいたＭＬＳＳで除してＳＶＩを算出する（Ｓ１２）。そして、演算処理部４は、算出したＳＶＩから活性汚泥特性を判定し（Ｓ１３）、測定を終了する（Ｓ１４）。ここで、演算処理部４が判定する活性汚泥特性の基準は、例えば、以下のように規定することができる。

〔活性汚泥特性の判定基準〕
（１）ＳＶＩの値が１００前後であれば、理想的な分離界面が得られているので、活性汚泥特性は非常に良好と判定する。
（２）ＳＶＩの値が５０〜１５０の範囲にある場合は、界面が充分に低下しているので、清澄な上澄みが得られ易いと予測し、活性汚泥特性は良好と判定する。
（３）ＳＶＩの値が２００以上である場合は、界面が充分に低下していないので、清澄な上澄みが得られ難いと予測し、活性汚泥特性は不良と判定する。

このように、本発明の活性汚泥特性測定装置１０は、ＳＶＩから活性汚泥の能力特性を判定するものであるので、従来の指標であったＳＶ３０よりも有効且つ確実に活性汚泥特性を判定することができる。

上記の実施例２及び実施例３においては、ＭＬＳＳは予め求めておいた値を使用している。しかし、ＭＬＳＳを、複数の光学計測手段２のうちの少なくとも一つによって計測される、測定管１に活性汚泥液Ａが全量導入されたときの透過率から求め、これを利用することも可能である。一例として、実施例３のフローを基本とし、ＭＬＳＳを光学計測手段２から求めた実施例４を以下に説明する。

図７は、実施例４における活性汚泥特性測定方法を示すフローチャートである。このフローチャートでは、ポンプの電源をＯＦＦ（Ｓ４）とした後、任意の第ｎ光センサによりＭＬＳＳを求めている（Ｓ５）。以後の手順（Ｓ６〜Ｓ１５）は、図６におけるＳ５〜Ｓ１４と同様である。

このように、本実施例では、ＭＬＳＳの測定を別途行っておく必要がない。従って、ＭＬＳＳの事前測定の手間を省略することができる。また、同一の活性汚泥特性測定装置１０を用いてＭＬＳＳを測定するため、事前測定で発生し得る装置誤差の影響を排除することができるとともに、時間差が殆どない新鮮なデータを得ることができる。

本発明の活性汚泥特性測定装置及び活性汚泥特性測定方法は、下水を始め、工業廃水、農業廃水、食品廃水等の種々の汚水・廃水に対し、活性汚泥による生物学的処理を実施する際に利用することができる。

１ 測定管
２ 光学計測手段
３ 時間計測手段
４ 演算処理部
５ 汚泥送液管
６ オーバーフロー管
７ ばっ気槽
８ ポンプ
１０ 活性汚泥特性測定装置

Claims (8)

1. 汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、
   管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管と、
   前記測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段と、
   測定中の時間を計測する時間計測手段と、
   前記複数の光学計測手段及び前記時間計測手段の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部と、
   を備え、
   前記演算処理部は、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求め、前記汚泥沈降グラフのプロファイルから前記活性汚泥の能力特性を判定する活性汚泥特性測定装置。
2. 汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、
   管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管と、
   前記測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段と、
   測定中の時間を計測する時間計測手段と、
   前記複数の光学計測手段及び前記時間計測手段の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部と、
   を備え、
   前記演算処理部は、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求め、さらに、前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求め、前記汚泥沈降グラフのプロファイル及び前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定する活性汚泥特性測定装置。
3. 汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定装置であって、
   管軸が鉛直になるように載置され、内部に測定対象となる活性汚泥液が導入される光透過性の測定管と、
   前記測定管の管軸方向に沿って配置された複数の光学計測手段と、
   測定中の時間を計測する時間計測手段と、
   前記複数の光学計測手段及び前記時間計測手段の計測結果に基づいて演算を実行する演算処理部と、
   を備え、
   前記演算処理部は、前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求め、前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定する活性汚泥特性測定装置。
4. 前記ＭＬＳＳは、前記複数の光学計測手段のうちの少なくとも一つによって計測される、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入されたときの透過率から求められる請求項２又は３に記載の活性汚泥特性測定装置。
5. 汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定方法であって、
   管軸が鉛直になるように載置され、当該管軸方向に沿って複数の光学計測手段が配置されている光透過性の測定管の内部に、測定対象となる活性汚泥液を導入する導入工程と、
   前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求めるグラフ導出工程と、
   前記汚泥沈降グラフのプロファイルから前記活性汚泥の能力特性を判定する判定工程と、
   を包含する活性汚泥特性測定方法。
6. 汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定方法であって、
   管軸が鉛直になるように載置され、当該管軸方向に沿って複数の光学計測手段が配置されている光透過性の測定管の内部に、測定対象となる活性汚泥液を導入する導入工程と、
   前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入された開始時間からの上澄み液と沈降汚泥との界面の低下挙動を、時間に対して前記界面の位置をプロットした汚泥沈降グラフとして求めるグラフ導出工程と、
   前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めるＳＶＩ導出工程と、
   前記汚泥沈降グラフのプロファイル及び前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定する判定工程と、
   を包含する活性汚泥特性測定方法。
7. 汚水処理に使用する活性汚泥の能力特性を測定する活性汚泥特性測定方法であって、
   管軸が鉛直になるように載置され、当該管軸方向に沿って複数の光学計測手段が配置されている光透過性の測定管の内部に、測定対象となる活性汚泥液を導入する導入工程と、
   前記複数の光学計測手段で計測した汚泥容積（ＳＶ３０）を予め求めておいた混合液中浮遊物質濃度（ＭＬＳＳ）で除して汚泥容量指標（ＳＶＩ）を求めるＳＶＩ導出工程と、
   前記ＳＶＩから前記活性汚泥の能力特性を判定する判定工程と、
   を包含する活性汚泥特性測定方法。
8. 前記ＭＬＳＳは、前記複数の光学計測手段のうちの少なくとも一つによって計測される、前記測定管に前記活性汚泥液が全量導入されたときの透過率から求められる請求項６又は７に記載の活性汚泥特性測定方法。

Images