JP3493884B2 - Ｄｏ電極への微生物膜付着検知方法 - Google Patents
Ｄｏ電極への微生物膜付着検知方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は循環式硝化脱窒法を
用いて廃水中の有機物及び窒素を高効率に除去する装置
において用いられるＤＯ電極への微生物膜付着検知方法
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から下水等の廃水中の有機物を効率
的に除去するとともに、閉鎖性水域の富栄養化の原因物
質と考えられている窒素及びリンを除去する方法が種々
提案されている。この富栄養化とは、水域中のＮ，Ｐ等
の栄養塩類の濃度が増大し、これらを栄養素とする生物
活動が活発となって生態系が変化することを指してい
る。特に湖沼等に生活排水とか工場廃水が大量に流入す
ると、上記の富栄養化が急速に進行することが知られて
いる。 【０００３】近時、窒素の除去率を高めることが要求さ
れており、窒素に関する規制も厳しくなることが予想さ
れるので、これを除去することができる高度処理プロセ
スを採用する施設が増加するものと考えられる。 【０００４】生物学的に窒素とリンを同時に除去する方
法として、従来の活性汚泥法の変法として循環式硝化脱
窒法が注目されている。この循環式硝化脱窒法とは、例
えば図５に示したように、生物反応槽を溶存酸素（以下
ＤＯと略称）の存在しない嫌気槽１ａ，１ｂとＤＯの存
在する複数段の好気槽２ａ，２ｂ，２ｃとに仕切り、こ
の嫌気槽１ａ，１ｂにより、流入する原水３を無酸素状
態下で撹拌機構１０による撹拌を行って活性汚泥中の脱
窒菌による脱窒を行い、次に好気槽２ａ，２ｂ，２ｃの
内方に配置した散気管４にブロワ５から空気を供給する
ことにより、エアレーションによる酸素の存在下で活性
汚泥による有機物の酸化分解と硝化菌によるアンモニア
の硝化を行う。そして最終段の好気槽２ｃの硝化液を硝
化液循環ポンプ６を用いて嫌気槽１ａに送り込むことに
より、嫌気槽１ａ，１ｂの脱窒効果が促進される。 【０００５】上記硝化菌はＤＯ濃度が低くなると活性が
低下するので、最後段の好気槽２ｃのＤＯを測定してＤ
Ｏ制御装置１２によりブロワ５の駆動を制御しているの
が通例である。 【０００６】前記脱窒菌とは、嫌気条件下で硝酸呼吸に
よりＮ０2−Ｎ及びＮ０3−ＮをＮ2やＮＯ2に還元する細
菌を指している。又、原水中のリンは嫌気槽１ａ，１ｂ
内で放出され、好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ内で活性汚泥に
取り込まれて除去される。７は最終沈澱池であり、この
最終沈澱池７の上澄液は、処理水１１として図外の消毒
槽等を経由してから放流され、該最終沈澱池７内に沈降
した汚泥の一部は汚泥返送ポンプ８により嫌気槽１ａに
返送され、他の汚泥は余剰汚泥引抜ポンプ９から図外の
余剰汚泥処理装置に送り込まれて処理される。 【０００７】かかる循環式硝化脱窒法を用いることによ
り、通常の標準活性汚泥法で達成される有機物除去効果
と同程度の効果が得られる上、窒素とリンに関しては活
性汚泥法よりも高い除去率が達成される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】このような循環式硝化
脱窒法における反応は大別して嫌気槽における脱窒と好
気槽における硝化であるが、硝化は脱窒よりも水温とか
ＤＯ，ｐＨ等の影響を受けやすいという特徴があり、反
応の律速となっている。特に効率的に窒素を除去するた
めには、嫌気槽における脱窒と好気槽における硝化を最
適な運転条件に保持することが要求される上、窒素除去
工程は硝化工程に影響される度合が高いため、良好な窒
素除去を行うためには硝化工程が良好に行われているこ
とが必要である。 【０００９】この硝化反応は有機物除去反応に比べて速
度が小さく、長い滞留時間が必要となり、硝化菌の活性
は、ｐＨ，水温等の微妙な変化により容易に影響を受け
ることが知られている。又、エアレーションの時間を十
分にとるために、標準活性汚泥法の場合よりも生物反応
槽の容積を２〜３倍にすることが必要であり、都市部等
の用地確保が困難な条件下での採用が難しいという問題
がある。 【００１０】制御反応の改善で硝化反応を促進しようと
すると、この反応のモニタリングが必要である。しかし
通常の下水場で窒素関係成分の水質分析が毎日行われて
いるわけではなく、しかもこの水質分析は多くの手間と
時間がかかるという問題がある。このような水質分析に
対して呼吸速度計を用いて硝化細菌の呼吸速度（Ｎｉｔ
−Ｒｒ）を測定する方法が提案され、自動測定装置が実
用化されている。この方法では呼吸速度を最短３０分間
隔で測定することができる。 【００１１】自動呼吸速度計はＤＯの減少速度から測定
されるが、ＤＯを測定するためのＤＯ電極には微生物膜
が付着しやすいという問題がある。ＤＯ電極に微生物膜
が付着すると、微生物膜自体がＤＯを消費することにな
るため、活性汚泥，即ち浮遊微生物の呼吸速度を正確に
測定することができないという難点が生じる。 【００１２】この呼吸速度計には次亜塩素酸ナトリウム
による自動洗浄機構が付加されているが、下水処理場へ
流入する下水の汚濁濃度が大きい場合とか水温の高い
時、又は呼吸速度計を比較的処理場の生物反応槽の前段
に設置する場合には、ＤＯ電極に微生物膜が付着しやす
くなり、頻繁に検出部を引き上げてＤＯ電極を手操作に
よって洗浄する方法はメンテナンス上からも煩瑣であ
り、非効率的である。 【００１３】そこで本発明はこのような循環式硝化脱窒
法に用いられる呼吸速度計が有している課題を解消し
て、この呼吸速度計に用いられているＤＯ電極に対する
微生物膜の付着状況を自動的に検出して洗浄等の適切な
対策を取ることができるＤＯ電極への微生物膜付着検知
方法を提供することを目的とするものである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、活性汚泥液に対するエアの注入によって
該活性汚泥液を曝気し、ＤＯ濃度を設定値まで高めてか
ら曝気を停止して脱気を行い、活性汚泥の好気性微生物
による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤＯ電極及びＤ
Ｏ計を用いて測定し、このＤＯの減少速度から最小自乗
法により活性汚泥の呼吸速度を算出するようにした活性
汚泥プロセスにおける呼吸速度計において、前記ＤＯ濃
度の変化を自動記録計によつて記録して、脱気工程にお
けるＤＯ測定値の減少速度に基づきＤＯ電極に微生物膜
が付着したことを検知し、該ＤＯ電極を引き上げて洗浄
等の対策処理操作を行うようにしたＤＯ電極への微生物
膜付着検知方法を提供する。 【００１５】かかるＤＯ電極への微生物膜付着検知方法
によれば、好気性微生物による酸素消費に伴うＤＯ濃度
の変化をＤＯ電極に接続されたＤＯ計により測定すると
ともに、このＤＯ濃度の変化を記録計によつて記録して
おき、脱気工程でＤＯが急激に減少したことが検知され
たならば、その時点でＤＯ電極へ微生物膜が付着したこ
とを検出し、直ちにＤＯ電極の引き上げ及び該ＤＯ電極
の洗浄等の対策を行うことができる。 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるＤＯ電極へ
の微生物膜付着検知方法の一実施例を説明する。図１は
活性汚泥プロセスにおける活性度の評価として用いられ
る呼吸速度計の装置例であり、この構造と作用を簡単に
説明すると、１３ａは採水口、１３ｂは排水口、１４は
測定槽であり、この測定槽１４の入口及び出口側には通
水路を形成するチューブ１５，１６が連結されている。 【００１７】Ｖ1は上部ピンチバルブ、Ｖ2は下部ピンチ
バルブ、１７，１８，１９はエア注入口であり、エア注
入口１７，１９からのエアの注入と排気によりチューブ
１５，１６がピンチ状態と解除状態になって活性汚泥液
の開閉動作が行われる。２０は溶存酸素濃度検出部とし
てのＤＯ電極、２１は撹拌器である。 【００１８】２２はＡＴＵ液注入管、２３は水道水注入
管、２４は洗浄液注入管であり、ＡＴＵ液注入管２２は
図外のＡＴＵ添加装置に接続されている。又、各注入管
２２，２３，２４と上部ピンチバルブＶ1との間には第
３のピンチバルブＶ3とエア注入口２５が配設されてい
る。従って各ＡＴＵ液注入管２２、水道水注入管２３及
び洗浄液注入管２４は第３のピンチバルブＶ3を介在し
て測定槽１４に接続されている。 【００１９】かかる構成によって活性汚泥の呼吸速度を
測定する操作方法は以下の通りである。先ず基本的な動
作として、エア注入口１８から測定槽１４内にエアを導
入してエアリフトを形成し、上部ピンチバルブＶ1と下
部ピンチバルブＶ2を開いて採水口１３ａから図外の好
気槽内の活性汚泥液を測定槽１４内に導入する。 【００２０】一定時間経過後にエア注入口１７からのエ
アの注入によって下部ピンチバルブＶ2を閉じ、別途に
併設したＭＬＳＳ計により活性汚泥液のＭＬＳＳ（活性
汚泥浮遊物濃度）を測定し、次にエア注入口１８から測
定槽１４内にエアを送り込んで採水した活性汚泥液を曝
気し、ＤＯ濃度を設定値，例えば５（ｍｇ／ｌ）まで高
める。 【００２１】そしてＤＯ濃度が設定値まで上昇した時点
で曝気を停止し、エア注入口１９からのエアの注入によ
って上部ピンチバルブＶ1を閉じて撹拌器２１による撹
拌を開始する。すると脱気及び活性汚泥の好気性微生物
による酸素消費に伴ってＤＯ濃度が低下するので、これ
をＤＯ電極２０及び図外のＤＯ計により測定してＤＯの
減少速度から最小自乗法により活性汚泥の〔Ｒｒ〕を算
出する。 【００２２】次に上部ピンチバルブＶ1と第３のピンチ
バルブＶ3を開いてＡＴＵ液注入管２２からＡＴＵ（Ｎ
−アリルチオ尿素）試薬を測定槽１４に注入する。そし
て再度エア注入口１８からのエアによる曝気を行ってＤ
Ｏ濃度を設定値まで高めてから曝気を停止し、上部ピン
チバルブＶ1を閉じて撹拌器２１による撹拌を行って活
性汚泥による酸素消費に伴うＤＯ濃度の低下を図外のＤ
Ｏ計により測定し、ＤＯの減少速度から〔Ｒｒ〕を算出
する工程を繰り返し実施しながら、〔Ｒｒ〕と同時に
〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕値を計算によって求める。 【００２３】そして得られた〔Ｒｒ〕値と〔ＡＴＵ−Ｒ
ｒ〕値の差から〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕を求め、採水時に求め
たＭＬＳＳ濃度と〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕及び〔Ｎｉｔ−Ｒ
ｒ〕から単位汚泥量当たりの呼吸速度〔Ｋｒ〕，〔ＡＴ
Ｕ−Ｋｒ〕，〔Ｎｉｔ−Ｋｒ〕を求める。 【００２４】これを更に説明すると、測定された〔ＡＴ
Ｕ−Ｒｒ〕値は一般に好気槽における硝化反応の進行状
況をモニターするために用いられる。即ち、酸素利用速
度（oxygen utilization rate respiration，Ｒｒ）に
は有機物の酸化分解の際に消費される酸素量と、活性汚
泥の内生呼吸に消費される酸素量及び硝化反応で消費さ
れる酸素量とが含まれており、この値は有機物の除去や
内生呼吸による呼吸速度、即ち、全酸素消費速度から硝
化反応に伴う酸素消費速度を差し引いた値として表わさ
れる。従って硝化反応の進行状況は、〔Ｒｒ〕と硝化抑
制剤であるＮ−アリルチオ尿素（化学式Ｃ4Ｈ8Ｎ2Ｓ，
ＡＴＵ）を添加して測定したＲｒの差〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕
から求めることができる。 【００２５】上記の差を〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕とすると、 〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕＝〔Ｒｒ〕−〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕・・・・・・・・・・（１） となる。つまり〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕値は硝化に伴う酸素消
費速度であり、この値が小さければ硝化反応が終了し、
大きければ硝化反応が終了していないものと判断するこ
とができる。上記〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕は硝化反応に基づく
酸素消費量を表すので、この値から好気槽内での硝化速
度を推定することが可能である。 【００２６】通常は好気槽から採水された検水の〔ＡＴ
Ｕ−Ｒｒ〕値によって硝化反応にかかる酸素消費速度
〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕値が測定され、この〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕
値に基づいて硝化反応が終了しているか否かが判断され
る。即ち、硝化反応が順調に進行してアンモニア性窒素
の濃度が小さくなると、上記〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕値も急激
に小さくなるので、これによって好気槽における硝化反
応が終了していることが分かる。 【００２７】他方で、前記〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕値は測定さ
れた硝化反応にかかる酸素消費速度〔Ｎｉｔ−ｒｒ〕値
が大きい場合には、好気槽内での硝化反応が終了してい
ないものと判断される。この時には嫌気槽の撹拌機構の
駆動を停止するとともに好気槽への送風量を制御し、理
想的硝化速度に達するようなエアレーションを実施す
る。 【００２８】このようにして呼吸速度〔Ｒｒ〕と〔ＡＴ
Ｕ−Ｒｒ〕値を測定した後に洗浄工程を実施する。この
場合、先ず下部ピンチバルブＶ2と上部ピンチバルブＶ1
を開いてから水道水注入管２３から水道水を導入し、測
定槽１４内の下水を図外の曝気槽に排出した後に下部ピ
ンチバルブＶ2を閉じて測定槽１４内を水道水により置
換する。 【００２９】次に次塩素酸ナトリウム等の洗浄液を洗浄
液注入管２４を通じて測定槽１４内に導入し、ある一定
時間経過後に下部ピンチバルブＶ2を開き、測定槽１４
内の洗浄液がなくなるまで水道水を注入する。洗浄水の
排水が終了した時点で下部ピンチバルブＶ2を閉じて洗
浄工程を終了する。 【００３０】この洗浄工程終了後に再度下部ピンチバル
ブＶ2を開いてエア注入口１８から測定槽１４内に一定
時間だけエアを送り込む。すると測定槽１４内がエアだ
けで満たされるので、ここで下部ピンチバルブＶ2を閉
じて第３のピンチバルブＶ3介して水道水注入管２３か
ら測定槽１４内に水道水を送り込み、その状態を保持し
たまま次回の測定に備える。図２は上記の工程を概略的
に示したタイムチャートである。 【００３１】本実施例では、上記の動作時に活性汚泥の
好気性微生物による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤ
Ｏ電極２０に接続された図外のＤＯ計により測定すると
ともに、このＤＯ濃度の変化を自動記録計によつて連続
的に記録する。 【００３２】 図３はＤＯ電極２０が正常時のＤＯ測定
値と時間とのサイクルを示し、図４はＤＯ電極２０に微
生物膜が付着した場合のＤＯ測定値と時間とのサイクル
を示している。図３，図４から分かるように、ＤＯ電極
に微生物膜が付着するとＤＯが直線的に減少する区間が
ほとんどなくなっている。この原因として、水中のＤＯ
がＤＯ電極の隔膜に到達する前に、付着した微生物膜に
よって消費されてしまうためであるものと考えられる。 【００３３】従って前記タイムチャートの曝気工程でＤ
Ｏを上昇させても次の脱気工程で既にＤＯが大きく減少
しており、測定時にはＤＯの減少速度を正確に測定する
ことはできない。 【００３４】 そこで本実施例では、前記自動記録計に
よって脱気工程におけるＤＯ測定値の減少速度に基づき
ＤＯ電極へ微生物膜の付着を検出し、直ちにＤＯ検出部
であるＤＯ電極２０を引き上げて、手操作もしくは洗浄
機により該ＤＯ電極２０の洗浄を行うことが操作上の特
徴となっている。 【００３５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるＤＯ電極への微生物膜付着検知方法によれば、好気
性微生物による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤＯ計
により測定するとともに、このＤＯ濃度の変化を記録計
によつて記録しておき、脱気工程においてはＤＯ測定値
の減少速度に基づきＤＯ電極へ微生物膜の付着を検出し
ているので、直ちにＤＯ電極引き上げ及び該ＤＯ電極洗
浄等の対策を行うことができる。従ってＤＯ電極に微生
物膜が付着した場合にのみ検出部であるＤＯ電極を引き
上げて洗浄すればよいため、効率的であるとともにメン
テナンス上からも有利ある。 【００３６】そして下水の汚濁濃度が大きい場合とか、
水温の高い場合等のようにＤＯ電極に微生物膜が付着し
易い状態下でもＤＯ電極に対する微生物膜の付着状況を
自動的に検出して洗浄等の適切な対策を取ることができ
るため、呼吸速度の測定精度が向上するという効果が得
られる。
用いて廃水中の有機物及び窒素を高効率に除去する装置
において用いられるＤＯ電極への微生物膜付着検知方法
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から下水等の廃水中の有機物を効率
的に除去するとともに、閉鎖性水域の富栄養化の原因物
質と考えられている窒素及びリンを除去する方法が種々
提案されている。この富栄養化とは、水域中のＮ，Ｐ等
の栄養塩類の濃度が増大し、これらを栄養素とする生物
活動が活発となって生態系が変化することを指してい
る。特に湖沼等に生活排水とか工場廃水が大量に流入す
ると、上記の富栄養化が急速に進行することが知られて
いる。 【０００３】近時、窒素の除去率を高めることが要求さ
れており、窒素に関する規制も厳しくなることが予想さ
れるので、これを除去することができる高度処理プロセ
スを採用する施設が増加するものと考えられる。 【０００４】生物学的に窒素とリンを同時に除去する方
法として、従来の活性汚泥法の変法として循環式硝化脱
窒法が注目されている。この循環式硝化脱窒法とは、例
えば図５に示したように、生物反応槽を溶存酸素（以下
ＤＯと略称）の存在しない嫌気槽１ａ，１ｂとＤＯの存
在する複数段の好気槽２ａ，２ｂ，２ｃとに仕切り、こ
の嫌気槽１ａ，１ｂにより、流入する原水３を無酸素状
態下で撹拌機構１０による撹拌を行って活性汚泥中の脱
窒菌による脱窒を行い、次に好気槽２ａ，２ｂ，２ｃの
内方に配置した散気管４にブロワ５から空気を供給する
ことにより、エアレーションによる酸素の存在下で活性
汚泥による有機物の酸化分解と硝化菌によるアンモニア
の硝化を行う。そして最終段の好気槽２ｃの硝化液を硝
化液循環ポンプ６を用いて嫌気槽１ａに送り込むことに
より、嫌気槽１ａ，１ｂの脱窒効果が促進される。 【０００５】上記硝化菌はＤＯ濃度が低くなると活性が
低下するので、最後段の好気槽２ｃのＤＯを測定してＤ
Ｏ制御装置１２によりブロワ５の駆動を制御しているの
が通例である。 【０００６】前記脱窒菌とは、嫌気条件下で硝酸呼吸に
よりＮ０2−Ｎ及びＮ０3−ＮをＮ2やＮＯ2に還元する細
菌を指している。又、原水中のリンは嫌気槽１ａ，１ｂ
内で放出され、好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ内で活性汚泥に
取り込まれて除去される。７は最終沈澱池であり、この
最終沈澱池７の上澄液は、処理水１１として図外の消毒
槽等を経由してから放流され、該最終沈澱池７内に沈降
した汚泥の一部は汚泥返送ポンプ８により嫌気槽１ａに
返送され、他の汚泥は余剰汚泥引抜ポンプ９から図外の
余剰汚泥処理装置に送り込まれて処理される。 【０００７】かかる循環式硝化脱窒法を用いることによ
り、通常の標準活性汚泥法で達成される有機物除去効果
と同程度の効果が得られる上、窒素とリンに関しては活
性汚泥法よりも高い除去率が達成される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】このような循環式硝化
脱窒法における反応は大別して嫌気槽における脱窒と好
気槽における硝化であるが、硝化は脱窒よりも水温とか
ＤＯ，ｐＨ等の影響を受けやすいという特徴があり、反
応の律速となっている。特に効率的に窒素を除去するた
めには、嫌気槽における脱窒と好気槽における硝化を最
適な運転条件に保持することが要求される上、窒素除去
工程は硝化工程に影響される度合が高いため、良好な窒
素除去を行うためには硝化工程が良好に行われているこ
とが必要である。 【０００９】この硝化反応は有機物除去反応に比べて速
度が小さく、長い滞留時間が必要となり、硝化菌の活性
は、ｐＨ，水温等の微妙な変化により容易に影響を受け
ることが知られている。又、エアレーションの時間を十
分にとるために、標準活性汚泥法の場合よりも生物反応
槽の容積を２〜３倍にすることが必要であり、都市部等
の用地確保が困難な条件下での採用が難しいという問題
がある。 【００１０】制御反応の改善で硝化反応を促進しようと
すると、この反応のモニタリングが必要である。しかし
通常の下水場で窒素関係成分の水質分析が毎日行われて
いるわけではなく、しかもこの水質分析は多くの手間と
時間がかかるという問題がある。このような水質分析に
対して呼吸速度計を用いて硝化細菌の呼吸速度（Ｎｉｔ
−Ｒｒ）を測定する方法が提案され、自動測定装置が実
用化されている。この方法では呼吸速度を最短３０分間
隔で測定することができる。 【００１１】自動呼吸速度計はＤＯの減少速度から測定
されるが、ＤＯを測定するためのＤＯ電極には微生物膜
が付着しやすいという問題がある。ＤＯ電極に微生物膜
が付着すると、微生物膜自体がＤＯを消費することにな
るため、活性汚泥，即ち浮遊微生物の呼吸速度を正確に
測定することができないという難点が生じる。 【００１２】この呼吸速度計には次亜塩素酸ナトリウム
による自動洗浄機構が付加されているが、下水処理場へ
流入する下水の汚濁濃度が大きい場合とか水温の高い
時、又は呼吸速度計を比較的処理場の生物反応槽の前段
に設置する場合には、ＤＯ電極に微生物膜が付着しやす
くなり、頻繁に検出部を引き上げてＤＯ電極を手操作に
よって洗浄する方法はメンテナンス上からも煩瑣であ
り、非効率的である。 【００１３】そこで本発明はこのような循環式硝化脱窒
法に用いられる呼吸速度計が有している課題を解消し
て、この呼吸速度計に用いられているＤＯ電極に対する
微生物膜の付着状況を自動的に検出して洗浄等の適切な
対策を取ることができるＤＯ電極への微生物膜付着検知
方法を提供することを目的とするものである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、活性汚泥液に対するエアの注入によって
該活性汚泥液を曝気し、ＤＯ濃度を設定値まで高めてか
ら曝気を停止して脱気を行い、活性汚泥の好気性微生物
による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤＯ電極及びＤ
Ｏ計を用いて測定し、このＤＯの減少速度から最小自乗
法により活性汚泥の呼吸速度を算出するようにした活性
汚泥プロセスにおける呼吸速度計において、前記ＤＯ濃
度の変化を自動記録計によつて記録して、脱気工程にお
けるＤＯ測定値の減少速度に基づきＤＯ電極に微生物膜
が付着したことを検知し、該ＤＯ電極を引き上げて洗浄
等の対策処理操作を行うようにしたＤＯ電極への微生物
膜付着検知方法を提供する。 【００１５】かかるＤＯ電極への微生物膜付着検知方法
によれば、好気性微生物による酸素消費に伴うＤＯ濃度
の変化をＤＯ電極に接続されたＤＯ計により測定すると
ともに、このＤＯ濃度の変化を記録計によつて記録して
おき、脱気工程でＤＯが急激に減少したことが検知され
たならば、その時点でＤＯ電極へ微生物膜が付着したこ
とを検出し、直ちにＤＯ電極の引き上げ及び該ＤＯ電極
の洗浄等の対策を行うことができる。 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるＤＯ電極へ
の微生物膜付着検知方法の一実施例を説明する。図１は
活性汚泥プロセスにおける活性度の評価として用いられ
る呼吸速度計の装置例であり、この構造と作用を簡単に
説明すると、１３ａは採水口、１３ｂは排水口、１４は
測定槽であり、この測定槽１４の入口及び出口側には通
水路を形成するチューブ１５，１６が連結されている。 【００１７】Ｖ1は上部ピンチバルブ、Ｖ2は下部ピンチ
バルブ、１７，１８，１９はエア注入口であり、エア注
入口１７，１９からのエアの注入と排気によりチューブ
１５，１６がピンチ状態と解除状態になって活性汚泥液
の開閉動作が行われる。２０は溶存酸素濃度検出部とし
てのＤＯ電極、２１は撹拌器である。 【００１８】２２はＡＴＵ液注入管、２３は水道水注入
管、２４は洗浄液注入管であり、ＡＴＵ液注入管２２は
図外のＡＴＵ添加装置に接続されている。又、各注入管
２２，２３，２４と上部ピンチバルブＶ1との間には第
３のピンチバルブＶ3とエア注入口２５が配設されてい
る。従って各ＡＴＵ液注入管２２、水道水注入管２３及
び洗浄液注入管２４は第３のピンチバルブＶ3を介在し
て測定槽１４に接続されている。 【００１９】かかる構成によって活性汚泥の呼吸速度を
測定する操作方法は以下の通りである。先ず基本的な動
作として、エア注入口１８から測定槽１４内にエアを導
入してエアリフトを形成し、上部ピンチバルブＶ1と下
部ピンチバルブＶ2を開いて採水口１３ａから図外の好
気槽内の活性汚泥液を測定槽１４内に導入する。 【００２０】一定時間経過後にエア注入口１７からのエ
アの注入によって下部ピンチバルブＶ2を閉じ、別途に
併設したＭＬＳＳ計により活性汚泥液のＭＬＳＳ（活性
汚泥浮遊物濃度）を測定し、次にエア注入口１８から測
定槽１４内にエアを送り込んで採水した活性汚泥液を曝
気し、ＤＯ濃度を設定値，例えば５（ｍｇ／ｌ）まで高
める。 【００２１】そしてＤＯ濃度が設定値まで上昇した時点
で曝気を停止し、エア注入口１９からのエアの注入によ
って上部ピンチバルブＶ1を閉じて撹拌器２１による撹
拌を開始する。すると脱気及び活性汚泥の好気性微生物
による酸素消費に伴ってＤＯ濃度が低下するので、これ
をＤＯ電極２０及び図外のＤＯ計により測定してＤＯの
減少速度から最小自乗法により活性汚泥の〔Ｒｒ〕を算
出する。 【００２２】次に上部ピンチバルブＶ1と第３のピンチ
バルブＶ3を開いてＡＴＵ液注入管２２からＡＴＵ（Ｎ
−アリルチオ尿素）試薬を測定槽１４に注入する。そし
て再度エア注入口１８からのエアによる曝気を行ってＤ
Ｏ濃度を設定値まで高めてから曝気を停止し、上部ピン
チバルブＶ1を閉じて撹拌器２１による撹拌を行って活
性汚泥による酸素消費に伴うＤＯ濃度の低下を図外のＤ
Ｏ計により測定し、ＤＯの減少速度から〔Ｒｒ〕を算出
する工程を繰り返し実施しながら、〔Ｒｒ〕と同時に
〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕値を計算によって求める。 【００２３】そして得られた〔Ｒｒ〕値と〔ＡＴＵ−Ｒ
ｒ〕値の差から〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕を求め、採水時に求め
たＭＬＳＳ濃度と〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕及び〔Ｎｉｔ−Ｒ
ｒ〕から単位汚泥量当たりの呼吸速度〔Ｋｒ〕，〔ＡＴ
Ｕ−Ｋｒ〕，〔Ｎｉｔ−Ｋｒ〕を求める。 【００２４】これを更に説明すると、測定された〔ＡＴ
Ｕ−Ｒｒ〕値は一般に好気槽における硝化反応の進行状
況をモニターするために用いられる。即ち、酸素利用速
度（oxygen utilization rate respiration，Ｒｒ）に
は有機物の酸化分解の際に消費される酸素量と、活性汚
泥の内生呼吸に消費される酸素量及び硝化反応で消費さ
れる酸素量とが含まれており、この値は有機物の除去や
内生呼吸による呼吸速度、即ち、全酸素消費速度から硝
化反応に伴う酸素消費速度を差し引いた値として表わさ
れる。従って硝化反応の進行状況は、〔Ｒｒ〕と硝化抑
制剤であるＮ−アリルチオ尿素（化学式Ｃ4Ｈ8Ｎ2Ｓ，
ＡＴＵ）を添加して測定したＲｒの差〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕
から求めることができる。 【００２５】上記の差を〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕とすると、 〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕＝〔Ｒｒ〕−〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕・・・・・・・・・・（１） となる。つまり〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕値は硝化に伴う酸素消
費速度であり、この値が小さければ硝化反応が終了し、
大きければ硝化反応が終了していないものと判断するこ
とができる。上記〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕は硝化反応に基づく
酸素消費量を表すので、この値から好気槽内での硝化速
度を推定することが可能である。 【００２６】通常は好気槽から採水された検水の〔ＡＴ
Ｕ−Ｒｒ〕値によって硝化反応にかかる酸素消費速度
〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕値が測定され、この〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕
値に基づいて硝化反応が終了しているか否かが判断され
る。即ち、硝化反応が順調に進行してアンモニア性窒素
の濃度が小さくなると、上記〔Ｎｉｔ−Ｒｒ〕値も急激
に小さくなるので、これによって好気槽における硝化反
応が終了していることが分かる。 【００２７】他方で、前記〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕値は測定さ
れた硝化反応にかかる酸素消費速度〔Ｎｉｔ−ｒｒ〕値
が大きい場合には、好気槽内での硝化反応が終了してい
ないものと判断される。この時には嫌気槽の撹拌機構の
駆動を停止するとともに好気槽への送風量を制御し、理
想的硝化速度に達するようなエアレーションを実施す
る。 【００２８】このようにして呼吸速度〔Ｒｒ〕と〔ＡＴ
Ｕ−Ｒｒ〕値を測定した後に洗浄工程を実施する。この
場合、先ず下部ピンチバルブＶ2と上部ピンチバルブＶ1
を開いてから水道水注入管２３から水道水を導入し、測
定槽１４内の下水を図外の曝気槽に排出した後に下部ピ
ンチバルブＶ2を閉じて測定槽１４内を水道水により置
換する。 【００２９】次に次塩素酸ナトリウム等の洗浄液を洗浄
液注入管２４を通じて測定槽１４内に導入し、ある一定
時間経過後に下部ピンチバルブＶ2を開き、測定槽１４
内の洗浄液がなくなるまで水道水を注入する。洗浄水の
排水が終了した時点で下部ピンチバルブＶ2を閉じて洗
浄工程を終了する。 【００３０】この洗浄工程終了後に再度下部ピンチバル
ブＶ2を開いてエア注入口１８から測定槽１４内に一定
時間だけエアを送り込む。すると測定槽１４内がエアだ
けで満たされるので、ここで下部ピンチバルブＶ2を閉
じて第３のピンチバルブＶ3介して水道水注入管２３か
ら測定槽１４内に水道水を送り込み、その状態を保持し
たまま次回の測定に備える。図２は上記の工程を概略的
に示したタイムチャートである。 【００３１】本実施例では、上記の動作時に活性汚泥の
好気性微生物による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤ
Ｏ電極２０に接続された図外のＤＯ計により測定すると
ともに、このＤＯ濃度の変化を自動記録計によつて連続
的に記録する。 【００３２】 図３はＤＯ電極２０が正常時のＤＯ測定
値と時間とのサイクルを示し、図４はＤＯ電極２０に微
生物膜が付着した場合のＤＯ測定値と時間とのサイクル
を示している。図３，図４から分かるように、ＤＯ電極
に微生物膜が付着するとＤＯが直線的に減少する区間が
ほとんどなくなっている。この原因として、水中のＤＯ
がＤＯ電極の隔膜に到達する前に、付着した微生物膜に
よって消費されてしまうためであるものと考えられる。 【００３３】従って前記タイムチャートの曝気工程でＤ
Ｏを上昇させても次の脱気工程で既にＤＯが大きく減少
しており、測定時にはＤＯの減少速度を正確に測定する
ことはできない。 【００３４】 そこで本実施例では、前記自動記録計に
よって脱気工程におけるＤＯ測定値の減少速度に基づき
ＤＯ電極へ微生物膜の付着を検出し、直ちにＤＯ検出部
であるＤＯ電極２０を引き上げて、手操作もしくは洗浄
機により該ＤＯ電極２０の洗浄を行うことが操作上の特
徴となっている。 【００３５】 【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるＤＯ電極への微生物膜付着検知方法によれば、好気
性微生物による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤＯ計
により測定するとともに、このＤＯ濃度の変化を記録計
によつて記録しておき、脱気工程においてはＤＯ測定値
の減少速度に基づきＤＯ電極へ微生物膜の付着を検出し
ているので、直ちにＤＯ電極引き上げ及び該ＤＯ電極洗
浄等の対策を行うことができる。従ってＤＯ電極に微生
物膜が付着した場合にのみ検出部であるＤＯ電極を引き
上げて洗浄すればよいため、効率的であるとともにメン
テナンス上からも有利ある。 【００３６】そして下水の汚濁濃度が大きい場合とか、
水温の高い場合等のようにＤＯ電極に微生物膜が付着し
易い状態下でもＤＯ電極に対する微生物膜の付着状況を
自動的に検出して洗浄等の適切な対策を取ることができ
るため、呼吸速度の測定精度が向上するという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例にかかる活性汚泥循環変法の運転制御
方法の一例を示す概要図。 【図２】本実施例の制御の実際を示すチャート図。 【図３】正常時のＤＯ測定値と時間とのサイクルを示す
グラフ。 【図４】微生物膜付着時のＤＯ測定値と時間とのサイク
ルを示すグラフ。 【図５】従来の循環式硝化脱窒法の一例を示す概要図。 【符号の説明】 １３ａ…採水口 １３ｂ…排水口 １４…測定槽 １５，１６…チューブ Ｖ1…上部ピンチバルブ Ｖ2…下部ピンチバルブ １７，１８，１９，２５…エア注入口 ２０…ＤＯ電極 ２１…撹拌器 ２２…ＡＴＵ液注入管 ２３…水道水注入管 ２４…洗浄液注入管 Ｖ3…第３のピンチバルブ
方法の一例を示す概要図。 【図２】本実施例の制御の実際を示すチャート図。 【図３】正常時のＤＯ測定値と時間とのサイクルを示す
グラフ。 【図４】微生物膜付着時のＤＯ測定値と時間とのサイク
ルを示すグラフ。 【図５】従来の循環式硝化脱窒法の一例を示す概要図。 【符号の説明】 １３ａ…採水口 １３ｂ…排水口 １４…測定槽 １５，１６…チューブ Ｖ1…上部ピンチバルブ Ｖ2…下部ピンチバルブ １７，１８，１９，２５…エア注入口 ２０…ＤＯ電極 ２１…撹拌器 ２２…ＡＴＵ液注入管 ２３…水道水注入管 ２４…洗浄液注入管 Ｖ3…第３のピンチバルブ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 活性汚泥液に対するエアの注入によって
該活性汚泥液を曝気し、ＤＯ濃度を設定値まで高めてか
ら曝気を停止して脱気を行い、活性汚泥の好気性微生物
による酸素消費に伴うＤＯ濃度の変化をＤＯ電極及びＤ
Ｏ計を用いて測定し、このＤＯの減少速度から最小自乗
法により活性汚泥の呼吸速度を算出するようにした活性
汚泥プロセスにおける呼吸速度計において、 前記ＤＯ濃度の変化を自動記録計によつて記録して、脱
気工程におけるＤＯ測定値の減少速度に基づきＤＯ電極
に微生物膜が付着したことを検知し、該ＤＯ電極を引き
上げて洗浄等の対策処理操作を行うことを特徴とするＤ
Ｏ電極への微生物膜付着検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09578096A JP3493884B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Ｄｏ電極への微生物膜付着検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09578096A JP3493884B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Ｄｏ電極への微生物膜付着検知方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09281073A JPH09281073A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3493884B2 true JP3493884B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=14147000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09578096A Expired - Fee Related JP3493884B2 (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | Ｄｏ電極への微生物膜付着検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493884B2 (ja) |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP09578096A patent/JP3493884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09281073A (ja) | 1997-10-31 |
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