JP5023485B2 - 水質計測方法および排水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、工場や他の施設などから排出される被処理水である排水に含まれる浮遊性や沈降性を有するさまざまな異物について、フィルターを使用することなく分離し、前記異物を分離した排水の水質を計測する水質計測方法およびこれを用いた排水処理方法に関するものである。

従来、被処理水である排水を貯留する排水貯留槽または被処理水の好気性または嫌気性処理手段を備えた排水貯留槽の排水（被処理水と汚泥の混合水）の水質を計測する水質計測方法、この検出値に基づき水質を最適条件に制御する排水処理方法として、例えば排水貯留槽の排水に直接、溶存酸素濃度検出器を位置させて溶存酸素濃度（ＤＯ、Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）を検出し、この検出値に基づき排水貯留槽の曝気手段の曝気能力を制御するものがあるが、曝気による排水の流動化よって溶存酸素濃度検出器の検出値が不安定となり正確な値を検出することが困難である。また比較的大きい設備となる排水貯留槽に溶存酸素濃度検出器を設置することが必要で、メンテナンスも含め作業性等に課題がある。さらに曝気による多量の排水の流動化によって排水中の異物等が溶存酸素濃度検出器に付着しやすく、正確な値を検出することが困難となる課題がある。

前記課題を解決するために、排水貯留槽から、排水の一部を別設の計測槽に取り込み溶存酸素濃度、ｐＨ等の水質要素を検出するものがある。

この代表的例として、同心の円筒形外周壁及びそれより低い同心の円筒形内周壁と両周壁間の底壁とで画成された環状水路内に排水を連続流入させて環状水流を形成し、環状水流中に水質計測プローブを垂下して排水の水質を計測するものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−３４０８８３号公報

しかしながら、前記従来の特許文献１に記載のものは、環状水路内に形成した高速の環状水流中に水質計測プローブ（検出器）を位置させており、水流の乱れから水質計測プローブの検出値が不安定となり、また排水の一部を取り込む際、異物も一緒に取り込んでしまい、水質計測プローブ近傍に発生する渦流によって水質計測プローブに異物が付着しやすい。このため水質計測プローブによる正確な水質を検出することが困難で、異物や水流による水質計測プローブの破損の恐れも生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、さまざまな異物に対応でき、異物を確実に除去して長期間、安定した水質の計測を可能とするとともに、水質の計測誤差を生じない水質計測方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、被処理水である排水を貯留する排水貯留槽と、前記排水貯留槽の排水を流入させ一定量貯留する計測槽と、前記計測槽の排水の水質を計測する水質検出器と、前記計測槽に流入させる排水貯留槽の排水を内部で旋回させ異物を分離するとともに、第２の分離槽の容積が第１の分離槽に比べ大きい第１と第２の分離槽を有する異物分離手段を備え、排水貯留槽から第１の分離槽へ排水を取り込み、前記第１の分離槽から異物を分離した１次処理水を第２の分離槽へ流入させてさらに異物を分離し、前記第１の分離槽と第２の分離槽で分離された異物を前記排水貯留槽へ返送するとともに、前記第１の分離槽において第２の分離槽へ流入させる１次処理水の流量を排水貯留槽へ返送する流量に比べて少なくし、前記第２の分離槽で異物を分離した２次処理水を計測槽に流入させて一定量貯留し、排水貯留槽の排水の水質を計測することを特徴とする水質計測方法としたものである。

本発明は、さまざまな異物に対応でき、異物を確実に除去して長期間、安定した水質の計測を可能とするとともに、水質の計測誤差を生じない水質計測方法を提供することができる。

第１の発明は、被処理水である排水を貯留する排水貯留槽と、前記排水貯留槽の排水を流入させ一定量貯留する計測槽と、前記計測槽の排水の水質を計測する水質検出器と、前記計測槽に流入させる排水貯留槽の排水を内部で旋回させ異物を分離するとともに、第２の分離槽の容積が第１の分離槽に比べ大きい第１と第２の分離槽を有する異物分離手段を備え、排水貯留槽から第１の分離槽へ排水を取り込み、前記第１の分離槽から異物を分離した１次処理水を第２の分離槽へ流入させてさらに異物を分離し、前記第１の分離槽と第２の分離槽で分離された異物を前記排水貯留槽へ返送するとともに、前記第１の分離槽において第２の分離槽へ流入させる１次処理水の流量を排水貯留槽へ返送する流量に比べて少なくし、前記第２の分離槽で異物を分離した２次処理水を計測槽に流入させて一定量貯留し、排水貯留槽の排水の水質を計測することを特徴とする水質計測方法としたものである。

これによって、排水貯留槽から第１の分離槽へ取り込んだ排水の流速を使って第１の分離槽内に旋回水流を形成し、旋回によって発生する遠心力で比較的大きく、重い質量の異物を第１の分離槽の内周部へ移動させ、排水とともに排水貯留槽へ返送し、一方異物を分離した１次処理水を第２の分離槽へ流出させることができ、第１の分離槽での旋回水流によって分離された異物を、返送する排水側へ誘引し、排水とともに排水貯留槽へと返送することができる。

さらに、第２の分離槽へ取り込んだ１次処理水の流速を使って第２の分離槽に旋回水流を形成し、第２の分離槽の流れを整流すると共に、旋回によって発生する遠心力で１次処理水よりも重い質量の異物を第２の分離槽の内周部へ緩やかに移動させつつ凝集させ、重力によって沈降分離することができる。

計測槽に異物を完全に分離した２次処理水を流入させるので、水質検出器への異物の付着を防止することができ、さらに水質検出器は常に高速の水流中に位置していないので、安定した正確な値を検出することができ、破損の恐れもなくすことができる。

したがって、さまざまな異物に対応でき、異物を確実に除去して長期間、安定した水質の計測を可能とするとともに、水質の計測誤差を生じない水質計測方法を提供することができる。

また、第１の分離槽において第２の分離槽へ流入させる１次処理水の流量が排水貯留槽へ返送する流量に比べて少なくすることにより、１次処理水と返送する排水の流量差によって、第１の分離槽での旋回水流によって分離された異物を、返送する排水側へ誘引し、排水とともに排水貯留槽へと返送することがより確実に行える。第１の分離槽が主として旋回による遠心力を利用して異物の分離を行うのに対して、第２の分離槽は主として重力による沈降分離を利用するため、第１の分離槽に比べて異物の分離にある程度の滞留時間が必要であり、このため第２の分離槽には一定以上の容積が必要であるが、第２の分離槽へ流入する１次処理水の流量が少量であるために、滞留時間を確保しつつ第２の分離槽をコンパクトにすることができる。

さらに、第２の分離槽の容積を第１の分離槽に比べ大きくすることにより、容積の小さな第１の分離槽に多量の排水を導入することで、強力な旋回水流を得ることができ、一方、容積の大きな第２の分離槽に少量の排水を導入することで、緩やかな旋回水流を得ることができる。このように、第１の分離槽と第２の分離槽の容積を異ならせることで、予め遠心力にて重い異物の粗分離を行った１次処理水を第２の分離槽へ導入することができ、重力沈降による異物分離を効率良く行うことができる。

第２の発明は、第１の発明において、第１の分離槽の排水の旋回角速度が、第２の分離槽の排水の旋回角速度よりも速いことを特徴とする水質計測方法としたものである。

これによって、排水貯留槽から第１の分離槽へ取り込んだ排水の流速を使って第１の分離槽に旋回水流を形成し、高速の旋回によって発生する遠心力で比較的大きく、重い質量の異物を第１の分離槽の内周部へ移動させ、排水とともに排水貯留槽へ返送し、一方異物を分離した１次処理水を第２の分離槽へ流出させることができ、１次処理水と返送する排水の流量差によって、第１の分離槽内の旋回水流によって分離された異物を、返送する排水側へ誘引し、排水とともに排水貯留槽へと返送することができる。

さらに、第１の分離槽から第２の分離槽へ取り込んだ１次処理水の流速を使って第２の分離槽に旋回水流を形成し、第２の分離槽の流れを整流すると共に、低速の旋回によって発生する遠心力で１次処理水よりも重い質量の異物を第２の分離槽の内周部へ緩やかに移動させつつ凝集させ、重力によって沈降分離することができる。

第３の発明は、第１および第２の発明において、排水貯留槽へ返送する流量を調節することにより１次処理水の流量を調節するようにしたことを特徴する水質計測方法としたものである。

これによって、排水貯留槽へ返送する流量を調節することで、第１の分離槽や第２の分離槽へかかる圧力を調節することができ、その結果、第２の分離槽へと流出する１次処理水の流量を調節することができる。

このため、第１の分離槽と第２の分離槽を接続する槽間接続管や２次処理水の導出管に異物が詰まった場合でも加圧量を増加することで異物を押し流すことができ、また１次処理水流量の調節を流量の多い排水返送管で行うために、１次処理水流量調節弁の閉塞を防止することができる。

第４の発明は、第１〜第３の発明において、第２の分離槽の上部に空気抜き弁を有する水質計測方法としたものである。

これによって、第２の分離槽の上部に蓄積される空気を空気抜き弁によって排出することができる。このため、第２の分離槽内に圧力をかけることなく、１次処理水を充満することができ、第２の分離槽のコンパクト化と低コスト化を実現することができる。

第５の発明は、第１〜第４の発明において、第２の分離槽内の２次処理排水を、開口面を上向きとした２次処理水導出管に流入させ、前記２次処理水導出管から計測槽に流入させることを特徴とする水質計測方法としたものである。

これによって、第２の分離槽の水面付近に浮遊する浮遊性の異物と第２の分離槽の底付近に沈殿した沈降性の異物の両方を避けて、異物を含まない２次処理排水を取り出すことができる。

第６の発明は、第１〜第５の発明において、異物分離手段を連続して駆動し、必要に応じて異物を分離した２次処理水を計測槽に流入させて排水貯留槽の排水の水質を計測することを特徴とする水質計測方法としたものである。これによって、排水貯留槽の排水の水質を、連続して計測することができる。

第７の発明は、第１〜第６の発明において、水質検出器は、排水の溶存酸素濃度、ｐＨ、酸化還元電位、全活性汚泥濃度の少なくともいずれかを計測する水質計測方法としたものである。これによって、各種の水質要素を、長期間、安定して計測することができる。

第８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の水質計測方法を用いて計測した検出値に基づき、排水貯留槽の排水の水質を制御することを特徴とする排水処理方法としたものである。

これによって、長期間、安定して計測した検出値に基づき、排水貯留槽の排水の水質を最適条件に制御することができる。

以下、本発明による実施例の水質計測方法および排水処理方法について、図面を参照して説明する。図１は本発明による一実施例の水質計測方法および排水処理方法を示す構成図、図２は第１の分離槽、第２の分離槽の平面構成図である。なお図中の矢印は排水の流れを示す。

工場や他の施設などから排出される被処理水である排水を排水貯留槽に一時貯留し、次工程おいて生物処理等を行う場合があるが、以下、排水貯留槽の排水を曝気して生物処理を行う構成の一実施例に基づいて説明する。

まず、生物処理手段１の構成、動作について説明する。流入管２から流量調節弁３を介して被処理水である排水を排水貯留槽である生物処理槽４に流入させ、一定量貯留する。生物処理槽４の排水（被処理水と汚泥の混合水）に供給管６、散気管７、散気管７に設けた多数の噴出孔８を介してブロワ５からの空気を供給する。この曝気によって、生物処理槽４の排水の溶存酸素濃度を高めて好気性化し、微生物による分解を促進する。生物処理槽４で浄化処理された排水は、接続管９を介して沈殿槽１０に供給され、汚泥分が沈降することでこれを分離し、排出管１１、開閉弁１２を介して排出し活性汚泥として生物処理槽４に返送するか、余剰汚泥として排出する。汚泥分が除かれた処理水は、排出管１３より排出し、放流または再利用するものである。排水の生物処理状況に応じて流量調節弁３により生物処理槽４への被処理水である排水の流入量（流入負荷）を制御する。

次に、異物分離手段１４の構成、動作について説明する。図１に示すように工場や下水処理場などから排出される被処理水である排水は、生物処理槽４で浄化処理されるが、この排水の水質を精度よく、また長期にわたって安定して検出するには、溶存酸素濃度検出器への異物の付着防止、さらに処理装置の配管等の閉塞を防ぐために、排水に含まれる異物を除去することが重要である。

本実施例による異物分離手段１４は、生物処理槽４から異物を含む排水（被処理水と汚泥の混合水）を汲み上げる排水導入ポンプ１５と、排水導入ポンプ１５から第１の分離槽１７へ排水を取り込む排水取込み管１６と、第１の分離槽１７と第２の分離槽１９とを結び、第１の分離槽１７からの１次処理水（排水）を第２の分離槽１９へ流入させる槽間接続管１８と、第１の分離槽１７で分離された異物を生物処理槽４へ返送する排水返送管２０と、第１の分離槽１７下部に設けられ排水返送管２０につながる接続管２１、第２の分離槽１９下部に設けられ排水返送管２０につながる接続管２２によって構成される。

第１の分離槽１７は上部が円筒状で、下部が円錐状のケーシングから構成されており、排水取込み管１６から取り込んだ排水を少量の１次処理水と残りの排水に分岐させるとともに、排水に含まれる比較的大きく、重い異物を排水とともに排水返送管２０を通じて生物処理槽４へ還流させるものである。

ここで、遠心力場における異物の分離速度はストークスの法則より（数１）で求めることができる。
ｖ_ω＝（ρ_ｐ−ρ_ｆ ）・（Ｄ_ｐ）^２・（ｒω）^２／（１８μ） （数１）
（数１）において、ｖ_ωは異物の分離速度、ρ_ｐは異物粒子の密度、ρ_ｆは液体の密度、Ｄ_ｐは異物粒子の直径（代表長さ）、ｒは異物粒子の旋回半径、ωは異物粒子の角速度、μは液体の粘度である。

つまり、排水から異物の分離を効率よく行うためには、異物粒子の回転角速度（ω）を大きくしなければならない。そこで、第１の分離槽１７は排水取込み管１６を通じて第１の分離槽１７内の接線方向へ排水を取り込み、取り込んだ排水の流速を利用して第１の分離槽１７内に強力な旋回液流を形成し、高速旋回角速度によって発生する強い遠心力で比較的直径（代表長さ）が大きく、重い質量の異物を高速旋回する第１の分離槽１７の内周部へ移動させ、排水とともに接続管２１、排水返送管２０を通じて生物処理槽４へ還流させている。

一方、比較的大きく、重い質量の異物を分離した少量の１次処理水は槽間接続管１８より流出させ、第１の分離槽１７内の旋回液流によって分離された異物は、生物処理槽４へ還流する排水側へ誘引され、排水とともに生物処理槽４へと還流されている。ここで、１次処理水と生物処理槽４へ還流される排水の流量比は、３：７〜１：９とするのが好ましい。

また、第２の分離槽１９は円筒状の胴部分１９ａとおわん状の底部分１９ｂとで構成されている。第２の分離槽１９の胴部分１９ａには、１次処理水を第２の分離槽１９に導入する槽間接続管１８と、２次処理水を導出する２次処理水導出管２３とを第２の分離槽１９内に突き出して設けている。２次処理水を導入する槽間接続管１８は、２次処理水導出管２３より下方側で、底部分１９ｂよりも上方側に配置されている。槽間接続管１８の流出口１８ａにはエルボが形成され（詳細は図２参照）、第２の分離槽１９内で胴部分１９ａの接線方向へ１次処理水を流出させ、流出させた１次処理水の流速を使って第２の分離槽１９に緩やかな旋回液流を形成し、第２の分離槽１９内の流れを整流すると共に、低速旋回液流によって発生する弱い遠心力で１次処理水よりも重い質量の異物を第２の分離槽１９の内周部へ緩やかに移動させつつ凝集させ、重力によって沈降分離させている。

ここで、重力場における異物の分離速度はストークスの法則より（数２）で求めることができる。
ｖ_ｆ＝（ρ_ｐ−ρ_ｆ ）・ｇ・（Ｄ_ｐ）^２／（１８μ） （数２）
（数２）において、ｖ_ｆは異物の分離速度、ρ_ｐは異物粒子の密度、ρ_ｆは液体の密度、Ｄ_ｐは異物粒子の直径（代表長さ）、ｇは重力加速度、μは液体の粘度である。

つまり、重力を使って排水から異物の分離を効率よく行うためには、異物粒子の直径（代表長さ）（Ｄ_ｐ）を大きくしなければならない。そこで、第２の分離槽１９では接続管２２に滞留時間調節弁２４を設け、滞留時間調節弁２４の開度を調節することにより、第２の分離槽１９へと流入する１次処理水の流入速度を増減し、第２の分離槽内１９の１次処理水の滞留時間を調節することで、１次処理水に含まれる異物の種類に応じた旋回流速の微調整が可能となり、効率よく異物粒子を凝集させて異物粒子の直径（Ｄ_ｐ）を大きくし重力によって沈降分離させている。

一方、必要な２次処理水のみを第２の分離槽１９から取り出し、分離した異物は第２の分離槽１９の底部分１９ｂの接続管２２から生物処理槽４へ還流させているが、分離した異物が少ない場合、この滞留時間調節弁２４を通常の運転時は閉じておき、メンテナンスを行う場合に開放し、第２の分離槽１９に沈降分離した異物を排出することも可能である。

２次処理水導出管２３の導入口２３ａは第２の分離槽１９における旋回液流の中心軸もしくは中心軸近傍で、第２の分離槽１９内の水面より下側で、上向きに開口しており、第２の分離槽１９の水面に浮上した浮遊性の異物、底部分１９ｂに沈降した沈降性の異物、及び旋回流による慣性力で第２の分離槽１９の内周へ分離された異物を導入することなく、２次処理水の排出が可能となっている。

また、底部分１９ｂに凝集沈降した沈降性の異物は、接続管２２より生物処理槽４へ返送することが可能となっている。ここで、第２の分離槽１９の上部には、空気抜き弁２５を設け、第２の分離槽１９内へ溜まった空気を外部へ排出するように構成することが好ましい。空気抜き弁２５を設けることで、第２の分離槽１９に余分な圧力がかからず、胴部分１９ａの強度を低く抑えることができ、第２の分離槽１９のコンパクト化と低コスト化を実現できる。

接続管２１には１次処理水の流量を調節する１次処理水流量調節弁２６が、２次処理水導出管２３には２次処理水流量計２７が設けられている。１次処理水流量調節弁２６の開度を調節することで、第１の分離槽１７や第２の分離槽１９へかかる圧力を調節することができ、その結果、２次処理水導出管２３や槽間接続管１８へと流出する１次処理水や２次処理水の流量を調節することができる。

すなわち、１次処理水の流量を増す場合は１次処理水流量調節弁２６を閉じ、第１の分離槽１７や第２の分離槽１９へかかる圧力を高める。一方、１次処理水の流量を減らす場合は１次処理水流量調節弁２６を開け、第１の分離槽１７や第２の分離槽１９へかかる圧力を減少させる。

このように、接続管２１に１次処理水流量調節弁２６を設けることで、２次処理水導出管２３や槽間接続管１８に異物が詰まった場合でも加圧量を増加することが可能となり、異物を押し流すことで配管の閉塞を防ぐことができる。また処理水流量の調節を流量の多い排水返送管２０、接続管２１で行うために、配管が細く、流量が少ない槽間接続管１８や2次処理水導出管２３で１次処理水の流量を調節する場合よりも1次処理水流量調節弁２６の閉塞を防止することができる。

第２の分離槽１９の上部の液面レベル付近には、第２の分離槽１９の上部の液面レベル付近から排水返送管２０へとつながった浮遊物返送管２８が設けられ、浮遊物返送管２８には浮遊物排出弁２９が設けられている。排水よりも軽く、遠心力や重力によって分離することのできない浮遊性の異物は浮遊物排出弁２９を開放することで、第２の分離槽１９より排出することができる。

図２は本実施例による異物分離手段主要部の平面図である。本図に示すように、第１の分離槽１７の中心軸と第２の分離槽１９の中心軸が一致するように第１の分離槽１７と第２の分離槽１９を結ぶ槽間接続管１８が設けられている。このように槽間接続管１８を配置することで、配管の長さを短くすることができ、異物分離手段全体をコンパクトに構成することができるとともに、配管の閉塞などの故障を最小限にすることもできる。なお、異物分離手段１４は、前記した構成に限定されるものではないが、フィルターを使用せずに分離するものである。

次に、水質計測手段３０の構成、動作について説明する。異物分離手段１４の２次処理水導出管２３より流出する２次処理水（排水）を、三方弁３１を介して計測槽３２に流入させて一定量貯留する。計測槽３２には、水質検出器３３として溶存酸素濃度を検出する溶存酸素濃度検出器３３ａ、ｐＨ検出器３３ｂ、酸化還元電位（ＯＲＰ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）検出器３３ｃ、全活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ、Ｍｉｘｅｄ Ｌｉｑｕｏｒ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）検出器３３ｄを貯留する２次処理水中に位置させている。

計測槽３２の底部に排出管３４を接続し、計測槽３２に貯留した排水の水質を計測後、開閉弁３５を開として前記排出管３４を介して生物処理槽４に返送する。また三方弁３１と排出管３４とを接続する接続管３６を設けている。前記三方弁３１は、２次処理水を計測槽３２に流入させて一定量貯留する流れと、一定量貯留し水質を計測終了後、接続管３６を介して排出管３４から生物処理槽４に返送する流れを切り替えるものである。

計測槽３２における排水の貯留量は、前記したそれぞれの水質検出器３３の水質を計測できるだけの少量でよく、計測槽３２を小型にすることができる。

２次処理水（排水）を、三方弁３１を介して計測槽３２に流入させて一定量貯留し、２次処理水を静止させた状態において、まずｐＨ検出器３３ｂ、酸化還元電位検出器３３ｃ、全活性汚泥濃度検出器３３ｄにより、それぞれの水質データを計測する。２次処理水を静止させた状態において計測することによって、安定した正確な値を検出することができ、破損の恐れもなくすことができる。

前記水質データを測定後、計測槽３２の排水に供給管３７、散気管３８、散気管３８に設けた多数の噴出孔３９を介してブロワ４０からの空気を供給する。この曝気によって、計測槽３２の排水の溶存酸素濃度を、生物処理槽４の排水の溶存酸素濃度よりも高めるものである。

計測槽３２における排水の貯留量は、酸素利用速度を計測できるだけの少量でよく、また強力な曝気も必要としない。これにより溶存酸素濃度検出器３３ａの破損の恐れがなく、異物等の付着も抑制し、短時間で溶存酸素濃度を高めかつ酸素利用速度を計測することができる。

生物処理槽４から計測槽３２に流入させた排水の曝気開始後の溶存酸素濃度を溶存酸素濃度検出器３３ａにより検出し、前記計測槽３２の排水の溶存酸素濃度が一定値以上であるとき、計測槽の排水の曝気を停止するようにしたものである。これによって、計測槽３２に流入させた排水の必要以上の曝気をなくし、計測サイクルの短縮と、省エネルギー化を図ることができる。

計測槽３２の排水への曝気を停止させた後、計測槽３２の被処理水の酸素利用速度を溶存酸素濃度検出器３３ａにより計測する。計測槽３２の排水の曝気を停止した状態で酸素利用速度を計測することにより、溶存酸素濃度検出器３３ａの検出値が安定し、正確な値を検出することができる。

なお、計測槽３２の排水への曝気を開始する前に、ｐＨ検出器３３ｂ、酸化還元電位検出器３３ｃ、全活性汚泥濃度検出器３３ｄの検出値を計測するのは、曝気によって生物処理槽４の排水の水質が計測槽３２で変化することを防止するためである。

以下、溶存酸素濃度検出器３３ａにより計測した酸素利用速度の検出値に基づいた排水処理方法の一例を説明する。

生物処理槽４の排水に連続的に曝気を行うが、排水中の例えば処理すべき汚染物である有機物濃度に対して曝気量が不足状態にあるときは、溶存酸素濃度が低下する。この排水を計測槽３２に流入させて曝気し、溶存酸素濃度を一定値以上に高めた後、曝気を停止して酸素利用速度を計測した場合は、酸素の消費量が多く排水の溶存酸素濃度の低下が速くなる（酸素消費速度が速い）。この状態を計測した場合は、生物処理槽４への排水の流入負荷の減少および／または排水の曝気能力を高めるよう制御器（図示なし）により制御する。

また、排水中の例えば処理すべき汚染物である有機物濃度に対して曝気量が過剰状態にあるときは、溶存酸素濃度が高い。この排水を計測槽３２に流入させて曝気し、溶存酸素濃度を一定値以上に高めた後、曝気を停止して酸素利用速度を計測した場合は、酸素の消費量が少なく排水の溶存酸素濃度の低下が遅くなる（酸素消費速度が遅い）。この状態を計測した場合は、生物処理槽４への排水の流入負荷の増加および／または排水の曝気能力を下げるよう制御器（図示なし）により制御する。

これによって生物処理槽４の排水に連続的に曝気を行いながら、排水中の例えば処理すべき有機物濃度に応じて、生物処理槽４への排水の流入負荷および／または曝気能力を調節して最適な溶存酸素濃度に維持し、排水の処理能力の確保、その最大化および過剰な曝気による無駄な電力消費の増大を防止することができるものである。

なお被処理水である排水の流入負荷は、被処理水である排水の生物処理槽４への流入量を制御することによって行う。また処理すべき汚染物である有機物濃度の異なる排水を選択して生物処理槽４へ流入させることによっても制御することができる。

前記したように溶存酸素濃度検出器３３ａにより計測した酸素利用速度の検出値に基づいた排水処理方法の一例を説明したが、溶存酸素濃度検出器３３ａを含めｐＨ検出器３３ｂ、酸化還元電位検出器３３ｃ、全活性汚泥濃度検出器３３ｄにより計測した各々の検出値または複数の検出値により生物処理槽４の排水の水質をより最適条件に制御することができる。

前記した水質を計測した後、計測槽３２に水質検出器３３および計測槽３２を洗浄する洗浄水を、供給管４１、開閉弁４２、散水部４３を介して供給し、洗浄後の洗浄水を開閉弁３５、排出管３４を介して生物処理槽４に排出するものである。これによって、水質検出器３３および計測槽３２に付着した異物等を洗浄水により除去し、長期間にわたって正確で安定した検出をすることができる。

また、計測槽３２に供給した洗浄水を排出後、計測槽３２を水質検出器３３の保存液である洗浄水または窒素、アルゴン等の保存気体を充填する。これによって、計測槽３２での非計測時、排水の生物処理の停止時等に水質検出器３３を保護して劣化を防止し、長期間にわたって正確で安定した検出をすることができる。なお保存液を洗浄水としたが、純水その他保存に適した液体でもよい。

また、異物分離手段１４の排水導入ポンプ１５を連続して駆動させることによって、常に生物処理槽４（排水貯留槽）の水質状態の２次処理水（排水）を計測槽３２に流入させる態勢を維持することができる。即ち異物分離手段１４を連続して駆動し、必要に応じて異物を分離した２次処理排水を計測槽３２に流入させて排水の水質を計測することによって、生物処理槽４の排水の水質を、連続して計測することができる。

また、前記したように単一の計測槽３２において複数種の水質検出器３３による検出値を、長期間、安定して計測することができ、さらにほぼ同時に計測することができる。これによってより多くの検出値により生物処理槽４の排水の水質をより最適条件に制御することができる。

また、大型となる生物処理槽４は、温度が一定となりやすい通常地中に埋設させ、小型でよい計測槽３２は温度が変化しやすい地上に備えることになるため、生物処理槽４の排水と計測槽３２の排水の温度が大きく異なる場合があり、計測槽３２における水質検出器３３による検出に誤差を生じやすい。

本実施例においては、計測槽３２に温度調節手段４４を備え、これにより生物処理槽４の排水と計測槽３２の排水の温度を略同一となるよう調節する。これによって、生物処理槽４の排水と計測槽３２の排水の温度条件を略同一となるよう調節し、生物処理槽４の排水の水質の計測バラツキを抑制することができる。なお、温度調節手段４４は、電気ヒータ、ペルチェ素子、冷温水製造機等を用いることができる。

なお、本実施例においては、被処理水である排水を汚泥とともに曝気して生物処理を生物処理槽４で行う構成、すなわち排水貯留槽を生物処理槽４とした場合の一実施例に基づいて説明したが、被処理水である排水を貯留する排水貯留槽に一時貯留した後、次工程に備えた生物処理槽４に供給して、被処理水である排水を汚泥とともに曝気して生物処理を行う場合にも適用できるものである。この場合には、排水貯留槽と生物処理槽４とも排水貯留槽として包含するものである。

以上のように、本発明によれば、さまざまな異物に対応でき、異物を確実に除去して長期間、安定した水質の計測を可能とするとともに、水質の計測誤差を生じない水質計測方法および前記水質計測方法を用いた排水処理方法を提供することができる。

本発明による水質計測方法および排水処理方法は、工場や、排水処理施設などから排出されるさまざま排水に対して適用することができる。

本発明による一実施例の排水処理方法を示す構成図 図１における第１の分離槽、第２の分離槽の平面構成図

符号の説明

１ 生物処理手段
２ 流入管
３ 流量調節弁
４ 生物処理槽
５、４０ ブロワ
６、３７、４１ 供給管
７、３８ 散気管
８、３９ 噴出孔
９、２１、２２、３６ 接続管
１０ 沈殿槽
１１、３４ 排出管
１２、３５、４２ 開閉弁
１３ 排出管
１４ 異物分離手段
１５ 排水導入ポンプ
１６ 排水取込み管
１７ 第１の分離槽
１８ 槽間接続管
１８ａ 流出口
１９ 第２の分離槽
１９ａ 胴部分
１９ｂ 底部分
２０ 排水返送管
２３ ２次処理水導出管
２３ａ 導入口
２４ 滞留時間調節弁
２５ 空気抜き弁
２６ １次処理水流量調節弁
２７ ２次処理水流量計
２８ 浮遊物返送管
２９ 浮遊物排出弁
３０ 水質計測手段
３１ 三方弁
３２ 計測槽
３３ 水質検出器
３３ａ 溶存酸素濃度検出器
３３ｂ ｐＨ検出器
３３ｃ 酸化還元電位検出器
３３ｄ 全活性汚泥濃度検出器
４３ 散水部
４４ 温度調節手段

Claims (8)

1. 被処理水である排水を貯留する排水貯留槽と、前記排水貯留槽の排水を流入させ一定量貯留する計測槽と、前記計測槽の排水の水質を計測する水質検出器と、前記計測槽に流入させる排水貯留槽の排水を内部で旋回させ異物を分離する第１と第２の分離槽を有するとともに、第２の分離槽の容積が第１の分離槽に比べ大きい異物分離手段を備え、排水貯留槽から第１の分離槽へ排水を取り込み、前記第１の分離槽から異物を分離した１次処理水を第２の分離槽へ流入させてさらに異物を分離し、前記第１の分離槽と第２の分離槽で分離された異物を前記排水貯留槽へ返送するとともに、前記第１の分離槽において第２の分離槽へ流入させる１次処理水の流量を排水貯留槽へ返送する流量に比べて少なくし、前記第２の分離槽で異物を分離した２次処理水を計測槽に流入させて一定量貯留し、排水貯留槽の排水の水質を計測することを特徴とする水質計測方法。
2. 第１の分離槽の排水の旋回角速度が、第２の分離槽の排水の旋回角速度よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の水質計測方法。
3. 排水貯留槽へ返送する流量を調節することにより１次処理水の流量を調節するようにしたことを特徴する請求項１または２に記載の水質計測方法。
4. 第２の分離槽の上部に空気抜き弁を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の水質計測方法。
5. 第２の分離槽内の２次処理排水を、開口面を上向きとした２次処理水導出管に流入させ、前記２次処理水導出管から計測槽に流入させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の水質計測方法。
6. 異物分離手段を連続して駆動し、異物を分離した２次処理水を計測槽に流入させて排水貯留槽の排水の水質を計測することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の水質計測方法。
7. 水質検出器は、排水の溶存酸素濃度、ｐＨ、酸化還元電位、全活性汚泥濃度の少なくともいずれかを計測する請求項１から６のいずれか１項に記載の水質計測方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の水質計測方法を用いて計測した検出値に基づき、排水貯留槽の排水の水質を制御することを特徴とする排水処理方法。
   

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