JPH03111759A - Ｂｏｄの測定方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、産業廃水その他の被処理廃水あるいは排水の
生物化学的酸素要求量（以下ＢＯＤと称する）を迅速か
つ正確に測定する方法及びその装置に関するものである
。

従来の技術 活性汚泥法による排水処理においては、ＢＯＤは重要な
管理指標であり、その測定は適正かつ迅速な処理を行う
のに不可欠である。

このＢＯＤを測定する標準的方法においては、初期の溶
存酸素（以下Ｄｏと略称する）量の４０〜７０％が利用
されるので、それに見合った低いＢＯＤの検水にはその
まま適用できるが、そのＢＯＤ測定範囲があまりにも狭
く、高いＢＯＤ検水を測定するには、水で希釈すること
が必要である。

また、通常のＢＯＤ測定法は５日間を要し、しかも上述
したように測定溶液中の初期のＤ○濃度の４０〜７０％
が消費されるように検水の採取量を調整する必要がある
。

他方、最近、迅速にＢＯＤを測定する方法として微生物
電極法が提案されたが、微生物膜の作製に熟練を要する
ことや、固定された微生物によってはＢＯＤ成分に対し
て迅速に適正な生物化学的酸化反応を示さないものもあ
り、正確なりＯＤの測定値が得られないという欠点があ
る。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来のＢＯＤ測定法のもつ欠点を
克服し、迅速性と正確性を両立させうる簡便なりＯＤ測
定法及びそのための装置を提供することを目的としてな
されｔこものである。

課題を解決するための手段 本発明者らは、先にＢＯＤを迅速に測定する方法を見出
すべく研究をした結果、活性汚泥懸濁液をＢＯＤに関与
する種々の有機物等を含有する検水を処置する反応槽（
以下反応槽と略称する）中でかきまぜながら、懸濁液中
のＤｏ濃度が活性汚泥の内性呼吸により消費されてＯｐ
ｐｍ付近になってから検水を添加し、直ちに一定条件で
曝気して急激なりｏ濃度の増加点までの時間を自動計測
し、あらかじめ作製されたＢＯＤ量とその生物化学的酸
化所要時間との関係からＢＯＤ濃度を求める方法（特開
昭５９−９９３５３号公報）を開発したが、この方法は
活性汚泥の内性呼吸速度が小さい場合には、懸濁液中の
ＤＯ濃度がＯｐｐｍ付近に達するのに数時間を要するこ
とがあり、そのためＢＯＤの測定に長時間の待機時間を
必要とした。

本発明者らは、この欠点を解消するためにさらに研究を
続けた結果、迅速に懸濁液中のＤｏ濃度をＯｐｐｍ付近
とするために、亜硫酸塩を添加する方法を利用して懸濁
液中のＤｏ濃度を急速に減少させることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、検水中の有機物質によく馴致した
活性汚泥の懸濁液を測定容器中一定速度でかきまぜ、懸
濁液中の溶存酸素濃度を連続的に計測し、内性呼吸によ
り溶存酸素濃度をＯｐｐｍ付近まで低下させるのを促進
するために、一定量のコバルト塩と一定量の亜硫酸塩の
溶液を加え、急速に溶存酸素を消費させ、余剰の亜硫酸
塩が存在しない状態で、溶存酸素濃度をＯｐｐｍ付近に
到らしめ、次いで、この中に検水の一定量を加え、定条
件で曝気し、曝気開始時点から溶存酸素濃度の急激な増
加点までの生物化学的酸化所要時間を自動計測し、あら
かじめ作成されたＢＯＤ量と生物化学的酸化所要時間と
の関係からＢＯＤ濃度を求めることを特徴とするＢＯＤ
迅速測定方法、及び曝気装置、かくはん機、自動温度調
節装置、自動ｐＨ調節装置、自動水位調節装置、自動検
水添加装置、活性汚泥濃度計と連動する自動活性汚泥添
加−濃度調節装置、自動給水−洗浄装置を備えた一定容
量の反応槽と、該反応槽と循環ポンプを介してあるいは
介することなく連結される、溶存酸素計、活性汚泥濃度
計、ｐｉ（計、温度計などのセンサーを収容したセンサ
ー室、一定速度で活性汚泥懸濁液を反応槽とセンサー室
の間で循環させてＢＯＤを測定するための循環回路の途
中に設けられた、一定容量の活性汚泥を収容し、かつセ
ンサー室と連結しうるバイパス、各種センサーのデータ
を自動記録し、演算処理する演算、データ処理装置及び
これら装置等を制御する制御装置からなり、ＢＯＤの測
定時には循環回路を用い、内性呼吸速度の測定時には循
環回路をバイパス側に切り換えるようにして、同一の活
性汚泥懸濁液について、同一装置内で内性呼吸速度を測
定するとともに、ＢＯＤ濃度を求めるように構成された
ＢＯＤ迅速測定装置を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においては、亜硫酸イオンが触媒としてＣｕ２＋
又はＣｏ２＋イオンの存在下で迅速に定量的にＤ○を消
費して硫酸イオンに酸化されることを利用し、活性汚泥
中の微生物に対して毒性の少ないＣｏ２“イオンを一定
量添加したのち、一定量の亜硫酸ナトリウムなどの亜硫
酸塩溶液を添加することにより、第１図に示すように１
０分以内に懸濁液中のＤｏ濃度をＯｐｐｍ付近とするこ
とができる。

その際、予備的な曝気を短時間繰り返し行い、余剰の亜
硫酸イオンを酸化分解することにより短時間の間にＢＯ
Ｄの測定が可能になる。亜硫酸塩の添加及びその酸化に
よる懸濁液中のｐＨの変動は、反応槽中のｐＨ自動調節
装置によりｐＨを一定に保つことにより、抑制すること
ができる。

本発明におけるＢＯＤの計算式は、 次式（Ｉ） Ｃ式中、Ｔｒ：活性汚泥懸濁液中の酸素移動速度（ｍｇ
ｏ２／　ｍ１ｎ）、Ｒｒ：活性汚泥内性呼吸速度（ｍｇ
ｏｚ／α・ｇ　・ｍ１ｎ）、Ｖ：活性汚泥懸濁液の容量
（Ｑ、）、Ｇ：活性汚泥懸濁液中の活性汚泥濃度（９／
　（２）、Ｓ：検水添加量（ｍＩ２）、ｔ：測定時間（
ｍｉｎ））で表わされるように、懸濁液中のＢＯＤの生
物化学的反応時間（１）における一定条件での曝気によ
る酸素移動量（Ｔｒｘｔ）から懸濁液中の活性汚泥の内
性呼吸ｆｋ　ＣＲｒＸＶＸＧＸ　ｔ　）を差し引いた値
を検水添加量（Ｓ）で除して１０００倍し、検水ｌＩ２
当りのＢＯＤ量として示したものである。

前記、特開昭５９−９９３５３号公報に記載された方法
では、活性汚泥の内性呼吸速度（Ｒｒ）は下水試験方法
により別途測定していたが、本発明方法においては、反
応槽と各種センサーを分離し、懸濁液を循環ポンプによ
り循環してＢＯＤを測定するようにし、その途中にバイ
パスを設け、内性呼吸速度の測定の際には循環回路を切
り換えて懸濁液はバイパスとセンサー室との間を循環す
るようにし、測定データはコンピュータに入力され、演
算処理されるようになっている。活性汚泥内性呼吸速度
の測定の際には、外部から酸素の供給が全くない状態で
、懸濁液中の微生物の内性呼吸によるり。

の消費速度を測定するので、懸濁液中のＤｏ濃度は高く
、懸濁液中の微生物の酸素消費能力に対して十分大きく
、かつ反応測定中に著しくＤｏ濃度が減少しない状態に
あることが必要である。そのため、一定容量の活性汚泥
溜をバイパス中に設置し、この活性汚泥溜を通して懸濁
液を循環させる。

このようにして、内性呼吸速度を測定した結果は、下水
試験方法により別途測定した結果とよい一致を示した。

明する。第１図は、内性呼吸速度の小さい活性汚泥懸濁
液を用いてＢＯＤを測定するために、懸濁液をかきまぜ
た場合を示す。実線ＣはかくはんのみでＤＯ濃度の減少
をＤＯメーターにより追跡した場合で、ゆるやかな減少
傾向を示した。実線ａはこの懸濁液にコバルト塩と亜硫
酸ナトリウム溶液を添加した場合で、急速にＤ○濃度は
Ｏｐｐｍに達した。数秒間の曝気を断続的に数回繰り返
すことにより、実線すのようにＤＯ濃度の上昇を確認す
ることができたならば、余剰の亜硫酸ナトリウムは存在
しないので、非常に短時間でＤＯ濃度がＯｐｐｍに達し
、迅速にＢＯＤ測定が可能となる。

第２図は、活性汚泥溜を設置した場合と、その代りに内
径８朋のガラス管を用いた場合の内性呼吸速度測定の際
のＤｏ濃度の減少曲線である。実線ａ′は前者の場合で
、Ｄｏ濃度の減少は良好な直線性を示した。実線ｂ′は
後者の場合で、短時間の間にＤｏ濃度の著しい減少が認
められるが、ＤＯ濃度は直線的な減少傾向を示さないた
め内性区訊ユ１−Ｆ小簀ｍ９ミｌ斗日コ魯奪１１飢ヌ、
次に、第３図は本発明の測定方法を実施するための装置
の構成を示す系統図であって、反応槽ｌにはかきまぜ機
１９、自動温度調節装置１４、自動水位調節装置１５、
自動給水−洗浄装置１６、自動活性汚泥添加−濃度調節
装置１７、自動検水採取装置１８、自動ｐＨ調節装置２
０が付設され、底部には活性汚泥懸濁液の供給部材及び
曝気装置１３から送られる空気を放出する多数の小穴を
有する部材が配設されている。活性汚泥懸濁液は循環ポ
ンプ４により形成される循環回路のうち、先ず、流路Ａ
によりそのＢＯＤが測定され、次いで内性呼吸速度測定
のための準備操作として、該懸濁液中のＤｏ濃度を飽和
させるために、反応槽中で曝気しながら該懸濁液を流路
Ｂにより循環させる。その後、バルブ１１及び１２の開
閉操作により内性呼吸速度測定用バイパスと循環回路と
の切り換えが行われ、該懸濁液は流路Ｃにおいて内性呼
吸速度の測定に付される。このバイパスは、具体的には
活性汚泥溜２あるいはガラス管３で構成される。これら
流路には活性汚泥濃度センサー、温度センサー、ｐｕセ
ンサ、溶存酸素センサーの検出端が取り付けられたセン
サー室が設置され、活性汚泥濃度計用校正フィルター５
が適宜設けられる。各センサーは演算、データ処理装置
２２に連結され、個々の構成部材は全体として制御装置
２１により適切に制御、調節される。

次に、このような構成の測定装置を用いて活性汚泥内性
呼吸速度などを測定する方法の概要を説明する。

演算、データ処理装置において活性汚泥内性呼吸速度測
定モードを選択し、所定活性汚泥濃度、測定時間などを
入力したのち、反応槽中に水及び活性汚泥が自動添加さ
れ、循環経路Ｂにより活性汚泥は循環し、活性汚泥濃度
センサーにより活性汚泥濃度が検知され、所定活性汚泥
濃度において活性汚泥の添加、注水が停止される。Ｄ○
濃度が飽和状態に達したならば、循環経路をＣに切り換
えて活性汚泥内性呼吸速度を測定する。測定終了後、Ｄ
Ｏ濃度の測定範囲を指定することによりデータ処理が行
われ、測定値が表示される。

発明の効果 本発明は、従来のＢＯＤ測定方法及び測定装置に比して
迅速かつ正確にＢＯＤを測定することを可能とするもの
であって、その結果は直ちに排水処理工程の維持管理に
役立てることができるので、産業上あるいは環境上実用
性に優れるという顕著な効果を奏する。

実施例 次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 内性呼吸速度の小さい検水懸濁液（活性汚泥濃度３．５
ｇ／１２．内性呼吸速度０．０２５ｍｇＯ２／　ｇ・ｍ
１ｎ）は第１図の実線Ｃで示されるようにＤｏ濃度はゆ
るやかに減少し、Ｏｐｐｍに達するまでに３時間以上を
要した。

この懸濁液にＣｏ”＋イオンを５０ｐｐｍ付近とし、亜
硫酸ナトリウム１０　ｇ／　ｌｏＯｍＱの溶液を３．２
ｍＱ添加したところ、ＤＯ濃度は短時間で急速に減少し
た。

この減少曲線を第１図に実線ａで示した。余剰の亜硫酸
イオンを酸化分解するため、数秒間断続的に曝気を繰り
返したところ、第１図に実線すで示されるように、曝気
して数秒後にＤｏ濃度が上昇することによって該酸化分
解の完了を確認しえた。

このようにして、Ｄｏ濃度をＯｐｐｍとし、次いで検水
を添加し、ＢＯＤの測定操作に付した。

実施例２ 同一の活性汚泥を用いて、本発明方法及び下水試験方法
による活性汚泥内性呼吸速度を測定した。

その結果を次表に示す。

これより、 両者の測定結果は非常によい一致を 示した。

上記の内性呼吸速度の測定において、 本発明方 法では、バイパス中に一定容量（約ｌｌ２）の活性汚泥
溜を設置したが、この場合とその代わりに内径８ｍｍの
ガラス管で置き換えた場合の内性呼吸速度測定の際のＤ
ｏ濃度の減少曲線を第２図にそれぞれグラフａ′及びグ
ラフｂ′で示した。前者ではＤＯ濃度の減少は良好な直
線性を示すのに対し、後者では短時間の間にＤｏ濃度の
著しい減少が認められ、ＤＯ濃度は直線的な減少傾向を
示さないため、内性呼吸速度の測定は困難であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は活性汚泥懸濁液に亜硫酸ナトリウム溶液とコバ
ルト塩を加えた本発明の１例と、無添加の比較例におけ
る溶存酸素濃度と経過時間との関係を示すグラフ、第２
図は活性汚泥溜を設置した場合とその代りにガラス管を
用いた場合における溶存酸素濃度と経過時間との関係を
示すグラフ、第３図は本発明のＢＯＤ測定装置の構成を
示す概要図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　検水中の有機物質によく馴致した活性汚泥の懸濁液
   を測定容器中一定速度でかきまぜ、懸濁液中の溶存酸素
   濃度を連続的に計測し、内性呼吸により溶存酸素濃度を
   ０ｐｐｍ付近まで低下させるのを促進するために、一定
   量のコバルト塩と一定量の亜硫酸塩の溶液を加え、急速
   に溶存酸素を消費させ、余剰の亜硫酸塩が存在しない状
   態で、溶存酸素濃度を０ｐｐｍ付近に到らしめ、次いで
   、この中に検水の一定量を加え、一定条件で曝気し、曝
   気開始時点から溶存酸素濃度の急激な増加点までの生物
   化学的酸化所要時間を自動計測し、あらかじめ作成され
   たＢＯＤ量と生物化学的酸化所要時間との関係からＢＯ
   Ｄ濃度を求めることを特徴とするＢＯＤ迅速測定方法。 ２　曝気装置、かくはん機、自動温度調節装置、自動ｐ
   Ｈ調節装置、自動水位調節装置、自動検水添加装置、活
   性汚泥濃度計と連動する自動活性汚泥添加−濃度調節装
   置、自動給水−洗浄装置を備えた一定容量の反応槽と、
   該反応槽と循環ポンプを介してあるいは介することなく
   連結される、溶存酸素計、活性汚泥濃度計、ｐＨ計、温
   度計などのセンサーを収容したセンサー室、一定速度で
   活性汚泥懸濁液を反応槽とセンサー室の間で循環させて
   ＢＯＤを測定するための循環回路の途中に設けられた、
   一定容量の活性汚泥を収容し、かつセンサー室と連結し
   うるバイパス、各種センサーのデータを自動記録し、演
   算処理する演算、データ処理装置及びこれら装置等を制
   御する制御装置からなり、ＢＯＤの測定時には循環回路
   を用い、内性呼吸速度の測定時には循環回路をバイパス
   側に切り換えるようにして、同一の活性汚泥懸濁液につ
   いて、同一装置内で内性呼吸速度を測定するとともに、
   ＢＯＤ濃度を求めるように構成されたＢＯＤ迅速測定装
   置。