活性汚泥処理テスト装置ユニット及びこれを用いたテスト装置
【課題】小規模の活性汚泥テスト機において、同じ処理方式で運転条件が異なる比較処理テストが可能な装置であり、且つ異なる複数の処理方式に、簡単な変更で対応可能であるテスト装置を提供する。
【解決手段】装置ユニット１は、活性汚泥混合液をいれる容器本体２と、活性汚泥性能測定を行うための付属操作装置４と、により構成されている。付属操作装置４は、原水添加部５と、曝気部６と、汚泥返送部７と、処理水排出部８と、フラッシング兼撹拌部９と、制御部１０、とを主要構成として備えている。容器本体２は斜円柱形状をなし、着脱可能な平板により構成される仕切板２ａの装着により２つの空間に区画される。仕切板２aは、第一槽２ｂと第二槽２ｃを連通可能とする連通部２ｆを備えている。連通部２ｆは、貫通口２ｇ、連通管２ｉ、フード２ｈ、により構成されている（図１２）。
【解決手段】装置ユニット１は、活性汚泥混合液をいれる容器本体２と、活性汚泥性能測定を行うための付属操作装置４と、により構成されている。付属操作装置４は、原水添加部５と、曝気部６と、汚泥返送部７と、処理水排出部８と、フラッシング兼撹拌部９と、制御部１０、とを主要構成として備えている。容器本体２は斜円柱形状をなし、着脱可能な平板により構成される仕切板２ａの装着により２つの空間に区画される。仕切板２aは、第一槽２ｂと第二槽２ｃを連通可能とする連通部２ｆを備えている。連通部２ｆは、貫通口２ｇ、連通管２ｉ、フード２ｈ、により構成されている（図１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥を基本とする好気性微生物を利用した廃水処理の種々の処理テストをおこなう、実験室規模のテストに適した小型活性汚泥試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理の代表的なプロセスとして好気性微生物を利用する廃水処理がある。代表的なプロセスに活性汚泥があり、活性汚泥処理装置にもいろいろな方式がある。代表的な活性汚泥は、曝気槽と沈殿槽により構成される標準活性汚泥に代表される連続処理方式であるが、比較的小規模な場合には、曝気槽と沈殿槽を１つの水槽で行う回分式活性汚泥方式も用いられる。またBODと同時に窒素を除去するプロセスして、嫌気処理と好気処理を組み合わせた硝化脱窒方式がある。嫌気と好気の組み合わせ方などにより、単槽式嫌気好気脱窒方式や直流型硝化脱窒装置や硝化液循環硝化脱窒方式が主な方式である。さらにリンを除去する連続式嫌気好気法（以下AO方式）、窒素とリンを除去する方式として、嫌気・無酸素・好気法（以下A2O方式）が広く普及している。上記のいろいろな処理方式の共通ベースは活性汚泥処理であり、これらの方式は、曝気槽や沈殿槽の配置や好気・嫌気状態による汚泥の働きの違いなどを組み合わせることにより、微生物のいろいろな機能を活用するものである。
【０００３】
上記、種々の好気性微生物処理方式の装置設計や適切な運転管理のためには、いろいろなレベルでの処理テストが必要となる。テスト装置は、テスト装置規模により要求される機能が異なるが、活性汚泥混合液の収納容量が0.3リットルから10リットル程度の実験室レベルの小規模なテスト装置では、微生物の性状の変化による処理性能の差異を調べることが最重要事項となる。このため、比較の対象となる装置と条件変更した比較装置との対比が極めて重要であり、比較テストを可能とするため同一仕様のテスト装置が複数必要となる場合が多い。さらに処理方式による性能差を比較することが求められる場合もあり、異なる処理方式に柔軟に対応できる機能も必要となる。従って、テスト装置には目的とする条件以外はできるだけ運転処理条件を同一にできる装置であるとともに、簡単な変更でいろいろな処理方式に対応できることが求められる。
【０００４】
しかしながら、従来、小規模の活性汚泥テストは、テスト目的に合わせて、手作りのテスト装置をその都度製作してテストを行うことが多い。また、市販されているテスト装置は、それぞれの処理方式に対応した単機能の装置が一般的であり、１つの装置で多方式に対応できる装置は見当たらない。
特許文献においても、公開されている情報は少なく、わずかに特許文献１において、各槽の容量や滞留時間を自由に変えたり、活性汚泥法と汚泥培養法を比較するテスト装置が公開されている程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５５４８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
比較テストを行うには、同一仕様の装置が最低２台、好ましくは３乃至４台必要となる。また台数が多くなると、使用原水量や設置スペースなど取り扱い易さの観点から、１台の装置容量を小さくする必要がある。活性汚泥で取り扱う液体は、スラリーなので、装置を小さくすると詰まりや壁面への付着など生じやすく、安定してテストを行うためには、それなりの工夫が必要になる。
以上述べたように、小規模の活性汚泥テスト機において、同じ処理方式で運転条件が異なる比較処理テストが可能な装置であり、且つ、異なる複数の処理方式に簡単な変更で対応可能であるテスト装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は鋭意研究の結果、上記目的を達成できる以下の発明を完成させた。すなわち、本発明に係る活性汚泥による廃水処理における性能測定のための活性汚泥処理テスト装置ユニットは、
（１）底部を傾斜面に構成した筒形状の試験容器本体と、試験容器本体内部に着脱可能であり、取り付けた状態で底部傾斜面の下側空間の第一槽と上側空間の第二槽とに区画し、第一槽と第二槽とを連通可能に構成した仕切板と、曝気部と、原水添加部と、汚泥返送部と、処理水排出部と、フラッシング兼撹拌部と、を含む付属操作装置と、
付属操作装置の作動を任意に制御可能とする制御部と、を備えて成ることを特徴とする。
本発明において、「筒形状」とは、底面形状が円に限らず、楕円、方形、多角形等のものも含む概念である。
【０００８】
また、本発明に係る活性汚泥処理テスト装置ユニット（以下、装置ユニットという）を用いた活性汚泥処理テスト装置は、
（２）前記仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を曝気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続活性汚泥装置として機能可能とし、前記仕切板を取り外した状態で、曝気槽及び沈殿槽として用いることにより、回分活性汚泥装置として機能可能とし、仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を好気槽又は嫌気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、単槽式嫌気好気活性汚泥装置として機能可能とし、たことを特徴とする。
【０００９】
（３）上記装置ユニットを２台連結して用いた活性汚泥処理テスト装置であって、第一の装置ユニットの仕切板を取り外し、処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットの試験容器本体内部に供給するように構成し、第二の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに供給するように構成し、かつ、第一の装置ユニットを硝化槽として用い、第二の装置ユニットの前記第一槽の曝気部を停止状態にして脱窒槽として用いることにより、直流型硝化脱窒装置として機能可能に構成し、第一の装置ユニットの仕切板を取り外し曝気部を停止状態にして脱窒槽として用い、第二の装置ユニットの前記第一槽を曝気槽及び第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置として機能可能に構成し、第一の装置ユニットの仕切板を取り外し曝気部を停止状態にして脱窒槽として用い、かつ、汚泥返送部の吸引口を第二の装置ユニットの曝気槽から吸引し吐出先を第一の装置ユニットに変更し、第二の装置ユニットの前記第一槽を稼動状態にして曝気槽及び第二槽を沈殿槽として用いることにより、硝化液循環式硝化脱窒装置として機能可能に構成し、たことを特徴とする。
本発明の装置ユニットを複数、連結して用いる場合には、制御部の一部又は全部について一の装置ユニットのものを用い、他のユニットの制御部については遊んだ状態、又は取り外した状態とすることができる。
【００１０】
（４）上記装置ユニットを３台連結した活性汚泥処理テスト装置であって、第一の装置ユニットと第二の装置ユニットの仕切板を外し、かつ、それぞれの前記第一槽の曝気部を停止状態とし、第一の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットに、第二の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第三の装置ユニットの好気槽に、第三の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに、それぞれ変更し、さらに、第二の装置ユニットの汚泥返送部の吸引口を第三の装置ユニットの好気槽から吸引に変更することで、第一の装置ユニットを嫌気槽、第二の装置ユニットを無酸素槽、第三の装置ユニットを好気槽と沈殿槽にして機能させることにより、嫌気・無酸素・好気法（A2O法）の処理テストの操作を可能に構成したことを特徴とする。
【００１１】
（５）上記活性汚泥処理テスト装置において、さらに各前記原水添加部、前記汚泥返送部、前記処理水排出部は、それぞれ吐出用ポンプを備え、各吐出用ポンプの吐出量の制御を、一定間隔で一定時間作動させる間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする。
【００１２】
（６）上記（２）乃至（４）において、前記フラッシング兼撹拌部は、曝気槽として機能させる場合には空気により、脱窒槽、嫌気槽又は無酸素槽として機能させる場合には窒素ガスにより、それぞれフラッシング又は撹拌を行い、フラッシング又は撹拌のタイミングを間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする。
（７）前記装置ユニットを４台配置し、上記（２）乃至（４）に記載の各処理テストを適宜組み合わせた比較テストを可能に構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記各発明において、原水添加ポンプ、汚泥返送ポンプ、処理水排出ポンプには、定量ポンプを使用することができる。特に、取り扱う液体が活性汚泥混合液というスラリーであり、また腐食性のある液体、かつ、吐出量が少ないことを考慮して、チューブポンプなどを好適に使用することができる。
テストを目的とするため、広い吐出量に対応する必要があるが、微量の吐出量の定量ポンプは高価なうえ、ポンプ自体に微量から多量までの広い流量調節機能をもたせると非常に高価になる。定量ポンプを一定間隔で一定時間作動させる方式として、作動間隔および作動時間を、制御用コンピュータにより自由に設定することにより、吐出量の大きな安価な定量ポンプで、簡便に広い吐出量に対応可能となる。また、連続添加すると非常に吐出量が小さいポンプが必要になり、活性汚泥のようなスラリーを取り扱うと詰まりが生じ、安定運転に大きな懸念がある。これに対し、間欠運転であれば、大きな吐出量の定量ポンプにすることができ、詰まりに対し非常に有利となる。活性汚泥の処理特性を考慮すれば、１５分程度の間欠作動は、少量を連続添加する場合と同等に扱って全く支障ない。
【００１４】
フラッシング兼撹拌部は、フラッシングとして使用するときは、もっぱら強い流動で曝気槽内を撹拌し、底面に滞留した汚泥や壁面に付着した汚泥を均一混合液に戻し、撹拌として使用するときは、混合液を流動させ均一に混合させる装置である。フラッシング兼撹拌部は同じ装置で構成することができ、フラッシング時は作動時間を長く、撹拌時は作動時間を短くすることにより使い分ける。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、テスト機一式を用意するのみで、例えばＭＬＳＳや原水ＢＯＤ負荷量やｐＨなど、同一処理方式で目的とする条件のみが異なる比較テストが可能になる。
さらに、活性汚泥をベースにしたいろいろな方式の微生物処理の比較テストが、簡単な配管変更や作動条件変更で可能となり、微生物処理の技術向上に資する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理テスト装置ユニット１の構成を示す図である。
【図２】装置ユニット１の容器本体２を示す図である。
【図３】容器本体の他の形態例を示す図である。
【図４】連続活性汚泥処理テスト装置２０の構成を示す図である。
【図５】回分式活性汚泥処理テスト装置３０の構成を示す図である。
【図６】単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置４０の構成を示す図である。
【図７】直流型硝化脱窒処理テスト装置５０の構成を示す図である。
【図８】連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置６０の構成を示す図である。
【図９】硝化液循環式脱窒処理テスト装置７０の構成を示す図である。
【図１０】嫌気・無酸素・好気法テスト装置８０の構成を示す図である。
【図１１】比較テスト装置９０の構成を示す図である。
【図１２】仕切板２ａの詳細構造を示す図である。
【図１３】仕切板２ａの設置形態と汚泥返送態様の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る活性汚泥処理テスト装置の実施形態について、図１乃至１１を参照して説明する。重複説明を回避するため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。また、使用しない付属装置部は図示を省略してある。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１８】
＜テスト装置ユニット＞
図１を参照して本実施形態に係る装置ユニット１は、活性汚泥混合液を入れる容器本体２と、活性汚泥性能測定を行うための付属操作装置４と、により構成されている。付属操作装置４は、原水添加部５と、曝気部６と、汚泥返送部７と、処理水排出部８と、フラッシング兼撹拌部９と、制御部１０、とを主要構成として備えている。
図２を参照して、容器本体２は斜円柱形状をなし、平板により構成される仕切板２ａの装着により２つの空間に区画される。円柱母線の長いほうの空間を第一槽２ｂとし、母線の短いほうの空間を第二槽２ｃとする。仕切板２aは、図１２に示すように、第一槽２ｂと第二槽２ｃを連通可能とする連通部２ｆを備えている。連通部２ｆは、同図（ｂ）に示すように、貫通口２ｇ、連通管２ｉ、フード２ｈ、により構成されている。フード２ｈを備えることにより、第一槽２ｂ側の気泡の第二槽２ｃ側への混入、また、第一槽２ｂ側の激しい流動の第二槽２ｃ側への影響、を防止することができる。斜円柱の斜底部２ｄは、連通部２ｆを介して第二槽２ｃから流入する汚泥が、第一槽２ｂ下端部に溜まるように傾斜を設けである。
なお、容器本体は斜円柱形状に限らず他の形状、例えば図３に示すように斜角柱容器３であってもよく、この場合には長垂直辺３ｆ側を第一槽２ｂとし、短垂直辺３ｇ側を第二槽とする。
【００１９】
原水添加部５は、サンプリング原水を貯蔵する原水貯蔵容器５ａ、貯蔵容器５ａ内の原水を第一槽２ｂに注入するための原水添加ポンプ５ｂ及び接続配管５ｃ、５ｄにより構成されている。
曝気部６は、エアポンプ６ａ、散気管６ｂ、接続配管６ｃにより構成され、エアポンプ６ａにより吸込んだエアを散気管６ｂから放散させて、原水貯蔵容器５ａから第一槽２ｂに供給される原水と活性汚泥混合液を曝気する。仕切板２ａは、底部２ｄにほとんど密着するように装着する。
汚泥返送部７は、汚泥返送ポンプ７ａ及び接続配管７ｂ、７ｃにより構成され、第二槽２ｃ側の沈殿汚泥層から、第一槽２ｂに送液する。返送汚泥ポンプにより増加した第一槽２ｂの混合液は、仕切板の連通部２ｆから第二槽２ｃに戻る。
図１３を参照して、仕切板２ａの設置形態と汚泥返送態様の関係について説明する。ここでは、第一槽２ｂを曝気槽、第二槽２ｃを沈殿槽として用いる場合を想定している。
第一の態様は、同図（ａ）に示すように、沈殿槽２ｃに沈殿する汚泥を返送汚泥ポンプ７ａにより吸引して曝気槽２ｂに戻す。曝気槽２ｂ内の混合液は、貫通口２ｇから沈殿槽２ｃに流入する。
また、第二の態様は、同図（ｂ）に示すように、貫通口２ｇに栓２ｋをして、仕切板を底部に対して若干の隙間δを設けて装着する。この場合、仕切板２ａと底部２ｄとの隙間δが、曝気槽２ｂ側と沈殿槽２ｃ側の連通部２ｊとして機能する。返送汚泥ポンプ７ａは、曝気槽２ｂ内の活性汚泥混合液を沈殿槽２ｃに送液することにより、連通部から沈殿槽２ｊの沈殿汚泥を曝気槽２ｂに戻してもよい。両者の違いは、沈殿槽２ｃでの沈殿汚泥の流動性により使い分けるもので、流動性のよい沈殿汚泥の場合は（ａ）、流動性の悪い沈殿汚泥の場合はよりスムーズに沈殿汚泥を曝気槽２ｂに返送可能とするため、（ｂ）の態様が有利となる。
処理水排出部８は、処理水排出ポンプ８ａ及び接続配管８ｂにより構成され、第二槽２ｃ内の処理済の処理水を系外に排出する。
【００２０】
フラッシング兼撹拌部９は、エアポンプ９aによる空気撹拌、窒素ボンベ９ｂと電磁弁９ｃによる窒素ガス撹拌、及び接続配管９ｄにより構成され、第一槽２ｂを曝気槽や硝化槽や好気槽として使用するときは空気を、嫌気槽や無酸素槽や脱窒槽として使用するときは窒素ガスを、切り替えて使用する。また、フラッシングと撹拌は、作動時間の長さで使いわける。
フラッシング兼撹拌部９としては、機械的な撹拌機やマグネティックスターラーで容器内を強撹拌する方式、バブリングで容器内を強撹拌する方式、混合液循環流で容器内を強撹拌する方式、気泡と混合液循環流を併用する方式などを用いることができる。
また活性汚泥は強撹拌を長時間継続すると汚泥が損傷するため、ポンプやバブリングの作動は、一定間隔で、一定時間作動させる形式とし、作動間隔および作動時間は制御部１０により自由に設定でき、フラッシング時は作動時間を長く、撹拌時は作動時間を短くすることにより使い分けることができる。
制御部１０は、付属操作装置４の各部の作動を指令するＰＣ１０ａ、制御盤１０ｂを備え、ＰＣ１０ａの指令により、ＰＣカードを介してリレーにより付属操作装置の作動を自由に設定制御可能に構成されている。
【００２１】
テスト装置ユニット１は以上のように構成され、以下に説明するようにテスト装置ユニット１を単独又は複数組み合わせることにより、各種活性汚泥処理テスト装置として機能させることができる。以下、使用部分を明確にするため、使用しない機器および配管ラインについては図示を適宜省略する。
【００２２】
＜連続活性汚泥処理テスト装置＞
図４を参照して、連続活性汚泥処理テスト装置２０は、テスト装置ユニット１の仕切板２ａを装着した状態で、第一槽を曝気槽２１として、第二槽を沈殿槽２２として用いるものである。さらに、制御部１０により付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、連続活性汚泥処理テスト機として機能させることができる。なお、曝気槽２１と沈殿槽２２の容積割合は、処理水排出ポンプ８ａの吸込口高さを変えることにより調節可能である。
【００２３】
表１は図４の曝気槽２１容量が９００ｃｃで、沈殿槽２２容量が４５０ｃｃ時の連続式活性汚泥の場合の作動例である。テスト装置ユニット１に活性汚泥混合液を１３５０ｃｃチャージし、ＰＣ１０ａを表１のように設定し、作動開始する。曝気エアポンプ６ａは作動中連続運転なので、曝気槽２１は常に曝気される。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに１０秒間作動し、原水が曝気槽２１に添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４０．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ７ａと排出ポンプ８ａは、原水添加ポンプの作動と同じ１２０秒ごとに作動し、返送汚泥ポンプは１０秒間作動し、原水添加の約１倍量を曝気槽内の活性汚泥混合液を沈殿槽へ送液し、排出ポンプ８ａは作動し原水添加ポンプよりやや長く１３秒間作動して、原水添加ポンプにより添加された液量を確実に系外に排出し、槽の液面レベルを一定にする。フラッシングエアポンプは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽内を空気でフラッシングする。
【００２４】
テスト終了後、活性汚泥混合液の活性や沈降性の変化や微生物の状態観察、処理液のＣＯＤやＢＯＤなどの水質等を測定することにより、処理能力や活性汚泥への影響などの評価が可能となる（以下の各テスト装置においても同様）。
なお、表１の各容量、作動間隔、作動時間等は例示であって、目的に即して最適な数値を選択することができる（以下の実施形態においても同様）。
【００２５】
【表１】
【００２６】
＜回分式活性汚泥処理テスト装置＞
次に、図５を参照して、回分式活性汚泥処理テスト装置３０は、テスト装置ユニット１の仕切板２ａを外した状態で、容器内を曝気槽兼沈殿槽２２として用いるものである。なお、この場合、汚泥返送部７は遊んだ状態（図示を省略）となる。さらに、制御部１０により付属操作装置４各部の作動シーケンスを、目的に即して設定することにより、回分式活性汚泥処理テスト機として機能させることができる。
表２は図５の曝気槽兼沈殿槽２２に活性汚泥混合液を１０５０ｃｃチャージしたときの回分式活性汚泥の作動例である。排出ポンプ８ａの吸い込み配管のレベルは、１０５０ｃｃの液面の高さに設置する。
コンピュータ１０ａを表２のように設定し、作動開始する。処理サイクルは、曝気処理サイクルが４８０分（８．０時間）で、曝気処理のあいだは、原水を添加しながら曝気し廃水を処理する。曝気処理後は沈殿処理サイクルが１８０分（３時間）で、沈殿処理のあいだは、原水の添加や曝気は停止し、活性汚泥混合液を静置し、沈殿汚泥と上澄み液に分離する。沈殿処理後は処理水排出サイクルが６０分（１．０時間）で、原水添加で増加した活性汚泥混合液の上澄み液を系外へ排出し、曝気槽兼沈殿槽２２の液量を１０５０ｃｃにする。処理水排出サイクルが終了すると、曝気処理サイクルに戻る。
【００２７】
曝気処理サイクル中は、曝気エアポンプ６ａは作動時間が連続運転なので、曝気槽兼沈殿槽２２は常に曝気される。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに１２秒間作動し原水が曝気槽兼沈殿槽２２に添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４８．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ７ａと排出ポンプ８ａは作動しない。フラッシングエアポンプは９０秒ごとに２秒間（３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽兼沈殿槽２２内を空気でフラッシングする。沈殿処理サイクル中は、曝気エアポンプ、原水添加ポンプ、返送汚泥ポンプ、排出水ポンプ、フラッシングエアポンプは作動しない。処理水排出サイクル中は、排出水ポンプのみ６０分間連続作動し、槽内の増加した上澄み液を排出する。吸い込みレベルまで排出後は、空運転となる。
【００２８】
【表２】
【００２９】
＜単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置＞
次に、図６を参照して、単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置４０は、テスト装置ユニット１の仕切板２ａを容器本体２の底部にほとんど密着するように取り付けた状態で、第一槽を嫌気槽兼好気槽４１として、第二槽を沈殿槽４２として用いるものである。さらに、制御部１０により付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト機として機能させたものである。
表３は嫌気槽兼好気槽４１の容積が９００ｃｃで沈殿槽４２の容量が４５０ｃｃ時の、単槽式嫌気好気活性汚泥の場合の作動例である。
ＰＣ１０ａを表３のように設定し、作動開始する。処理サイクルは、曝気処理サイクルが６０分（１．０時間）で、曝気処理の間は、原水を添加しながら曝気し廃水を処理する。曝気処理後は嫌気処理サイクルが３０分（０．５時間）で、嫌気処理のあいだは、曝気エアポンプは停止し、嫌気状態で脱窒などの処理をおこなう。嫌気処理サイクル後は曝気処理サイクルに戻る。
曝気処理サイクル中は、曝気エアポンプ６ａは連続運転なので、嫌気槽兼好気槽４１は常に曝気される。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに８秒間作動し原水が嫌気槽兼好気槽４１に添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり３２．０ｃｃ添加される。
【００３０】
返送汚泥ポンプ７ａと排出ポンプ８ａは、原水添加ポンプの５ａ作動と同じ１２０秒ごとに作動し、返送汚泥ポンプは８秒間作動し、原水添加の約１倍量を曝気槽内の活性汚泥混合液を沈殿槽へ送液し、排出ポンプ８ａは１０秒間作動して、原水添加ポンプ５ａにより添加された液量は確実に系外に排出され、槽内の液面レベルを一定にする。
フラッシング兼撹拌は、曝気処理時にはフラッシングエアポンプ９ａを９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽内を空気でフラッシングする。また、嫌気処理時は、窒素ボンベからの窒素ガスで嫌気槽兼好気槽４１内を撹拌する。
【００３１】
【表３】
【００３２】
＜直流型硝化脱窒テスト装置＞
次に、図７を参照して、直流型硝化脱窒処理テスト装置５０は、テスト装置ユニット１を２セット直列に配置し（第一ユニット５１、第二ユニット５２）、制御部１０を用いて、付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、直流型硝化脱窒処理テスト機として機能させたものである。制御部１０はそれぞれのＰＣ１０ａで設定してもよいが、あらかじめ制御盤１０ｂに２ユニット分の付属操作装置への配線をしておけば、どちらかのＰＣで統合的に制御することも可能である。
本実施形態では、第一ユニット５１の仕切板を外して硝化槽５１ａとして用いる。また、第二ユニット５２の仕切板５２ａを容器本体の底部にほとんど密着するように取り付けて、脱窒槽５２ｂ、沈殿槽５２ｃとして用いる。また、第一ユニット５１側の処理水排出ポンプ５１ｂ出の処理水を、脱窒槽５２ｂに注入させるように配置する。また第二ユニット５２の返送汚泥ポンプ５２ｅは、汚泥の吸い込み口を沈殿槽５２ｃの沈殿汚泥層とし、吐出側を第一ユニット５１の硝化槽５１ａに変更する。なお、第一ユニット５１の返送汚泥ポンプは使用しない。硝化槽５１ａと脱窒槽５２ｂの容量バランスは、硝化槽５１ａの処理水排出ポンプ５１ｂの吸い込み口の高さの調節により、通常の設計範囲は調節可能である。
【００３３】
表４は硝化槽1350cc、脱窒槽900cc、沈殿槽容量450ccの場合の作動例である。第二ユニット５２の脱窒用のBOD源添加には、原水添加ポンプ５２ｄを使い、原水またはメタノールなどの別の廃液を脱窒槽５２ｂに添加する。
ＰＣ１０ａを表４のように設定し、作動開始する。第一ユニット５１の曝気エアポンプ５１ｄは連続運転なので、曝気槽５１ａは常に曝気される。原水添加ポンプ５１ｃは作動間隔１２０秒ごとに１０秒間作動し、原水が硝化槽５１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４０．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ５２ｅは、１２０秒ごとに７秒間作動し、第二ユニットの沈殿槽の沈殿汚泥層から汚泥を、平均時間あたり２８．０ｃｃ第一ユニットの硝化槽５１aに送液する。排出ポンプ５１ｂは、原水添加ポンプ５１ｃの作動と同じ１２０秒ごとに２２秒間作動し、平均すれば時間あたり８８．０ｃｃ送液する。これにより、添加された液量と返送汚泥量は確実に第二ユニットの脱窒槽５２ｂに移液される。フラッシングエアポンプ５１ｆは、９０秒ごとに２秒間作動して槽内を撹拌し、１８０秒ごとに６秒間作動し、硝化槽５１a内をフラッシングする。
第二ユニット５２の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内は嫌気状態に保たれる。第二ユニット５２の原水添加ポンプ５２ｄは作動間隔１２０秒ごとに２秒間作動し、脱窒用ＢＯＤ源を脱窒槽５２ｂに添加する。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり８．０ｃｃ添加される。
【００３４】
返送汚泥ポンプ５２ｅと排出ポンプ５２ｆは、原水添加ポンプ５２ｄの作動と同じ１２０秒ごとに作動し、返送汚泥ポンプ５２ｅは１９秒間作動し、第一ユニットの原水添加量と第二ユニットの原水添加量の合計量の約７０％量（返送率７０％の場合）を沈殿槽５２ｃから硝化槽５１ａに送液する。排出ポンプ５２ｆは原水添加ポンプ５１ｃ、５２ｄの合計よりやや長く１５秒間作動して、添加された液量は確実に系外に排出される。
第二ユニット５２のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁９ｃは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、槽内をフラッシングする。
【００３５】
【表４】
【００３６】
＜連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）テスト装置＞
次に、図８を参照して、直流型硝化脱窒処理テスト装置６０は、テスト装置ユニット１を２セット直列に配置し（第一ユニット６１、第二ユニット６２）、両方の制御部１０を用いて、付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）テスト機として機能させたものである。
本実施形態では、第一ユニット６１の仕切板を外して嫌気槽６１ａとして用いる。また、第二ユニット６２の仕切板６２ａを容器本体の底部にほとんど密着するように取り付けて、好気槽６２ｂ、沈殿槽６２ｃとして用いる。また、第一ユニット６１側の処理水排出ポンプ６１ｂ出の処理水を、好気槽６２ｂに注入させるように配置する。また第二ユニット６２の返送汚泥ポンプ６２ｄは、汚泥の吸い込み口を沈殿槽６２ｃの沈殿汚泥層とし、吐出側を第一ユニット６１の嫌気槽６１ａに変更する。なお、第一ユニット６１の返送汚泥ポンプは使用しない。嫌気槽６１ａと好気槽６２ｂの容量バランスは、嫌気槽６１ａの処理水排出ポンプ６１ｂの吸い込み口の高さの調節により、通常の設計範囲は調節可能である。
【００３７】
表５は、各槽の容量を嫌気槽700cc、好気槽900cc、沈殿槽450ccとしたときの連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）法の場合の作動例である。第一ユニット６１と第二ユニット６２のＰＣ１０ａを表５のように設定し、作動開始する。第一ユニット６１の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を嫌気環境にする。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに１２秒間作動し、原水が嫌気槽６１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４８．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ６２ｄは、１２０秒ごとに８秒間（返送率６７％の場合）作動し、第二ユニット６２の沈殿槽６２ｃの沈殿汚泥層から汚泥を、平均時間あたり３２．０ｃｃを第一ユニット６１の嫌気槽６１aに送液する。排出ポンプ６１ｂは、原水添加ポンプ５ｂの作動と同じ１２０秒ごとに作動し、２６秒間作動して、添加された液量と返送汚泥量は確実に第二ユニットの脱窒槽６２ｂに移液される。第一ユニット６１のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁９ｃは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、嫌気槽６１ａ内をフラッシングする。
【００３８】
第二ユニット６２の曝気エアポンプ６ａは連続運転なので、好気槽６２ａは常に曝気される。原水添加ポンプは使用しない。排出ポンプ６２ｅは１６秒間作動して、原水添加ポンプ５ｂにより添加された第一ユニット６１からの液量は確実に系外に排出される。フラッシングエアポンプ９ａは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、好気槽６２ｂ内をフラッシングする。
【００３９】
【表５】
【００４０】
＜硝化液循環式硝化脱窒テスト装置＞
次に、図９を参照して、硝化液循環式脱窒処理テスト装置７０は、テスト装置ユニット１を２セット直列に配置し（第一ユニット７１、第二ユニット７２）、両方の制御部（図示せず）による上述の各実施形態と同様の制御により、直流型硝化脱窒処理テスト機として機能させたものである。
本実施形態では、第一ユニット７１の仕切板を外して脱窒槽７１ａとして用いる。第二ユニット７２の仕切板７２ａを容器本体の底部にほとんど密着するように取り付けて区画し、硝化槽７２ｂ、沈殿槽７２ｃとして用いる。第一ユニット７１側の処理水排出ポンプ７１ｂ出の処理水を、硝化槽７２ｂに注入させるように構成する。さらに、第一ユニット７１の返送汚泥ポンプ７１ｃは、吸い込みを第二ユニット７２の硝化槽７２ｂからとし、吐出側を第一ユニット７１の脱窒槽７１ａに変更して、硝化槽７２ｂから混合液を吸い込み脱窒槽７１ａに戻すことで硝化液を循環する。また第二ユニット７２の返送汚泥ポンプ７２ｄは、汚泥の吸い込み口を第二ユニット７２の沈殿槽７２ｃの沈殿汚泥層とし、吐出側を第一ユニット７１の脱窒槽７１ａに変更する。第二ユニット７２の原水添加ポンプは使用しない。なお、第一ユニット７１の脱窒槽７１ａと第二ユニット７２の硝化槽７２ｂとの容積比は、処理水排出ポンプ７１ｂの吸い込み口の高さを低くすることで変えることができる。
【００４１】
表６は、各槽の容量を脱窒槽700cc、硝化槽900cc、沈殿槽450ccとしたときの、硝化液循環式硝化脱窒法の場合の作動例である。
第一ユニット７１と第二ユニット７２のＰＣ１０ａを表６のように設定し、作動開始する。第一ユニット７１の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を嫌気環境にする。原水添加ポンプ５ｂは作動間隔１２０秒ごとに１０秒間作動し、原水が脱窒槽７１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４０．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ７１ｃは作動間隔１２０秒ごとに４０秒間作動し、第二ユニット７２の硝化槽７２ｂから硝化液を１６０ｃｃ循環する。第二ユニット７２の返送汚泥ポンプ７２ｄは、沈殿槽７２ｃの沈出汚泥を脱窒槽７１ａに返送する。排出ポンプ７１ｂは、１２０秒ごとに６０秒間作動し、原水添加ポンプ５ｂにより添加された液量及び返送汚泥ポンプ７１ｃによる硝化液循環量と返送汚泥ポンプ７２ｄによる返送汚泥量を、確実に第二ユニット７２の脱窒槽７２ｂに移液する。第一ユニット７１のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁９ｃは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽内をフラッシングする。
第二ユニット７２の曝気エアポンプ６ａは連続運転なので、硝化槽７２ｂは常に曝気される。
返送汚泥ポンプ７２ｄと排出ポンプ８ａは１２０秒ごとに作動し、かつ、返送汚泥ポンプ７２ｄは７秒間作動する（返送率７０％の場合）。排出ポンプ８ａは１３秒間作動して、原水添加ポンプ５ｂにより第一ユニット７１に添加された液量は確実に系外に排出される。フラッシングエアポンプ９ａは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、硝化槽７２ｂ内をフラッシングする。
【００４２】
【表６】
【００４３】
＜嫌気・無酸素・好気法テスト装置＞
次に、図１０を参照して、嫌気・無酸素・好気法テスト装置８０は、テスト装置ユニット１を３セット直列に配置し（第一ユニット８１、第二ユニット８２、第三ユニット８３）、付属操作装置各部の作動シーケンスを適宜設定することにより、嫌気・無酸素・好気法テスト機として機能させたものである。第一ユニット８１、第二ユニット８２の仕切板を取り外し、それぞれ嫌気槽８１ａ、無酸素槽８２ａとして用いている。
第二ユニット８２の汚泥返送ポンプ８２ｂの吸い込み口を第三ユニット８３の好気槽からに変更し、第三ユニット８３の好気槽８３ａから活性汚泥混合液を吸い込み、第二ユニット８２の無酸素槽８２ａに戻すことにより硝化液を循環させる。また、第三ユニットの返送汚泥ポンプ８３ｄの吐出先を第一ユニットの嫌気槽８１ａに変更し、沈殿汚泥を返送する。なお、第一ユニット８１の嫌気槽８１ａ、第二ユニット８２の無酸素槽８２ｂ、第三ユニット８３の好気槽８３ａの容積比は、第一ユニット８１および第二ユニット８２の処理水排出ポンプ８１ｂ、８２ｃの吸い込み口の高さを調節することで変えることができる。
表７は、各槽の容量を嫌気槽650cc、無酸素槽700cc、硝化槽900cc、沈殿槽450ccとしたときの嫌気・無酸素・好気法の場合の作動例である。
各ユニットのＰＣ１０ａに表７のように設定し、作動開始する。第一ユニット７１の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を嫌気環境にする。原水添加ポンプ５ｂは作動間隔１２０秒ごとに１６秒間作動し、原水が脱窒槽７１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり５３．６ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ（図示せず）は使用しない。排出ポンプ８１ｂは、原水添加ポンプ５ｂの作動と同じ１２０秒ごとに７０秒間作動し、添加された液量を、確実に第二ユニット８２の無酸素槽８２ａに移液する。第一ユニット８１のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁８１ｃは１８０秒ごとに３秒間作動して槽内を撹拌し、９００秒ごとに１５秒間作動し、槽内をフラッシングする。
【００４４】
第二ユニット８２の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を無酸素環境にする。原水添加ポンプ（図示せず）は使用しない。返送汚泥ポンプ８２ｂは、作動間隔１２０秒ごとに４８秒間作動し、第三ユニット８３から硝化液を第二ユニット８２に循環する。排出ポンプ８２ｃは、１２０秒ごとに７０秒間作動し、第一ユニットに添加された液量及び返送汚泥ポンプ８２ｂによる硝化液循環量を確実に第三ユニット８３の好気槽８３ａに移液する。第二ユニット８２のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁８２ｄは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、槽内をフラッシングする。
第三ユニット８３の曝気エアポンプは連続運転なので、好気槽８３ａは常に曝気される。第三ユニットの原水添加ポンプ（図示せず）は使用しない。
返送汚泥ポンプ８３ｄと排出ポンプ８３ｃは、１２０秒ごとに作動し、かつ、返送汚泥ポンプ８３ｄは７秒間作動する（返送率７０％の場合）。排出ポンプ８３ｃは２０秒間作動して、原水添加ポンプ５ｂにより第一ユニット８１に添加された液量は確実に系外に排出される。フラッシングエアポンプ９ａは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、好気槽８３a内をフラッシングする。
【００４５】
【表７】
【００４６】
＜比較テスト装置＞
次に図１１を参照して、テスト装置ユニット１を４セット用いることにより、上記各処理の比較テストを効果的に可能とする実施形態について説明する。
本実施形態に係る比較テスト装置９０は、ユニット装置９１乃至９４と、各ユニットの付属操作装置各部の作動シーケンスを制御する統合制御部９５と、を備えている。そして、ユニット装置９１乃至９３の３ユニットによる嫌気・無酸素・好気法（A2O法）処理テスト部９０ａと、ユニット装置９４による比較対照用のテスト部９０ｂと、を組み合わせた比較テスト装置として構築したものである。なお、本実施形態では、曝気用の窒素ガスを共通の窒素ボンベ９６から供給する形態としている。
４ユニットを装置単位とすることにより、上記態様のみならず、２ユニットで構成される直流型硝化脱窒装置、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置、硝化液循環式硝化脱窒装置の各処理テストを２セット構成することもできる。さらに、ユニットごとに独立の比較テスト装置として構成することも可能である。
このように、ユニット数を４とすることにより、同種又は異種の処理方式の比較テストを効果的に行うことができ、本発明の目的である比較テストとして最も効率的に運用させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・・活性汚泥処理テスト装置ユニット
２・・・・・容器本体
２ａ・・・・仕切板
２ｂ・・・・第一槽
２ｃ・・・・第二槽
２ｄ・・・・斜底部
２ｅ、２ｆ・・・・仕切板と斜底部の連通部
４・・・・・付属操作装置
５・・・・・原水添加部
６・・・・・曝気部
７・・・・・汚泥返送部
８・・・・・処理水排出部
９・・・・・フラッシング兼撹拌部
１０・・・・制御部
２０・・・・連続活性汚泥処理テスト装置
３０・・・・回分式活性汚泥処理テスト装置
４０・・・・単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置
５０・・・・直流型硝化脱窒処理テスト装置
６０・・・・連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）テスト装置
７０・・・・硝化液循環式脱窒処理テスト装置
８０・・・・嫌気・無酸素・好気法（Ａ２Ｏ）テスト装置
９０・・・・比較テスト装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥を基本とする好気性微生物を利用した廃水処理の種々の処理テストをおこなう、実験室規模のテストに適した小型活性汚泥試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水処理の代表的なプロセスとして好気性微生物を利用する廃水処理がある。代表的なプロセスに活性汚泥があり、活性汚泥処理装置にもいろいろな方式がある。代表的な活性汚泥は、曝気槽と沈殿槽により構成される標準活性汚泥に代表される連続処理方式であるが、比較的小規模な場合には、曝気槽と沈殿槽を１つの水槽で行う回分式活性汚泥方式も用いられる。またBODと同時に窒素を除去するプロセスして、嫌気処理と好気処理を組み合わせた硝化脱窒方式がある。嫌気と好気の組み合わせ方などにより、単槽式嫌気好気脱窒方式や直流型硝化脱窒装置や硝化液循環硝化脱窒方式が主な方式である。さらにリンを除去する連続式嫌気好気法（以下AO方式）、窒素とリンを除去する方式として、嫌気・無酸素・好気法（以下A2O方式）が広く普及している。上記のいろいろな処理方式の共通ベースは活性汚泥処理であり、これらの方式は、曝気槽や沈殿槽の配置や好気・嫌気状態による汚泥の働きの違いなどを組み合わせることにより、微生物のいろいろな機能を活用するものである。
【０００３】
上記、種々の好気性微生物処理方式の装置設計や適切な運転管理のためには、いろいろなレベルでの処理テストが必要となる。テスト装置は、テスト装置規模により要求される機能が異なるが、活性汚泥混合液の収納容量が0.3リットルから10リットル程度の実験室レベルの小規模なテスト装置では、微生物の性状の変化による処理性能の差異を調べることが最重要事項となる。このため、比較の対象となる装置と条件変更した比較装置との対比が極めて重要であり、比較テストを可能とするため同一仕様のテスト装置が複数必要となる場合が多い。さらに処理方式による性能差を比較することが求められる場合もあり、異なる処理方式に柔軟に対応できる機能も必要となる。従って、テスト装置には目的とする条件以外はできるだけ運転処理条件を同一にできる装置であるとともに、簡単な変更でいろいろな処理方式に対応できることが求められる。
【０００４】
しかしながら、従来、小規模の活性汚泥テストは、テスト目的に合わせて、手作りのテスト装置をその都度製作してテストを行うことが多い。また、市販されているテスト装置は、それぞれの処理方式に対応した単機能の装置が一般的であり、１つの装置で多方式に対応できる装置は見当たらない。
特許文献においても、公開されている情報は少なく、わずかに特許文献１において、各槽の容量や滞留時間を自由に変えたり、活性汚泥法と汚泥培養法を比較するテスト装置が公開されている程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５５４８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
比較テストを行うには、同一仕様の装置が最低２台、好ましくは３乃至４台必要となる。また台数が多くなると、使用原水量や設置スペースなど取り扱い易さの観点から、１台の装置容量を小さくする必要がある。活性汚泥で取り扱う液体は、スラリーなので、装置を小さくすると詰まりや壁面への付着など生じやすく、安定してテストを行うためには、それなりの工夫が必要になる。
以上述べたように、小規模の活性汚泥テスト機において、同じ処理方式で運転条件が異なる比較処理テストが可能な装置であり、且つ、異なる複数の処理方式に簡単な変更で対応可能であるテスト装置が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は鋭意研究の結果、上記目的を達成できる以下の発明を完成させた。すなわち、本発明に係る活性汚泥による廃水処理における性能測定のための活性汚泥処理テスト装置ユニットは、
（１）底部を傾斜面に構成した筒形状の試験容器本体と、試験容器本体内部に着脱可能であり、取り付けた状態で底部傾斜面の下側空間の第一槽と上側空間の第二槽とに区画し、第一槽と第二槽とを連通可能に構成した仕切板と、曝気部と、原水添加部と、汚泥返送部と、処理水排出部と、フラッシング兼撹拌部と、を含む付属操作装置と、
付属操作装置の作動を任意に制御可能とする制御部と、を備えて成ることを特徴とする。
本発明において、「筒形状」とは、底面形状が円に限らず、楕円、方形、多角形等のものも含む概念である。
【０００８】
また、本発明に係る活性汚泥処理テスト装置ユニット（以下、装置ユニットという）を用いた活性汚泥処理テスト装置は、
（２）前記仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を曝気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続活性汚泥装置として機能可能とし、前記仕切板を取り外した状態で、曝気槽及び沈殿槽として用いることにより、回分活性汚泥装置として機能可能とし、仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を好気槽又は嫌気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、単槽式嫌気好気活性汚泥装置として機能可能とし、たことを特徴とする。
【０００９】
（３）上記装置ユニットを２台連結して用いた活性汚泥処理テスト装置であって、第一の装置ユニットの仕切板を取り外し、処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットの試験容器本体内部に供給するように構成し、第二の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに供給するように構成し、かつ、第一の装置ユニットを硝化槽として用い、第二の装置ユニットの前記第一槽の曝気部を停止状態にして脱窒槽として用いることにより、直流型硝化脱窒装置として機能可能に構成し、第一の装置ユニットの仕切板を取り外し曝気部を停止状態にして脱窒槽として用い、第二の装置ユニットの前記第一槽を曝気槽及び第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置として機能可能に構成し、第一の装置ユニットの仕切板を取り外し曝気部を停止状態にして脱窒槽として用い、かつ、汚泥返送部の吸引口を第二の装置ユニットの曝気槽から吸引し吐出先を第一の装置ユニットに変更し、第二の装置ユニットの前記第一槽を稼動状態にして曝気槽及び第二槽を沈殿槽として用いることにより、硝化液循環式硝化脱窒装置として機能可能に構成し、たことを特徴とする。
本発明の装置ユニットを複数、連結して用いる場合には、制御部の一部又は全部について一の装置ユニットのものを用い、他のユニットの制御部については遊んだ状態、又は取り外した状態とすることができる。
【００１０】
（４）上記装置ユニットを３台連結した活性汚泥処理テスト装置であって、第一の装置ユニットと第二の装置ユニットの仕切板を外し、かつ、それぞれの前記第一槽の曝気部を停止状態とし、第一の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットに、第二の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第三の装置ユニットの好気槽に、第三の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに、それぞれ変更し、さらに、第二の装置ユニットの汚泥返送部の吸引口を第三の装置ユニットの好気槽から吸引に変更することで、第一の装置ユニットを嫌気槽、第二の装置ユニットを無酸素槽、第三の装置ユニットを好気槽と沈殿槽にして機能させることにより、嫌気・無酸素・好気法（A2O法）の処理テストの操作を可能に構成したことを特徴とする。
【００１１】
（５）上記活性汚泥処理テスト装置において、さらに各前記原水添加部、前記汚泥返送部、前記処理水排出部は、それぞれ吐出用ポンプを備え、各吐出用ポンプの吐出量の制御を、一定間隔で一定時間作動させる間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする。
【００１２】
（６）上記（２）乃至（４）において、前記フラッシング兼撹拌部は、曝気槽として機能させる場合には空気により、脱窒槽、嫌気槽又は無酸素槽として機能させる場合には窒素ガスにより、それぞれフラッシング又は撹拌を行い、フラッシング又は撹拌のタイミングを間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする。
（７）前記装置ユニットを４台配置し、上記（２）乃至（４）に記載の各処理テストを適宜組み合わせた比較テストを可能に構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記各発明において、原水添加ポンプ、汚泥返送ポンプ、処理水排出ポンプには、定量ポンプを使用することができる。特に、取り扱う液体が活性汚泥混合液というスラリーであり、また腐食性のある液体、かつ、吐出量が少ないことを考慮して、チューブポンプなどを好適に使用することができる。
テストを目的とするため、広い吐出量に対応する必要があるが、微量の吐出量の定量ポンプは高価なうえ、ポンプ自体に微量から多量までの広い流量調節機能をもたせると非常に高価になる。定量ポンプを一定間隔で一定時間作動させる方式として、作動間隔および作動時間を、制御用コンピュータにより自由に設定することにより、吐出量の大きな安価な定量ポンプで、簡便に広い吐出量に対応可能となる。また、連続添加すると非常に吐出量が小さいポンプが必要になり、活性汚泥のようなスラリーを取り扱うと詰まりが生じ、安定運転に大きな懸念がある。これに対し、間欠運転であれば、大きな吐出量の定量ポンプにすることができ、詰まりに対し非常に有利となる。活性汚泥の処理特性を考慮すれば、１５分程度の間欠作動は、少量を連続添加する場合と同等に扱って全く支障ない。
【００１４】
フラッシング兼撹拌部は、フラッシングとして使用するときは、もっぱら強い流動で曝気槽内を撹拌し、底面に滞留した汚泥や壁面に付着した汚泥を均一混合液に戻し、撹拌として使用するときは、混合液を流動させ均一に混合させる装置である。フラッシング兼撹拌部は同じ装置で構成することができ、フラッシング時は作動時間を長く、撹拌時は作動時間を短くすることにより使い分ける。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、テスト機一式を用意するのみで、例えばＭＬＳＳや原水ＢＯＤ負荷量やｐＨなど、同一処理方式で目的とする条件のみが異なる比較テストが可能になる。
さらに、活性汚泥をベースにしたいろいろな方式の微生物処理の比較テストが、簡単な配管変更や作動条件変更で可能となり、微生物処理の技術向上に資する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る活性汚泥処理テスト装置ユニット１の構成を示す図である。
【図２】装置ユニット１の容器本体２を示す図である。
【図３】容器本体の他の形態例を示す図である。
【図４】連続活性汚泥処理テスト装置２０の構成を示す図である。
【図５】回分式活性汚泥処理テスト装置３０の構成を示す図である。
【図６】単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置４０の構成を示す図である。
【図７】直流型硝化脱窒処理テスト装置５０の構成を示す図である。
【図８】連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置６０の構成を示す図である。
【図９】硝化液循環式脱窒処理テスト装置７０の構成を示す図である。
【図１０】嫌気・無酸素・好気法テスト装置８０の構成を示す図である。
【図１１】比較テスト装置９０の構成を示す図である。
【図１２】仕切板２ａの詳細構造を示す図である。
【図１３】仕切板２ａの設置形態と汚泥返送態様の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る活性汚泥処理テスト装置の実施形態について、図１乃至１１を参照して説明する。重複説明を回避するため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。また、使用しない付属装置部は図示を省略してある。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１８】
＜テスト装置ユニット＞
図１を参照して本実施形態に係る装置ユニット１は、活性汚泥混合液を入れる容器本体２と、活性汚泥性能測定を行うための付属操作装置４と、により構成されている。付属操作装置４は、原水添加部５と、曝気部６と、汚泥返送部７と、処理水排出部８と、フラッシング兼撹拌部９と、制御部１０、とを主要構成として備えている。
図２を参照して、容器本体２は斜円柱形状をなし、平板により構成される仕切板２ａの装着により２つの空間に区画される。円柱母線の長いほうの空間を第一槽２ｂとし、母線の短いほうの空間を第二槽２ｃとする。仕切板２aは、図１２に示すように、第一槽２ｂと第二槽２ｃを連通可能とする連通部２ｆを備えている。連通部２ｆは、同図（ｂ）に示すように、貫通口２ｇ、連通管２ｉ、フード２ｈ、により構成されている。フード２ｈを備えることにより、第一槽２ｂ側の気泡の第二槽２ｃ側への混入、また、第一槽２ｂ側の激しい流動の第二槽２ｃ側への影響、を防止することができる。斜円柱の斜底部２ｄは、連通部２ｆを介して第二槽２ｃから流入する汚泥が、第一槽２ｂ下端部に溜まるように傾斜を設けである。
なお、容器本体は斜円柱形状に限らず他の形状、例えば図３に示すように斜角柱容器３であってもよく、この場合には長垂直辺３ｆ側を第一槽２ｂとし、短垂直辺３ｇ側を第二槽とする。
【００１９】
原水添加部５は、サンプリング原水を貯蔵する原水貯蔵容器５ａ、貯蔵容器５ａ内の原水を第一槽２ｂに注入するための原水添加ポンプ５ｂ及び接続配管５ｃ、５ｄにより構成されている。
曝気部６は、エアポンプ６ａ、散気管６ｂ、接続配管６ｃにより構成され、エアポンプ６ａにより吸込んだエアを散気管６ｂから放散させて、原水貯蔵容器５ａから第一槽２ｂに供給される原水と活性汚泥混合液を曝気する。仕切板２ａは、底部２ｄにほとんど密着するように装着する。
汚泥返送部７は、汚泥返送ポンプ７ａ及び接続配管７ｂ、７ｃにより構成され、第二槽２ｃ側の沈殿汚泥層から、第一槽２ｂに送液する。返送汚泥ポンプにより増加した第一槽２ｂの混合液は、仕切板の連通部２ｆから第二槽２ｃに戻る。
図１３を参照して、仕切板２ａの設置形態と汚泥返送態様の関係について説明する。ここでは、第一槽２ｂを曝気槽、第二槽２ｃを沈殿槽として用いる場合を想定している。
第一の態様は、同図（ａ）に示すように、沈殿槽２ｃに沈殿する汚泥を返送汚泥ポンプ７ａにより吸引して曝気槽２ｂに戻す。曝気槽２ｂ内の混合液は、貫通口２ｇから沈殿槽２ｃに流入する。
また、第二の態様は、同図（ｂ）に示すように、貫通口２ｇに栓２ｋをして、仕切板を底部に対して若干の隙間δを設けて装着する。この場合、仕切板２ａと底部２ｄとの隙間δが、曝気槽２ｂ側と沈殿槽２ｃ側の連通部２ｊとして機能する。返送汚泥ポンプ７ａは、曝気槽２ｂ内の活性汚泥混合液を沈殿槽２ｃに送液することにより、連通部から沈殿槽２ｊの沈殿汚泥を曝気槽２ｂに戻してもよい。両者の違いは、沈殿槽２ｃでの沈殿汚泥の流動性により使い分けるもので、流動性のよい沈殿汚泥の場合は（ａ）、流動性の悪い沈殿汚泥の場合はよりスムーズに沈殿汚泥を曝気槽２ｂに返送可能とするため、（ｂ）の態様が有利となる。
処理水排出部８は、処理水排出ポンプ８ａ及び接続配管８ｂにより構成され、第二槽２ｃ内の処理済の処理水を系外に排出する。
【００２０】
フラッシング兼撹拌部９は、エアポンプ９aによる空気撹拌、窒素ボンベ９ｂと電磁弁９ｃによる窒素ガス撹拌、及び接続配管９ｄにより構成され、第一槽２ｂを曝気槽や硝化槽や好気槽として使用するときは空気を、嫌気槽や無酸素槽や脱窒槽として使用するときは窒素ガスを、切り替えて使用する。また、フラッシングと撹拌は、作動時間の長さで使いわける。
フラッシング兼撹拌部９としては、機械的な撹拌機やマグネティックスターラーで容器内を強撹拌する方式、バブリングで容器内を強撹拌する方式、混合液循環流で容器内を強撹拌する方式、気泡と混合液循環流を併用する方式などを用いることができる。
また活性汚泥は強撹拌を長時間継続すると汚泥が損傷するため、ポンプやバブリングの作動は、一定間隔で、一定時間作動させる形式とし、作動間隔および作動時間は制御部１０により自由に設定でき、フラッシング時は作動時間を長く、撹拌時は作動時間を短くすることにより使い分けることができる。
制御部１０は、付属操作装置４の各部の作動を指令するＰＣ１０ａ、制御盤１０ｂを備え、ＰＣ１０ａの指令により、ＰＣカードを介してリレーにより付属操作装置の作動を自由に設定制御可能に構成されている。
【００２１】
テスト装置ユニット１は以上のように構成され、以下に説明するようにテスト装置ユニット１を単独又は複数組み合わせることにより、各種活性汚泥処理テスト装置として機能させることができる。以下、使用部分を明確にするため、使用しない機器および配管ラインについては図示を適宜省略する。
【００２２】
＜連続活性汚泥処理テスト装置＞
図４を参照して、連続活性汚泥処理テスト装置２０は、テスト装置ユニット１の仕切板２ａを装着した状態で、第一槽を曝気槽２１として、第二槽を沈殿槽２２として用いるものである。さらに、制御部１０により付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、連続活性汚泥処理テスト機として機能させることができる。なお、曝気槽２１と沈殿槽２２の容積割合は、処理水排出ポンプ８ａの吸込口高さを変えることにより調節可能である。
【００２３】
表１は図４の曝気槽２１容量が９００ｃｃで、沈殿槽２２容量が４５０ｃｃ時の連続式活性汚泥の場合の作動例である。テスト装置ユニット１に活性汚泥混合液を１３５０ｃｃチャージし、ＰＣ１０ａを表１のように設定し、作動開始する。曝気エアポンプ６ａは作動中連続運転なので、曝気槽２１は常に曝気される。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに１０秒間作動し、原水が曝気槽２１に添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４０．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ７ａと排出ポンプ８ａは、原水添加ポンプの作動と同じ１２０秒ごとに作動し、返送汚泥ポンプは１０秒間作動し、原水添加の約１倍量を曝気槽内の活性汚泥混合液を沈殿槽へ送液し、排出ポンプ８ａは作動し原水添加ポンプよりやや長く１３秒間作動して、原水添加ポンプにより添加された液量を確実に系外に排出し、槽の液面レベルを一定にする。フラッシングエアポンプは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽内を空気でフラッシングする。
【００２４】
テスト終了後、活性汚泥混合液の活性や沈降性の変化や微生物の状態観察、処理液のＣＯＤやＢＯＤなどの水質等を測定することにより、処理能力や活性汚泥への影響などの評価が可能となる（以下の各テスト装置においても同様）。
なお、表１の各容量、作動間隔、作動時間等は例示であって、目的に即して最適な数値を選択することができる（以下の実施形態においても同様）。
【００２５】
【表１】
【００２６】
＜回分式活性汚泥処理テスト装置＞
次に、図５を参照して、回分式活性汚泥処理テスト装置３０は、テスト装置ユニット１の仕切板２ａを外した状態で、容器内を曝気槽兼沈殿槽２２として用いるものである。なお、この場合、汚泥返送部７は遊んだ状態（図示を省略）となる。さらに、制御部１０により付属操作装置４各部の作動シーケンスを、目的に即して設定することにより、回分式活性汚泥処理テスト機として機能させることができる。
表２は図５の曝気槽兼沈殿槽２２に活性汚泥混合液を１０５０ｃｃチャージしたときの回分式活性汚泥の作動例である。排出ポンプ８ａの吸い込み配管のレベルは、１０５０ｃｃの液面の高さに設置する。
コンピュータ１０ａを表２のように設定し、作動開始する。処理サイクルは、曝気処理サイクルが４８０分（８．０時間）で、曝気処理のあいだは、原水を添加しながら曝気し廃水を処理する。曝気処理後は沈殿処理サイクルが１８０分（３時間）で、沈殿処理のあいだは、原水の添加や曝気は停止し、活性汚泥混合液を静置し、沈殿汚泥と上澄み液に分離する。沈殿処理後は処理水排出サイクルが６０分（１．０時間）で、原水添加で増加した活性汚泥混合液の上澄み液を系外へ排出し、曝気槽兼沈殿槽２２の液量を１０５０ｃｃにする。処理水排出サイクルが終了すると、曝気処理サイクルに戻る。
【００２７】
曝気処理サイクル中は、曝気エアポンプ６ａは作動時間が連続運転なので、曝気槽兼沈殿槽２２は常に曝気される。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに１２秒間作動し原水が曝気槽兼沈殿槽２２に添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４８．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ７ａと排出ポンプ８ａは作動しない。フラッシングエアポンプは９０秒ごとに２秒間（３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽兼沈殿槽２２内を空気でフラッシングする。沈殿処理サイクル中は、曝気エアポンプ、原水添加ポンプ、返送汚泥ポンプ、排出水ポンプ、フラッシングエアポンプは作動しない。処理水排出サイクル中は、排出水ポンプのみ６０分間連続作動し、槽内の増加した上澄み液を排出する。吸い込みレベルまで排出後は、空運転となる。
【００２８】
【表２】
【００２９】
＜単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置＞
次に、図６を参照して、単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置４０は、テスト装置ユニット１の仕切板２ａを容器本体２の底部にほとんど密着するように取り付けた状態で、第一槽を嫌気槽兼好気槽４１として、第二槽を沈殿槽４２として用いるものである。さらに、制御部１０により付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト機として機能させたものである。
表３は嫌気槽兼好気槽４１の容積が９００ｃｃで沈殿槽４２の容量が４５０ｃｃ時の、単槽式嫌気好気活性汚泥の場合の作動例である。
ＰＣ１０ａを表３のように設定し、作動開始する。処理サイクルは、曝気処理サイクルが６０分（１．０時間）で、曝気処理の間は、原水を添加しながら曝気し廃水を処理する。曝気処理後は嫌気処理サイクルが３０分（０．５時間）で、嫌気処理のあいだは、曝気エアポンプは停止し、嫌気状態で脱窒などの処理をおこなう。嫌気処理サイクル後は曝気処理サイクルに戻る。
曝気処理サイクル中は、曝気エアポンプ６ａは連続運転なので、嫌気槽兼好気槽４１は常に曝気される。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに８秒間作動し原水が嫌気槽兼好気槽４１に添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり３２．０ｃｃ添加される。
【００３０】
返送汚泥ポンプ７ａと排出ポンプ８ａは、原水添加ポンプの５ａ作動と同じ１２０秒ごとに作動し、返送汚泥ポンプは８秒間作動し、原水添加の約１倍量を曝気槽内の活性汚泥混合液を沈殿槽へ送液し、排出ポンプ８ａは１０秒間作動して、原水添加ポンプ５ａにより添加された液量は確実に系外に排出され、槽内の液面レベルを一定にする。
フラッシング兼撹拌は、曝気処理時にはフラッシングエアポンプ９ａを９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽内を空気でフラッシングする。また、嫌気処理時は、窒素ボンベからの窒素ガスで嫌気槽兼好気槽４１内を撹拌する。
【００３１】
【表３】
【００３２】
＜直流型硝化脱窒テスト装置＞
次に、図７を参照して、直流型硝化脱窒処理テスト装置５０は、テスト装置ユニット１を２セット直列に配置し（第一ユニット５１、第二ユニット５２）、制御部１０を用いて、付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、直流型硝化脱窒処理テスト機として機能させたものである。制御部１０はそれぞれのＰＣ１０ａで設定してもよいが、あらかじめ制御盤１０ｂに２ユニット分の付属操作装置への配線をしておけば、どちらかのＰＣで統合的に制御することも可能である。
本実施形態では、第一ユニット５１の仕切板を外して硝化槽５１ａとして用いる。また、第二ユニット５２の仕切板５２ａを容器本体の底部にほとんど密着するように取り付けて、脱窒槽５２ｂ、沈殿槽５２ｃとして用いる。また、第一ユニット５１側の処理水排出ポンプ５１ｂ出の処理水を、脱窒槽５２ｂに注入させるように配置する。また第二ユニット５２の返送汚泥ポンプ５２ｅは、汚泥の吸い込み口を沈殿槽５２ｃの沈殿汚泥層とし、吐出側を第一ユニット５１の硝化槽５１ａに変更する。なお、第一ユニット５１の返送汚泥ポンプは使用しない。硝化槽５１ａと脱窒槽５２ｂの容量バランスは、硝化槽５１ａの処理水排出ポンプ５１ｂの吸い込み口の高さの調節により、通常の設計範囲は調節可能である。
【００３３】
表４は硝化槽1350cc、脱窒槽900cc、沈殿槽容量450ccの場合の作動例である。第二ユニット５２の脱窒用のBOD源添加には、原水添加ポンプ５２ｄを使い、原水またはメタノールなどの別の廃液を脱窒槽５２ｂに添加する。
ＰＣ１０ａを表４のように設定し、作動開始する。第一ユニット５１の曝気エアポンプ５１ｄは連続運転なので、曝気槽５１ａは常に曝気される。原水添加ポンプ５１ｃは作動間隔１２０秒ごとに１０秒間作動し、原水が硝化槽５１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４０．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ５２ｅは、１２０秒ごとに７秒間作動し、第二ユニットの沈殿槽の沈殿汚泥層から汚泥を、平均時間あたり２８．０ｃｃ第一ユニットの硝化槽５１aに送液する。排出ポンプ５１ｂは、原水添加ポンプ５１ｃの作動と同じ１２０秒ごとに２２秒間作動し、平均すれば時間あたり８８．０ｃｃ送液する。これにより、添加された液量と返送汚泥量は確実に第二ユニットの脱窒槽５２ｂに移液される。フラッシングエアポンプ５１ｆは、９０秒ごとに２秒間作動して槽内を撹拌し、１８０秒ごとに６秒間作動し、硝化槽５１a内をフラッシングする。
第二ユニット５２の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内は嫌気状態に保たれる。第二ユニット５２の原水添加ポンプ５２ｄは作動間隔１２０秒ごとに２秒間作動し、脱窒用ＢＯＤ源を脱窒槽５２ｂに添加する。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり８．０ｃｃ添加される。
【００３４】
返送汚泥ポンプ５２ｅと排出ポンプ５２ｆは、原水添加ポンプ５２ｄの作動と同じ１２０秒ごとに作動し、返送汚泥ポンプ５２ｅは１９秒間作動し、第一ユニットの原水添加量と第二ユニットの原水添加量の合計量の約７０％量（返送率７０％の場合）を沈殿槽５２ｃから硝化槽５１ａに送液する。排出ポンプ５２ｆは原水添加ポンプ５１ｃ、５２ｄの合計よりやや長く１５秒間作動して、添加された液量は確実に系外に排出される。
第二ユニット５２のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁９ｃは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、槽内をフラッシングする。
【００３５】
【表４】
【００３６】
＜連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）テスト装置＞
次に、図８を参照して、直流型硝化脱窒処理テスト装置６０は、テスト装置ユニット１を２セット直列に配置し（第一ユニット６１、第二ユニット６２）、両方の制御部１０を用いて、付属操作装置４各部の作動シーケンスを目的に即して設定することにより、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）テスト機として機能させたものである。
本実施形態では、第一ユニット６１の仕切板を外して嫌気槽６１ａとして用いる。また、第二ユニット６２の仕切板６２ａを容器本体の底部にほとんど密着するように取り付けて、好気槽６２ｂ、沈殿槽６２ｃとして用いる。また、第一ユニット６１側の処理水排出ポンプ６１ｂ出の処理水を、好気槽６２ｂに注入させるように配置する。また第二ユニット６２の返送汚泥ポンプ６２ｄは、汚泥の吸い込み口を沈殿槽６２ｃの沈殿汚泥層とし、吐出側を第一ユニット６１の嫌気槽６１ａに変更する。なお、第一ユニット６１の返送汚泥ポンプは使用しない。嫌気槽６１ａと好気槽６２ｂの容量バランスは、嫌気槽６１ａの処理水排出ポンプ６１ｂの吸い込み口の高さの調節により、通常の設計範囲は調節可能である。
【００３７】
表５は、各槽の容量を嫌気槽700cc、好気槽900cc、沈殿槽450ccとしたときの連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）法の場合の作動例である。第一ユニット６１と第二ユニット６２のＰＣ１０ａを表５のように設定し、作動開始する。第一ユニット６１の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を嫌気環境にする。原水添加ポンプ５ａは作動間隔１２０秒ごとに１２秒間作動し、原水が嫌気槽６１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４８．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ６２ｄは、１２０秒ごとに８秒間（返送率６７％の場合）作動し、第二ユニット６２の沈殿槽６２ｃの沈殿汚泥層から汚泥を、平均時間あたり３２．０ｃｃを第一ユニット６１の嫌気槽６１aに送液する。排出ポンプ６１ｂは、原水添加ポンプ５ｂの作動と同じ１２０秒ごとに作動し、２６秒間作動して、添加された液量と返送汚泥量は確実に第二ユニットの脱窒槽６２ｂに移液される。第一ユニット６１のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁９ｃは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、嫌気槽６１ａ内をフラッシングする。
【００３８】
第二ユニット６２の曝気エアポンプ６ａは連続運転なので、好気槽６２ａは常に曝気される。原水添加ポンプは使用しない。排出ポンプ６２ｅは１６秒間作動して、原水添加ポンプ５ｂにより添加された第一ユニット６１からの液量は確実に系外に排出される。フラッシングエアポンプ９ａは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、好気槽６２ｂ内をフラッシングする。
【００３９】
【表５】
【００４０】
＜硝化液循環式硝化脱窒テスト装置＞
次に、図９を参照して、硝化液循環式脱窒処理テスト装置７０は、テスト装置ユニット１を２セット直列に配置し（第一ユニット７１、第二ユニット７２）、両方の制御部（図示せず）による上述の各実施形態と同様の制御により、直流型硝化脱窒処理テスト機として機能させたものである。
本実施形態では、第一ユニット７１の仕切板を外して脱窒槽７１ａとして用いる。第二ユニット７２の仕切板７２ａを容器本体の底部にほとんど密着するように取り付けて区画し、硝化槽７２ｂ、沈殿槽７２ｃとして用いる。第一ユニット７１側の処理水排出ポンプ７１ｂ出の処理水を、硝化槽７２ｂに注入させるように構成する。さらに、第一ユニット７１の返送汚泥ポンプ７１ｃは、吸い込みを第二ユニット７２の硝化槽７２ｂからとし、吐出側を第一ユニット７１の脱窒槽７１ａに変更して、硝化槽７２ｂから混合液を吸い込み脱窒槽７１ａに戻すことで硝化液を循環する。また第二ユニット７２の返送汚泥ポンプ７２ｄは、汚泥の吸い込み口を第二ユニット７２の沈殿槽７２ｃの沈殿汚泥層とし、吐出側を第一ユニット７１の脱窒槽７１ａに変更する。第二ユニット７２の原水添加ポンプは使用しない。なお、第一ユニット７１の脱窒槽７１ａと第二ユニット７２の硝化槽７２ｂとの容積比は、処理水排出ポンプ７１ｂの吸い込み口の高さを低くすることで変えることができる。
【００４１】
表６は、各槽の容量を脱窒槽700cc、硝化槽900cc、沈殿槽450ccとしたときの、硝化液循環式硝化脱窒法の場合の作動例である。
第一ユニット７１と第二ユニット７２のＰＣ１０ａを表６のように設定し、作動開始する。第一ユニット７１の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を嫌気環境にする。原水添加ポンプ５ｂは作動間隔１２０秒ごとに１０秒間作動し、原水が脱窒槽７１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり４０．０ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ７１ｃは作動間隔１２０秒ごとに４０秒間作動し、第二ユニット７２の硝化槽７２ｂから硝化液を１６０ｃｃ循環する。第二ユニット７２の返送汚泥ポンプ７２ｄは、沈殿槽７２ｃの沈出汚泥を脱窒槽７１ａに返送する。排出ポンプ７１ｂは、１２０秒ごとに６０秒間作動し、原水添加ポンプ５ｂにより添加された液量及び返送汚泥ポンプ７１ｃによる硝化液循環量と返送汚泥ポンプ７２ｄによる返送汚泥量を、確実に第二ユニット７２の脱窒槽７２ｂに移液する。第一ユニット７１のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁９ｃは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、曝気槽内をフラッシングする。
第二ユニット７２の曝気エアポンプ６ａは連続運転なので、硝化槽７２ｂは常に曝気される。
返送汚泥ポンプ７２ｄと排出ポンプ８ａは１２０秒ごとに作動し、かつ、返送汚泥ポンプ７２ｄは７秒間作動する（返送率７０％の場合）。排出ポンプ８ａは１３秒間作動して、原水添加ポンプ５ｂにより第一ユニット７１に添加された液量は確実に系外に排出される。フラッシングエアポンプ９ａは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、硝化槽７２ｂ内をフラッシングする。
【００４２】
【表６】
【００４３】
＜嫌気・無酸素・好気法テスト装置＞
次に、図１０を参照して、嫌気・無酸素・好気法テスト装置８０は、テスト装置ユニット１を３セット直列に配置し（第一ユニット８１、第二ユニット８２、第三ユニット８３）、付属操作装置各部の作動シーケンスを適宜設定することにより、嫌気・無酸素・好気法テスト機として機能させたものである。第一ユニット８１、第二ユニット８２の仕切板を取り外し、それぞれ嫌気槽８１ａ、無酸素槽８２ａとして用いている。
第二ユニット８２の汚泥返送ポンプ８２ｂの吸い込み口を第三ユニット８３の好気槽からに変更し、第三ユニット８３の好気槽８３ａから活性汚泥混合液を吸い込み、第二ユニット８２の無酸素槽８２ａに戻すことにより硝化液を循環させる。また、第三ユニットの返送汚泥ポンプ８３ｄの吐出先を第一ユニットの嫌気槽８１ａに変更し、沈殿汚泥を返送する。なお、第一ユニット８１の嫌気槽８１ａ、第二ユニット８２の無酸素槽８２ｂ、第三ユニット８３の好気槽８３ａの容積比は、第一ユニット８１および第二ユニット８２の処理水排出ポンプ８１ｂ、８２ｃの吸い込み口の高さを調節することで変えることができる。
表７は、各槽の容量を嫌気槽650cc、無酸素槽700cc、硝化槽900cc、沈殿槽450ccとしたときの嫌気・無酸素・好気法の場合の作動例である。
各ユニットのＰＣ１０ａに表７のように設定し、作動開始する。第一ユニット７１の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を嫌気環境にする。原水添加ポンプ５ｂは作動間隔１２０秒ごとに１６秒間作動し、原水が脱窒槽７１aに添加される。間欠供給であるが、平均すれば時間あたり５３．６ｃｃ添加される。返送汚泥ポンプ（図示せず）は使用しない。排出ポンプ８１ｂは、原水添加ポンプ５ｂの作動と同じ１２０秒ごとに７０秒間作動し、添加された液量を、確実に第二ユニット８２の無酸素槽８２ａに移液する。第一ユニット８１のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁８１ｃは１８０秒ごとに３秒間作動して槽内を撹拌し、９００秒ごとに１５秒間作動し、槽内をフラッシングする。
【００４４】
第二ユニット８２の曝気エアポンプ（図示せず）は停止し、槽内を無酸素環境にする。原水添加ポンプ（図示せず）は使用しない。返送汚泥ポンプ８２ｂは、作動間隔１２０秒ごとに４８秒間作動し、第三ユニット８３から硝化液を第二ユニット８２に循環する。排出ポンプ８２ｃは、１２０秒ごとに７０秒間作動し、第一ユニットに添加された液量及び返送汚泥ポンプ８２ｂによる硝化液循環量を確実に第三ユニット８３の好気槽８３ａに移液する。第二ユニット８２のフラッシング兼撹拌は窒素ガスでおこない、フラッシング電磁弁８２ｄは９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、槽内をフラッシングする。
第三ユニット８３の曝気エアポンプは連続運転なので、好気槽８３ａは常に曝気される。第三ユニットの原水添加ポンプ（図示せず）は使用しない。
返送汚泥ポンプ８３ｄと排出ポンプ８３ｃは、１２０秒ごとに作動し、かつ、返送汚泥ポンプ８３ｄは７秒間作動する（返送率７０％の場合）。排出ポンプ８３ｃは２０秒間作動して、原水添加ポンプ５ｂにより第一ユニット８１に添加された液量は確実に系外に排出される。フラッシングエアポンプ９ａは、９０秒ごとに２秒間（但し、３回に１回（１８０秒ごと）は６秒間）作動して曝気槽内を撹拌し、好気槽８３a内をフラッシングする。
【００４５】
【表７】
【００４６】
＜比較テスト装置＞
次に図１１を参照して、テスト装置ユニット１を４セット用いることにより、上記各処理の比較テストを効果的に可能とする実施形態について説明する。
本実施形態に係る比較テスト装置９０は、ユニット装置９１乃至９４と、各ユニットの付属操作装置各部の作動シーケンスを制御する統合制御部９５と、を備えている。そして、ユニット装置９１乃至９３の３ユニットによる嫌気・無酸素・好気法（A2O法）処理テスト部９０ａと、ユニット装置９４による比較対照用のテスト部９０ｂと、を組み合わせた比較テスト装置として構築したものである。なお、本実施形態では、曝気用の窒素ガスを共通の窒素ボンベ９６から供給する形態としている。
４ユニットを装置単位とすることにより、上記態様のみならず、２ユニットで構成される直流型硝化脱窒装置、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置、硝化液循環式硝化脱窒装置の各処理テストを２セット構成することもできる。さらに、ユニットごとに独立の比較テスト装置として構成することも可能である。
このように、ユニット数を４とすることにより、同種又は異種の処理方式の比較テストを効果的に行うことができ、本発明の目的である比較テストとして最も効率的に運用させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・・活性汚泥処理テスト装置ユニット
２・・・・・容器本体
２ａ・・・・仕切板
２ｂ・・・・第一槽
２ｃ・・・・第二槽
２ｄ・・・・斜底部
２ｅ、２ｆ・・・・仕切板と斜底部の連通部
４・・・・・付属操作装置
５・・・・・原水添加部
６・・・・・曝気部
７・・・・・汚泥返送部
８・・・・・処理水排出部
９・・・・・フラッシング兼撹拌部
１０・・・・制御部
２０・・・・連続活性汚泥処理テスト装置
３０・・・・回分式活性汚泥処理テスト装置
４０・・・・単槽式嫌気好気活性汚泥処理テスト装置
５０・・・・直流型硝化脱窒処理テスト装置
６０・・・・連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）テスト装置
７０・・・・硝化液循環式脱窒処理テスト装置
８０・・・・嫌気・無酸素・好気法（Ａ２Ｏ）テスト装置
９０・・・・比較テスト装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性汚泥による廃水処理における性能測定のための活性汚泥処理テスト装置ユニットであって、
底部を傾斜面に構成した筒形状の試験容器本体と、
試験容器本体内部に着脱可能であり、取り付けた状態で底部傾斜面の下側空間の第一槽と上側空間の第二槽とに区画し、かつ、第一槽と第二槽とを連通可能に構成した仕切板と、
曝気部と、原水添加部と、汚泥返送部と、処理水排出部と、フラッシング兼撹拌部と、を含む付属操作装置と、
付属操作装置の作動を任意に制御可能とする制御部と、
を備えて成ることを特徴とする活性汚泥処理テスト装置ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の活性汚泥処理テスト装置ユニット（以下、装置ユニットという）を用いた活性汚泥処理テスト装置であって、
前記仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を曝気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続活性汚泥装置として機能可能とし、
前記仕切板を取り外した状態で、曝気槽及び沈殿槽として用いることにより、回分活性汚泥装置として機能可能とし、
前記仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を好気槽又は嫌気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、単槽式嫌気好気活性汚泥装置として機能可能とし、
たことを特徴とする前記装置ユニットを用いた活性汚泥処理テスト装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置ユニットを２台連結して用いた活性汚泥処理テスト装置であって、
第一の装置ユニットの仕切板を取り外し、処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットの試験容器本体内部に供給するように構成し、
第二の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに供給するように構成し、かつ、
第一の装置ユニットを硝化槽として用い、第二の装置ユニットの曝気部を停止状態にして前記第一槽を脱窒槽として用いることにより、直流型硝化脱窒装置として機能可能に構成し、
第一の装置ユニットの曝気部を停止状態にして前記第一槽を脱窒槽として用い、第二の装置ユニットの前記第一槽を曝気槽として用い、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置として機能可能に構成し、
第一の装置ユニットの曝気部を停止状態にして前記第一槽を脱窒槽として用い、汚泥返送部の吸引口を第二の装置ユニットの曝気槽から吸引し吐出先を第一の装置ユニットに変更し、第二の装置ユニットの前記第一槽及び前記第二槽をそれぞれ曝気槽及び沈殿槽として用いることにより、硝化液循環式硝化脱窒装置として機能可能に構成し、
たことを特徴とする前記装置ユニットを用いた活性汚泥処理テスト装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置ユニットを３台連結した活性汚泥処理テスト装置であって、
第一の装置ユニットと第二の装置ユニットの仕切板を外し、かつ、それぞれの曝気部を停止状態とし、第一の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットに、第二の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第三の装置ユニットの好気槽に、第三の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに、それぞれ変更し、
さらに、第二の装置ユニットの汚泥返送部の吸引口を第三の装置ユニットの好気槽から吸引に変更して、第一の装置ユニットを嫌気槽、第二の装置ユニットを無酸素槽、第三の装置ユニットを好気槽及び沈殿槽として機能させることにより、嫌気・無酸素・好気法（A2O法）の処理テストの操作を可能に構成したことを特徴とする前記装置ユニットを用いた活性汚泥処理テスト装置。
【請求項５】
前記原水添加部、前記汚泥返送部、前記処理水排出部は、それぞれ吐出用ポンプを備え、
各吐出用ポンプの吐出量の制御を、一定間隔で一定時間作動させる間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の活性汚泥処理テスト装置。
【請求項６】
前記フラッシング兼撹拌部は、曝気槽として機能させる場合には空気により、脱窒槽、嫌気槽又は無酸素槽として機能させる場合には窒素ガスにより、それぞれフラッシング又は撹拌を行い、
フラッシング又は撹拌のタイミングを間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の活性汚泥処理テスト装置。
【請求項７】
前記装置ユニットを４台配置し、請求項２乃至４に記載の各処理テストを適宜組み合わせた比較テストを可能に構成したことを特徴とする活性汚泥処理テスト装置。
【請求項１】
活性汚泥による廃水処理における性能測定のための活性汚泥処理テスト装置ユニットであって、
底部を傾斜面に構成した筒形状の試験容器本体と、
試験容器本体内部に着脱可能であり、取り付けた状態で底部傾斜面の下側空間の第一槽と上側空間の第二槽とに区画し、かつ、第一槽と第二槽とを連通可能に構成した仕切板と、
曝気部と、原水添加部と、汚泥返送部と、処理水排出部と、フラッシング兼撹拌部と、を含む付属操作装置と、
付属操作装置の作動を任意に制御可能とする制御部と、
を備えて成ることを特徴とする活性汚泥処理テスト装置ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の活性汚泥処理テスト装置ユニット（以下、装置ユニットという）を用いた活性汚泥処理テスト装置であって、
前記仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を曝気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続活性汚泥装置として機能可能とし、
前記仕切板を取り外した状態で、曝気槽及び沈殿槽として用いることにより、回分活性汚泥装置として機能可能とし、
前記仕切板を取り付けた状態で、前記第一槽を好気槽又は嫌気槽とし、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、単槽式嫌気好気活性汚泥装置として機能可能とし、
たことを特徴とする前記装置ユニットを用いた活性汚泥処理テスト装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置ユニットを２台連結して用いた活性汚泥処理テスト装置であって、
第一の装置ユニットの仕切板を取り外し、処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットの試験容器本体内部に供給するように構成し、
第二の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに供給するように構成し、かつ、
第一の装置ユニットを硝化槽として用い、第二の装置ユニットの曝気部を停止状態にして前記第一槽を脱窒槽として用いることにより、直流型硝化脱窒装置として機能可能に構成し、
第一の装置ユニットの曝気部を停止状態にして前記第一槽を脱窒槽として用い、第二の装置ユニットの前記第一槽を曝気槽として用い、前記第二槽を沈殿槽として用いることにより、連続式嫌気好気活性汚泥（ＡＯ）装置として機能可能に構成し、
第一の装置ユニットの曝気部を停止状態にして前記第一槽を脱窒槽として用い、汚泥返送部の吸引口を第二の装置ユニットの曝気槽から吸引し吐出先を第一の装置ユニットに変更し、第二の装置ユニットの前記第一槽及び前記第二槽をそれぞれ曝気槽及び沈殿槽として用いることにより、硝化液循環式硝化脱窒装置として機能可能に構成し、
たことを特徴とする前記装置ユニットを用いた活性汚泥処理テスト装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置ユニットを３台連結した活性汚泥処理テスト装置であって、
第一の装置ユニットと第二の装置ユニットの仕切板を外し、かつ、それぞれの曝気部を停止状態とし、第一の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第二の装置ユニットに、第二の装置ユニットの処理水排出部の吐出先を第三の装置ユニットの好気槽に、第三の装置ユニットの返送汚泥部の吐出先を第一の装置ユニットに、それぞれ変更し、
さらに、第二の装置ユニットの汚泥返送部の吸引口を第三の装置ユニットの好気槽から吸引に変更して、第一の装置ユニットを嫌気槽、第二の装置ユニットを無酸素槽、第三の装置ユニットを好気槽及び沈殿槽として機能させることにより、嫌気・無酸素・好気法（A2O法）の処理テストの操作を可能に構成したことを特徴とする前記装置ユニットを用いた活性汚泥処理テスト装置。
【請求項５】
前記原水添加部、前記汚泥返送部、前記処理水排出部は、それぞれ吐出用ポンプを備え、
各吐出用ポンプの吐出量の制御を、一定間隔で一定時間作動させる間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の活性汚泥処理テスト装置。
【請求項６】
前記フラッシング兼撹拌部は、曝気槽として機能させる場合には空気により、脱窒槽、嫌気槽又は無酸素槽として機能させる場合には窒素ガスにより、それぞれフラッシング又は撹拌を行い、
フラッシング又は撹拌のタイミングを間欠作動方式とし、かつ、作動間隔及び作動時間を任意に設定可能に構成したことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の活性汚泥処理テスト装置。
【請求項７】
前記装置ユニットを４台配置し、請求項２乃至４に記載の各処理テストを適宜組み合わせた比較テストを可能に構成したことを特徴とする活性汚泥処理テスト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１２５７５５（Ｐ２０１２−１２５７５５Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３４２５５（Ｐ２０１１−３４２５５）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（５９１０６７１８５）株式会社 小川環境研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（５９１０６７１８５）株式会社 小川環境研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]