废水处理设施的试验方法
阅读说明：本技术 废水处理设施的试验方法 (Test method for wastewater treatment facility ) 是由 江田敏久 于 2019-03-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及对使用活性污泥的废水处理设施中的曝气槽的状态进行试验的试验方法。在该试验方法中,求算将从所述曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水加入同一容器并混合且经过一定时间后的沉淀量,与将从所述曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水加入同一容器并混合且经过与所述一定时间相同的时间后的沉淀量的差。(The present invention relates to a test method for testing the state of an aeration tank in a wastewater treatment facility using activated sludge. In this test method, the difference between the amount of sediment in a case where the activated sludge mixed liquid collected from the aeration tank and water having a dissolved oxygen concentration higher than that of the activated sludge mixed liquid are added to the same container and mixed for a certain period of time and the amount of sediment in a case where the activated sludge mixed liquid collected from the aeration tank and water having a dissolved oxygen concentration lower than that of the activated sludge mixed liquid are added to the same container and mixed for the same period of time is calculated.)
技术领域
本发明涉及对使用活性污泥的废水处理设施中的曝气槽的状态进行试验的试验方法、使用所述试验方法的废水处理设施的诊断方法及运行管理方法、以及进行所述试验方法的试验装置。
背景技术
近年来，地球环境的问题受到关注，对于水的重要性的认识不断提高。因此，恰当地维持、管理废水处理设施的运行的必要性增强。废水处理设施的通常的流程如下。首先，有在前处理阶段对粗垃圾进行分离的设备(筛网)。在该设备中将过量流入的SS成分除去。接下来是作为净化中心的生物处理。在曝气槽中，通过通风(送风、曝气)将活性污泥发挥作用所需的空气送入废水中。最后，将净化后的水与微生物分离，净化后的处理水在消毒后排放到河流等中。如在废水处理业界众所周知，在含有养分和氧的水溶液中有微生物繁衍的情况下，微生物在重复分裂增殖的同时经过诱导期、对数增殖期而形成微生物的絮凝体。作为形成微生物絮凝体的理由，是由于在曝气槽水中的细菌中存在凝集性细菌，该凝集性细菌从对数增殖期的中期开始，为了维持生命而将细胞内储存物质分泌为粘着物质，该细菌还会捕捉不分泌粘着性物质的非凝集性微生物来形成凝集絮凝体。针对原水中的有机物的分解发挥主要作用的物质是一种污泥，其为由上述被称为活性污泥的微生物凝集而成的絮凝体的集合体。若废水中的养分减少至一定限度以下，则由于该凝集性细菌以其分泌的粘着性物质为营养源而再次进入细胞内，因此絮凝体失去凝集性而解体。在废水处理的领域中，利用微生物的该特性，如以活性污泥法为代表，广泛采用下述方法：使用好氧性微生物或兼性厌氧性微生物的絮凝体将废水中包含的污浊物质吸收消化分解，在分解结束后使微生物絮凝体沉降分离，将上清液作为处理液排放，并且，将沉淀的污泥的一部分作为剩余污泥抽到系统外，使其余的沉淀污泥返回曝气槽。因此，为了进行使用曝气的废水处理，作为重要的运行管理方法，基本上采用下述方法：在将曝气槽内的活性污泥浓度维持为足够净化污浊物质的浓度并避免氧过多造成絮凝体解体的条件下，向曝气槽供给活性污泥活动所需的足够的氧。为了进行该运行管理方法，使用SV(活性污泥沉淀率)计、DO(溶解氧量)计、MLSS(mixed liquor Suspended solids：活性污泥浮游物质)浓度计、ORP(oxidationreduction potential：氧化还原电位)计等。
但是，废水处理设施的负荷由于多种原因而大幅变化的情况非常多。不算从大企业的自动化的连续作业设备排出的废水，周六日或休息日作业停止的设施、以及夜间或深夜作业停止的设施、或者虽没有完全停止作业但在深夜、周六日、节日等休息日废水处理负荷大幅减少的设施、反之像景点设施这种废水处理负荷在周六日、节日等休息日急剧增大的设施、根据星期、季节而产品类型、生产数量大幅变化的工厂设施等废水处理装置的负荷量大幅变化的情况非常多，可以说这才是常态。此外，不仅是负荷量的变化，原水中的溶解成分、难分解性的浮游固形物(SS：suspended solids)浓度也会大幅变化，因此原水处理的难易度大幅变化的情况也很多。此外，在人为条件的基础上，气温变化、水温变化、水温变化引起的活性污泥的活性度的变化、雨水混入等自然环境变化也会影响废水处理设施的运行管理状态。为了使曝气槽的负荷均匀化，很多废水处理设施也会具备贮存半天到1天程度的原水的原水槽或调节槽，但原水、污浊物质成分、温度、SS浓度等变化大、原水槽或调节槽未能完全吸收负荷的变化，因而对曝气槽的运行管理条件造成很大影响的情况非常多。另外，由于上述原因而曝气槽的负荷变化的结果，曝气槽内的微生物的种类也发生变化。如上所述，为了利用微生物来净化废水处理的污浊物质，将曝气槽内的活性污泥浓度维持为适当的值非常重要。但是，世界各地均尚未开发出在废水中包含活性污泥和微生物以外的SS的情况下，在现场简单地仅测定该活性污泥浓度的方法，而通常使用由MLSS计测定的MLSS浓度作为活性污泥的代替值。但是，以作为日本国内污水的最大产生源之一的畜产废水、屎尿废水为首，小豆加工等加工植物纤维多的原料的工厂的废水等相对于BOD负荷而原水中的SS浓度非常高的废水相当多。例如，在养猪场的粪尿混合废水中，相对于BOD浓度为8000～10000mg/kg，SS浓度达到5000～20000mg/kg程度的情况很多。在对这样的废水进行处理的情况下，微生物以外的SS在MLSS浓度中所占的比例超过80％的情况也很多，即使微生物以外的SS浓度变化10％，MLSS中的活性污泥的比例也相对地大幅变化。
因此，将MLSS浓度视为活性污泥浓度的近似值，很多时候都没有得到正确的运行管理方法。作为利用微生物来净化废水中的污浊物质所需的氧供给量的标准，参考DO浓度的情况很多。但是，DO的最优值根据废水处理设备的构造、原水中的污浊物质的成分、曝气槽中的滞留时间、水温、微生物的种类等而显著不同，既存在DO为2.0mg/kg适当的情况，也存在0.5mg/kg适当的情况。特别是，兼性厌氧性菌对于森林、原野、农业领域等自然界中的天然系有机物的分解发挥主要作用，在以该兼性厌氧性菌为主体的曝气处理中，DO为0.5mg/kg以下的氧量能够确保良好的处理水质的情况很多。就在大气中开放的废水处理设备而言，认为即使进行这样的兼性厌氧性菌主体的曝气处理，也必然会混入好氧性菌而使得兼性厌氧性菌与好氧性菌的比率变化，曝气槽的DO的最优值不会成为固定的值。近年来，使用ORP计进行曝气槽的运行管理的例子增加。很多时候，将曝气槽的混合液样本静置以使污泥沉降得到的上清液的ORP的测定值非常有助于根据计测未消耗而残余的氧浓度的DO计的测定值来判断曝气槽的管理状态。作为一般的倾向，若氧过多则ORP计的测定值为正100mv以上，反之，若氧不足则测定值为负100mv以下。但是，存在即使氧过多测定值也为负的情况，存在仅有ORP计的测定无法作出恰当的判断的情况。在作为污浊物质以天然有机物为主成分的原水的处理中，从第1曝气槽到最终曝气槽，曝气槽的混合液的pH伴随负荷的吸收消化分解而逐渐降低的情况很多，而对于难分解性的SS浓度高的废水，存在在最终曝气槽中pH伴随SS的分解而上升的情况。
废水处理设施的主要目的在于使所产生的废水恢复为与使用前的水质相同或更优再排放。排放水质的标准是在行政决定的排放水质基准内稳定的水。无论是为了我们的生存还是从经济性的观点出发，今后的水都是重要且珍贵的存在。对于以稳定的状态维持处理水的水质而言，最为重要的是适当地判断最终曝气槽(对于只有一个曝气槽的连续式处理装置来说是其曝气槽；另外，对于间歇式曝气槽来说是曝气处理的后半段至结束时刻)的运行管理状态是否处于下述状态：氧量相对于活性污泥量适当且负荷也被充分处理；或者负荷被充分处理但氧量过大且活性污泥絮凝体正在膨化解体；或者负荷相对于活性污泥量过大或氧量不足。仅在能够快速准确地进行该判断时，才能够针对运行管理上的问题进行正确的处置，或者在运行管理状态开始偏离正常状态的情况下，能够尽早进行应对以将问题的发生防于未然。特别是，若对曝气槽的运行管理状态作出误判断、过大的曝气持续长时间，则会出现活性污泥絮凝体解体、沉淀分离槽中的污泥的沉降分离操作变得困难、污泥混入排放处理水、废水处理设备无法稳定地持续运行的问题。因此，在废水处理业界中，广泛采用在废水处理设施中、特别是以最终曝气槽为重点，测定DO、MLSS、pH、SV(30分钟)等，并根据其测定结果控制曝气装置的运行，对剩余污泥的抽取量、污泥返送量进行调节的方法。但是，基于上述的理由，仅有DO、MLSS、pH、SV(30分钟)等的测定值，很多情况下无法恰当地判断最终曝气槽的状态如何。在有废水处理设备的运行管理经验丰富的专门管理者从事管理的大规模的设施的情况下，或许还可能在上述测定值的基础上，包括观察曝气槽的气泡的量、颜色、浑浊度等难以以数值表示的现象，以进行综合考察并作出正确的判断。但是，在没有经验丰富的专门运行管理者，而由废水产生源设施的管理者兼任进行运行管理的中小规模的废水处理设施的情况下，像每日的作业启动等负荷变化大时这样，废水产生源的业务很忙，不得不削弱废水处理设备的运行管理。因此，期待开发能够以简单的测定方法快速准确地判断曝气槽的运行状况的方法。
在日本特开平6-126293中提出了下述方法：使用DO计和/或ORP计连续测定原水槽及曝气槽内的DO，另一方面，计测流入曝气槽的原水的BOD或COD及原水的流入量，并将二者相乘以求出负荷量，一边基于该负荷预测曝气槽内的DO一边进行氧量控制，以使最终曝气槽的DO达到目标的DO。但是，若手动进行该方法则作业非常繁杂，若使作业自动化则装置复杂且昂贵。在日本特开平11-90480中公开了在氧化沟中设置DO计并根据DO计测值以间歇曝气方式或基于曝气用送风机的转速控制进行曝气槽的运行管理的方式，但如上所述，将该仅使用DO计测值的方式广泛应用于曝气槽并非恰当的运行管理方法。在日本特开平11-160305中提出了下述试验方法：向曝气槽中的混合液加入试样排液，进行曝气并求算DO的变化(步骤1)，接下来，使曝气停止，测定在切断来自外部的氧的溶入的状态下的DO的减少速度(步骤2)，进而，向曝气槽中的混合液添加规定量的容易因好氧性微生物而分解的物质的水溶液，测定对该混合液进行曝气的过程中的DO的变化(步骤3)，将上述的检查工序设为1组，重复进行该检查组，使用计算机对其测定结果进行运算处理，获取各步骤中的DO的变化曲线或该变化曲线的形状特征的特性值，评价针对上述试样排液的处理适当性。但是，该检查方法的操作复杂，若使全部操作自动化，则检查装置必然复杂且昂贵。如上所述，原水水质、原水量、网眼、曝气槽容量、沉淀槽容量等根据废水处理设施而不同，BOD值与溶解性SS值、难分解性SS值等不同。不存在适合于任何现场的适当值，活性污泥处于稳定状态的溶解氧浓度成为该现场、该水温、该负荷、该环境下的适当值。即，并不能进行决定溶解氧量的适当值并使活性污泥的微生物平衡匹配该适当值的管理，而需要对应于活性污泥调节为适当溶解氧量。但是，以往并不知道获得用于判断曝气槽中的溶解氧量是否恰当的指标的测定方法。另外，不仅是溶解氧量，关于其他要素也不知道能够根据与活性污泥的关系恰当地把握曝气槽的状态的测定方法，因此希望开发出这样的测定方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-126293
专利文献2：日本特开平11-90480
专利文献3：日本特开平11-160305
发明内容
发明要解决的课题
本发明为了解决上述问题，课题在于提供一种用于判断废水处理设施的曝气槽中的溶解氧量的合适与否的指标。另外，课题在于提供获得前述指标的试验方法及试验装置、以及使用前述指标的废水处理设施的诊断方法及运行管理方法。
用于解决课题的手段
在废水处理设施中，核心为由微生物进行的生物处理，但在废水处理设施使用的活性污泥中存在大量诸多种类的微生物。因此，理论上很难弄清楚微生物的块、即活性污泥的变化，另外，设有各废水处理设施的环境、例如流入负荷的种类、量、活性污泥的状态、气温、湿度等气候等针对各处理设施而不同。这些均是未能开发出废水处理设施的恰当的运行维持、管理的方法的主要原因。另外，也未能开发出在这样的状况下，能够根据与活性污泥的关系恰当地把握曝气槽的状态的测定方法。本申请的发明人对多种废水处理设施进行了大量调查、观察，并根据从中得到的见解，发现了简单却能够根据与活性污泥的关系恰当地把握曝气槽的状态的测定方法。该方法利用了以往使用的SV30的测定方法，准备2个1L的量筒，在一个量筒中一并加入活性污泥混合液和氧含量比活性污泥混合液多的水以形成氧多的状态，在另一个量筒中一并加入活性污泥混合液和脱氧水以形成氧比活性污泥混合液少的状态，将两个容器静置30分钟后，与SV30的测定的情况同样地，测定沉淀物的体积比例，发现可以根据两个容器中的测定值的差，知道该时刻的曝气槽中的溶解氧量对于活性污泥量而言适当与否，不仅如此，还能够知道负荷量对于活性污泥量而言合适与否、获得与活性污泥的异常状态等相关的信息。由此，本发明得以完成。
即，本发明由以下列出的内容决定。
(1)一种试验方法，其为对废水处理设施的曝气槽的状态进行试验的方法，该方法的特征在于，求算将从所述曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水加入同一容器并混合且经过一定时间后的沉淀量，与将从所述曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水加入同一容器并混合且经过与所述一定时间相同的时间后的沉淀量的差。
(2)根据上述(1)的试验方法，其特征在于，活性污泥混合液与溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水的比以体积计为3：7～4：6，活性污泥混合液与溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水的比以体积计为3：7～4：6。
(3)根据上述(1)或(2)的试验方法，其特征在于，溶解氧浓度高于活性污泥混合液的水中的溶解氧量为7.5～10.0mg/L，溶解氧浓度低于活性污泥混合液的水中的溶解氧量为0.0～3.5mg/L。
(4)根据上述(1)～(3)中任一项的方法，其特征在于，一定时间为30分钟。
(5)一种曝气槽的状态的诊断方法，其从废水处理设施的曝气槽采集活性污泥混合液，使用采集到的所述活性污泥混合液进行基于上述(1)～(4)中任一项的试验方法的试验，根据所得到的结果来判定所述曝气槽中的溶解氧量的合适与否。
(6)废水处理设施的运行管理方法，其从废水处理设施的曝气槽采集活性污泥混合液，使用采集到的所述活性污泥混合液进行基于上述(1)～(4)中任一项的试验方法的试验，基于所得到的结果进行氧量的维持、增量或减量。
(7)一种试验装置，其为对废水处理设施的曝气槽的状态进行试验的装置，所述装置的特征在于，包括从下述装置中选择的至少一者：自动采样装置，其从所述曝气槽采集活性污泥混合液；自动注入装置，其将所采样的所述活性污泥混合液和溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水或溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水注入试验容器中；混合装置，其将注入后的所述活性污泥混合液与溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水或溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水混合；计时器，其设定试验容器的静置时间；沉降污泥界面自动测定装置；试验容器内的混合液的自动排出装置；试验容器的自动清洗装置；以及测定结果的自动显示装置。
发明效果
根据本发明的试验方法，能够获得作为能够判断曝气槽中的溶解氧量对于活性污泥量而言适当与否的指标的信息。另外，根据本发明的试验方法，能够获得作为能够判断负荷量对于活性污泥量而言适当与否的指标的信息、与活性污泥的异常状态相关的信息等。根据本发明的诊断方法，通过使用由本发明的试验方法得到的结果，从而能够判定曝气槽中的溶解氧量合适与否、负荷量合适与否、活性污泥的异常状态等曝气槽的状态。根据本发明的运行管理方法，通过使用由本发明的试验方法得到的结果，从而能够恰当地进行氧量、负荷量的维持或增减。另外，本发明的试验装置能够高效地实施本发明的试验方法。
附图说明
图1是示出本发明的试验方法的示意图。(a)是示出将活性污泥混合液和溶氧水或脱氧水注入容器的状态的图，(b)是示出将活性污泥混合液与溶氧水或脱氧水混合并静置一定时间后的状态的图。
具体实施方式
本发明的试验方法为对废水处理设施的曝气槽的状态进行试验的方法，其特征在于，求算将从所述曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水加入同一容器并混合且经过一定时间后的沉淀量，与将从所述曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水加入同一容器并混合且经过与所述一定时间相同的时间后的沉淀量的差。本发明的试验方法例如能够如下进行：准备2个容器，在一个容器(容器A)中加入从曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水并混合，在另一容器(容器B)中加入从同一曝气槽采集的活性污泥混合液和溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水并混合，将两个容器静置一定时间后，求出容器A中的沉淀量与容器B中的沉淀量的差。本发明使用的容器能够收容活性污泥混合液、溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水及溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水，为能够以看到沉淀物与上清液的界面的程度透明或半透明的容器即可，没有特别限制，优选使用JIS规定的用于测定活性污泥沉淀率(SV30)的1L的量筒。优选本发明的试验方法使用从最终曝气槽采集的活性污泥混合液进行，在间歇式曝气沉淀分离法的情况下，优选使用在曝气槽操作的最终阶段采集到的活性污泥混合液进行。另外，活性污泥混合液是指曝气槽中的处理液与污泥的混合液。
本发明的溶解氧浓度高于活性污泥混合液的水(以下也称为“溶氧水”)为溶解氧浓度高于前述活性污泥混合液的溶解氧浓度、且除了溶解氧以外不含会影响沉淀物的生成的物质的水即可，没有特别限制，也可以含有自来水等通常的水中含有的成分。通常，自来水中多溶解有7～8mg/L的氧，作为优选的溶氧水能够举出自来水。另外，能够举出溶解氧浓度高的工业用水、地下水、再生水等，还能够使用与使用水的情况比较不会对本发明的试验方法造成影响的水溶液。优选溶氧水的溶解氧量为7.5～10.0mg/L，更加优选为8.0～9.0mg/L。本发明中的溶解氧浓度低于活性污泥混合液的水(以下也称为“脱氧水”)为溶解氧浓度低于前述活性污泥混合液的溶解氧浓度、且除了溶解氧以外不含会影响沉淀物的生成的物质的水即可，没有特别限制，也可以含有自来水等通常的水中含有的成分。作为脱氧水，例如能够举出向自来水等通常的水中添加脱氧剂等药剂以将氧除去的水、脱气后的水、沸腾处理后的水等。另外，还能够使用与使用水的情况比较不会对本发明的试验方法造成影响的水溶液。在使用通过沸腾处理调制的脱氧水的情况下，在使水温与作为溶氧水使用的水相同后使用。在原水槽、不进行曝气的调节槽中，若影响本发明的试验结果的SS浓度足够低，则也能够使用氧被微生物消耗而溶解氧浓度充分降低的原水。优选脱氧水的溶解氧量为0.0～3.5mg/L，更加优选为0.0～1.5mg/L。活性污泥混合液与溶氧水的混合处理及活性污泥混合液与脱氧水的混合处理没有特别限制，能够适当使用公知的方法。例如，能够举出晃动容器等使之振动、将容器倒置、在容器中放入搅拌头进行搅拌等。就本发明的试验方法中的沉淀量的测定而言，优选在静置一定时间后与以往的SV试验(活性污泥沉淀率试验)同样地，通过目视来判断沉降污泥界面，并使用其体积进行测定。另外，优选沉淀量与以往的SV试验同样地，以沉淀物的体积相对于活性污泥混合液和溶氧水的合计体积的比例、沉淀物的体积相对于活性污泥混合液和脱氧水的合计体积的比例表示。在本发明的试验方法中，能够根据两种沉淀量的差判定曝气槽的状态、例如氧量适当与否。
活性污泥混合液、溶氧水及脱氧水的量、混合比率并无特别限制，优选活性污泥混合液和溶氧水的合计量与活性污泥混合液和脱氧水的合计量相等，优选活性污泥混合液与溶氧水的比和活性污泥混合液与脱氧水的比相等。活性污泥混合液与溶氧水的比及活性污泥混合液与脱氧水的比并无特别限制，例如能够使溶氧水或脱氧水的量以体积计为活性污泥混合液的量的2～8倍、1.3～5倍、1.5～3.5倍的范围等。活性污泥混合液与溶氧水的比及活性污泥混合液与脱氧水的比均优选以体积计为3：7～4：6。另外，活性污泥混合液和溶氧水的合计量及活性污泥混合液和脱氧水的合计量能够使用以往的SV计，因此优选为1L。本发明的试验方法既可以如上所述准备不同的容器同时测定两方的沉淀量，也可以使用一个容器先测定一方的沉淀量再测定另一方的沉淀量。只要在最终曝气槽的混合液的第1次采样与第2次采样间的短期间内未对氧量、返送污泥等的运行管理操作施加变更，则在本发明的试验方法中的测定所需的30分钟左右的短时间内，由于最终曝气槽内的运行管理状况变化少而能够进行比较判定。
进一步说明本发明的试验方法的一实施方式。也将本发明的试验方法称为SV比较差试验方法。例如，在作为容器A及B使用1L量筒的情况下，在容器A中加入300mL的活性污泥混合液和700mL的溶氧水，总量为1L(1000mL)。另外，在容器B中加入300mL的活性污泥混合液和700mL的脱氧水，总量为1L(1000mL)。由此，将准备好试样的两个容器静置。然后，在经过一定时间后，通过目视判断沉降污泥界面，从而测定容器A中的沉淀物的体积和容器B中的沉淀物的体积。并且，将各容器中的沉淀物的体积的比例以％表示，并求出二者的差。例如，在作为容器使用1L量筒并如上所述调制出两个容器中的试样的情况下，若容器A中的沉淀物的体积为350mL，则沉淀物的体积的比例为35％(350/1000×100)，若容器B中的沉淀物的体积为300mL，则沉淀物的体积的比例为30％(300/1000×100)，其差为5％。在此，为了看到沉淀物的量的变化，一定时间能够适当决定，例如，能够举出3分钟～24小时，3分钟～5小时，3分钟～3小时，10分钟～30分钟的范围等，能够举出30分钟、60分钟、120分钟、24小时等。作为一定时间，优选为30分钟。沉淀物与上清液的界面的决定、即沉淀物的体积的决定与JIS规定的测定活性污泥沉淀率(SV30)的情况同样地进行即可。图1是示出本发明的测定方法的示意图。图1的(a)示出测定试样的调制时。以3：7的体积比例在容器A中放入活性污泥混合液1和溶氧水2。以3：7的体积比例在容器B中放入活性污泥混合液1和脱氧水3。图2的(b)是示出在将容器A中的活性污泥混合液1和溶氧水2混合后经过一定时间时的容器A的状态，以及将容器B中的活性污泥混合液1和脱氧水3混合后经过一定时间时的容器B的状态的图。在容器A中，沉淀物4沉淀，其体积由与上清液5的界面6决定，沉淀物4的体积比例为沉淀物4的体积/(沉淀物4的体积+上清液5的体积)。另外，在容器B中，沉淀物7沉淀，其体积由与上清液8的界面9决定，沉淀物6的体积比例为沉淀物6的体积/(沉淀物6的体积+上清液7的体积)。然后，求出其差。
在本发明的试验方法中，使用含氧水的结果(以下称为“水SV值”。)与使用脱氧水的结果(以下称为“脱氧SV值”。)的差表示下述状态。在使用本发明的试验方法测定最终曝气槽的活性污泥混合液的情况下，必须在活性污泥处于适当状态时消化负荷。因此，在成为向活性污泥过量供氧的状态的水SV值的测定中，活性污泥成为稍稍膨化的状态。另一方面，脱氧SV值表示通常的沉降。因此，水SV值为比脱氧SV值略高的值。在该情况下，由于处于适当氧状态(适当溶解氧状态)，因此不需要调节鼓风机。另外，水SV值高于脱氧SV值且二者的差大的情况表示向膨化状态的活性污泥进一步供氧的状态，表示活性污泥处于氧过多的状态。在该情况下，需要调节鼓风机来减少风量。像这样，根据本发明的试验方法，能够根据其结果判断曝气槽中的溶解氧量适当与否。在脱氧SV值高于水SV值的情况下，此时水SV值低，供给氧会成为沉降性变好的活性污泥状态。这表明活性污泥未将流入负荷完全消化、即处于过负荷的状态。像这样，根据本发明的试验方法，能够根据其结果判断负荷量对于微生物而言适当与否。另外，存在在计测水SV值的容器内，活性污泥使丝状性细菌得到强调并以棉花糖样膨化，在计测脱氧SV值的容器内，活性污泥使绳状的菌得到强调并膨化的情况。在该情况下，根据本发明的试验方法，即使不进行长时间的观察，在30分钟内也能够发现丝状性细菌处于优势。
本发明的曝气槽的状态的诊断方法的特征在于，从废水处理设施的曝气槽采集活性污泥混合液，使用采集到的前述活性污泥混合液进行基于本发明的试验方法的试验，根据所得到的结果来判定所述曝气槽中的溶解氧量合适与否。溶解氧量的合适与否的判定能够如上一段所记载进行。另外，在将水SV值与脱氧SV值比较时，若水SV值为脱氧SV值的1.03～1.05倍左右，则能够判定为氧量恰当，在水SV值大于脱氧SV值的1.03～1.05倍的情况下，能够判定氧量与最优的氧量比较为氧过多的状态，若保持当前的氧量，则污泥絮凝体具有进一步膨化的倾向，在水SV值小于脱氧SV值的1.03～1.05倍的情况下，能够判定氧量与最优的氧量比较为不足的状态，处于若使氧量增加则能够进一步吸收消化分解残存的污浊物质的状态。另外，根据本发明的废水处理设施的诊断方法，还能够判定负荷量的合适与否、能够发现活性污泥的异常状态。本发明的废水处理设施的运行管理方法的特征在于，从废水处理设施的曝气槽采集活性污泥混合液，使用采集到的前述活性污泥混合液进行基于本发明的试验方法的试验，基于所得到的结果进行氧量的维持、增量或减量。由于能够根据通过本发明的试验方法获得的结果判定溶解氧量合适与否，因此，通过在溶解氧量适当的情况下维持氧量、在溶解氧量不足的情况下使氧量增加、在溶解氧量过多的情况下使氧量减少，从而能够使废水处理设施以稳定的状态运行。另外，根据本发明的试验方法，不仅能够判定溶解氧量合适与否，还能够判定负荷量合适与否、能够发现活性污泥的异常状态，因此，根据本发明的运行管理方法，通过在负荷量适当的情况下维持负荷的流入量、在负荷量不足的情况下使负荷的流入量增加、在负荷量过多(过负荷)的情况下使负荷的流入量减少，从而能够使废水处理设施以稳定的状态运行。另外，根据本发明的测定方法，能够尽早发现丝状性细菌处于优势的倾向，因此，根据本发明的运行管理方法，在发现丝状性细菌的优势倾向的情况下，能够加入丝状性细菌杀菌剂来抑制丝状性细菌产生。另外，曝气的方法不限于使用送风机将空气经由在曝气槽的底部设置的散气管送入的标准方法，也可以是表面曝气法、代替空气而吹入氧气的方法等任意方法。为了进行大规模的废水处理设备的运行管理，基于透射光的界面测定方式的SV自动测定装置已经商品化，本发明的试验方法也能够使用这样的SV自动测定装置，而且，通过组合使用自动显示装置等，还能够显示根据本发明的试验结果得到的值、基于该值的判定结果，或者将其作为曝气槽的运行管理用信号输出。
本发明的试验装置为对废水处理设施的曝气槽的状态进行试验的装置，所述装置的特征在于，包括从下述装置中选择的至少一者：自动采样装置，其从所述曝气槽采集活性污泥混合液；自动注入装置，其将所采样的所述活性污泥混合液和溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水或溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水注入试验容器中；混合装置，其将注入后的所述活性污泥混合液与溶解氧浓度高于所述活性污泥混合液的水或溶解氧浓度低于所述活性污泥混合液的水混合；计时器，其设定试验容器的静置时间；沉降污泥界面自动测定装置；试验容器内的混合液的自动排出装置；试验容器的自动清洗装置；以及测定结果的自动显示装置。本发明的试验装置通过具备上述装置而能够高效地实施本发明的试验方法。本发明的试验装置中的自动采样装置能够使用自动从收容溶液或分散液的容器采样的公知的方法。例如，能够采用自动进行在曝气槽中插入吸入活性污泥混合液的吸入管并汲取的方法、在曝气槽中设置将活性污泥混合液抽取到曝气槽外的抽取口等方法的机构。自动注入装置能够使用自动向容器中注入液体的公知的方法。例如，能够采用自动进行将分别与采样到的活性污泥混合液的储蓄罐(tank)、溶氧水的储蓄罐或脱氧水的储蓄罐连通的注入管插入试验容器中并将各种液体注入试验容器中的方法的机构。混合装置及计时器也能够适当使用公知的方法及装置。作为混合装置，例如，能够举出使试验容器振动的振动装置、使盖上盖的试验容器上下翻转的翻转装置、搅拌器等。沉降污泥界面自动测定装置能够使用识别沉淀物与液体的界面的位置的公知的方法，例如，能够使用利用透射光等光的装置。自动排出装置、自动清洗装置及自动显示装置也能够使用公知的方法、装置，作为自动排出装置，例如能够举出使试验容器上下翻转的方法、翻转装置等，作为自动清洗装置，能够举出将清洗剂注入容器并使用刷子等刷洗的方法、装置等，作为自动显示装置，能够举出使用液晶等的显示装置等。
本发明的试验方法如上所述，即使单独使用也能够良好地判断活性污泥的状态，通过与其他方法组合，能够更加准确地判断活性污泥的状态。作为能够组合的其他试验方法，例如能够举出SV30、SV24小时、pH、ORP、污泥ORP、OD、透视度、SV外观观察等。这些试验方法为使用活性污泥的废水处理设施中通常使用的试验方法，能够以通常的方法实施。例如，在使用SV比较差试验方法和ORP和/或OD的情况下，在例如针对负荷供给适当以上的氧、即，在针对通常的活性污泥量流入通常以上的负荷量并供给通常以上的氧量的情况下，由于ORP、OD均为高浓度，因此常会判断为氧供给充分。但是，若是SV比较差试验方法，则水SV值低于脱氧SV值，表示对于活性污泥而言为氧不足的状况。因而，在供给与以前相同的负荷量的情况下，若不增加活性污泥量，则过负荷状态会持续，因此可知，必须不减少氧供给量而保持与以前相同的氧供给量。另外，在使用SV比较差试验方法和pH的情况下，例如，在包含多个含有大量氮成分的系统的废水处理的情况下，若净化进行，则pH下降而转向中性或酸性侧。在pH处于该状态时，由于负荷的处理进行而容易使该状态持续，但若该处理(氧供给)进行，则存在活性污泥解体，pH表现碱性的情况。此时，若是SV比较差试验方法，则由于溶氧水一方与脱氧水一方相比膨化，因此不会弄错氧适当量。另外，若将外观观察与SV比较差试验方法组合，则当溶氧水一方存在丝状性细菌时，通过SV30分钟使污泥膨化，膨化形态成为棉花糖状。若在脱氧水一方存在丝状性细菌，则容易通过SV30分钟很快在沉降污泥中清晰看到条带。可知条带的长度越长、粗细越粗，则丝状性细菌的优先度越高。
【实施例】
[实施例1]
准备2个1L的量筒，从废水处理设施的最终曝气槽采集活性污泥混合液，在各量筒中各加入了300mL的活性污泥混合液。一个量筒中加入了700mL的自来水，另一个量筒中加入了700mL的冷开水(脱氧水)。在将量筒盖上盖子后，重复多次进行在使量筒上下翻转后返回初始姿态的操作，从而将量筒内的液体混合，之后静置。静置30分钟后，目视量筒内的沉降污泥界面而测定了沉淀量，计算出了沉淀物的体积比例。加入自来水的量筒的沉淀量高，与加入冷开水的量筒的差为3％。由于该测定值表示适当氧量，因此未进行鼓风机的调节而维持当前的氧量，保持稳定的运行状态。
[实施例2]
从废水处理设施的最终曝气槽采集活性污泥混合液，与实施例1同样地进行了测定。加入自来水的量筒的测定值高，与加入冷开水的量筒的差为10％。由于该测定值表示氧过多，因此调节鼓风机以使氧量减少，沉淀槽界面下降，运行状态稳定。
[实施例3]
从废水处理设施的最终曝气槽采集活性污泥混合液，与实施例1同样地进行了测定。加入冷开水的量筒的测定值高，与加入自来水的量筒的差为10％。由于该测定值表示过负荷，因此使氧量增加，处理水透视度提高，运行状态稳定。
[实施例4]
从废水处理设施的最终曝气槽采集活性污泥混合液，与实施例1同样地进行了测定。加入自来水的量筒以棉花糖状产生了丝状性细菌，加入冷开水的量筒看到了绳状的条带。基于该结果，将丝状性细菌抑制剂放入曝气槽中，抑制丝状性细菌的产生。
附图标记说明
1 活性污泥混合液
2 溶氧水
3 脱氧水
4 沉淀物
5 上清液
6 界面
7 沉淀物
8 上清液
9 界面
产业上的可利用性
本发明的试验方法、诊断方法及运行管理方法适用于多种废水处理设施，由于能够根据与活性污泥的关系恰当把握曝气槽的状态，因此能够进行恰当的活性污泥的健康状态的诊断、恰当的运行管理。
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