JP2000051882A - 空気供給システム - Google Patents

空気供給システム

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JP2000051882A
JP2000051882A JP22296898A JP22296898A JP2000051882A JP 2000051882 A JP2000051882 A JP 2000051882A JP 22296898 A JP22296898 A JP 22296898A JP 22296898 A JP22296898 A JP 22296898A JP 2000051882 A JP2000051882 A JP 2000051882A
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air supply
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JP22296898A
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English (en)
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Seiji Furukawa
誠司 古川
Junji Hirotsuji
淳二 廣辻
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷変動の大きい生物学的水処理装置に対す
る空気供給システムを、この生物学的水処理装置の平均
負荷に応じた小容量の空気供給装置によって実現する。 【解決手段】 負荷の低い時間帯に余剰空気を貯蔵して
おき、これを負荷の高い時間帯に取り出して利用する、
もしくはその他の用途に活用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物学的水処理装
置への空気供給システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】「水処理工学(井出哲夫編著、技法
堂)」にも記載されているように、都市下水や有機性排
水を処理する一般的な方法として、活性汚泥法がある。
活性汚泥法とは、浄化機能をもつ微生物群(活性汚泥)
を生物反応槽にたくわえ、これと下水とを混合・接触さ
せながら曝気して、下水中の汚濁物を酸化・分解する方
法である。下水を十分に浄化するためには多量の空気を
生物反応槽に供給する必要があり、空気(酸素)供給装
置は大きな電力を必要とする。
【0003】図4は従来例の活性汚泥法による生物学的
水処理装置の構成概念図である。図において、1は活性
汚泥をたくわえた生物反応槽で、下水は下水管渠から導
入する。2は空気供給装置、4は生物反応槽1に備えら
れた散気装置で、空気供給装置2から曝気用空気が供給
される。11は生物反応槽1と接続され、活性汚泥を沈
殿処理する沈殿槽で、沈殿処理したのちの上澄水は河川
等に放流され、分離した活性汚泥は生物反応槽1へ返送
され、余剰の汚泥は系外に排出される。なお、実線で各
構成要素間を接続している配管を示している。生物反応
槽では散気装置4から供給される空気と下水、活性汚泥
とを混合・撹拌することにより、下水中の汚濁物質を生
物学的に酸化分解する。曝気用空気の供給量は流入下水
量に応じて調節する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】都市下水は一般家庭が
主たる排出源であり、生活時間帯に応じて流量および性
状が著しく変動する。従来の生物学的水処理装置では、
最大負荷に対応可能な空気供給装置を備える必要がある
ため、低負荷時には余剰空気が大量に発生し、不経済か
つ非効率的であるうえ、格安な電気料金が適用される深
夜電力を有効に活用することもできないという問題点が
あった。
【0005】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、低負荷の時間帯に生じる余剰空気を貯蔵
し、高負荷の時間帯に利用し、あるいはその他の用途に
活用することのできる効率的かつ有用な生物学的水処理
装置に関する空気供給システムを得ることを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
空気供給システムは、空気供給装置からの空気の全量も
しくは一部を貯蔵する手段と、この貯蔵手段から生物学
的水処理装置へ空気を供給する手段を備えたものであ
る。
【0007】本発明の請求項2に係る空気供給システム
は、空気供給装置からの空気の全量もしくは一部を貯蔵
する手段と、この貯蔵手段から下水管渠へ空気を供給す
る手段を備えたものである。
【0008】本発明の請求項3に係る空気供給システム
は、空気供給装置からの空気の全量もしくは一部を貯蔵
する手段と、この貯蔵手段からオゾン発生装置へ空気を
供給する手段を備えたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明による生物学的水処
理装置空気供給システムを複数の図を用いて説明する。
図4を用いて説明した従来の生物学的水処理装置と本発
明を説明するための各図には、同一もしくは相当する部
分に同じ符号をつけ、重複する説明を省略する。
【0010】実施の形態1.図1は、本発明の第1の実
施の形態を示す生物学的水処理装置の空気供給システム
構成概念図である。空気供給装置2からの曝気用空気
は、切換弁5によって生物反応槽1中の散気装置4およ
び/または空気貯蔵タンク3に供給する。空気貯蔵タン
ク3は昇圧装置を備えており曝気用空気を貯蔵する。ま
た調圧装置を備えており、貯蔵した高圧の曝気用空気を
所定の圧力に調圧して、散気装置4に供給する。切換弁
3と散気装置4の間、切換弁5と空気貯蔵タンク3の間
および空気貯蔵タンク3と散気装置4の間にはそれぞれ
流量調整弁61、62および63が設けられている。8
は生物反応槽1内の設けた溶存酸素濃度計、7はコント
ローラであり、生物反応槽1の溶存酸素濃度に応じて空
気供給装置2、切換弁3および流量調整弁61、62お
よび63を制御する。71は設定器であり、生物反応槽
1の溶存酸素濃度目標値を設定する。なお、各構成要素
間を接続している実線は配管を、破線は制御信号の経路
を示している。
【0011】次に動作について説明する。溶存酸素濃度
計8で検出した溶存酸素濃度に基づいてコントローラ7
で、溶存酸素濃度の計測値D0 と目標値D0*との偏差に
応じて散気装置4への空気供給量を求め、その結果に基
づいて空気供給装置2、切換弁5および流量調整弁6
1、62と63を操作して散気装置4への空気供給量を
調節する。流量調整弁61から散気装置4への空気供給
量を一定にして空気貯蔵タンク3からの空気供給量は、
例えば以下のような演算によって求め流量調整弁63を
調節する。 Q1=K1×(D0 *−D0) 式1 ここに、K1は定数である。式1で求めた空気貯蔵タン
ク3から散気装置4への空気供給量が0以下の場合は、
流量調整弁63を閉鎖して余剰空気を空気貯蔵タンク3
に貯蔵する。このように構成すれば、空気供給装置2の
曝気用空気の供給能力は生物反応槽1への平均供給空気
量に匹敵する能力があれば足り、従来に比べ小さな能力
の空気供給装置で足りる。
【0012】上記の説明では、空気貯蔵タンク3から散
気装置4への空気供給量を溶存酸素濃度の計測値D0
目標値D0 *との偏差に応じて調節するものとしたが、流
量調整弁61、63を開閉弁とし、溶存酸素濃度が管理
下限値を下回った場合に開閉弁63を開放して空気貯蔵
タンク3から一定量の空気を散気装置4へ供給し、管理
上限値を上回った場合に閉鎖するようにしてもよい。な
お、コントローラ7を集中配置してシステム全体を一括
制御するものとして説明したが、各機能毎に分割し分散
配置しても機能上相違のないものを実現できることはい
うまでもない。
【0013】変形例1.以上の説明では、生物反応槽の
溶存酸素濃度に基づいて供給空気量を調節するものとし
て説明したが、生物反応槽のアンモニア性窒素濃度に基
づいて供給空気量を調節してもよい。さらに、溶存酸素
濃度やアンモニア性窒素濃度に上下限を設定して、限度
からの偏差に応じて供給空気量を調節してもよい。ま
た、生物反応槽への流入下水量に基づいて調節してもよ
い。もちろん、それらを適宜組み合わせて用いてもよ
い。
【0014】変形例2.生物反応槽への供給空気量を、
溶存酸素濃度、アンモニア性窒素濃度あるいは生物反応
槽への流入下水量に基づいて調節する場合について説明
したが、生物反応槽への流入下水量のパターンに応じた
各時間ごとの所要空気量を記憶しておき、生物反応槽へ
の供給空気量をこの所要空気量のパターンに応じて調節
してもよい。さらに、流量調整弁61、62および63
のかわりに開閉弁を用い、この開閉弁の開閉操作を流入
下水量のパターンに応じてタイマーによって行わせるよ
うにしてもよい。もちろん、切換弁5の切換制御をタイ
マーなどによって行い、空気量配分を制御してもよい。
さらに、切換弁5をなくし流量調整弁61または62の
いずれかあるいは双方で散気装置4および/または空気
貯蔵タンク3への空気量配分を制御してもよい。
【0015】変形例3.流量調整弁61から散気装置4
への空気供給量を一定にして、生物反応槽1の溶存酸素
濃度等に応じて空気貯蔵タンク3からの空気供給量を調
節するものとして説明したが、空気貯蔵タンク3から常
時一定の空気量を生物反応槽1へ供給し、その不足分を
空気供給装置2から供給し、余剰分に応じて空気貯蔵タ
ンク3への貯蔵量を調整するようにしてもよい。さら
に、空気供給装置2の起動・停止をタイマー制御によっ
て行い、格安な電気料金が適用される深夜電力を有効に
活用して空気貯蔵タンク3への曝気用空気の貯蔵を行う
ようにしてもよい。もちろん、空気供給装置2の各時間
ごとの供給空気量パターンを記憶しておき、この供給空
気量パターンに応じて空気供給装置2を制御してもよ
い。
【0016】実施の形態2.図2は、本発明の第2の実
施の形態を示す生物学的水処理装置の空気供給システム
構成概念図である。図中、100は下水管渠で空気貯蔵
タンク3と接続されている。9は下水管渠100内の硫
化水素濃度を計測する硫化水素濃度計、コントローラ7
は下水管渠内の硫化水素濃度に応じて流量調整弁63の
開度を調節する。コントローラ7は、硫化水素濃度の計
測値と予め定めた上下限値とを比較し、計測値が上限値
を超えた場合は、流量調整弁63の開度を大きくし、逆
に下限値を下回れば開度を小さくする。流量調整弁63
として開閉弁を用い、この開閉弁の開閉操作を下水管渠
の下水流量のパターンに応じてタイマーによって行わせ
るようにしてもよい。
【0017】このような構成によって、下水管渠100
に硫化水素濃度に応じて空気を供給することができるの
で、下水管渠の腐食の原因である硫化水素の発生を抑制
し、管渠材料の硫化水素による劣化を防ぐことができ
る。すなわち余剰空気を有効利用できるという効果があ
る。また、硫化水素濃度計のかわりに酸化還元電位計や
酸素濃度計など管渠内の環境条件を計測して管渠に供給
する空気量を調節するようにしてもよい。
【0018】実施の形態1.において説明した種々の形
態と同様、空気貯蔵タンク3から曝気用空気の過不足を
調整するように構成し、さらに下水管渠100へ空気を
供給するようにしてもよいことはいうまでもない。さら
にまた、下水管渠100に供給する空気流量を記憶回路
に記憶したパターンに応じて調節するようにしてもよ
い。
【0019】実施の形態3.図3は、本発明の第3の実
施の形態を示す生物学的水処理装置の空気供給システム
構成概念図である。図中、11は活性汚泥と被処理水と
の混合液を沈殿処理するための沈殿槽、12は沈殿処理
後の被処理水とオゾンガスとを接触させるためのオゾン
接触槽、81は沈殿槽とオゾン接触槽との接続部に設け
た沈殿処理後の被処理水中の汚濁物濃度指標、例えばC
ODを計測するためのセンサ、7は被処理水中のCOD
濃度に応じてオゾン注入量を調節する機能を備えたコン
トローラ、20はオゾン発生器、21は昇圧装置を備え
たオゾン貯蔵タンクである。なお、オゾン接触槽12か
らの2つの配管は、オゾン処理後の被処理水が系外へ排
出されることと、排オゾンガスが排オゾン処理装置を経
て大気へ放出されることを示している。
【0020】つぎに動作について説明する。沈殿処理後
の被処理水のCOD濃度CCOD をセンサ81で検出し、
コントローラ7でCCOD に応じてオゾン注入量Q3 を調
節する。オゾン注入量Q3 は例えば以下のような演算に
よって求め流量調整弁63を調節する。 Q3 =K3 ×CCOD 式2 ここに、K3 は定数である。このように構成することに
よって、余剰空気を用いてオゾンを発生させ被処理水の
浄化に必要なオゾンを適切に注入できる。
【0021】実施の形態1.において説明した種々の形
態と同様、空気貯蔵タンク3から曝気用空気の過不足を
調整するように構成し、さらにオゾン発生器20へ空気
を供給するようにしてもよいことはいうまでもない。
【0022】変形例1.上記説明では、沈殿処理後のC
OD濃度に基づいてオゾン接触槽12へのオゾン注入量
を調節するものとしたが、オゾン接触槽12におけるオ
ゾン濃度やオゾン接触槽12からの排オゾンガスのオゾ
ン濃度などに基づいて調整してもよい。もちろん、オゾ
ン接触槽12から排出される被処理水のCOD濃度に基
づいて調整してもよい。さらに、汚濁指標として、例え
ば、大腸菌濃度や色度などを用いてもよい。
【0023】変形例2.本発明の第3の実施の形態の説
明では、空気供給装置2からの余剰空気を用いてオゾン
を製造するものとしたが、余剰空気から酸素を製造して
貯蔵タンクに貯蔵するかまたは直接これを用いてオゾン
を製造してもよく、さらに製造したオゾンを貯蔵しても
よい。オゾンの製造にあたっては原料となる空気または
酸素を乾燥機を介してオゾン製造装置に供給すれば効率
的なオゾン製造が実現できる。なお、酸素および/また
はオゾンは液化して貯蔵してもよいことはいうまでもな
い。
【0024】
【発明の効果】第1の発明にかかる空気供給システム
は、空気供給装置から供給される空気の全量もしくは一
部を貯蔵する手段と、上記貯蔵手段から空気を取り出し
生物学的水処理装置へ供給する手段とから構成するよう
にしたので、生物反応槽への流入負荷に応じて効率的に
空気を供給できるという効果を奏する。また、高負荷時
の消費電力ならびに契約電力が少なくてすむので、ラン
ニングコストを下げられるという効果も奏する。さら
に、空気供給装置が小さくてすむ、空気供給装置の稼働
率が上がる、といった効果も奏する。
【0025】第2の発明にかかる空気供給システムは、
空気供給装置から供給される空気の全量もしくは一部を
貯蔵する手段と、上記貯蔵手段から空気を取り出し下水
管渠へ供給する手段とから構成するようにしたので、余
剰の空気を有効利用して管渠材料の腐食を防げるという
効果を奏する。
【0026】第3の発明にかかる空気供給システムは、
空気供給装置から供給される空気の全量もしくは一部を
貯蔵する手段と、上記貯蔵手段から空気を取り出しオゾ
ン発生器へ供給する手段とから構成するようにしたの
で、余剰の空気を有効利用してオゾンを発生し利用でき
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第1の実施形態である空気供給
システム構成概念図である。
【図2】 本発明に係る第2の実施形態である空気供給
システム構成概念図である。
【図3】 本発明に係る第3の実施形態である空気供給
システム構成概念図である。
【図4】 従来の活性汚泥法による生物学的水処理装置
の構成概念図である。
【符号の説明】
1・・生物反応槽、2・・空気供給装置、3・・空気貯
蔵タンク 4・・散気装置、5・・切換弁、7・・コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D028 AB00 BC18 BE01 CA10 CB03 CB08 CC01 CC04 CC07 4D029 AA01 AB06 BB10 4D050 AA15 AB07 BB02 BD04 BD08 CA16 CA17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生物学的水処理装置へ曝気用空気を供給
    する空気供給システムであって、空気供給装置からの空
    気の全量もしくは一部を貯蔵する手段と、該貯蔵手段か
    ら前記生物学的水処理装置へ空気を供給する手段を備え
    ることを特徴とする空気供給システム。
  2. 【請求項2】 生物学的水処理装置へ曝気用空気を供給
    する空気供給システムであって、空気供給装置からの空
    気の全量もしくは一部を貯蔵する手段と、該貯蔵手段か
    ら下水管渠へ空気を供給する手段を備えることを特徴と
    する空気供給システム。
  3. 【請求項3】 生物学的水処理装置へ曝気用空気を供給
    する空気供給システムであって、空気供給装置からの空
    気の全量もしくは一部を貯蔵する手段と、該貯蔵手段か
    らオゾン発生装置へ空気を供給する手段を備えることを
    特徴とする空気供給システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006192382A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Mitsubishi Electric Corp 水処理システム
EP2882691A4 (en) * 2012-08-10 2016-02-10 Xylem Water Solutions Zelienople Llc METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AND CONTROLLING OZONATION AND VENTED FILTRATION BY UV AND MEASURING A VISIBLE SPECTRUM AND AN OXIDATION REDUCTION POTENTIAL
JP2020199445A (ja) * 2019-06-07 2020-12-17 栗田工業株式会社 生物処理装置
JP2021000604A (ja) * 2019-06-21 2021-01-07 株式会社Nttファシリティーズ 汚水処理装置

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