JP2000288599A

JP2000288599A - 汚泥濃縮槽の運転制御方法

Info

Publication number: JP2000288599A
Application number: JP11098253A
Authority: JP
Inventors: Shinji Oba; 真治大庭; Taichi Kamisaka; 太一上坂; Tomoko Fujita; 智子藤田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳＳ濃度の低い越流水および高濃度の濃縮汚
泥を達成・確保できる汚泥濃縮槽の運転制御方法を提供
する。【解決手段】下水１が最初沈殿池２とばっ気槽３と最
終沈殿池４とに順次流入する水処理工程で発生した初沈
汚泥７を濃縮槽９で重力濃縮するに際し、汚泥投入ポン
プ８によって濃縮槽９へ投入される初沈汚泥７の濃度と
流量とを濃度流量検出器１３で検出し、検出された濃度
値と流量値とより、演算制御機器１４によって濃縮槽９
への瞬時固形物負荷を演算し、演算値が所定の瞬時固形
物負荷値を超えないように汚泥投入ポンプ８の吐出量を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は汚泥濃縮槽の運転制
御方法に関し、詳細には汚水処理で発生した汚泥を重力
濃縮する汚泥濃縮槽の運転制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水や産業廃水等の汚水を活性汚泥法で
処理する際には、汚水中に含まれる比較的沈降しやすい
固形物を生物反応槽の前段の最初沈殿池で沈殿分離し、
生物反応槽で浄化された処理水中に含まれる活性汚泥を
その後段の最終沈殿池で沈殿分離している。

【０００３】そして、最初沈殿池で沈殿した汚泥（初沈
汚泥と称する）を単独で、または最終沈殿池で沈殿した
余剰活性汚泥と混合して、重力濃縮槽に投入して所定の
時間重力濃縮し、この濃縮汚泥を引き抜いて後続の処理
プロセスに送っている。このような汚泥の重力濃縮は、
後続の処理プロセスである消化、脱水、焼却の各設備、
さらには濃縮槽からの越流水や脱水濾液が返送される水
処理設備の性能に対しても影響を及ぼす極めて重要な単
位プロセスである。したがって、固液分離の観点、すな
わち濃縮性や固形物回収率の観点から、極力新鮮でかつ
低濃度の汚泥をポンプにて所定の固形物負荷の範囲を越
えないよう重力濃縮槽に引抜いて、適正なＳＲＴ（固形
物の槽内滞留時間）になるように沈殿・濃縮し、それに
より適度な濃度となった濃縮汚泥をポンプで後続の汚泥
処理プロセスに送泥するという、重力濃縮槽およびその
付帯設備の機能を十分に発揮させる運転を行うことが、
運転管理者に要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし現実には、重力
濃縮の重要性は認識されながらも、きちんと管理された
処理施設は極めて希である。たとえば、濃縮槽からの越
流水中のＳＳ濃度が高く、その流出汚泥が水処理系内を
循環していたり、濃縮槽を汚泥の貯留槽代わりに使って
いるために濃縮汚泥の濃度が低かったり、さらには濃縮
槽内でのＳＲＴが長すぎて汚泥が腐敗し、濃縮槽水面に
浮上するなど、多くの好ましくない事例が観察される。

【０００５】上記したような事例の多くは次の事項に原
因がある。沈殿池からの汚泥の引抜き量を勘と経験に依存するた
め、沈殿池に汚泥が堆積しがちであり、腐敗気味でかつ
比較的濃度の高い汚泥を濃縮槽に投入せざるを得なくな
る。汚泥の引抜きポンプが相対的に大きすぎ（過大設計）
かつ流量が一定であるため、との関連もあるが、濃縮
槽への瞬時の固形物負荷が大きくなる（設計指針は60〜
90kg-SS/m²・日）。そのため、越流水中に高濃度にＳＳ
が流出することになる。

【０００６】濃縮汚泥の引抜きも、ＳＲＴ理論に基く
ことなく同様に経験則に基づいて行っているため、引
抜き量や引抜き頻度がまちまちになり、濃縮汚泥の濃度
が向上しにくくなる一方で、汚泥の浮上現象が生じるこ
ともある。本発明は上記問題を解決するもので、ＳＳ濃
度の低い越流水および高濃度の濃縮汚泥を達成・確保で
きる汚泥濃縮槽の運転制御方法を提供することを目的と
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の汚泥濃縮槽の運転制御方法
は、最初沈殿池と活性汚泥処理槽と最終沈殿池とを備え
た汚水処理設備で発生した汚泥を重力濃縮する汚泥濃縮
槽を運転制御するに際し、汚泥投入ポンプによって汚泥
濃縮槽へ投入される汚泥の濃度と流量とを濃度流量検出
手段で検出して、検出された濃度値と流量値とより汚泥
濃縮槽への瞬時固形物負荷を演算手段で演算し、演算値
が所定の瞬時固形物負荷値を超えないように汚泥投入ポ
ンプの吐出量を制御手段によって制御するようにしたも
のである。

【０００８】また請求項２記載の汚泥濃縮槽の運転制御
方法は、最初沈殿池と活性汚泥処理槽と最終沈殿池とを
備えた汚水処理設備で発生した汚泥を重力濃縮する汚泥
濃縮槽を運転制御するに際し、汚泥投入ポンプによって
汚泥濃縮槽へ投入される汚泥の濃度と流量とを濃度流量
検出手段で検出し、検出された濃度値と流量値とポンプ
稼働時間とより汚泥濃縮槽への１日当たり投入総固形物
量を演算手段で演算し、演算された１日当たり投入総固
形物量より、汚泥濃縮槽における槽内固形物滞留時間が
槽内水温値に対応する所定の値になる１日当たり濃縮槽
引抜き固形物量を演算手段で算出するとともに、汚泥引
抜ポンプによって汚泥濃縮槽から定流量で引抜かれる濃
縮汚泥の濃度と流量とを濃度流量検出手段で検出し、前
記１日当たり濃縮槽引抜き固形物量になるように１日当
たり汚泥引抜ポンプの稼働時間を制御手段によって制御
するようにしたものである。

【０００９】従来の問題点に鑑みて、ＳＳ濃度の低い越
流水および高濃度の濃縮汚泥を達成・確保するために
は、固形物負荷を所定の範囲内以下にすること、水
温に応じたＳＲＴを確保することが必要である。固形物負荷重力濃縮を行う汚泥濃縮槽は一般に、水理学的滞留時間
１２時間、固形物負荷６０〜９０kg/m²・日を目安に設
計・運転されている（下水道維持管理指針−１９９１年
版）。しかし、ここでいう固形物負荷は一日の平均値で
あり、むしろ瞬時の固形物負荷を採用する方がより現実
に即した設計・運転ができると予想される。

【００１０】瞬時の固形物負荷は(1) 式で定義される。固形物負荷(kg/m²・日)＝C₀×Q₀×10^-3×1440×1/A… (1) ここで、C₀：初沈引抜き汚泥濃度(g/m³) （重力濃縮槽投入汚泥濃度） Q₀：初沈引抜き汚泥量(m³/min) （重力濃縮槽投入汚泥量） A ：重力濃縮槽水面積(m²) なお、初沈引抜き汚泥＝重力濃縮槽投入汚泥としたの
は、初沈引抜き汚泥を単独で重力濃縮槽へ投入する場
合、および最終沈殿池からの余剰汚泥を最初沈殿池へ戻
して混合して初沈引抜き汚泥として重力濃縮槽へ投入す
る場合を想定してのことである。

【００１１】(1) 式において、重力濃縮槽水面積A は一
定であり、また初沈引抜き汚泥濃度C₀は制御しにくいの
で、瞬時の固形物負荷を所定値以下に押さえるには、初
沈引抜き汚泥量Q₀を任意に変化させるのが適当である。このために、請求項１記載の構成では、汚泥投入ポンプ
によって汚泥濃縮槽へ投入される汚泥の濃度と流量とを
検出して汚泥濃縮槽への瞬時固形物負荷を演算し、演算
値をフィードバックして汚泥投入ポンプの吐出量を変化
させることで、瞬時の固形物負荷を所定値以下に押さえ
るようにした。したがって、投入される汚泥の濃度が薄
い時には投入量は多くなり、濃度が濃い時には投入量が
少なくなる。

【００１２】ＳＲＴの確保重力濃縮槽における固形物の滞留時間、すなわち(2)式
で定義されるＳＲＴを長くすれば、濃縮汚泥の濃度が大
きくなることは自明の理である。しかし、実際には水温
との関係があって、ＳＲＴ２４時間程度が一応の目安と
される。つまり、夏期の高水温時にはＳＲＴを長くしす
ぎると汚泥が腐敗・浮上し易く、濃縮槽内で沈殿汚泥、
中間水、浮上汚泥が三層に分離する現象が観察されるよ
うになるのに対して、冬期の低水温時には腐敗が生じに
くいので、高水温時にはＳＲＴを２４時間よりも短く、
低水温時にはＳＲＴを２４時間よりも長くする必要があ
る。

【００１３】ＳＲＴ(時間)＝C₀×Q₀×T₀/(C₁×Q₁×T₁)×24…(2) ここに、C₀：初沈引抜き汚泥濃度(g/m³) Q₀：初沈引抜き汚泥量 (m³/min) T₀：一日当たりの初沈引抜き汚泥ポンプの稼動時間(mi
n) C₁：濃縮汚泥濃度(g/m³) Q₁：引抜き濃縮汚泥量(m³/min) T₁：一日当たりの濃縮汚泥ポンプ引抜き時間(min/日) (2)式において、初沈引抜き汚泥濃度は制御しにくく、
初沈引抜き汚泥量は(1)の瞬時の固形物負荷で決定さ
れ、１日当たりの初沈引抜き汚泥ポンプの稼動時間は最
初沈殿池での汚泥発生量、すなわち流入下水の性状に左
右される。また、濃縮汚泥濃度は確実には制御しにく
く、引抜き濃縮汚泥量はポンプ仕様で決まってしまう。
したがって、１日当たりの濃縮汚泥ポンプ引抜き時間が
唯一、自由に操作できる因子であり、この１日当たりの
濃縮汚泥ポンプ引抜き時間を操作することでＳＲＴを制
御するのが適当である。

【００１４】このために、請求項２記載の構成では、汚
泥投入ポンプによって汚泥濃縮槽へ投入される汚泥の濃
度と流量とを検出して１日当たり投入総固形物量を演算
するとともに、汚泥濃縮槽におけるＳＲＴが槽内水温値
に対応する所定の値になるように、演算された１日当た
り投入総固形物量より(2) 式を用いて１日当たり濃縮槽
引抜き固形物量を演算手段で算出するとともに、汚泥引
抜ポンプによって汚泥濃縮槽から定流量で引抜かれる濃
縮汚泥の濃度と流量とを濃度流量検出手段で検出し、前
記１日当たり濃縮槽引抜き固形物量になるように１日当
たり汚泥引抜ポンプの稼働時間を調整するようにした。
したがって、汚泥引抜きポンプの稼動時間は、水温が高
い時に長く、水温が低い時に短くすることになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は下水処理場の水処理工程
と、その水処理工程で発生した汚泥の濃縮工程とを示し
たフローチャートである。下水処理場に流入した下水１
は最初沈殿池２において沈降しやすい固形物が沈殿除去
され、次いでばっ気槽３において酸素の存在下で微生物
の働きによって汚濁物が酸化・分解除去され、次いで最
終沈殿池４において汚泥（微生物）が沈殿除去される。
そして、最終沈殿池４より流出する上澄液５が必要に応
じて高度処理され、消毒された後に公共水域に放流され
る。

【００１６】一方、最終沈殿池４で沈殿した汚泥６は、
一部は返送汚泥としてばっ気槽３に返送され、残部は余
剰汚泥として最初沈殿池２に戻される。また、流入下水
１に由来する沈殿汚泥と戻された余剰汚泥との混合物た
る初沈汚泥７が、汚泥投入ポンプ８の駆動により最初沈
殿池２から送泥ラインを通じて引抜かれ、濃縮槽９に投
入される。濃縮槽９で濃縮された濃縮汚泥１０は汚泥引
抜ポンプ１１の駆動により送泥ラインを通じて引抜か
れ、脱水機や消化槽等の汚泥処理施設（図示せず）へ送
られる。濃縮槽９からの越流水１２は水処理工程の沈砂
池（図示せず）等の設備に戻される。

【００１７】このとき、送泥ラインの途中に設けられた
濃度流量検出器１３（超音波、光などを利用したもの）
によって、濃縮槽９に投入される初沈汚泥７の濃度およ
び流量が絶えず検知され、検出された濃度値と流量値と
より濃縮槽９への瞬時の固形物負荷が演算制御機器１４
においてリアルタイムに演算される（上述した式（１）
による）。そして、その演算値が所定の瞬時固形物負荷
値を超えないように、絶えず演算制御機器１４によって
汚泥投入ポンプ８の周波数変換が行われ吐出量が制御さ
れる。つまり、初沈汚泥７の濃度が薄い時にはその流量
が多くされ、濃度が濃い時にはその流量が少なくされ
る。

【００１８】またこのとき、濃度流量検出器１３によっ
て検出された濃度値と流量値とポンプ稼働時間とより、
１日当たりに濃縮槽９に投入された総固形物量が演算制
御機器１４において演算される。また、濃縮槽９内の水
温が温度検出器１５で検出されるとともに、演算制御機
器１４において、この時の適正なＳＲＴ値が示され、先
の投入総固形物量より濃縮槽９からの１日当たり引抜固
形物量が演算され、他方濃縮槽９からほぼ定流量で引抜
かれた濃縮汚泥１０の濃度および流量が送泥ラインの途
中の濃度流量検出器１６によって絶えず検知され、検出
された濃度値と流量値とより濃縮槽９からの引抜固形物
量の積算値が演算制御機器１４においてリアルタイムに
演算される。そして、水温に対応する所定のＳＲＴ値と
１日当たり投入総固形物量より、先に演算しておいた濃
縮槽９からの１日当たり引抜固形物量を上記積算値が越
えないように汚泥引抜ポンプ１１の１日当たり稼動時間
が制御される。そして、演算制御機器１４により、所定
量の濃縮汚泥１０が時間当たり極力均等に引抜かれるよ
うに汚泥引抜ポンプ１１が起動停止される。（例えばａ
m³/min×ｂmin/時間×24時間/日）表１に、上記のよう
な制御を行った場合と行わなかった場合とにおける汚泥
濃縮性能を示す。

【００１９】

【表１】表１からわかるように、制御有りでは、瞬時の固形物負
荷を６０kg-SS/m²・日とし、ＳＲＴを夏期には腐敗を避
けるために２０時間と短く、冬期は腐敗の心配がないの
で２８時間と長くした時に、夏期・冬期ともに越流水の
ＳＳは５００〜７００mg/Ｌ程度となり、2．2〜2．6％
の濃度の濃縮汚泥が得られた。

【００２０】一方、制御無しでは、越流水のＳＳは３，
０００〜４，５００mg/Ｌまで悪化し、濃縮汚泥の濃度
も1．1〜1．2％程度までしか上昇しなかった。このこと
より、制御の有無によって濃縮槽の性能に大きな差が生
じることがわかる。上記したような運転制御方法は、流
入下水のＳＳのみに由来する初沈汚泥単独に対して、ま
た余剰汚泥単独に対しても適用可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、投入され
る汚泥のための濃度流量検出手段と、濃度流量検出手段
での検出値より瞬時固形物負荷を演算する演算手段と、
演算手段での演算値に基いて汚泥投入ポンプの吐出量を
制御する制御手段とによって、汚泥濃縮槽への瞬時の固
形物負荷を所定の範囲内に押さえるようにしたことによ
り、低濃度の重力濃縮槽越流水および高濃度の濃縮汚泥
を安定して得ることができる。

【００２２】また、投入される汚泥のための濃度流量検
出手段と、引抜かれる濃縮汚泥のための濃度流量検出手
段と、各濃度流量検出手段での検出値と汚泥投入ポンプ
の稼働時間とより、汚泥濃縮槽への１日当たり投入総固
形物量を演算し、その演算値と、濃縮槽内水温に対する
所定のＳＲＴ値とより濃縮汚泥引抜きポンプの稼働時間
を演算する演算手段と、演算手段での演算値に基いて濃
縮汚泥引抜きポンプを起動停止する制御手段とによっ
て、ＳＲＴを水温に応じた所定の適正範囲に確実に押さ
えるようにしたことにより、低濃度の重力濃縮槽越流水
および高濃度の濃縮汚泥を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の汚泥濃縮槽の運転制御方法が実施され
る装置構成を示した説明図である。

【符号の説明】

１下水２最初沈殿池３ばっ気槽４最終沈殿池７初沈汚泥８汚泥投入ポンプ９濃縮槽 10 濃縮汚泥 11 汚泥引抜ポンプ 13 濃度流量検出器 14 演算制御機器 15 温度検出器 16 濃度流量検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田智子大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号株式会社クボタ内Ｆターム(参考） 4D059 AA04 AA05 BE31 EA01 EA02 EA06 EB02 EB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最初沈殿池と活性汚泥処理槽と最終沈殿
池とを備えた汚水処理設備で発生した汚泥を重力濃縮す
る汚泥濃縮槽の運転制御方法であって、汚泥投入ポンプ
によって汚泥濃縮槽へ投入される汚泥の濃度と流量とを
濃度流量検出手段で検出して、検出された濃度値と流量
値とより汚泥濃縮槽への瞬時固形物負荷を演算手段で演
算し、演算値が所定の瞬時固形物負荷値を超えないよう
に汚泥投入ポンプの吐出量を制御手段によって制御する
ことを特徴とする汚泥濃縮槽の運転制御方法。
【請求項２】最初沈殿池と活性汚泥処理槽と最終沈殿
池とを備えた汚水処理設備で発生した汚泥を重力濃縮す
る汚泥濃縮槽の運転制御方法であって、汚泥投入ポンプ
によって汚泥濃縮槽へ投入される汚泥の濃度と流量とを
濃度流量検出手段で検出し、検出された濃度値と流量値
とポンプ稼働時間とより汚泥濃縮槽への１日当たり投入
総固形物量を演算手段で演算し、演算された１日当たり
投入総固形物量より、汚泥濃縮槽における槽内固形物滞
留時間が槽内水温値に対応する所定の値になる１日当た
り濃縮槽引抜き固形物量を演算手段で算出するととも
に、汚泥引抜ポンプによって汚泥濃縮槽から定流量で引
抜かれる濃縮汚泥の濃度と流量とを濃度流量検出手段で
検出し、前記１日当たり濃縮槽引抜き固形物量になるよ
うに１日当たり汚泥引抜ポンプの稼働時間を制御手段に
よって制御することを特徴とする汚泥濃縮槽の運転制御
方法。