JP2000325980A - 汚水処理方法及び汚水処理装置 - Google Patents
汚水処理方法及び汚水処理装置Info
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生物処理槽（反応タンク）に流入する汚水の
状態に応じた最適風量で送風機から反応タンクに送風
し、省エネルギ化を図って最適な曝気を行う。 【解決手段】 標準活性汚泥法により排水，下水等の汚
水を処理する反応タンク２に流入する汚水の流量及びＢ
ＯＤ量を計測し、ＢＯＤ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ
値との差を汚水の汚れの指標値として算出し、この指標
値と流量の計測値との積に依存した曝気風量の目標値を
算出し、この目標値にしたがって送風機５からタンク２
への送風量を制御する。
状態に応じた最適風量で送風機から反応タンクに送風
し、省エネルギ化を図って最適な曝気を行う。 【解決手段】 標準活性汚泥法により排水，下水等の汚
水を処理する反応タンク２に流入する汚水の流量及びＢ
ＯＤ量を計測し、ＢＯＤ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ
値との差を汚水の汚れの指標値として算出し、この指標
値と流量の計測値との積に依存した曝気風量の目標値を
算出し、この目標値にしたがって送風機５からタンク２
への送風量を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる活性汚泥
プロセスにより、下水や工業排水等の汚水を微生物によ
り生物化学的に処理する標準活性汚泥法の汚水処理方法
及び汚水処理装置に関し、詳しくは、その生物処理槽に
送風して曝気に必要な空気を供給する送風機の制御及び
返送汚泥ポンプ，余剰汚泥ポンプの運転制御に関する。
プロセスにより、下水や工業排水等の汚水を微生物によ
り生物化学的に処理する標準活性汚泥法の汚水処理方法
及び汚水処理装置に関し、詳しくは、その生物処理槽に
送風して曝気に必要な空気を供給する送風機の制御及び
返送汚泥ポンプ，余剰汚泥ポンプの運転制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、公共の下水処理場や工場の排水処
理場等に設けられる標準活性汚泥法の汚水処理装置は図
３に示すように構成され、下水，排水等の汚水（原水）
は最初沈殿池により１次処理された後、流量計１を介し
て生物処理槽（以下反応タンクという）２に流入する。
理場等に設けられる標準活性汚泥法の汚水処理装置は図
３に示すように構成され、下水，排水等の汚水（原水）
は最初沈殿池により１次処理された後、流量計１を介し
て生物処理槽（以下反応タンクという）２に流入する。
【０００３】そして、反応タンク２の活性汚泥により原
水中の有機物が生物化学処理されて分解，除去され、こ
の分解，除去が施された処理水が最終沈殿池３に送ら
れ、この沈殿池３から河川等に放流される。
水中の有機物が生物化学処理されて分解，除去され、こ
の分解，除去が施された処理水が最終沈殿池３に送ら
れ、この沈殿池３から河川等に放流される。
【０００４】ところで、反応タンク２には散気装置４が
設けられ、送風機（ブロア）５から風量計６を介して散
気装置４に曝気に必要な送風が行われ、反応タンク２の
微生物の維持、増殖が図られる。
設けられ、送風機（ブロア）５から風量計６を介して散
気装置４に曝気に必要な送風が行われ、反応タンク２の
微生物の維持、増殖が図られる。
【０００５】そして、送風機５の風量制御はＰＩＤコン
トローラ７を用いたフィードフォワード（ＦＦ）又はフ
ィードバック（ＦＢ）の制御で行われる。
トローラ７を用いたフィードフォワード（ＦＦ）又はフ
ィードバック（ＦＢ）の制御で行われる。
【０００６】この風量制御の代表的なものとして、従
来、反応タンク２の流入水量比率制御又は反応タンク２
の溶存酸素濃度（ＤＯ）を一定に維持するＤＯ一定制御
があり、流入水量比率制御は反応タンク２に流入する汚
水量（原水量）を計測してその３〜８倍程度の風量にＦ
Ｆ制御するものであり、ＤＯ一定制御は反応タンク２の
出口付近のＤＯ値を計測してこのＤＯ値が一定になるよ
うに風量をＦＢ制御するものである。
来、反応タンク２の流入水量比率制御又は反応タンク２
の溶存酸素濃度（ＤＯ）を一定に維持するＤＯ一定制御
があり、流入水量比率制御は反応タンク２に流入する汚
水量（原水量）を計測してその３〜８倍程度の風量にＦ
Ｆ制御するものであり、ＤＯ一定制御は反応タンク２の
出口付近のＤＯ値を計測してこのＤＯ値が一定になるよ
うに風量をＦＢ制御するものである。
【０００７】そして、図３は前者の流入水量比率制御を
行う場合を示し、流量計１の原水流入量の検出信号を乗
算器８に送り、この乗算器８により原水流入量の検出信
号に送気倍率設定器９の送気倍率（３〜８倍）の定数を
乗算して目標風量（目標値）ＳＶ’の信号を形成する。
行う場合を示し、流量計１の原水流入量の検出信号を乗
算器８に送り、この乗算器８により原水流入量の検出信
号に送気倍率設定器９の送気倍率（３〜８倍）の定数を
乗算して目標風量（目標値）ＳＶ’の信号を形成する。
【０００８】さらに、この目標風量ＳＶ’の信号をＰＩ
Ｄコントローラ７に送り、このコントローラ７により、
目標風量ＳＶ’の信号と風量計６の計測風量（計測値）
ＰＶ’の信号とに基づき、目標風量ＳＶ’に対する計測
風量ＰＶ’の誤差の送風制御量（操作量）ＭＶ’の信号
を形成し、この信号により計測風量ＰＶ’が目標風量Ｓ
Ｖ’に維持されるように送風機５の運転をＦＦ制御す
る。
Ｄコントローラ７に送り、このコントローラ７により、
目標風量ＳＶ’の信号と風量計６の計測風量（計測値）
ＰＶ’の信号とに基づき、目標風量ＳＶ’に対する計測
風量ＰＶ’の誤差の送風制御量（操作量）ＭＶ’の信号
を形成し、この信号により計測風量ＰＶ’が目標風量Ｓ
Ｖ’に維持されるように送風機５の運転をＦＦ制御す
る。
【０００９】一方、最終沈殿池３には反応タンク２の処
理水が流入する他、活性汚泥の一部も流入する。
理水が流入する他、活性汚泥の一部も流入する。
【００１０】そして、この汚泥の一部は返送汚泥ポンプ
１０により流量計１１を通って反応タンク２に戻され、
残りの汚泥は最終沈殿池３から放流される処理水のＢＯ
Ｄ濃度が２０ミリグラム（mg）／リットル（Ｌ）の基準
量以下になるように、余剰汚泥ポンプ１２により引抜か
れ、流量計１３を通って汚泥処理系に送られる。
１０により流量計１１を通って反応タンク２に戻され、
残りの汚泥は最終沈殿池３から放流される処理水のＢＯ
Ｄ濃度が２０ミリグラム（mg）／リットル（Ｌ）の基準
量以下になるように、余剰汚泥ポンプ１２により引抜か
れ、流量計１３を通って汚泥処理系に送られる。
【００１１】なお、図３において、実線は水配管を示
し、破線は空気配管を示し、点線は電気信号線を示す。
し、破線は空気配管を示し、点線は電気信号線を示す。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記図３の汚水処理装
置の場合、送風機５の送風が流量計１の原水流入量の検
出信号に基づき、原水の反応タンク２への流入量にのみ
依存して制御される。
置の場合、送風機５の送風が流量計１の原水流入量の検
出信号に基づき、原水の反応タンク２への流入量にのみ
依存して制御される。
【００１３】一方、反応タンク２に供給する最適な曝気
風量は原水の汚れの程度と流入量とによって異なり、例
えば極端に汚れた原水であれば、流入量が少なくても多
量の送風が必要になる。
風量は原水の汚れの程度と流入量とによって異なり、例
えば極端に汚れた原水であれば、流入量が少なくても多
量の送風が必要になる。
【００１４】したがって、送風機５の風量を原水の反応
タンク２への流入量にのみ依存して制御する図３の従来
装置においては、送風機５から反応タンク２に原水に応
じた最適な送風が行えない。
タンク２への流入量にのみ依存して制御する図３の従来
装置においては、送風機５から反応タンク２に原水に応
じた最適な送風が行えない。
【００１５】そして、実際には水質基準を尊守するた
め、最終沈殿池３から放流される処理水のＢＯＤ値が基
準値を超えることがないように、従来、送気倍率設定器
９により十分に大きな倍率を設定し、必要以上の風量で
送風することが行われている。
め、最終沈殿池３から放流される処理水のＢＯＤ値が基
準値を超えることがないように、従来、送気倍率設定器
９により十分に大きな倍率を設定し、必要以上の風量で
送風することが行われている。
【００１６】この場合、原水の汚れが少ない負荷の低い
時間帯は無駄な送風による過剰曝気が行われ、省エネル
ギ化が図れない問題点がある。
時間帯は無駄な送風による過剰曝気が行われ、省エネル
ギ化が図れない問題点がある。
【００１７】ところで、流入水量比率制御でなく、ＤＯ
一定制御を行う場合は、前記したように反応タンク２の
出口付近のＤＯ値に基づいて送風機２の風量をＦＢ制御
するが、この場合は、反応タンク２の入口から出口まで
の距離が長いことから、制御の無駄時間が長く、制御の
遅れが生じ易い。
一定制御を行う場合は、前記したように反応タンク２の
出口付近のＤＯ値に基づいて送風機２の風量をＦＢ制御
するが、この場合は、反応タンク２の入口から出口まで
の距離が長いことから、制御の無駄時間が長く、制御の
遅れが生じ易い。
【００１８】そして、一旦処理水のＤＯ値が低下する
と、その回復に時間を要し、ＤＯ値の基準を低く設定す
ると、汚水が十分に処理されずに河川等に放流されるお
それがあることから、実際には、放流する処理水のＤＯ
値が極端に低下しないように、処理水のＤＯ値の基準を
高く設定する必要がある。
と、その回復に時間を要し、ＤＯ値の基準を低く設定す
ると、汚水が十分に処理されずに河川等に放流されるお
それがあることから、実際には、放流する処理水のＤＯ
値が極端に低下しないように、処理水のＤＯ値の基準を
高く設定する必要がある。
【００１９】したがって、この場合も結果的に無駄な送
風による過剰曝気が行われ、省エネルギ化を図ることが
できない。
風による過剰曝気が行われ、省エネルギ化を図ることが
できない。
【００２０】つぎに、ポンプ１０，１２の運転は、従
来、流量計１１，１３の計測値に基づいて、送風機５の
送風量の制御と無関係に行われる。
来、流量計１１，１３の計測値に基づいて、送風機５の
送風量の制御と無関係に行われる。
【００２１】そして、最終沈殿池３の汚泥量が反応タン
ク２に流入する原水の汚れの状態に基づき、送風機５の
送風量にも依存して変化することから、従来は、ポンプ
１０，１２による汚泥処理が最適制御されない問題点も
ある。
ク２に流入する原水の汚れの状態に基づき、送風機５の
送風量にも依存して変化することから、従来は、ポンプ
１０，１２による汚泥処理が最適制御されない問題点も
ある。
【００２２】本発明は、生物処理槽（反応タンク）に流
入する汚水の状態に応じた最適な風量で送風機から反応
タンクに送風し、省エネルギ化を図って最適な曝気を行
う汚水処理方法及び汚水処理装置を提供することを課題
とし、さらには、返送汚泥ポンプ及び余剰汚泥ポンプに
よる汚泥量の最適制御が行えるようにすることも課題と
する。
入する汚水の状態に応じた最適な風量で送風機から反応
タンクに送風し、省エネルギ化を図って最適な曝気を行
う汚水処理方法及び汚水処理装置を提供することを課題
とし、さらには、返送汚泥ポンプ及び余剰汚泥ポンプに
よる汚泥量の最適制御が行えるようにすることも課題と
する。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の汚水処理方法は、標準活性汚泥法によ
り排水，下水等の汚水（原水）を処理する反応タンクに
流入する原水の流入量及びＢＯＤ量を計測し、このＢＯ
Ｄ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚れ
の指標値として算出し、この指標値と流入量の計測値と
の積に依存した曝気風量の目標値として算出し、この目
標値にしたがって送風機から反応タンクへの送風量を制
御する。
めに、請求項１の汚水処理方法は、標準活性汚泥法によ
り排水，下水等の汚水（原水）を処理する反応タンクに
流入する原水の流入量及びＢＯＤ量を計測し、このＢＯ
Ｄ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚れ
の指標値として算出し、この指標値と流入量の計測値と
の積に依存した曝気風量の目標値として算出し、この目
標値にしたがって送風機から反応タンクへの送風量を制
御する。
【００２４】したがって、反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量の計測値から原水の汚れの程度を示す指標値が
求まり、この指標値と原水の流入量との積により、原水
の汚れの程度と流入量とを考慮した反応タンクの曝気風
量の目標値が求まる。
ＢＯＤ量の計測値から原水の汚れの程度を示す指標値が
求まり、この指標値と原水の流入量との積により、原水
の汚れの程度と流入量とを考慮した反応タンクの曝気風
量の目標値が求まる。
【００２５】そして、この目標値にしたがって、送風機
から反応タンクへの送風量が制御されるため、原水の流
入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮した反応タン
クの最適な曝気が行われる。
から反応タンクへの送風量が制御されるため、原水の流
入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮した反応タン
クの最適な曝気が行われる。
【００２６】そのため、原水の流入量のみを考慮した従
来方法の場合のように曝気風量を必要以上に多くしなく
てよく、無駄な送風による過剰曝気を防止して省エネル
ギ化を図ることができる。
来方法の場合のように曝気風量を必要以上に多くしなく
てよく、無駄な送風による過剰曝気を防止して省エネル
ギ化を図ることができる。
【００２７】また、請求項２の汚水処理装置は、標準活
性汚泥法により排水，下水等の汚水（原水）を処理する
反応タンクと、このタンクの散気装置に送風する送風機
と、反応タンクの汚水流入口付近に設けられ，反応タン
クに流入する原水の流入量を計測する流量計と、前記汚
水流入口付近に設けられ，反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量を計測するＢＯＤセンサと、流量計及びＢＯＤ
センサの計測値を取込み，送風機から散気装置への送風
を制御する制御装置とを備え、この制御装置に、ＢＯＤ
センサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚
れの指標値として算出する手段と、この指標値と流量計
の計測値との積に依存した曝気風量の目標値を算出する
手段と、この目標値にしたがって送風機の送風量を制御
する手段とを設ける。
性汚泥法により排水，下水等の汚水（原水）を処理する
反応タンクと、このタンクの散気装置に送風する送風機
と、反応タンクの汚水流入口付近に設けられ，反応タン
クに流入する原水の流入量を計測する流量計と、前記汚
水流入口付近に設けられ，反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量を計測するＢＯＤセンサと、流量計及びＢＯＤ
センサの計測値を取込み，送風機から散気装置への送風
を制御する制御装置とを備え、この制御装置に、ＢＯＤ
センサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚
れの指標値として算出する手段と、この指標値と流量計
の計測値との積に依存した曝気風量の目標値を算出する
手段と、この目標値にしたがって送風機の送風量を制御
する手段とを設ける。
【００２８】したがって、反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量，流入量がＢＯＤセンサ，流量計により計測さ
れ、これらの計測値が制御装置に取込まれる。
ＢＯＤ量，流入量がＢＯＤセンサ，流量計により計測さ
れ、これらの計測値が制御装置に取込まれる。
【００２９】そして、この制御装置において、ＢＯＤセ
ンサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から原水の汚
れの指標値が算出されて求められ、この指標値と流量計
の計測値との積により原水の汚れの程度と流入量とを考
慮した反応タンクの曝気に必要な送風量が目標値として
求められる。
ンサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から原水の汚
れの指標値が算出されて求められ、この指標値と流量計
の計測値との積により原水の汚れの程度と流入量とを考
慮した反応タンクの曝気に必要な送風量が目標値として
求められる。
【００３０】さらに、この目標値にしたがって送風機か
ら反応タンクの散気装置への送風量が制御される。
ら反応タンクの散気装置への送風量が制御される。
【００３１】そのため、請求項１の汚水処理方法を実現
する具体的な汚水処理装置を提供することができる。
する具体的な汚水処理装置を提供することができる。
【００３２】つぎに、請求項３の汚水処理装置は、請求
項２の汚水処理装置において、反応タンクから後段の最
終沈殿池に沈殿した汚泥の一部を生物処理槽に戻す返送
汚泥ポンプと、汚泥の余剰量を前記最終沈殿池から引抜
いて排出する余剰汚泥ポンプと、ＢＯＤセンサの計測値
に基づき反応タンクに流入する原水の汚れの状態に応じ
て両ポンプの制御の目標値を演算し，両ポンプの運転を
送風機から反応タンクへの送風量に連系して制御する手
段とを備える。
項２の汚水処理装置において、反応タンクから後段の最
終沈殿池に沈殿した汚泥の一部を生物処理槽に戻す返送
汚泥ポンプと、汚泥の余剰量を前記最終沈殿池から引抜
いて排出する余剰汚泥ポンプと、ＢＯＤセンサの計測値
に基づき反応タンクに流入する原水の汚れの状態に応じ
て両ポンプの制御の目標値を演算し，両ポンプの運転を
送風機から反応タンクへの送風量に連系して制御する手
段とを備える。
【００３３】したがって、返送汚泥ポンプ，余剰汚泥ポ
ンプの運転が送風機の送風量に連系して制御され、返送
汚泥，余剰汚泥の処理の制御が反応タンクに流入する原
水の汚れの状態（程度）に応じた最適な制御になり、よ
り一層効果的な汚水処理が行える。
ンプの運転が送風機の送風量に連系して制御され、返送
汚泥，余剰汚泥の処理の制御が反応タンクに流入する原
水の汚れの状態（程度）に応じた最適な制御になり、よ
り一層効果的な汚水処理が行える。
【００３４】そして、反応タンクに流入する原水の汚れ
の状態が時々刻々変化することから、送風機及び返送汚
泥ポンプ，余剰汚泥ポンプの運転を時々刻々のＢＯＤセ
ンサの計測値に基づき、リアルタイムに同時にオンライ
ン制御することが好ましい。
の状態が時々刻々変化することから、送風機及び返送汚
泥ポンプ，余剰汚泥ポンプの運転を時々刻々のＢＯＤセ
ンサの計測値に基づき、リアルタイムに同時にオンライ
ン制御することが好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態について、
図１及び図２を参照して説明する。図１において、図３
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、最初沈
殿池の原水が流入する反応タンク２の汚水流入口付近に
流量計１及びＢＯＤセンサ１４が設けられ、流量計１は
反応タンク２に流入する原水の流入量を計測し、ＢＯＤ
セン１４は反応タンク２に流入する原水のＢＯＤ値を計
測する。
図１及び図２を参照して説明する。図１において、図３
と同一符号は同一もしくは相当するものを示し、最初沈
殿池の原水が流入する反応タンク２の汚水流入口付近に
流量計１及びＢＯＤセンサ１４が設けられ、流量計１は
反応タンク２に流入する原水の流入量を計測し、ＢＯＤ
セン１４は反応タンク２に流入する原水のＢＯＤ値を計
測する。
【００３６】そして、流量計１の流入量及びＢＯＤセン
サ１４のＢＯＤ量の時々刻々の計測値の信号は、例えば
下水処理場の電気室に設けられたコンピュータ構成の制
御装置１５の演算部１６に取込まれる。
サ１４のＢＯＤ量の時々刻々の計測値の信号は、例えば
下水処理場の電気室に設けられたコンピュータ構成の制
御装置１５の演算部１６に取込まれる。
【００３７】この演算部１６は流量計１の流入量，ＢＯ
Ｄセンサ１４のＢＯＤ量の計測値の信号の他、光学式の
ＭＬＳＳ（Mixed Liquor Suspended Solid）計１７によ
り計測された反応タンク２の活性汚泥濃度の計測値の信
号や流入ケルダール性窒素，流入硝酸態窒素，余剰汚泥
濃度，ＤＯ値，水温等の反応タンク２の各種のプロセス
量の計測値の信号も必要に応じて取込む。
Ｄセンサ１４のＢＯＤ量の計測値の信号の他、光学式の
ＭＬＳＳ（Mixed Liquor Suspended Solid）計１７によ
り計測された反応タンク２の活性汚泥濃度の計測値の信
号や流入ケルダール性窒素，流入硝酸態窒素，余剰汚泥
濃度，ＤＯ値，水温等の反応タンク２の各種のプロセス
量の計測値の信号も必要に応じて取込む。
【００３８】そして、演算部１６はソフトウェア処理に
より、つぎの（ｉ），〜（iii） の手段を備える。
より、つぎの（ｉ），〜（iii） の手段を備える。
【００３９】（ｉ）ＢＯＤセンサ１４の計測値と目標処
理水ＢＯＤ値との差から反応タンク２に流入する原水の
汚れの指標値を算出する手段 （ii）算出した汚れの指標値と流量計１４の計測値との
積に依存した反応タンク２の曝気風量の目標値を算出す
る手段 （iii） ＢＯＤセンサ１４の計測値に基づく補正を加え
て返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２それぞれの
運転制御の目標値を算出する手段
理水ＢＯＤ値との差から反応タンク２に流入する原水の
汚れの指標値を算出する手段 （ii）算出した汚れの指標値と流量計１４の計測値との
積に依存した反応タンク２の曝気風量の目標値を算出す
る手段 （iii） ＢＯＤセンサ１４の計測値に基づく補正を加え
て返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２それぞれの
運転制御の目標値を算出する手段
【００４０】すなわち、この実施の形態にあっては、送
風機５の送風量を反応タンク２に流入する原水の時々刻
々の汚れの指標値と流入量との積にしたがってオンライ
ン制御し、さらに、ポンプ１０，１２の運転を送風機５
の送風量の制御に連系して制御するため、流量計１，Ｂ
ＯＤセンサ１４の計測結果を用いて、送風機５及びポン
プ１０，１２の運転制御の目標値をリアルタイムに同時
に演算して決定することをくり返す。
風機５の送風量を反応タンク２に流入する原水の時々刻
々の汚れの指標値と流入量との積にしたがってオンライ
ン制御し、さらに、ポンプ１０，１２の運転を送風機５
の送風量の制御に連系して制御するため、流量計１，Ｂ
ＯＤセンサ１４の計測結果を用いて、送風機５及びポン
プ１０，１２の運転制御の目標値をリアルタイムに同時
に演算して決定することをくり返す。
【００４１】つぎに、演算部１６による各目標値の演算
について説明する。まず、送風機５の曝気風量の目標値
の演算について説明する。反応タンク２内の活性汚泥の
最適な曝気風量が反応タンク２に流入する汚水の汚れの
程度と流入量とに依存することから、送風機５の運転制
御の目標値としての目標風量（設定風量）をＧs *〔Ｎｍ
3／ｈ〕とすると、この目標風量Ｇs * をつぎの数１の式
によって算出する。なお、Ｎはノルマル，ｈは時間であ
る（以下同じ）。
について説明する。まず、送風機５の曝気風量の目標値
の演算について説明する。反応タンク２内の活性汚泥の
最適な曝気風量が反応タンク２に流入する汚水の汚れの
程度と流入量とに依存することから、送風機５の運転制
御の目標値としての目標風量（設定風量）をＧs *〔Ｎｍ
3／ｈ〕とすると、この目標風量Ｇs * をつぎの数１の式
によって算出する。なお、Ｎはノルマル，ｈは時間であ
る（以下同じ）。
【００４２】
【数１】Ｇs *＝ａ・（Ｓ−Ｓ*）・Ｑi＋ｂ・Ｑi＋ｃ
【００４３】この数１の式において、ＳはＢＯＤセンサ
１４の計測値（計測流入ＢＯＤ値）〔mgＢＯＤ／Ｌ〕、
Ｓ* は予め設定されたＢＯＤ量の基準値（目標処理水Ｂ
ＯＤ値）〔mgＢＯＤ／Ｌ〕、Ｑiは流量計１の計測値
（計測流入量）〔ｍ3／ｈ〕である。なお、mgはミリグ
ラム、Ｌはリットルである（以下同じ）。
１４の計測値（計測流入ＢＯＤ値）〔mgＢＯＤ／Ｌ〕、
Ｓ* は予め設定されたＢＯＤ量の基準値（目標処理水Ｂ
ＯＤ値）〔mgＢＯＤ／Ｌ〕、Ｑiは流量計１の計測値
（計測流入量）〔ｍ3／ｈ〕である。なお、mgはミリグ
ラム、Ｌはリットルである（以下同じ）。
【００４４】また、式中のａ，ｂ，ｃはそれぞれ係数で
あり、具体的には、係数ａはａ＝Ａ・αoのＢＯＤ除去
の係数を示し、Ａは除去ＢＯＤ当りに必要な酸素量〔ｇ
Ｏ2／ｇＢＯＤ〕であり、αo は風量に変換するための
係数（風量変換係数）であり、ｇはグラムである（以下
同じ）。
あり、具体的には、係数ａはａ＝Ａ・αoのＢＯＤ除去
の係数を示し、Ａは除去ＢＯＤ当りに必要な酸素量〔ｇ
Ｏ2／ｇＢＯＤ〕であり、αo は風量に変換するための
係数（風量変換係数）であり、ｇはグラムである（以下
同じ）。
【００４５】係数ｂは脱窒及び硝化の係数であり、ｂ＝
βc・（ＫＮin−ＫＮout *）−γc・（ＤＮin−Ｄ
Ｎout *）＋δcであり、βcは硝化の係数、ＫＮinは流入
ケルダール性窒素の計測値〔mgＮ／Ｌ〕、ＫＮout *は流
出ケルダール性窒素の設定値〔mgＮ／Ｌ〕、γc は脱窒
の係数、ＤＮinは流入硝酸態窒素の計測値〔mgＮ／
Ｌ〕、ＤＮout *は流出硝酸態窒素の設定値〔mgＮ／
Ｌ〕、δcはδc＝ＤＯ*・αoの流出ＤＯの係数であり、
ＤＯ*は反応タンク２の流出ＤＯの設定値〔mgＯ2／Ｌ〕
である。
βc・（ＫＮin−ＫＮout *）−γc・（ＤＮin−Ｄ
Ｎout *）＋δcであり、βcは硝化の係数、ＫＮinは流入
ケルダール性窒素の計測値〔mgＮ／Ｌ〕、ＫＮout *は流
出ケルダール性窒素の設定値〔mgＮ／Ｌ〕、γc は脱窒
の係数、ＤＮinは流入硝酸態窒素の計測値〔mgＮ／
Ｌ〕、ＤＮout *は流出硝酸態窒素の設定値〔mgＮ／
Ｌ〕、δcはδc＝ＤＯ*・αoの流出ＤＯの係数であり、
ＤＯ*は反応タンク２の流出ＤＯの設定値〔mgＯ2／Ｌ〕
である。
【００４６】そして、数１の式の第１項は反応タンク２
に流入する原水の汚れの程度と流入量との積であり、流
入する汚水の処理に必要な送風量を示し、第２項は硝化
と反応タンク２の処理水の溶存酸素量維持に必要な送風
量を示し、第３項はＭＬＳＳ計１７の計測値等に基づく
反応タンク２の活性汚泥の内生呼吸に必要な送風量を示
し、数１の式により反応タンク２に流入する汚水の汚れ
の程度及び流入量を考慮した送風機５の最適な送風量の
目標値が求まる。
に流入する原水の汚れの程度と流入量との積であり、流
入する汚水の処理に必要な送風量を示し、第２項は硝化
と反応タンク２の処理水の溶存酸素量維持に必要な送風
量を示し、第３項はＭＬＳＳ計１７の計測値等に基づく
反応タンク２の活性汚泥の内生呼吸に必要な送風量を示
し、数１の式により反応タンク２に流入する汚水の汚れ
の程度及び流入量を考慮した送風機５の最適な送風量の
目標値が求まる。
【００４７】つぎに、返送汚泥ポンプ１０の制御の目標
値の演算について説明する。返送汚泥ポンプ１０により
最終沈殿池３から反応タンク２に返送する最適な汚泥量
が、反応タンク２に流入する原水の状態によって変化
し、送風機５の風量と関連を有することから、返送汚泥
ポンプ１０の汚泥の目標返送量（設定返送量）をＱ
r *〔ｍ3／ｈ〕とすると、この目標返送量Ｑr * をつぎの
数２の式によって算出する。
値の演算について説明する。返送汚泥ポンプ１０により
最終沈殿池３から反応タンク２に返送する最適な汚泥量
が、反応タンク２に流入する原水の状態によって変化
し、送風機５の風量と関連を有することから、返送汚泥
ポンプ１０の汚泥の目標返送量（設定返送量）をＱ
r *〔ｍ3／ｈ〕とすると、この目標返送量Ｑr * をつぎの
数２の式によって算出する。
【００４８】
【数２】Ｑr *＝｛１／（Ｘr／ＸA *−１）｝・Ｑi＝｛１
／（Ｘr／ｄ・（Ｓ−Ｓ*）−１）｝・Ｑｉ
／（Ｘr／ｄ・（Ｓ−Ｓ*）−１）｝・Ｑｉ
【００４９】この数２の式において、Ｘr は流量計１１
の計測値（計測返送汚泥量）に基づくポンプ１０の返送
汚泥濃度の計測値〔mgＳＳ／Ｌ〕であり、ＸA *は反応タ
ンク２の活性汚泥濃度の目標値〔mgＳＳ／Ｌ〕である。
の計測値（計測返送汚泥量）に基づくポンプ１０の返送
汚泥濃度の計測値〔mgＳＳ／Ｌ〕であり、ＸA *は反応タ
ンク２の活性汚泥濃度の目標値〔mgＳＳ／Ｌ〕である。
【００５０】また、ｄはｄ＝（１＋Ｋs／Ｓ*）／ｋ・θ
の係数であり、Ｋs は基質摂取の半飽和定数〔mgＢＯＤ
／Ｌ〕、ｋは最大基質利用速度〔１／ｈ〕、θはθ＝Ｖ
／Ｑ i で示される反応タンク２のＨＲＴ〔ｈ〕であり、
Ｖは反応タンク２の容量〔ｍ 3〕 である。
の係数であり、Ｋs は基質摂取の半飽和定数〔mgＢＯＤ
／Ｌ〕、ｋは最大基質利用速度〔１／ｈ〕、θはθ＝Ｖ
／Ｑ i で示される反応タンク２のＨＲＴ〔ｈ〕であり、
Ｖは反応タンク２の容量〔ｍ 3〕 である。
【００５１】そして、目標値ＸA *が反応タンク２に流入
する原水の汚れの程度と流入量との積にしたがって変化
し、反応タンク２に流入する原水の汚れの程度に応じて
補正されることから、数２の式により原水の汚れの程度
を考慮し、送風機５から反応タンク２への送風量と連系
した最適な返送汚泥量の目標値が算出される。
する原水の汚れの程度と流入量との積にしたがって変化
し、反応タンク２に流入する原水の汚れの程度に応じて
補正されることから、数２の式により原水の汚れの程度
を考慮し、送風機５から反応タンク２への送風量と連系
した最適な返送汚泥量の目標値が算出される。
【００５２】つぎに、余剰汚泥ポンプ１２の制御の目標
値の演算について説明する。最終沈殿池３から引抜いて
排出する余剰汚泥量は、返送汚泥量及び最終沈殿池３か
ら放流する処理水のＢＯＤ値の制限によって定まること
から、余剰汚泥ポンプ１２の制御の目標値としての余剰
汚泥引抜量（目標引抜量）をＭw *〔ｇ／ｈ〕とすると、
この目標引抜量Ｍw *をつぎの数３の式によって算出す
る。
値の演算について説明する。最終沈殿池３から引抜いて
排出する余剰汚泥量は、返送汚泥量及び最終沈殿池３か
ら放流する処理水のＢＯＤ値の制限によって定まること
から、余剰汚泥ポンプ１２の制御の目標値としての余剰
汚泥引抜量（目標引抜量）をＭw *〔ｇ／ｈ〕とすると、
この目標引抜量Ｍw *をつぎの数３の式によって算出す
る。
【００５３】
【数３】Ｍw *＝Ｖ・Ｘav／θ*−Ｑiav・Ｘε＝Ｖ・Ｘav
／〔１／｛ｅ・Ｓ*／（ｆ＋Ｓ*）−ｇ｝〕−Ｑiav・Ｘ
ε
／〔１／｛ｅ・Ｓ*／（ｆ＋Ｓ*）−ｇ｝〕−Ｑiav・Ｘ
ε
【００５４】この数３の式において、ＸavはＭＬＳＳ計
１７の計測値の例えば５日間の平均値〔mgＳＳ／Ｌ〕、
θ*は汚泥の系内滞留時間ＳＲＴ〔ｈ〕、Ｑiavは反応タ
ンク２の原水流入量の例えば５日間の平均値〔ｍ3 ／
ｈ〕、Ｘεは最終沈殿池３から放流される処理水に含む
ことが許される浮遊物質（ＳＳ）の設定量〔mgＳＳ／
Ｌ〕である。
１７の計測値の例えば５日間の平均値〔mgＳＳ／Ｌ〕、
θ*は汚泥の系内滞留時間ＳＲＴ〔ｈ〕、Ｑiavは反応タ
ンク２の原水流入量の例えば５日間の平均値〔ｍ3 ／
ｈ〕、Ｘεは最終沈殿池３から放流される処理水に含む
ことが許される浮遊物質（ＳＳ）の設定量〔mgＳＳ／
Ｌ〕である。
【００５５】また、同式中のｅ，ｆ，ｇはそれぞれ係数
であり、具体的には、係数ｅは汚泥収率Ｙ〔mgＳＳ／mg
ＢＯＤ〕と最大基質利用速度ｋ〔１／ｈ〕との積Ｙ・ｋ
であり、ｆは基質摂取の半飽和定数Ｋs 〔mgＢＯＤ／
Ｌ〕であり、ｇは自己分解係数ｋd〔１／ｈ〕である。
であり、具体的には、係数ｅは汚泥収率Ｙ〔mgＳＳ／mg
ＢＯＤ〕と最大基質利用速度ｋ〔１／ｈ〕との積Ｙ・ｋ
であり、ｆは基質摂取の半飽和定数Ｋs 〔mgＢＯＤ／
Ｌ〕であり、ｇは自己分解係数ｋd〔１／ｈ〕である。
【００５６】ところで、前記の各目標値の演算は、流量
計１，ＢＯＤセンサ１４の最新の計測結果に基づき、例
えば１〜３０分の設定された制御周期毎にリアルタイム
に同時に実行され、反応タンク２に流入する原水の時々
刻々の変化に応じて更新される。
計１，ＢＯＤセンサ１４の最新の計測結果に基づき、例
えば１〜３０分の設定された制御周期毎にリアルタイム
に同時に実行され、反応タンク２に流入する原水の時々
刻々の変化に応じて更新される。
【００５７】また、前記数１〜数３の式の係数ａ〜ｇに
おいて、反応タンク２に流入する原水の状態等によって
変化しない制御パラメータ，すなわち酸素量Ａ，係数α
o ，βc，γc，δc，ｋd，定数Ｋs ，反応速度ｋ，汚泥
収率Ｙ等については、例えばニュートラルネットワーク
等を用いたパラメータ決定演算により、過去の実績等を
考慮して任意の時に人の操作により最適値に決定され
る。
おいて、反応タンク２に流入する原水の状態等によって
変化しない制御パラメータ，すなわち酸素量Ａ，係数α
o ，βc，γc，δc，ｋd，定数Ｋs ，反応速度ｋ，汚泥
収率Ｙ等については、例えばニュートラルネットワーク
等を用いたパラメータ決定演算により、過去の実績等を
考慮して任意の時に人の操作により最適値に決定され
る。
【００５８】そして、目標風量Ｇs *，目標返送量Ｑr *，
目標引抜量Ｍw *が制御の目標値ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３
として制御装置１５のＰＩＤコントローラ１８，１９，
２０に供給される。
目標引抜量Ｍw *が制御の目標値ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３
として制御装置１５のＰＩＤコントローラ１８，１９，
２０に供給される。
【００５９】このとき、ＰＩＤコントローラ１８は風量
計６の計測値をＰＶ１とし、計測値ＰＶ１が目標値ＳＶ
１に維持されるように送風機５の送風量制御の操作量Ｍ
Ｖ１を設定し、送風機５から散気装置４に供給する風量
を目標風量Ｇs *に制御し、送風機５から反応タンク２へ
の曝気用の送風量を反応タンク２に流入する原水の質と
流入量との積に基づき、原水の流入量だけでなく、その
汚れの程度をも考慮した最適送量に制御する。
計６の計測値をＰＶ１とし、計測値ＰＶ１が目標値ＳＶ
１に維持されるように送風機５の送風量制御の操作量Ｍ
Ｖ１を設定し、送風機５から散気装置４に供給する風量
を目標風量Ｇs *に制御し、送風機５から反応タンク２へ
の曝気用の送風量を反応タンク２に流入する原水の質と
流入量との積に基づき、原水の流入量だけでなく、その
汚れの程度をも考慮した最適送量に制御する。
【００６０】したがって、目標風量Ｇs *を従来制御の目
標値のように必要以上に大きく設定する必要がなく、無
駄な送風による過剰曝気を防止して省エネルギ化を図る
ことができる。
標値のように必要以上に大きく設定する必要がなく、無
駄な送風による過剰曝気を防止して省エネルギ化を図る
ことができる。
【００６１】また、ＰＩＤコントローラ１９，２０は流
量計１１，１３の計測値をＰＶ２，ＰＶ３とし、計測値
ＰＶ２，ＰＶ３が目標値ＳＶ２，ＳＶ３に維持されるよ
うにポンプ１０，１２の運転の操作量ＭＶ２，ＭＶ３を
設定し、ポンプ１０による返送汚泥量，ポンプ１２によ
る引抜汚泥量を目標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw *に制御
する。
量計１１，１３の計測値をＰＶ２，ＰＶ３とし、計測値
ＰＶ２，ＰＶ３が目標値ＳＶ２，ＳＶ３に維持されるよ
うにポンプ１０，１２の運転の操作量ＭＶ２，ＭＶ３を
設定し、ポンプ１０による返送汚泥量，ポンプ１２によ
る引抜汚泥量を目標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw *に制御
する。
【００６２】そして、目標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw *
が反応タンク２に流入する原水の汚れの質を考慮して設
定され、反応タンク２に流入する原水の汚れの質，流入
量により、送風機５の送風量だけでなく、ポンプ１０の
返送汚泥量，ポンプ１２の引抜汚泥量が定まることか
ら、送風機５の送風量に連系してポンプ１０，１２が運
転され、返送汚泥量，引抜汚泥量についてもそれぞれ最
適量に制御することができる。
が反応タンク２に流入する原水の汚れの質を考慮して設
定され、反応タンク２に流入する原水の汚れの質，流入
量により、送風機５の送風量だけでなく、ポンプ１０の
返送汚泥量，ポンプ１２の引抜汚泥量が定まることか
ら、送風機５の送風量に連系してポンプ１０，１２が運
転され、返送汚泥量，引抜汚泥量についてもそれぞれ最
適量に制御することができる。
【００６３】そのため、最終沈殿池３から放流される処
理水の水質が反応タンク２に流入する原水の状態によら
ず、極めて安定して目標水質に保たれ、省エネルギ化を
図って水質基準を遵守した効率的で優れた汚水処理を実
現できる。
理水の水質が反応タンク２に流入する原水の状態によら
ず、極めて安定して目標水質に保たれ、省エネルギ化を
図って水質基準を遵守した効率的で優れた汚水処理を実
現できる。
【００６４】そして、図１の本発明の汚水処理に基づい
て最終沈殿池３から放流される処理水と、図３の従来の
汚水処理に基づいて最終沈殿池３から放流される処理水
とにつき、ＢＯＤ量の経時変化を特徴的に示すと、図２
のようになる。
て最終沈殿池３から放流される処理水と、図３の従来の
汚水処理に基づいて最終沈殿池３から放流される処理水
とにつき、ＢＯＤ量の経時変化を特徴的に示すと、図２
のようになる。
【００６５】図２において、実線は本発明の処理水の
ＢＯＤ量の変化（ＢＯＤ変化）を示し、実線は従来の
処理水のＢＯＤ量の変化（ＢＯＤ変化）を示す。
ＢＯＤ量の変化（ＢＯＤ変化）を示し、実線は従来の
処理水のＢＯＤ量の変化（ＢＯＤ変化）を示す。
【００６６】また、図中の実線イは本発明の制御の目標
水質を示し、実線ロは従来の制御の目標水質を示す。
水質を示し、実線ロは従来の制御の目標水質を示す。
【００６７】そして、図２からも明らかなように、従来
の汚水処理にあっては、反応タンク２に流入する原水の
汚れの程度を考慮しないため、原水の汚れの程度及び流
入量の変化による処理水の水質変化が大きく、水質基準
に適合するようにその制御の目標水質を実線ロのように
予め高く（ＢＯＤ量としては低く）設定（結果的に反応
タンク２を過剰曝気状態に）する必要があるが、本発明
の汚水処理にあっては、反応タンク２に流入する原水の
汚れの程度も考慮して制御し、しかも、その制御をリア
ルタイムに行うため、原水の汚れの程度及び流入量の変
化に対する処理水の水質変化が小さく、その制御の目標
水質を実線イのように従来より低く（ＢＯＤ値としては
高く）設定して反応タンク２の過剰曝気を抑えるように
しても、処理水は水質基準を十分に満足する。
の汚水処理にあっては、反応タンク２に流入する原水の
汚れの程度を考慮しないため、原水の汚れの程度及び流
入量の変化による処理水の水質変化が大きく、水質基準
に適合するようにその制御の目標水質を実線ロのように
予め高く（ＢＯＤ量としては低く）設定（結果的に反応
タンク２を過剰曝気状態に）する必要があるが、本発明
の汚水処理にあっては、反応タンク２に流入する原水の
汚れの程度も考慮して制御し、しかも、その制御をリア
ルタイムに行うため、原水の汚れの程度及び流入量の変
化に対する処理水の水質変化が小さく、その制御の目標
水質を実線イのように従来より低く（ＢＯＤ値としては
高く）設定して反応タンク２の過剰曝気を抑えるように
しても、処理水は水質基準を十分に満足する。
【００６８】ところで、この種汚水処理にあっては、送
風機５の運転エネルギが極めて大きいことから、省エネ
ルギ化に最も寄与するのは送風機５の運転エネルギの低
減である。
風機５の運転エネルギが極めて大きいことから、省エネ
ルギ化に最も寄与するのは送風機５の運転エネルギの低
減である。
【００６９】したがって、最も簡単には演算部１６によ
り目標風量Ｇs *のみを算出し、この目標風量Ｇs *により
送風機５の送風量のみを反応タンク２に流入する原水の
汚れの程度及び流入量を考慮して制御してもよい。
り目標風量Ｇs *のみを算出し、この目標風量Ｇs *により
送風機５の送風量のみを反応タンク２に流入する原水の
汚れの程度及び流入量を考慮して制御してもよい。
【００７０】また、演算部１６による目標風量Ｇs *，目
標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw *の演算式や演算手法が前
記実施の形態と異なっていてもよく、例えば数１〜数３
の各式の係数の決定を、ニュートラルネットワーク等を
用いたパラメータ決定演算でなく、適当な代数式による
数値演算で行うようにしてもよい。
標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw *の演算式や演算手法が前
記実施の形態と異なっていてもよく、例えば数１〜数３
の各式の係数の決定を、ニュートラルネットワーク等を
用いたパラメータ決定演算でなく、適当な代数式による
数値演算で行うようにしてもよい。
【００７１】さらに、送風機５，ポンプ１０、１２は、
それぞれ１台又は複数台であってよいのは勿論である。
そして、標準活性汚泥法の種々の汚水処理に適用するこ
とができる。
それぞれ１台又は複数台であってよいのは勿論である。
そして、標準活性汚泥法の種々の汚水処理に適用するこ
とができる。
【００７２】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項１の場合は、生物処理槽（反応タンク
２）に流入する汚水（原水）のＢＯＤ量の計測値から原
水の汚れの程度を示す指標値が算出され、この指標値と
原水の流入量との積により、原水の汚れの程度と流入量
とを考慮した反応タンク２の曝気に必要な送風量の目標
値を求めることができる。
る。まず、請求項１の場合は、生物処理槽（反応タンク
２）に流入する汚水（原水）のＢＯＤ量の計測値から原
水の汚れの程度を示す指標値が算出され、この指標値と
原水の流入量との積により、原水の汚れの程度と流入量
とを考慮した反応タンク２の曝気に必要な送風量の目標
値を求めることができる。
【００７３】そして、この目標値にしたがって、送風機
５から反応タンク２への送風量が制御されるため、原水
の流入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮した反応
タンク２の最適な曝気を行うことができる。
５から反応タンク２への送風量が制御されるため、原水
の流入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮した反応
タンク２の最適な曝気を行うことができる。
【００７４】そのため、原水の流入量のみを考慮した従
来処理法の場合のように曝気風量を必要以上に多くしな
くてよく、無駄な送風による過剰曝気を防止し、省エネ
ルギ化を図って効果的な汚水処理を行うことができる。
来処理法の場合のように曝気風量を必要以上に多くしな
くてよく、無駄な送風による過剰曝気を防止し、省エネ
ルギ化を図って効果的な汚水処理を行うことができる。
【００７５】つぎに、請求項２の場合は、反応タンクに
流入する原水のＢＯＤ量，流入量がＢＯＤセンサ１４，
流量計１により計測され、これらの計測値が制御装置１
５に取込まれる。
流入する原水のＢＯＤ量，流入量がＢＯＤセンサ１４，
流量計１により計測され、これらの計測値が制御装置１
５に取込まれる。
【００７６】そして、この制御装置１５において、ＢＯ
Ｄセンサ１４の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から
原水の汚れの指標値が算出されて求められ、この指標値
と流量計１の計測値とにより原水の汚れの程度と流入量
とを考慮した反応タンク２の曝気に必要な送風量を目標
値として求めることができる。
Ｄセンサ１４の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から
原水の汚れの指標値が算出されて求められ、この指標値
と流量計１の計測値とにより原水の汚れの程度と流入量
とを考慮した反応タンク２の曝気に必要な送風量を目標
値として求めることができる。
【００７７】さらに、この目標値にしたがって送風機５
から反応タンク２の散気装置４への送風量を制御するこ
とができる。
から反応タンク２の散気装置４への送風量を制御するこ
とができる。
【００７８】したがって、請求項１の汚水処理方法に基
づく汚水処理を実施する具体的な汚水処理装置を提供す
ることができる。
づく汚水処理を実施する具体的な汚水処理装置を提供す
ることができる。
【００７９】つぎに、請求項３の場合は、返送汚泥ポン
プ１０，余剰汚泥ポンプ１２の運転を送風機５の送風量
に連系して制御することができ、返送汚泥，余剰汚泥の
処理の制御を反応タンク２に流入する原水の汚れの状態
（程度）に応じた最適な制御にすることができ、請求項
２の場合より一層効果的な汚水処理を行うことができる
汚水処理装置を提供することができる。
プ１０，余剰汚泥ポンプ１２の運転を送風機５の送風量
に連系して制御することができ、返送汚泥，余剰汚泥の
処理の制御を反応タンク２に流入する原水の汚れの状態
（程度）に応じた最適な制御にすることができ、請求項
２の場合より一層効果的な汚水処理を行うことができる
汚水処理装置を提供することができる。
【００８０】つぎに、請求項４の場合は、送風機５及び
返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２の運転を時々
刻々のＢＯＤセンサ１４の計測値に基づき、リアルタイ
ムに同時にオンライン制御することにより、反応タンク
２に流入する原水の汚水の変化に対して処理水の水質が
極めて安定になり、省エネルギ化を図って効果的かつ安
定に汚水処理を行うことができる実用的な汚水処理装置
を提供することができる。
返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２の運転を時々
刻々のＢＯＤセンサ１４の計測値に基づき、リアルタイ
ムに同時にオンライン制御することにより、反応タンク
２に流入する原水の汚水の変化に対して処理水の水質が
極めて安定になり、省エネルギ化を図って効果的かつ安
定に汚水処理を行うことができる実用的な汚水処理装置
を提供することができる。
【図１】本発明の実施の１形態の装置構成を示したブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】処理水のＢＯＤ量の変化例を示した特性図であ
る。
る。
【図３】従来例の装置構成を示したブロック図である。
１,１１,１３ 流量計 ２ 生物処理槽（反応タンク） ３ 最終沈殿池 ５ 送風機 １０ 返送汚泥ポンプ １２ 余剰汚泥ポンプ １４ ＢＯＤセンサ １５ 制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月６日（２０００．３．６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の汚水処理方法は、標準活性汚泥法によ
り排水，下水等の汚水（原水）を処理する反応タンクに
流入する原水の流入量及びＢＯＤ量を計測し、このＢＯ
Ｄ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚れ
の指標値として算出し、前記指標値と前記流入量の計測
値との積により反応タンクに流入する原水の処理に必要
な送風量を求め、脱窒及び硝化の係数と前記流入量の計
測値との積により硝化及び反応タンクの溶存酸素量維持
に必要な送風量を求め、両積を加算して曝気風量の目標
値としての目標風量を算出し、この目標風量にしたがっ
て送風機から反応タンクへの送風量を制御する。
めに、請求項１の汚水処理方法は、標準活性汚泥法によ
り排水，下水等の汚水（原水）を処理する反応タンクに
流入する原水の流入量及びＢＯＤ量を計測し、このＢＯ
Ｄ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚れ
の指標値として算出し、前記指標値と前記流入量の計測
値との積により反応タンクに流入する原水の処理に必要
な送風量を求め、脱窒及び硝化の係数と前記流入量の計
測値との積により硝化及び反応タンクの溶存酸素量維持
に必要な送風量を求め、両積を加算して曝気風量の目標
値としての目標風量を算出し、この目標風量にしたがっ
て送風機から反応タンクへの送風量を制御する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】したがって、反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量の計測値から原水の汚れの程度を示す指標値が
求まり、この指標値と原水の流入量との積に、脱窒及び
硝化の係数と原水の流入量との積を加算することによ
り、原水の汚れの程度と流入量とを考慮した反応タンク
の曝気風量目標値としての目標風量が求まる。
ＢＯＤ量の計測値から原水の汚れの程度を示す指標値が
求まり、この指標値と原水の流入量との積に、脱窒及び
硝化の係数と原水の流入量との積を加算することによ
り、原水の汚れの程度と流入量とを考慮した反応タンク
の曝気風量目標値としての目標風量が求まる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】そして、この目標風量にしたがって、送風
機から反応タンクへの送風量が制御されるため、原水の
流入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮した反応タ
ンクの最適な曝気が行われる。
機から反応タンクへの送風量が制御されるため、原水の
流入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮した反応タ
ンクの最適な曝気が行われる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】そのため、原水の流入量のみを考慮した従
来方法の場合のように曝気風量が必要以上に多くなら
ず、無駄な送風による過剰曝気を防止して省エネルギ化
を図ることができる。
来方法の場合のように曝気風量が必要以上に多くなら
ず、無駄な送風による過剰曝気を防止して省エネルギ化
を図ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】また、請求項２の汚水処理装置は、標準活
性汚泥法により排水，下水等の汚水（原水）を処理する
反応タンクと、このタンクの散気装置に送風する送風機
と、反応タンクの汚水流入口付近に設けられ，反応タン
クに流入する原水の流入量を計測する流量計と、前記汚
水流入口付近に設けられ，反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量を計測するＢＯＤセンサと、流量計及びＢＯＤ
センサの計測値を取込み，送風機から散気装置への送風
を制御する制御装置とを備え、この制御装置に、ＢＯＤ
センサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚
れの指標値として算出する手段と、前記指標値と流量計
の計測値との積により反応タンクに流入する原水の処理
に必要な送風量を求め，脱窒及び硝化の係数と流量計の
計測値との積により反応タンクの溶存酸素量維持に必要
な送風量を求め，両積を加算して曝気風量の目標値とし
ての目標風量を算出する手段と、この目標風量にしたが
って送風機の送風量を制御する手段とを設ける。
性汚泥法により排水，下水等の汚水（原水）を処理する
反応タンクと、このタンクの散気装置に送風する送風機
と、反応タンクの汚水流入口付近に設けられ，反応タン
クに流入する原水の流入量を計測する流量計と、前記汚
水流入口付近に設けられ，反応タンクに流入する原水の
ＢＯＤ量を計測するＢＯＤセンサと、流量計及びＢＯＤ
センサの計測値を取込み，送風機から散気装置への送風
を制御する制御装置とを備え、この制御装置に、ＢＯＤ
センサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を原水の汚
れの指標値として算出する手段と、前記指標値と流量計
の計測値との積により反応タンクに流入する原水の処理
に必要な送風量を求め，脱窒及び硝化の係数と流量計の
計測値との積により反応タンクの溶存酸素量維持に必要
な送風量を求め，両積を加算して曝気風量の目標値とし
ての目標風量を算出する手段と、この目標風量にしたが
って送風機の送風量を制御する手段とを設ける。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】そして、この制御装置において、ＢＯＤセ
ンサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から原水の汚
れの指標値が算出されて求められ、さらに、この指標値
と流量計の計測値との積に、脱窒及び硝化の係数と原水
の流入量との積が加算されて、原水の汚れの程度と流入
量とを考慮した反応タンクの曝気に必要な送風量が目標
値として求められる。
ンサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から原水の汚
れの指標値が算出されて求められ、さらに、この指標値
と流量計の計測値との積に、脱窒及び硝化の係数と原水
の流入量との積が加算されて、原水の汚れの程度と流入
量とを考慮した反応タンクの曝気に必要な送風量が目標
値として求められる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】さらに、この目標風量にしたがって送風機
から反応タンクの散気装置への送風量が制御される。
から反応タンクの散気装置への送風量が制御される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】（ｉ）ＢＯＤセンサ１４の計測値と目標処
理水ＢＯＤ値との差から反応タンク２に流入する原水の
汚れの指標値を算出する手段 （ii）算出した汚れの指標値と流量計１の計測値との積
に、脱窒及び硝化の係数と流量計１の計測値との積を加
算して反応タンク２の曝気風量の目標値としての目標風
量を算出する手段 （iii） ＢＯＤセンサ１４の計測値に基づく補正を加え
て返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２それぞれの
運転制御の目標値を算出する手段
理水ＢＯＤ値との差から反応タンク２に流入する原水の
汚れの指標値を算出する手段 （ii）算出した汚れの指標値と流量計１の計測値との積
に、脱窒及び硝化の係数と流量計１の計測値との積を加
算して反応タンク２の曝気風量の目標値としての目標風
量を算出する手段 （iii） ＢＯＤセンサ１４の計測値に基づく補正を加え
て返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２それぞれの
運転制御の目標値を算出する手段
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】すなわち、この実施の形態にあっては、送
風機５の送風量を反応タンク２に流入する原水の時々刻
々の汚れの程度及び流入量を考慮してオンライン制御
し、さらに、ポンプ１０，１２の運転を送風機５の送風
量の制御に連系して制御するため、流量計１，ＢＯＤセ
ンサ１４等の計測結果を用いて、送風機５及びポンプ１
０，１２の運転制御の目標値をリアルタイムに同時に演
算して決定することをくり返す。
風機５の送風量を反応タンク２に流入する原水の時々刻
々の汚れの程度及び流入量を考慮してオンライン制御
し、さらに、ポンプ１０，１２の運転を送風機５の送風
量の制御に連系して制御するため、流量計１，ＢＯＤセ
ンサ１４等の計測結果を用いて、送風機５及びポンプ１
０，１２の運転制御の目標値をリアルタイムに同時に演
算して決定することをくり返す。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】つぎに、演算部１６による各目標値の演算
について説明する。まず、送風機５の曝気風量の目標値
としての目標風量の演算について説明する。反応タンク
２内の活性汚泥の最適な曝気風量が反応タンク２に流入
する汚水の汚れの程度と流入量とに依存することから、
送風機５の運転制御の目標値としての目標風量（設定風
量）をＧs *〔Ｎｍ3 ／ｈ〕とすると、この目標風量Ｇs *
をつぎの数１の式によって算出する。なお、Ｎはノルマ
ル，ｈは時間である（以下同じ）。
について説明する。まず、送風機５の曝気風量の目標値
としての目標風量の演算について説明する。反応タンク
２内の活性汚泥の最適な曝気風量が反応タンク２に流入
する汚水の汚れの程度と流入量とに依存することから、
送風機５の運転制御の目標値としての目標風量（設定風
量）をＧs *〔Ｎｍ3 ／ｈ〕とすると、この目標風量Ｇs *
をつぎの数１の式によって算出する。なお、Ｎはノルマ
ル，ｈは時間である（以下同じ）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７０】また、演算部１６による目標風量Ｇs *，目
標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw * の演算手法が前記実施の
形態と異なっていてもよく、例えば数１〜数３の各式の
係数の決定を、ニュートラルネットワーク等を用いたパ
ラメータ決定演算でなく、適当な代数式による数値演算
で行うようにしてもよい。
標返送量Ｑr *，目標引抜量Ｍw * の演算手法が前記実施の
形態と異なっていてもよく、例えば数１〜数３の各式の
係数の決定を、ニュートラルネットワーク等を用いたパ
ラメータ決定演算でなく、適当な代数式による数値演算
で行うようにしてもよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７２】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項１の場合は、生物処理槽（反応タンク
２）に流入する汚水（原水）のＢＯＤ量の計測値から原
水の汚れの程度を示す指標値が算出され、この指標値と
原水の流入量の計測値との積により反応タンク２に流入
する原水の処理に必要な送風量を求め、脱窒及び硝化の
係数と原水の流入量の計測値との積により硝化及び反応
タンク２の溶存酸素量維持に必要な送風量を求め、両積
を加算して原水の汚れの程度と流入量とを考慮した反応
タンク２の曝気に必要な送風量の目標値を、目標風量と
して求めることができる。
る。まず、請求項１の場合は、生物処理槽（反応タンク
２）に流入する汚水（原水）のＢＯＤ量の計測値から原
水の汚れの程度を示す指標値が算出され、この指標値と
原水の流入量の計測値との積により反応タンク２に流入
する原水の処理に必要な送風量を求め、脱窒及び硝化の
係数と原水の流入量の計測値との積により硝化及び反応
タンク２の溶存酸素量維持に必要な送風量を求め、両積
を加算して原水の汚れの程度と流入量とを考慮した反応
タンク２の曝気に必要な送風量の目標値を、目標風量と
して求めることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７３】そして、この目標風量にしたがって、送風
機５から反応タンク２への送風量が制御されるため、原
水の流入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮して反
応タンク２の最適な曝気を行うことができる。
機５から反応タンク２への送風量が制御されるため、原
水の流入量だけでなく、その汚れの程度をも考慮して反
応タンク２の最適な曝気を行うことができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７４】その際、原水の流入量のみを考慮した従来
処理法の場合のように曝気風量が必要以上に多くなら
ず、無駄な送風による過剰曝気を防止し、省エネルギ化
を図って効果的な標準活性汚泥法の汚水処理を行うこと
ができる。
処理法の場合のように曝気風量が必要以上に多くなら
ず、無駄な送風による過剰曝気を防止し、省エネルギ化
を図って効果的な標準活性汚泥法の汚水処理を行うこと
ができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７６】そして、この制御装置１５において、ＢＯ
Ｄセンサ１４の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から
原水の汚れの指標値が算出されて求められ、この指標値
と流量計１の計測値との積に、脱窒及び硝化の係数と流
量計１の計測値との積を加算することにより原水の汚れ
の程度と流入量とを考慮した反応タンク２の曝気に必要
な送風量を目標値として求めることができる。
Ｄセンサ１４の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差から
原水の汚れの指標値が算出されて求められ、この指標値
と流量計１の計測値との積に、脱窒及び硝化の係数と流
量計１の計測値との積を加算することにより原水の汚れ
の程度と流入量とを考慮した反応タンク２の曝気に必要
な送風量を目標値として求めることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００８０】つぎに、請求項４の場合は、送風機５及び
返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２の運転を時々
刻々のＢＯＤセンサ１４の計測値に基づき、リアルタイ
ムに同時にオンライン制御することにより、反応タンク
２に流入する原水の変化に対して処理水の水質が極めて
安定になり、省エネルギ化を図って効果的かつ安定に汚
水処理を行うことができる実用的な汚水処理装置を提供
することができる。
返送汚泥ポンプ１０，余剰汚泥ポンプ１２の運転を時々
刻々のＢＯＤセンサ１４の計測値に基づき、リアルタイ
ムに同時にオンライン制御することにより、反応タンク
２に流入する原水の変化に対して処理水の水質が極めて
安定になり、省エネルギ化を図って効果的かつ安定に汚
水処理を行うことができる実用的な汚水処理装置を提供
することができる。
Claims (4)
- 【請求項１】 標準活性汚泥法により排水，下水等の汚
水を処理する生物処理槽に流入する前記汚水の流入量及
びＢＯＤ量を計測し、 前記ＢＯＤ量の計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差を前
記汚水の汚れの指標値として算出し、 前記指標値と前記流入量の計測値との積に依存した曝気
風量の目標値を算出し、 前記目標値にしたがって送風機から前記生物処理槽への
送風量を制御することを特徴とする汚水処理方法。 - 【請求項２】 標準活性汚泥法により排水，下水等の汚
水を処理する生物処理槽と、 前記生物処理槽の散気装置に送風する送風機と、 前記生物処理槽の汚水流入口付近に設けられ，前記生物
処理槽に流入する前記汚水の流入量を計測する流量計
と、 前記汚水流入口付近に設けられ，前記生物処理槽に流入
する前記汚水のＢＯＤ量を計測するＢＯＤセンサと、 前記流量計及び前記ＢＯＤセンサの計測値を取込み，送
風機から前記散気装置への送風を制御する制御装置とを
備え、 前記制御装置に、 前記ＢＯＤセンサの計測値と目標処理水ＢＯＤ値との差
を前記汚水の汚れの指標値として算出する手段と、 前記指標値と前記流量計の計測値との積に依存した曝気
風量の目標値を算出する手段と、 前記目標値にしたがって前記送風機の送風量を制御する
手段とを設けたことを特徴とする汚水処理装置。 - 【請求項３】 生物処理槽から後段の最終沈殿池に沈殿
した汚泥の一部を前記生物処理槽に戻す返送汚泥ポンプ
と、 前記汚泥の余剰量を前記最終沈殿池から引抜いて排出す
る余剰汚泥ポンプと、 ＢＯＤセンサの計測値に基づき前記生物処理槽に流入す
る汚水の汚れの状態に応じて前記両ポンプの制御の目標
値を演算し，前記両ポンプの運転を送風機から前記生物
処理槽への送風量に連系して制御する手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項２記載の汚水処理装置。 - 【請求項４】 送風機及び返送汚泥ポンプ，余剰汚泥ポ
ンプの運転を時々刻々のＢＯＤセンサの計測値に基づ
き、リアルタイムに同時にオンライン制御するようにし
たことを特徴とする請求項３記載の汚水処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14156699A JP3214489B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 汚水処理方法及び汚水処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14156699A JP3214489B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 汚水処理方法及び汚水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000325980A true JP2000325980A (ja) | 2000-11-28 |
| JP3214489B2 JP3214489B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=15294963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14156699A Expired - Fee Related JP3214489B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 汚水処理方法及び汚水処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214489B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002320989A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 生物学的水処理装置 |
| JP2006007132A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Nihon Hels Industry Corp | 汚水処理装置 |
| JP2008142626A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 曝気槽の制御方法 |
| JP2008168187A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 曝気槽の制御方法 |
| JP2010264444A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Jiangxi Jdl Environmental Protection Research Ltd | 膜生物反応器を利用するリン除去方法 |
| JP2012135717A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Water Agency Inc | 下水処理場の運転支援装置及び運転支援方法 |
| JP2012157807A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Naoyuki Suzuki | 被処理液の処理方法 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14156699A patent/JP3214489B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002320989A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 生物学的水処理装置 |
| JP4489990B2 (ja) * | 2001-04-25 | 2010-06-23 | 三菱電機株式会社 | 生物学的水処理装置 |
| JP2006007132A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Nihon Hels Industry Corp | 汚水処理装置 |
| JP4620391B2 (ja) * | 2004-06-28 | 2011-01-26 | 日本ヘルス工業株式会社 | 汚水処理装置 |
| JP2008142626A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 曝気槽の制御方法 |
| JP2008168187A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 曝気槽の制御方法 |
| JP2010264444A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Jiangxi Jdl Environmental Protection Research Ltd | 膜生物反応器を利用するリン除去方法 |
| JP2012135717A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Water Agency Inc | 下水処理場の運転支援装置及び運転支援方法 |
| JP2012157807A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Naoyuki Suzuki | 被処理液の処理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3214489B2 (ja) | 2001-10-02 |
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