JP2005199115A - 下水処理場の曝気風量制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する第1の目標値設定手段41と、アンモニア計が設置されている系列の好気槽の溶存酸素濃度計による溶存酸素濃度計測値に基づいて、アンモニア計が設置されていない他の系列の好気槽の溶存酸素濃度目標値をそれぞれ設定する第2の目標値設定手段132,232と、アンモニア計が設置されている好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算し、アンモニア計が設置されていない好気槽の曝気装置を、それぞれ溶存酸素濃度の計測値を溶存酸素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラ40,130,230とを備える。
【選択図】 図2
Description
好気槽12において、曝気装置9から供給される酸素を利用して、硝化菌はアンモニア性窒素(NH4-N)を亜硝酸性窒素(NO2-N)、硝酸性窒素(NO3-N)に酸化する。循環ポンプ14により無酸素槽11に送り込まれた亜硝酸性窒素(NO2-N)、硝酸性窒素(NO3-N)は、無酸素条件下で流入下水中の有機物を栄養源とする脱窒細菌による硝酸性呼吸あるいは亜硝酸性呼吸により、窒素ガス(N2)へと還元され、系外に除去される。
NH4 ++2O2→NO2 -+2H2O …(1)
NO2 -+1/2O2→NO3 - …(2)
となり、脱窒反応として、有機物としてメタノールが使われた場合の反応を記すと、
6NO3 -+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH- …(3)
となる。
曝気槽の前段に配置された嫌気槽10で、活性汚泥中のリン蓄積細菌は、酢酸などの有機酸を体内に蓄積し、リン酸(PO4)を放出する。この過剰放出したリン酸態のリンを曝気槽の後段に配置された好気槽12でリン蓄積細菌のリン過剰摂取作用を利用して、嫌気槽10で放出された以上のリン酸態のリンを活性汚泥に吸収させることによりリンを除去する。
下水処理場では各系列の返送ポンプ、循環ポンプ、余剰汚泥引抜ポンプ、曝気装置を適正に運転し、返送流量、循環流量、余剰汚泥引抜量、曝気風量を適正な値に管理することにより、窒素、リン及び有機物がそれぞれの放流水質の規制値を超えないように運転する必要がある。
それぞれ曝気風量目標値に従って動作する曝気装置を有する好気槽を含み、同じ処理方式の複数系列の下水処理プロセスを備える下水処理場の曝気風量制御装置において、
全ての系列に流入する下水の流量が等しくなるように制御する流量制御手段と、
複数系列のうち、いずれか1つの系列の好気槽のアンモニア性窒素濃度を計測するアンモニア計と、
複数系列の全ての系列の好気槽の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素濃度計と、
処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する第1の目標値設定手段と、
アンモニア計が設置されている系列の好気槽の溶存酸素濃度計による溶存酸素濃度計測値に基づいて、アンモニア計が設置されていない他の系列の好気槽の溶存酸素濃度目標値をそれぞれ設定する第2の目標値設定手段と、
アンモニア計が設置されている好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算し、アンモニア計が設置されていない好気槽の曝気装置を、それぞれ溶存酸素濃度の計測値を溶存酸素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラと、
を備えたことを特徴とする下水処理場の曝気風量制御装置。
それぞれ曝気風量目標値に従って動作する曝気装置を有する好気槽を含み、同じ処理方式の複数系列の下水処理プロセスを備える下水処理場の曝気風量制御装置において、
全ての系列に流入する下水の流量が等しくなるように制御する流量制御手段と、
複数系列のうち、いずれか1つの系列の好気槽のアンモニア性窒素濃度を計測するアンモニア計と、
処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する目標値設定手段と、
各系列毎に曝気装置の散気効率を入力する散気効率入力手段と
それぞれ入力された散気効率に基づいて、アンモニア計が設置されている系列の好気槽の曝気装置に対する、他の系列の好気槽の曝気装置それぞれの散気効率比を求める散気効率比演算手段と、
アンモニア計が設置されている好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラと、
コントローラで演算された曝気風量目標値に、散気効率比を乗算してアンモニア計が設置されていない好気槽の曝気装置の曝気風量目標値を演算する曝気風量演算手段と、
を備えたことを特徴とする下水処理場の曝気風量制御装置。
それぞれ曝気風量目標値に従って動作する曝気装置を有する好気槽を含み、同じ処理方式の複数系列の下水処理プロセスを備える下水処理場の曝気風量制御装置において、
系列毎に流入する下水の流量を計測する流入流量計と、
複数系列のうち、いずれか1つの系列の好気槽のアンモニア性窒素濃度を計測するアンモニア計と、
処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する目標値設定手段と、
系列毎に曝気装置の散気効率を入力する散気効率入力手段と
それぞれ入力された散気効率に基づいて、アンモニア計が設置されている1つの系列の好気槽の曝気装置に対する、他の系列の好気槽の曝気装置それぞれの散気効率比を求める散気効率比演算手段と、
アンモニア計が設置されている好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラと、
アンモニア計が設置されている好気槽を含む系列に流入する下水の流量と曝気装置の曝気風量から当該系列の空気倍率を演算する空気倍率演算手段と、
コントローラで演算された曝気風量目標値に空気倍率を乗算し、この乗算して得られた曝気風量目標値、入力された散気効率に散気効率比を乗算した値、及び、流入する下水の流量計測値に基づいて、アンモニア計が設置されていない好気槽の曝気装置の曝気風量目標値を演算する曝気風量演算手段と、
を備えたことを特徴とする下水処理場の曝気風量制御装置。
下水処理場に流入する下水の全流入量を計測する流入流量計と、
流入下水の全窒素濃度を計測する全窒素計と、
を備え、それぞれ計測された下水の全流入量及び全窒素濃度の両方もしくは、いずれか一方に基づいて、第1の目標値設定手段又は目標値設定手段が処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定することを特徴とする。
すべての系列の溶存酸素濃度をそれぞれ計測する溶存酸素濃度計と、
溶存酸素濃度の上下限値を設定し、計測された各系列の溶存酸素濃度が上下限値を逸脱しないよう曝気風量を制御するリミッタ装置と、
を備えたことを特徴とする。
Qair1(t):時刻tにおける1号曝気風量目標値(m3/min)
Qair01:1号曝気風量初期値(m3/min)
Kp:比例ゲイン(m6/g・min)
TI:積分定数(min)
△t:制御周期(min)
e(t):偏差(mg/L)
SVNH41(t):1号アンモニア性窒素濃度目標値(mg/L)
PV NH41 (t):アンモニア計計測値(mg/L)
である。
PVfO2(t):時刻tにおける1号溶存酸素濃度計フィルタリング値
PV O2 (t):時刻tにおける1号溶存酸素濃度計計測値
n:整数
である。
Qairn(t):時刻tにおけるn号曝気風量目標値(m3/min)
Qair0n:n号曝気風量初期値(m3/min)
Kp:比例ゲイン(m6/g・min)
TI:積分定数(min)
△t:制御周期(min)
e(t):偏差(mg/L)
SVO2n(t):n号溶存酸素濃度目標値(mg/L)
PV O2n (t):n号溶存酸素濃度計計測値(mg/L)(n=2、3)
である。
Qair1(t):時刻tにおける1号曝気風量目標値(m3/min)
Qair01:1号曝気風量初期値(m3/min)
Kp:比例ゲイン(m6/g・min)
TI:積分定数(min)
△t:制御周期(min)
e(t):偏差(mg/L)
SVNH41(t):1号アンモニア性窒素濃度目標値(mg/L)
PV NH41 (t):アンモニア計計測値(mg/L)
である。
C13=Kl3/Kl1 …(13)
ただし、
C12:1号2号散気効率比
C13:1号3号散気効率比
Kl1:1号曝気装置散気効率
Kl2:2号曝気装置散気効率
Kl3:3号曝気装置散気効率
である。
Qair3(t)=C13・Qair1(t) …(15)
ただし、
Qairn(t):時刻tにおけるn号曝気風量目標値(m3/min)(n=1〜3)
C12:1号2号散気効率比
C13:1号3号散気効率比
である。
Qair1(t):時刻tにおける1号曝気風量目標値(m3/min)
Qair01:1号曝気風量初期値(m3/min)
Kp:比例ゲイン(m6/g・min)
TI:積分定数(min)
△t:制御周期(min)
e(t):偏差(mg/L)
SVNH41(t):1号アンモニア性窒素濃度目標値(mg/L)
PV NH41 (t):アンモニア計計測値(mg/L)
である。
C13=Kl3/Kl1 …(19)
ただし、
C12:1号2号散気効率比
C13:1号3号散気効率比
Kl1:1号曝気装置散気効率
Kl2:2号曝気装置散気効率
Kl3:3号曝気装置散気効率
である。
ただし、
A1(t):1号空気倍率演算値
Qair1(t):時刻tにおける1号曝気風量目標値(m3/min)
Qin1(t):1号流入流量(m3/min)
である。
Qair3(t)=C13・A1(t)・Qin3(t) …(22)
ただし、
Qair2(t):時刻tにおける2号曝気風量目標値(m3/min)
Qair3(t):時刻tにおける3号曝気風量目標値(m3/min)
C12:1号2号散気効率比
C13:1号3号散気効率比
A1(t):1号空気倍率演算値
Qin2(t):時刻tにおける2号流入流量(m3/min)
Qin3(t):時刻tにおける3号流入流量(m3/min)
である。
Qair1(t):時刻tにおける1号曝気風量目標値(m3/min)
Aair1(t):1号窒素負荷倍率係数演算値(m3/g)
TN(t):全窒素計計測値(mg/L)
Qin(t):流入流量計計測値(m3/min)
Aair01:1号窒素負荷空気倍率係数初期値
Kp:比例ゲイン(m6/g2)
TI:積分定数(min)
△t:制御周期(min)
e(t):偏差(mg/L)
SVNH41(t):1号アンモニア性窒素濃度目標値(mg/L)
PV NH41 (t):アンモニア計計測値(mg/L)
である。
Q´airn(t):時刻tにおけるn号曝気風量目標出力値(m3/min)
Q´air0n:n号曝気風量初期値(m3/min)、
Qairn(t):時刻tにおけるn号曝気風量目標DOリミッタ装置入力値(m3/min)
Kp:比例ゲイン(m6/g・min)
TI:積分定数(min)
△t:制御周期(min)
e(t):偏差(mg/L)
DOmin:溶存酸素濃度下限値(mg/L)
DOmax:溶存酸素濃度上限値(mg/L)
PV O2n (t):n号溶存酸素濃度計計測値(mg/L)(n=1〜3)
である。
2 1号最初沈殿池
3 流入流量計
4 流入全窒素計
9 1号曝気装置
10 1号嫌気槽
11 1号無酸素槽
12 1号好気槽
13 1号最終沈殿池
14 1号循環ポンプ
15 1号返送ポンプ
17 1号余剰ポンプ
18 1号初沈引抜ポンプ
25 1号溶存酸素濃度計
125 2号溶存酸素濃度計
225 3号溶存酸素濃度計
26 アンモニア計
101 2号流入ポンプ
201 3号流入ポンプ
109 2号曝気装置
209 3号曝気装置
40 1号アンモニアコントローラ、
130 2号DOコントローラ
230 3号DOコントローラ
43 1号散気効率入力器
143 2号散気効率入力器
2433号散気効率入力器
144 1号2号散気効率演算部
244 1号3号散気効率演算部
46 1号空気倍率演算部
145 2号曝気風量演算部
245 3号曝気風量演算部
47 1号DOリミッタ装置
147 2号DOリミッタ装置
247 3号DOリミッタ装置
Claims (5)
- それぞれ曝気風量目標値に従って動作する曝気装置を有する好気槽を含み、同じ処理方式の複数系列の下水処理プロセスを備える下水処理場の曝気風量制御装置において、
全ての系列に流入する下水の流量が等しくなるように制御する流量制御手段と、
複数系列のうち、いずれか1つの系列の前記好気槽のアンモニア性窒素濃度を計測するアンモニア計と、
複数系列の全ての系列の前記好気槽の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素濃度計と、
処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する第1の目標値設定手段と、
アンモニア計が設置されている系列の前記好気槽の溶存酸素濃度計による溶存酸素濃度計測値に基づいて、アンモニア計が設置されていない他の系列の前記好気槽の溶存酸素濃度目標値をそれぞれ設定する第2の目標値設定手段と、
アンモニア計が設置されている前記好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算し、アンモニア計が設置されていない前記好気槽の曝気装置を、それぞれ溶存酸素濃度の計測値を溶存酸素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラと、
を備えたことを特徴とする下水処理場の曝気風量制御装置。 - それぞれ曝気風量目標値に従って動作する曝気装置を有する好気槽を含み、同じ処理方式の複数系列の下水処理プロセスを備える下水処理場の曝気風量制御装置において、
全ての系列に流入する下水の流量が等しくなるように制御する流量制御手段と、
複数系列のうち、いずれか1つの系列の前記好気槽のアンモニア性窒素濃度を計測するアンモニア計と、
処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する目標値設定手段と、
各系列毎に前記曝気装置の散気効率を入力する散気効率入力手段と
それぞれ入力された散気効率に基づいて、アンモニア計が設置されている系列の前記好気槽の曝気装置に対する、他の系列の前記好気槽の曝気装置それぞれの散気効率比を求める散気効率比演算手段と、
アンモニア計が設置されている前記好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラと、
前記コントローラで演算された曝気風量目標値に、散気効率比を乗算してアンモニア計が設置されていない前記好気槽の曝気装置の曝気風量目標値を演算する曝気風量演算手段と、
を備えたことを特徴とする下水処理場の曝気風量制御装置。 - それぞれ曝気風量目標値に従って動作する曝気装置を有する好気槽を含み、同じ処理方式の複数系列の下水処理プロセスを備える下水処理場の曝気風量制御装置において、
系列毎に流入する下水の流量を計測する流入流量計と、
複数系列のうち、いずれか1つの系列の前記好気槽のアンモニア性窒素濃度を計測するアンモニア計と、
処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定する目標値設定手段と、
系列毎に前記曝気装置の散気効率を入力する散気効率入力手段と
それぞれ入力された散気効率に基づいて、アンモニア計が設置されている1つの系列の前記好気槽の曝気装置に対する、他の系列の前記好気槽の曝気装置それぞれの散気効率比を求める散気効率比演算手段と、
アンモニア計が設置されている前記好気槽の曝気装置を、アンモニア性窒素濃度の計測値をアンモニア性窒素濃度目標値に近づける曝気風量目標値を演算するコントローラと、
アンモニア計が設置されている前記好気槽を含む系列に流入する下水の流量と前記曝気装置の曝気風量から当該系列の空気倍率を演算する空気倍率演算手段と、
前記コントローラで演算された曝気風量目標値に空気倍率を乗算し、この乗算して得られた曝気風量目標値、入力された散気効率に散気効率比を乗算した値、及び、流入する下水の流量計測値に基づいて、アンモニア計が設置されていない前記好気槽の曝気装置の曝気風量目標値を演算する曝気風量演算手段と、
を備えたことを特徴とする下水処理場の曝気風量制御装置。 - 下水処理場に流入する下水の全流入量を計測する流入流量計と、
流入下水の全窒素濃度を計測する全窒素計と、
を備え、それぞれ計測された下水の全流入量及び全窒素濃度の両方もしくは、いずれか一方に基づいて、前記第1の目標値設定手段又は目標値設定手段が処理水のアンモニア性窒素濃度目標値を設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の下水処理場の曝気風量制御装置。 - すべての系列の溶存酸素濃度をそれぞれ計測する溶存酸素濃度計と、
溶存酸素濃度の上下限値を設定し、計測された各系列の溶存酸素濃度が上下限値を逸脱しないよう曝気風量を制御するリミッタ装置と、
を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の下水処理場の曝気風量制御装置。
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