JP2006500214A - 廃水処理プロセスの制御 - Google Patents
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Abstract
Description
世界中で適用される全ての国際条約及び国内法により、ダビッドT.レドモン(David T. Redmon)、トーマスE.ジェンキンス(Thomas E. Jenkins)、ラン・トリロ・フォックス(lan Trillo Fox)、ジュアン・ド・ジオス・トリロ・モンソリゥ(Juan De Dios Trillo Monsoriu)、及びチモシーD.ヒルガルト(Timothy D. Hilgart)の名前で、夫々2002年9月24日及び2003年6月18日に出願された「廃水処理プロセスの制御」(CONTROLLING WASTEWATER TREATMENTPROCESSES)と題する米国特許仮出願Serial No.60/412,817及び60/479,150(弁理士文書番号3085.004)の主題に関して、国際優先権及び国内優先権の権利を主張するものである。
本発明は、この必要性を種々のやり方で満たすものである。それは方法及び装置の両方を含む。それらの中には、生物学的廃水処理プロセスを制御する方法及び生物学的廃水処理プロセスを制御するための制御システム装置がある。これらは、機器、工程、及び条件の数多くの異なった組合せを含み、それらの各々が、我々が発明したことの特定の態様を表している。
本発明の或る態様では、エアレーション・システムの酸素消費量及び性能パラメーターを測定する。これは、必要な制御される変数(例えば、空気流量)を、酸素消費量及び設備性能に基づいて予測することができる場合の「予測的」(又はフィードフォワード)制御のための機会を与える。実際には、従来法の制御システムは、排他的に「反作用的」(フィードバック)であったと考えられる。これらの従来法のシステムは、プロセス性能中のエラーに反応し、従って、それらのエラーは従来法の或る制御システムの性能に固有の結果である。フィードバックシステム中に一般に本来備わっているエラーのために、この制御方式で操作されるプロセスで微生物の生物学的活性度は、溶解した酸素レベルの動揺により妥協させることができる。本発明の好ましい態様では、生物学的活性度に重要な変数は、一層安定にすることができ、流出物の変動を減少させる結果になる。
序論
一般に、本発明の制御方法及び装置は、極めて多くの種類の生物学的廃水処理プロセスで有用である。典型的には、これらは、酸素含有ガスによるエアレーションが、一つ以上のタンク中で廃水中のバクテリアにより、例えば、活性スラッジプロセスにより、廃棄物の代謝を維持するプロセスである。これらのプロセスに関連して又はそれらの中で、適当な目的のために他のガス又は蒸気、例えばクリーニン用グガスを用いてもよい、
図1〜4は、タンク及びそれらタンク中の廃水中へ酸素含有ガスを導入するための手段を含めた生物学的プロセス設備の例を模式的に例示する図である。これらの図は、プロセス設備のレイアウトと両立することができ、そのプロセスのためのデーターを誘導するための測定装置及び制御入力を誘導するための制御器を含む制御システムの構成も例示している。図5は、プロセス内に入り、特に図1〜4の態様のような本発明を実施する制御器で用いるために専門のプログラマーが設計することができるソフトウエアー内に入る機能の多くの可能な構成の一例を模式的に例示している。
図1の態様は、懸濁増殖エアレーションプロセスが行われる廃水の入ったタンク2を含んでいる。入口17及び出口18は、夫々タンク中で通気しようとする廃水を導入し、混合された液体を次のプロセスへ排出するために与えられている。
ここでも、本発明による制御システムは、複数のタンク・エアレーション操作でエアレーション・プロセスを制御する。図1の態様と同様に、この態様は、懸濁増殖エアレーション・プロセスが行われる廃水の入った第一タンク23を有する。入口78及び出口79は、夫々タンク中への廃水の導入、及び混合された液体を排出するために存在している。
図1の場合と同様に、図3の態様は、懸濁増殖エアレーション・プロセスが行われる廃水の入ったタンク91を有する。入口156及び出口157は、夫々タンク中で通気される廃水の導入、及び混合された液体の排出のために与えられている。タンクは、ガス流を独立に制御することができる少なくとも二つの区別された領域を有する。ここでも、本発明による制御システムは、エアレーション・プロセスを制御する。
図4の態様は、経済的考察、予め存在するタンク構造、及び/又はプロセスについての考察が、図3に示したものよりも一層簡単であるが、図1及び図2に示したものよりも一層複雑なシステムを指示している場合の、多くの廃水処理プラントにとって好ましいであろう。図1の場合と同様に、図4の態様は、懸濁増殖エアレーション・プロセスを行なう単一のタンク170、夫々廃水を導入し、混合液体を排出するための入り口228及び出口229、及びタンクから逃げるガスの試料採取を行なうための一つの場所であるが、DOレベルを決定するための二つの場所を有する。
図5は、ソフトウエアー及びプロセスの模式的工程図である。工程図の左上角に位置するデーター入力機能領域内に、システムを設定した時に制御器のメモリーへ入れ、そこに記憶されるデーターを同定する三つの平行四辺形がある。このデーターは、もし必要ならば、時々アップデートすることができる。制御論理機能領域内には、制御器により遂行される操作を同定する一連の四角の囲み及び平行四辺形が存在する。
場合により、上述の態様、又は本発明の別の態様と共に実施することができる数多くの更に別の態様が存在する。それらには、例として次のものが含まれるが、それらに限定されるものではない:
ΔDO=DO(目標値)−DO(実測値)。
V =制御体積、タンク全体又はその一部分に関連。
tc =実際のDOを目標DOに補正するための設定時間を確定するための時定数。
αF =見掛けのα値、廃水に酸素を移動させるガス供給システムの能力に対する廃水
特性(α)及びガス流供給システム条件(F)の併合効果。
θ′ =廃水に酸素を移動させるガス供給システムの能力に与える廃水温度の影響につ
いての補正係数、θ′=θ(T−20)(式中、Tは廃水温度)。
θ =酸素移動に対する廃水温度の影響を考慮した廃水温度補正係数のためのアレニ
ウス係数。
T =廃水温度。
C′ =廃水に酸素を移動させるガス供給システムの能力に与えるDOレベル又は目標
DOレベルの影響を考慮した補正因子、
に基づくDOエラーを考慮に入れるのに必要な、ガス流に関するDO制御値の確定。
αF、KLa、空気流/拡散器、SOTR、及びOUR、
を含めた反応器性能を監視するのに用いられる、測定データーから誘導された値を計算し、表示する。
更に次の論述は、制御値を発生させるのに有用な、従って、制御器のための適当なソフトウエアー又はコードを作るのに有用な計算のための基礎の好ましい態様を含む。この論述は、
1.必要条件制御値を、生物学的処理プロセスの酸素必要条件を満足させるために発現させ、そして
2.DO制御値は、エアレーション槽中の選択された場所で予め確立されたDO濃度を維持するために発現させる、
ようなやり方で、空気拡散エアレーションガス供給システムを制御する仕方の好ましい態様を記述する。
1.反応器としても言及する、処理中の廃水のタンク(単数又は複数)、タンク領域、又は他の容器中での実際の酸素消費量(酸素吸収速度、OUR)の決定;
2.プロセスへ酸素を供給するガス供給システムの能力に影響を与える酸素移動特性の決定;
3.プロセスのための酸素必要量の確定;
4.確定された必要量を満足させるのに必要なガス供給システムの操作条件の確定;及び
5.ガス供給システム操作条件の、確定された条件への調節。
混合液体の酸素取り込み速度(OUR)を、オフガス分析を用いて決定し、典型的には、制御システム内の必要条件制御値を確定するのに有用である。この方法論は、活性化スラッジ反応器それ自体の少なくとも一部分を呼吸計として用いることを可能にし、連続的形式で、選択された制御体積を横切る酸素の気相質量バランスの、ガス供給システムにより導入された酸素量を決定する性能、及び連続形式で、同じ制御体積を横切る酸素の液相質量バランスの、ガス供給システムにより導入された酸素のどの位が廃水中の微生物によって消費されつつあるかを判定する性能を有する。
OIto =液相酸素物質収支が行われる時間の開始時の制御体積中の酸素インベント
リー。
OItmb =液相酸素物質収支が行われる時間の終了時の制御体積中の酸素インベント
リー。
OTE =酸素移動効率。
OTR =酸素移動速度。
OUR =混合液体酸素終取り込み速度。
O2conc=酸素含有ガス中の酸素の濃度。
Q =制御体積中への酸素含有ガス体積流量。
tmb =液相酸素物質収支が行われる時間を確定するために設定された時定数。
V =体積、全タンク又はその一部分に関係する。
OURを決定するために行なわれた計算中に集められた情報は、もし適当なデーターが得られるならば、研究されるシステムの酸素移動特性を評価するためにも用いることができる。そうするためには、プロセス条件中のガス供給システムの酸素移動と、既知の条件下での同じシステムの酸素移動とのある関係を用いてもよい。
α =酸素を廃水中へ移動させるガス供給システムの能力に与える廃水特性の
影響。
αF =見掛けのα値、酸素を廃水中へ移動させるガス供給システムの能力に対
する廃水特性(α)とガス供給システム条件(F)との併合効果。
β =溶解酸素飽和濃度に与える塩度の影響についての補正因子。
C*∞20 =20℃、1気圧での溶解酸素飽和濃度。
C*∞f =野外条件での溶解酸素飽和濃度。
DO =混合液体溶解酸素。
KLa =見掛けの体積質量移動係数。
F =ガス供給システムの酸素移動能力に与えるガス供給システム条件の影響
(屡々拡散器汚染/老化に伴われる)。
OTR =酸素移動速度。
P =気圧。
SOTR =標準条件(20℃、1気圧、0のDO、奇麗な水)での酸素移動速度。
θ′ =酸素を廃水へ移動させるガス供給システムの能力に与える廃水温度の影
響についての補正因子、θ′=θ(T−20)(式中、Tは廃水温度である
)。
θ =酸素移動に与える廃水温度の影響を考慮に入れるための廃水温度補正係
数のためのアレニウス係数。
T =廃水温度
本発明の現在の態様として前に言及したように、どの時点でもシステム内の生物学的プロセスの酸素必要量を決定するための制御システムでとられる方法には、生物学的処理プロセスの酸素必要量を満足させること、及びプロセス混合液体中の一つ以上の選択された位置での予め定められた又は目標DO濃度を維持することが含まれる。
DO =混合液体溶解酸素。
ΔDO =選択された位置での目標溶解酸素濃度と、実際の溶解酸素濃度との差。
DOtarget=選択された位置での目標DO濃度。
tc =目標DOに対し実際のDOを補正するために設定される時間を確定する
時定数。
V =体積、全タンク又はその一部分に関する。
確定された目標を達成するのに必要な酸素必要条件が決定されたならば、上述のようにして発現したプロセス条件でのガス供給システム酸素移動と、標準状態でのガス供給システム酸素移動との関係を、制御システムにより用い、プロセスにより要求される標準状態酸素供給量を決定する。
次のものは、上の記載、及プロセス変数の測定及び計算で用いられる或る式への鍵になる:
影響。
αF =見掛けのα値、酸素を廃水中へ移動させるガス供給システムの能力に対
する、廃水特性(α)とガス供給システム条件(F)との併合効果。
β =溶解酸素飽和濃度に与える塩度の影響についての補正因子。
C*∞20 =20℃、1気圧での溶解酸素飽和濃度。
C*αf =野外条件での溶解酸素飽和濃度。
DO =混合液体溶解酸素。
DOtarget =選択された位置での目標DO濃度。
F =ガス供給システムの酸素移動能力に与えるガス供給システム条件の影響
(屡々拡散器汚染/老化に伴われる)。
OUR =混合液体酸素終取り込み速度。
Q =制御体積中へ流れる酸素含有ガス流体積。
ROTR =プロセス条件での全必要酸素移動速度。
SOTR =標準条件(20℃、1気圧、0のDO、奇麗な水)での酸素移動速度。
θ′ =酸素を廃水へ移動させるガス供給システムの能力に与える廃水温度の影
響についての補正因子、θ′=θ(T−20)(式中、Tは廃水温度である
)
θ =酸素移動に対する廃水温度の影響を考慮に入れるための廃水温度補正係
数のためのアレニウス係数。
T =廃水温度。
前の節で記載した全ての工程は、確立された制御目標を達成するのに必要なエアレーション操作条件を確定するために用いられる異なった手順及び方法を包含している。
「調節する」又は「調節」とは、例えば、大きさの変化及び/又は異なった形態への転化を含めた、測定機器からのデーター又は制御器からの制御信号を修正することを指す。これらの用語は、一つ以上の生物学的プロセス・パラメーターの変更、及び生物学的プロセス設備及び/又は制御システムの或る部分の一つ以上の条件の変更も指す。通常そのような変更は、必要な或る指示に呼応しており、そのれは、酸素含有ガスについての変更の必要性、例えば、生物学的プロセスで消費されるガスについての変更の必要性、及び/又はDOレベルを変化させるためのガスについての変更の必要性、及び/又はガス供給システム性能の変化により引き起こされたガスについての変更の必要性になることがある。そのような変更は、連続的又は間欠的形式で起きることがある。或る場合には、制御システムがその必要性を感知した時、直ちに一つ以上の要件を満足させるのに必要な補正作用の全量が行われるような仕方で変更を行うことができる。別の場合として、変更は或る期間に亙って少しずつ行われることがある。少しずつ変更される場合、第一及び続く増し分として適用されなければならない補正作用の絶対的最小比率を、全ての状況について述べることは不可能である。生物学的処理プラントは、補正作用に対するそれらの呼応時間内で広く変化することができる。本発明は、連続的であるが、漸進的変化を含む仕方で具体化する場合、システムの待ち時間は、広く変えることができる。しかし、変更は、待ち時間が短く且つ/又はプラント応答時間が長い場合に、希望の全補正作用の僅かな比率に相当する増し分ずつに行うことができる。それに対し、待ち時間が長く且つ/又はプラント応答時間が短い場合、一層大きな増し分が要求されることがある。これについての理解及びプラント操作についての経験を武器として、当業者は過度の実験を行う事なく、変更要件が制御システムを屡々又は重大に度を越えて作動させなくても済む、増し分当たりの充分な補正作用量が存在するように、全補正作用のうちのどの位の割合のものを夫々の増し分に適用すべきかを決定することができる。
2 タンク
3 気泡導入機器
4 ガス源
10 フード
11 ガス流測定機器
12 プローブ
13 オフガス
14 制御器
15 廃水温度測定機器
16 出口
17 入口
18 出口
23 第一タンク
24 気泡導入機器
32 フード
39 取り込み口
41 試料採取ライン
43 試料採取ライン
44 分析ライン
45 第二タンク
46 浮遊機器
48 加熱システム
64 抑制部材
78 入口
79 出口
Claims (67)
- A. 廃水の入った少なくとも一つの処理タンク中で、ガス供給システムにより廃水中に与えられた気泡の形で廃水中に酸素含有ガスを導入し、前記気泡中の酸素の少なくとも一部分を廃水中に溶解させ、溶解した酸素の少なくとも一部分を生物学的プロセスにより消費させることにより、少なくとも部分的に維持された生物学的プロセスを行い、然も、
1.そのようにして溶解した酸素は、生物学的プロセスにより消費される酸素に対して過剰又は不足を示すことがあり、
2.廃水中へ溶解しなかった前記気泡からのガスに相当するオフガスを受けるための少なくとも一つのガス収集部材が処理タンク中に配置されており、
B. 生物学的プロセスの操作を制御システムにより制御し、そのシステムは、前記プロセスが作動している間、ガス収集部材中に収集されたオフガスから制御システムにより取られた、オフガス中の一種類以上のガスの量に関連した測定値に少なくとも部分的に呼応して、前記プロセスに対して連続的制御を行い、そして
C. 前記測定により得られたデーターを用い、制御システムに、生物学的プロセスで起きる変化する酸素消費量、そのような変化する酸素消費量に関連を保ちながら、それに呼応して変化する制御値、又は制御値の成分を与え、それら変化する制御値又は成分に基づいた制御信号を発生すること、
を含む、生物学的廃水処理プロセスを制御する方法。 - A. 廃水の入った少なくとも一つの処理タンク中で、懸濁増殖エアレーションを含む生物学的プロセスを行い、この場合、廃水中に存在する懸濁及び/又は溶解した廃棄物質の生物学的分解が、酸素含有ガスを、ガス供給システムにより廃水中に与えられた気泡の形で廃水中へ導入することにより、少なくとも部分的に維持され、これらの気泡が、廃水の深さの少なくとも一部分を通ってその上表面の方向へ上昇し、前記気泡中の酸素の少なくとも一部分を廃水中に溶解させ、その溶解した酸素の少なくとも一部分をその生物学的プロセスにより消費させ、然も、
1.そのように溶解した酸素が、生物学的プロセスにより消費される酸素に対し過剰に含まれるか又は不足を示すことがあり、そして
2.少なくとも一つのガス収集部材を配置し、廃水中に溶解しなかった前記気泡からのガスに相当するオフガスを受け、
B. オフガス中の一種類以上のガスの量に関連した、制御システムにより取られたオフガス測定値に少なくとも部分的に呼応して、プロセス中への廃水の導入及び/又は前記ガス供給システムによりタンク中へ排出されるガスの量について、プロセスが作動している間、連続的制御を及ぼす制御システムによりそのプロセスの作動を制御し、そして
C. 前記測定により得られたデーターを用いて、そのようなデーターに少なくとも部分的に基づいて制御システムにより決定された廃水への溶解酸素供給についての変化する要件に少なくとも部分的に関連した制御値を制御システムに与えること、
を含む廃水処理プロセス制御方法。 - 生物学的廃水処理プロセスを制御するための制御システム装置において、
A. 生物学的プロセスが行われる少なくとも一つの廃水処理タンク中に配置された少なくとも一つのガス収集部材で、廃水中に導入されたが、溶解しなかった酸素含有ガスの少なくとも一部分に相当するオフガスを廃水処理タンクの廃水から収集するためのガス収集部材、
B. ガス収集部材に接続され、測定を行うことができ、それによりガス収集部材により収集されたオフガス中の少なくとも一種類のガスの量を示すデーターを与えることができる少なくとも一つのガス検出器を含む少なくとも一つの測定機器、及び
C. 前記測定機器に接続された少なくとも一つの制御器で、生物学的プロセス中で起きる変化する酸素消費量について、そのような変化する酸素消費量と関連を維持しながら、それに呼応して変化する制御値、又は制御値の成分を定め、前記制御値又は成分に基づいて制御信号を発生する、制御器、
を含む制御システム装置。 - 廃水に懸濁増殖エアレーションを含む生物学的プロセスを行うための少なくとも一つのタンク、気泡の形で廃水中に酸素含有ガスを導入し、前記気泡中の酸素の少なくとも一部分を廃水中に溶解させ、前記溶解した酸素の少なくとも一部分を生物学的プロセスにより消費させるガス供給システムを含む型の廃水処理装置で、然も、そのようにして溶解した酸素が、生物学的プロセスにより消費される酸素に対し、過剰に含まれるか、又は不足を示すことがあり、少なくとも一つのガス収集部材が配置され、廃水中に溶解しなかった気泡からのガスに相当するオフガスを受ける、廃水処理装置を制御するための制御システムで、
A. ガス収集部材中に収集された少なくとも一種類のガスの量を測定することができる少なくとも一つのガス検出器、
B. タンク中の廃水と接触している場合、廃水のDOレベルを測定することができるプローブを有する少なくとも一つのDO(溶解酸素)検出器、及び
C. 前記測定値を利用し、廃水への溶解酸素供給についての変化する要件に少なくとも部分的に関連した制御値を制御システムに与えることができる、コードを含むか、又はそれへのアクセスを有する少なくとも一つの制御器、
を含む制御システム。 - 生物学的プロセスが、懸濁増殖エアレーションを含み、それには、廃水中に導入された酸素含有ガスにより少なくとも部分的に維持された、廃水中に存在する懸濁及び/又は溶解した廃棄物質の生物学的代謝が含まれる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 生物学的プロセスが、連続的流動プロセスである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 生物学的プロセスが、活性化スラッジ・プロセスである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御システムが、タンクの少なくとも一部分中にプラスのDOレベルを維持する傾向を持つようにプログラムされている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- ガス収集部材が、廃水の表面の所に配置されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 廃水の入口及び出口を有するタンクを含み、制御システムが、タンク中の第一及び第二位置にDO測定機器を含み、第一位置は、第二位置よりも入口に近いか、又は第二位置が第一位置よりも出口に近い、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 第一位置が、第二位置よりもガス収集部材に近いか、又は第一位置は入口に隣接し、第二位置が出口に隣接し;或はガス収集部材及び第一位置が夫々第二位置よりも入口に近く、又はガス収集部材及び第二位置が夫々第一位置よりも出口に近く、又はガス収集部材が第一位置と第二位置との間に配置されている、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 上流半部分域と下流半部分域とを有する長いタンクを含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 遮蔽板及び/又は他の形態の長手方向分割部材により少なくとも二つの区画に分割された長いタンクを含み、前記区画の少なくとも一つが上流半部分域及び下流半部分域を有する、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- ガス収集部材が、タンク又はタンク区画の上流半部分域中に配置され、廃水中に溶解しなかった気泡からのガスに相当するオフガスを受ける、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御システムが、タンク又はタンク区画の上流半部分域及び下流半部分域中に夫々配置された少なくとも二つのDOプローブを含み、DOレベルに関するデーターを収集する、請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 上流端部を有するタンク又はタンク区画を含み、タンクの上流半部分域中に配置されたガス収集部材及びDOプローブの少なくとも一部分が、夫々、上流端部から測定して、タンクの長さの最初の約10%、又は15%、又は20%以内に存在する、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御システムにより取られたオフガスの測定値が、そのオフガスの組成の少なくとも一部分を表す少なくとも一種類のガスの量に関連している、請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 酸素含有ガスが空気であるか、又は空気を含み、制御システムにより取られたオフガスの測定値が、オフガス中の酸素の量、又は二酸化炭素の量、又は酸素と二酸化炭素の量に関連している、請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御器が、コード、場合によりデーターの表も含むか、又はそれらに対するアクセスを有し、それを補助として制御値を定める、請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- システムが、フィードフォアード制御器として働き、そこで、必要条件制御値及び性能制御値に少なくとも部分的に基づき制御出力を発生させる、請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、必要条件制御値である、請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、必要条件制御値を含む、請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、制御システムにより決定された、生物学的プロセスにより消費される酸素に関連した必要条件制御値を含む、請求項1〜22に記載の方法又は装置。
- 制御値が、廃水中のDOレベルを目標値へ戻すのに必要な酸素含有ガスの変化量に関連したDO制御値を含む、請求項1〜23のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、ガス供給システムの廃水へ酸素を移動させる能力の変動に関連した性能制御値を含む、請求項1〜24のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、DO制御値と組合された必要条件制御値を含む、請求項1〜25のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、DO変化速度値及びDO制御値と組合された必要条件制御値を含む、請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御値が、性能制御値と組合された必要条件制御値を含む、請求項1〜27のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御システムが、少なくとも一つのガス量調節装置を含み、それが制御システムからの制御入力に呼応して、廃水中へ導入されるガス量を変化又は維持する、請求項1〜28のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 制御システムが、少なくとも一つの液体流制御装置を含み、それが、制御システムからの制御入力に呼応して、タンク中へ導入される廃水の量を変化又は維持する、請求項1〜29のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 少なくとも第一及び第二のタンクを含み、第二タンクが、第一タンクと同時に制御されるか、又は第一タンクとは独立に制御される、請求項1〜30のいずれか1項に記載の方法又は装置。
- 過剰又は不足が、廃水のDO(溶解酸素)レベルの増大又は減少として表現される、請求項1、2、及び5〜31のいずれか1項に記載の方法。
- 制御システムにOP(作動性能)データーを与えることを含む、請求項1、2、及び5〜32のいずれか1項に記載の方法。
- 制御システムにPS(性能基準)データーを与えることを含む、請求項1、2、及び5〜33のいずれか1項に記載の方法。
- PSデーターにより少なくとも部分的に誘導されるRSP(相対的システム性能)データーを制御システムに与えることを含む、請求項1、2、及び5〜34のいずれか1項に記載の方法。
- A. 廃水中の一つ以上の場所で、目標DO値とはプラス及び/又はマイナスに異なる廃水中のDOレベルに関連した連続的測定を制御システムが行えるようにすること、
B. 制御システムに、必要条件制御値に関連して適用された場合、廃水中のDOレベルの目標DO値からの偏差を少なくとも部分的に相殺するのに充分な大きさのDO制御値を発生させること、
を含む、請求項1、2、及び5〜35のいずれか1項に記載の方法。 - 制御システムが、廃水中のDOレベルを目標DO値へ移動させるのに必要な酸素の量に関連したDO制御値を発生する、請求項1、2、及び5〜36のいずれか1項に記載の方法。
- A. 少なくとも一つのタンク内で、上流部分及び下流部分を有する流通路に沿って廃水が流れ、
B. ガス収集部材が、廃水中に完全には溶解しなかった気泡からのガスに相当するオフガスを受けるように、上流部分に沿って配置され、
C. DOレベルに関するデーターを、流通路の上流部分及び下流部分に沿って夫々配置した少なくとも二つのDOプローブから収集し、
D. 制御システムが、連続形式で、(1)前記ガス収集部材を補助として測定した、生物学的プロセスにより変化する酸素消費量と、(2)流通路の上流部分及び下流部分に沿って配置したDOプローブから収集された前記DOレベルデーターとの組合せに少なくとも部分的に関連した、全タンクについての制御値を確定する、請求項1、2、及び5〜37のいずれか1項に記載の方法。 - A. 制御システムが、連続形式で、少なくとも部分的に、(1)ガス収集部材を補助として測定した生物学的プロセスにより変化する酸素消費量と、(2)廃水流通路の上流部分に沿って配置したDOプローブにより測定されたDOレベルの、第一目標値からの偏差との組合せに関連した制御値を確定し、そして
B. 制御システムが、連続形式で、流通路の下流部分に沿って配置したDOプローブにより測定されたDOレベルの、第二目標値からの偏差に関連したデーターを補助として前記第一目標値を調節する、
請求項1、2、及び5〜38のいずれか1項に記載の方法。 - 廃水が、プラグ流として流れる、請求項1、2、及び5〜39のいずれか1項に記載の方法。
- 廃水が流れる方向に、その方向とは直角の方向の平均の大きさよりも大きな長さを有する流通路に沿って廃水が流れる、請求項1、2、及び5〜40のいずれか1項に記載の方法。
- A. DOレベルの変化速度に関するデーターを、タンク中に配置した少なくとも一つのDOプローブから収集し、そして
B. 制御システムが、連続形式で、全体としてタンクに適用される制御値を確定し、その制御値が、(1)タンクを通る廃水流通路の上流部分に沿ったガス収集部材を補助として測定された、生物学的プロセスにより変化する酸素消費量と、(2)流通路の上流部分及び下流部分に沿って夫々配置した少なくとも二つのDOプローブから収集されたDOレベルデーターと、(3)DO変化速度データーとの組合せに、少なくとも部分的に関連している、
請求項1、2、及び5〜41に記載の方法。 - A. 廃水中の一つ以上の場所で、一つ以上の目標DO値とはプラス及び/又はマイナスに異なる廃水中のDOレベルに関連した連続的測定を制御システムに行わせること、
B. 廃水中の一つ以上の場所で、廃水中のDOレベルの変化速度に関連した連続的測定を制御システムに行わせること、及び
C. 制御システムに、連続形式で、生物学的プロセスでの酸素消費量と、前記DOレベルと、前記変化速度との組合せに少なくとも部分的に関連した制御値を発生させること、
を含むこと、請求項1、2、及び5〜42のいずれか1項に記載の方法。 - A. 制御システムに、連続形式で、廃水中に酸素含有ガスを溶解するガス供給システムの能力に関連した性能値を確定させること、及び
B. 制御システムに、連続形式で、生物学的プロセス中での変化する酸素消費量に少なくとも部分的に関連した必要条件制御値と前記性能値とを組合させること、
を含む、請求項1、2、及び5〜43のいずれか1項に記載の方法。 - 制御システムに、連続形式で、
A. ガス供給システム条件、廃水条件、プロセス条件、及び雰囲気条件の一つ以上を含む動揺するプロセス条件下で、酸素を廃水へ移動させるガス供給システムの変動する能力に関連した、制御システムにより発生したOPデーターと、
B. 前記条件についての予め定められた基準に基づく水及び/又は廃水に酸素を移動させるガス供給システムの能力に関連した、制御システムで与えられたPSデーター、
との関係に関連したRSP制御値を発生させることを含む、請求項1、2、及び5〜44のいずれか1項に記載の方法。 - 制御システムで与えられ、ガス供給システム条件、廃水条件、プロセス条件、及び雰囲気条件、の一つ以上に基づくOPデーターを少なくとも部分的に用いて制御値が確定され、前述のいずれかの特性を含む前記条件(単数又は複数)が、制御システムにより決定される、請求項1、2、及び5〜45のいずれか1項に記載の方法。
- ガス供給システムによる変動するガス流量で、ガス供給システムが清浄な水で達成することができるであろう酸素移動速度に関連したOTR:Q(酸素移動速度:流量)データーを含むPSデーターを少なくとも部分的に用いて、制御値が確定される、請求項1、2、及び5〜46のいずれか1項に記載の方法。
- (a)システムにより決定された、ガス供給システムが廃水へ酸素を移動することができる速度と、(b)ガス供給システムが清浄な水へ酸素を移動することができる速度との比率に関連した見かけのα値を少なくとも部分的に用いて、制御値が確定される、請求項1、2、及び5〜47のいずれか1項に記載の方法。
- A. ガス供給システムによる変動するガス流量で、ガス供給システムが清浄な水で達成することができるであろう酸素移動速度に関連したOTR:Q(酸素移動速度:流量)制御値を制御システムに与えること、
B. (a)システムにより決定された、ガス供給システムが廃水に酸素を移動することができる速度と、(b)ガス供給システムが清浄な水に酸素を移動することができる速度との比率に関連した見かけのα値を制御システムに与えること、及び
C. OTR:Qと、見かけのα値とを組合せることによりRSP値を誘導すること、
を含む、請求項1、2、及び5〜48のいずれか1項に記載の方法。 - 見かけのα値が、制御システムにより少なくとも部分的に決定され、ガス供給システムが廃水へ移動することができる酸素の量に影響を与えることがあるガス供給システム及び廃水の条件の変化を反映する、請求項1、2、及び5〜49のいずれか1項に記載の方法。
- プロセス酸素制御要件、DOレベル制御要件、及び性能制御要件の中から選択された少なくとも一種類のプロセス制御要件を含むプロセス制御要件に少なくとも部分的に基づいてシステムにより制御値が適用され、前記適用制御値が、その適用制御値の適用時のシステムで利用できるデーターに基づき、特定の要件(単数又は複数)を正確に満足するであろう生物学的プロセス中へのガス及び/又は廃水の流量を生ずるであろう基準制御値の±20%、一層好ましくは10%、更に一層好ましくは5%、最も好ましくは3%以内にある、請求項1、2、及び5〜50のいずれか1項に記載の方法。
- プロセス酸素制御要件、DOレベル制御要件、及び性能制御要件の中から選択された少なくとも一種類のプロセス制御要件を含むプロセス制御要件に少なくとも部分的に基づきシステムにより制御値が適用され、それら制御値が、少なくとも一つの流れ調節機器へ直接又は間接的に供給され、連続形式で前記機器へ制御入力を与え、前記機器に廃水へ導入されるガスの量を変化又は維持させ、且つ/又はタンク中へ導入される廃水の量を変化又は維持させる、請求項1、2、及び5〜51のいずれか1項に記載の方法。
- 予め定められた一つ以上の時間に亙ってタンク中のDOレベルの変化速度についてのデーターを少なくとも部分的に用いて制御が行われる、請求項1、2、及び5〜52のいずれか1項に記載の方法。
- 制御システムが、(1)(a)実際の廃水温度と、(b)選択された基準温度との差、且つ/又は(2)(a)廃水表面に働く実際の気圧と、(b)選択された基準気圧との差に、少なくとも部分的に基づき制御入力を誘導する、請求項1、2、及び5〜53のいずれか1項に記載の方法。
- 制御システムが、OUR(酸素取り込み速度)、又はOTR(酸素移動速度)、又はOTE(酸素移動効率)、又はそれらいずれかの組合せに関連した測定値に少なくとも部分的に呼応して制御を及ぼす、請求項1、2、及び5〜54のいずれか1項に記載の方法。
- 制御システムが、流れ調節機器の制御応答特性に少なくとも部分的に関連した制御値を調節することにより制御入力を誘導する、請求項1、2、及び5〜55のいずれか1項に記載の方法。
- 制御システムが、次のもの:廃水温度を測定するための機器;ガス収集部材からのガス流を測定するための機器;廃水の溶解酸素含有量を測定するための機器;又はオフガス中の酸素含有量を測定するための機器;の少なくとも一つを含む、請求項3、4、及び5〜31のいずれか1項に記載の装置。
- 制御システムが、廃水温度を測定するための機器、ガス収集部材からのガス流を測定するための機器、廃水の溶解酸素含有量を測定するための機器、及びオフガス中の酸素含有量を測定するための機器を含む、請求項3、4、5〜31、及び57のいずれか1項に記載の装置。
- 連続形式で、
A. ガス供給システム条件、廃水条件、プロセス条件、及び雰囲気条件の一つ以上を含む動揺するプロセス条件下で、酸素を廃水へ移動させるガス供給システムの変化する能力に関連したOP(作動性能)データーと、
B. 水及び/又は廃水に酸素を移動させるガス供給システムの能力に関連したPS(性能基準)データー、
との関係に関連したRSP(相対的システム性能)制御値を定めるコードを含む、請求項3、4、5〜31及び58のいずれか1項に記載の装置。 - OPデーターを定めるコードを含む、請求項3、4、5〜31、及び58〜59のいずれか1項に記載の装置。
- PSデーターを含むか、又はそれに対するアクセスを有する、請求項3、4、5〜31、及び58〜60のいずれか1項に記載の装置。
- 制御システムに記憶されたPSデーターを少なくとも部分的に用いてRSPデーターを定めるコードを含む、請求項3、4、5〜31、及び58〜61のいずれか1項に記載の装置。
- PSデーターがシステム内に記憶され、ガス供給システムによる種々のガス流量でガス供給システムが清浄な水で達成することができるであろう酸素移動速度に関連したOTR:Q(酸素移動速度:流量)データーを含む、請求項3、4、5〜31、及び58〜62のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも一つの制御部材が制御器に接続され、制御器で発生した制御信号に応答し、生物学的プロセスの少なくとも一つのパラメーターを調節することにより、そのプロセスの少なくとも一部分に亙って制御を行なう、請求項3、4、5〜31、及び58〜63のいずれか1項に記載の装置。
- 更に、タンク中への廃水の導入を制御することができる一つ以上の液体流制御単位装置を含む、請求項3、4、5〜31、及び58〜64のいずれか1項に記載の装置。
- 更に、一つ以上のガス流制御単位装置を含み、それがガス供給システムによりタンク中へ排出されるガスの導入を制御することができる、請求項3、4、5〜31、及び58〜65のいずれか1項に記載の装置。
- 更に、必要条件制御値及びDO制御値が、少なくとも部分的にRSP値との関係に基づいている場合、制御システムにより必要条件制御値及びDO制御値に少なくとも部分的に基づく入力を含めた制御入力に呼応して、廃水中に導入されるガスの量を変化又は維持することができる少なくとも一つのガス量調節装置を含む、請求項3、4、5〜31、及び58〜66のいずれか1項に記載の装置。
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