JP2015208723A - 水処理プロセス制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】活性汚泥を用いた水処理プロセスにおける、同一反応槽内で硝化と脱窒を同時に進行させる同時硝化脱窒を行う水処理プロセス制御システムの提供。
【解決手段】硝化と脱窒を同時に進行させる同時硝化脱窒領域を有する好気槽１と、同時硝化脱窒領域の下流に設けられた硝化を進行させる硝化領域２と、同時硝化脱窒領域内を曝気する第１曝気手段４と、同時硝化脱窒領域への流入水のｐＨを計測する第１ｐＨ計測手段９と、同時硝化脱窒領域のｐＨを計測する第２ｐＨ計測手段１２とを備え、第１ｐＨ計測手段９の計測値に対する第２ｐＨ計測手段１２の計測値のｐＨの増加量を同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量とし、同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を設定し、同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量が、同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値以上になるように、第１曝気手段４による曝気風量を制御する第１曝気風量制御手段１３を有する水処理プロセス制御システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、活性汚泥を用いた水処理プロセスの制御システムに関する。

下水処理場をはじめとする水処理装置では、環境汚濁物質を除去するための様々な水処理プロセスが導入されている。例えば、有機物を除去対象としている標準活性汚泥法では、生物反応槽の全てが曝気により空気が供給され、好気槽のみの構成となっている。好気槽では、好気性従属栄養菌が有機物を酸化し、下水中の有機物は除去される。

一方、閉鎖性水域の環境保全のため、有機物除去に加えて窒素除去の必要性が高まってきている。一般的な窒素除去は、好気状態での硝化と、無酸素状態での脱窒から実現される。硝化は好気状態において、硝化菌が酸素を用い、下水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）を硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）へ酸化する反応である。脱窒は無酸素状態において、脱窒菌が有機物を用い、ＮＯ３−ＮをＮ２ガスへ還元する反応である。脱窒により生成するＮ２ガスは大気中へ放出されるため、液相中から窒素は除去される。

そのため、一般的な下水処理での窒素除去では、好気状態と無酸素状態が必要となり、好気槽と無酸素槽を分離し、設置している。一方、同一反応槽内で硝化と脱窒を同時に進行させる同時硝化脱窒と呼ばれる方法も提案されている。同時硝化脱窒の実現には、曝気風量を制限し、好気状態と無酸素状態を併存しなければならない。そのため、曝気風量が過大であると、溶存酸素（ＤＯ）濃度が高くなり、硝化は進行するものの、脱窒性能は低下する。一方、曝気風量が過小であると、硝化性能が低下する。そのため、同時硝化脱窒による窒素除去では、硝化と脱窒の進行の両方を評価し、適切に曝気風量を制御する必要がある。

硝化はｐＨが減少し、脱窒はｐＨが増加する反応であるため、硝化および脱窒の進行状況の評価指標としてｐＨを用いた水処理プロセスの運転制御方法が提案されている。（特許文献１）では、硝化によるｐＨの減少、脱窒によるｐＨの増加における変化速度および変化幅、ならびに変化速度が０になる時点の出現の有無に基づく運転制御方法が提案されている。また、（特許文献２）では、硝化に伴うｐＨの減少に基づき、同時硝化脱窒の進行の程度を判断し、曝気風量を制御している。例えば、計測値が設定した基準値よりも低ければ、硝化が優勢していると判断し、曝気風量を下げる。一方、計測値が基準値よりも高ければ、硝化が不足していると判断し、曝気風量を上げる。

特開平08-323394号公報 特許第４３８１４７３号公報

先行技術において、例えば（特許文献１）では、ｐＨの低下に基づき硝化の進行を、ｐＨの上昇に基づき脱窒の進行を判断しているが、硝化と脱窒とが同時に進行する同時硝化脱窒の判断には利用できない。また、（特許文献２）では、硝化に伴うｐＨの減少に基づき、好気槽でのｐＨから同時硝化脱窒の進行を判断していた。しかし、同時硝化脱窒が進行しやすい曝気初期には有機物が豊富に存在しており、例えば有機酸の酸化などによりｐＨが上昇した場合などは、（特許文献２）の制御では同時硝化脱窒の進行の判断は困難となっている。

従来の課題を達成するために、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、硝化と脱窒を同時に進行させる同時硝化脱窒領域を有する好気槽と、前記同時硝化脱窒領域の下流に設けられた硝化を進行させる硝化領域と、前記同時硝化脱窒領域内を曝気する第１曝気手段と、前記同時硝化脱窒領域への流入水のｐＨを計測する第１ｐＨ計測手段と、前記同時硝化脱窒領域のｐＨを計測する第２ｐＨ計測手段とを備え、前記第１ｐＨ計測手段の計測値に対する前記第２ｐＨ計測手段の計測値のｐＨの増加量を前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量とし、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を設定し、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量が、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値以上になるように、前記第１曝気手段による曝気風量を制御する第１曝気風量制御手段を有することを特徴とする。

更に、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、前記ｐＨ増加量基準値を０以上の値に設定したことを特徴とするものである。

更に、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、前記第１曝気手段による曝気風量の最小値を設定し、前記第１曝気手段による曝気風量を、前記第１曝気手段による曝気風量の最小値以上とすることを特徴とする。

更に、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量が、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を下回った場合、前記第１曝気手段による曝気風量を低減させることを特徴とする。

更に、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、前記同時硝化脱窒領域内の前記第２ｐＨ計測手段の上流に、前記同時硝化脱窒領域におけるｐＨを計測する第３ｐＨ計測手段を備え、前記第２ｐＨ計測手段の計測値が前記第３ｐＨ計測手段の計測値を下回った場合、前記第１曝気手段の風量を低減させることを特徴とする。

更に、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、前記第２ｐＨ計測手段の計測値が前記第３ｐＨ計測手段の計測値を上回った場合、前記第１曝気手段の風量を増加させることを特徴とする。

更に、本発明は水処理プロセス制御システムにおいて、前記同時硝化脱窒領域の上流に、前記同時硝化脱窒領域への流入有機物負荷を計測する有機物負荷計測手段を備え、前記有機物負荷計測手段の計測値に対して前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を設定することを特徴とする。

本発明によれば、同時硝化脱窒を行う水処理プロセス制御システムにおいて、曝気風量の制御により、好気状態での硝化と脱窒を同時に進行することを実現できる。

実施例１に係る水処理装置の構成を示す構成図である。 好気状態における有機物（全有機炭素）と窒素の挙動を示す実験結果である。 好気状態におけるＤＯとｐＨの挙動を示す実験結果である。 実施例１における第１ブロワ５の曝気風量の制御フロー図である。 下水中の有機物濃度と同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量の関係を示す実験結果である。 実施例２に係る水処理装置の構成を示す構成図である。 実施例２における第１ブロワ５の曝気風量の制御フロー図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る水処理装置の構成を示す構成図である。この水処理装置は、標準活性汚泥法の流れにおいて、活性汚泥を利用して有機物と窒素を除去する。

（水処理装置の構成）
図１に示すように、水処理装置は、主な構成要素として、同時硝化脱窒領域である同時硝化脱窒槽１と、硝化領域である好気槽２と、最終沈殿池３とを有している。これらの構成要素の機能について概要を説明すると、以下のとおりである。

（同時硝化脱窒槽）
同時硝化脱窒槽１は下水１００と、返送汚泥１０２とが流入し、活性汚泥中の硝化菌により、ＮＨ４−ＮをＮＯ３−Ｎへ酸化する硝化と、活性汚泥中の脱窒菌により、ＮＯ３−ＮをＮ２ガスへと還元する脱窒とが同時に進行する同時硝化脱窒が行われ、窒素を系外へ除去する槽である。また、好気性従属栄養菌による有機物酸化が行われる。

（好気槽）
好気槽２は、同時硝化脱窒槽１からの流出水中のＮＨ４−ＮをＮＯ３−Ｎへ硝化することを主な目的としている。また、好気性従属栄養菌による有機物酸化も行われる。

（最終沈殿池）
最終沈殿池３は、活性汚泥と上澄み液を沈降分離する設備である。沈降分離した上澄み液は、処理水１０１として系外に放流される。また、沈降分離した活性汚泥は返送汚泥１０２として同時硝化脱窒槽１へと返送され、再度一連の生物処理に利用される。

以下、本発明の水処理装置についてより詳細に説明する。

図１に示すように、同時硝化脱窒槽１には下水１００と、最終沈殿池３からの返送汚泥１０２が流入する。同時硝化脱窒槽１には第１曝気手段である第１散気部４と第１ブロワ５とが設置されている。第１散気部４には第１ブロワ５により空気が供給される。同時硝化脱窒槽１の下流側には好気槽２が設置されており、同時硝化脱窒槽１からの流出水が流入する。好気槽２には第２散気部６と、第２散気部６に空気を供給する第２ブロワ７とが設置されている。好気槽２の下流側には最終沈殿池３が設置されており、流路８００と返送ポンプ８を通じて同時硝化脱窒槽１と連通している。

同時硝化脱窒槽１の上流には、第１ｐＨ計測手段である第１ｐＨ計９が設置され、第１ｐＨ計９により同時硝化脱窒槽１への流入水のｐＨが計測される。また、同時硝化脱窒槽１の上流には、有機物負荷計測手段である流量計１０と有機物濃度計１１とが設置され、流量計１０により同時硝化脱窒槽１への流入水量が計測され、有機物濃度計１１により同時硝化脱窒槽１への流入水の有機物濃度が計測される。流量計１０の計測値と有機物濃度計１１の計測値とから同時硝化脱窒槽１への流入有機物負荷が算出される。同時硝化脱窒槽１の下流部には、第２ｐＨ計測手段である第２ｐＨ計１２が設置され、第２ｐＨ計１２により同時硝化脱窒槽１内のｐＨが計測される。第１ｐＨ計９と、流量計１０と、有機物濃度計１１と、第２ｐＨ計１２とは、第１曝気風量制御手段１３と接続されている。また、第１曝気風量制御手段１３は、第１ブロワ５と接続されており、第１曝気風量制御手段１３により、第１ブロワ５の曝気風量は制御される。

次に、本発明の実施例１に係る水処理装置における処理の流れを説明する。

下水１００は返送汚泥１０２とともに同時硝化脱窒槽１に流入する。同時硝化脱窒槽１では、活性汚泥中の硝化菌によりＮＨ４−ＮがＮＯ３−Ｎへ酸化される硝化と、活性汚泥中の脱窒菌によりＮＯ３−ＮがＮ２ガスへと還元される脱窒とが同時に進行する同時硝化脱窒が行われ、系外へと窒素を除去する。また、同時硝化脱窒槽１では、好気性従属栄養菌により有機物が酸化される。好気槽２では、同時硝化脱窒槽１からの流出水中のＮＨ４−ＮをＮＯ３−Ｎへと硝化する。また、好気槽２では、好気性従属栄養菌により有機物も酸化される。最終沈殿池３では、好気槽２からの活性汚泥を沈降分離し、上澄み液を処理水１０１として系外に排出する。一方、最終沈殿池３において沈降分離された活性汚泥は、流路８００と返送ポンプ９により、返送汚泥１０２として同時硝化脱窒槽１へ返送する。

従来の標準活性汚泥法における第１ブロワ５の曝気風量制御は、例えば一定制御か、下水１００の流入水量に対する流量比一定制御である。しかしながら、同時硝化脱窒は、ＤＯなどの影響を強く受け、曝気風量が不適切であると、窒素除去性能は低下する。例えば、曝気風量が過大であると、硝化は進行するものの、ＤＯ濃度も高くなり、脱窒性能が低下する。一方、曝気風量が過小であると、硝化性能が低下する。

図２に、本願の発明者が回分実験により、好気状態における有機物（全有機炭素）と窒素の挙動を調べた結果を示す。

全有機炭素の減少のうち、その大部分は曝気開始後２時間までに達成された。また、ＮＨ４−Ｎの減少量に対してＮＯ３−Ｎの生成量は低く、全窒素濃度は低下しており、曝気開始２時間は同時硝化脱窒が起こっていたと考えられる。曝気開始２時間以降は硝化が進行し、ＮＯ３−Ｎ濃度は上昇した。５時間目にはＮＨ４−Ｎ濃度は不検出となり、硝化が完了した。

図３にこの実験におけるＤＯやｐＨの挙動を示す。図３のグラフが示すように、ＤＯ濃度はＮＨ４−Ｎが完全に硝化されるまで低い値を示した。一方、ｐＨは曝気開始２時間までは増加を続け、２−５時間までは減少し、５時間目以降に再度増加した。そのため、同時硝化脱窒が進行している間はｐＨが増加し、硝化が進行している間はｐＨが低下し、硝化完了後に再び増加すると考えられる。同時硝化脱窒進行時におけるｐＨの増加の原因の一つとして、有機酸の酸化が考えられる。また、曝気風量が過大であると、同時硝化脱窒の進行と並行するｐＨの上昇期間は短く、曝気風量が過小であるとｐＨの上昇期間は長くなると考えられる。

そこで、本発明では、同時硝化脱窒性能を最大限確保するため、同時硝化脱窒槽１末端において同時硝化脱窒が完了する、つまり、同時硝化脱窒槽１の末端のｐＨが、同時硝化脱窒終了時のｐＨとなるように、第１ブロワ５の風量を制御フローによりコントロールする。

図４は第１ブロワ５の風量の制御フロー図である。以下、本実施例における第１曝気風量制御手段１３での制御フローについて詳細に説明する。

まず、ステップ１０１(以下、Ｓ１０１と称す)において、流量計１０により計測した同時硝化脱窒槽１への流入水量（Ｑ）と、有機物濃度計１１により計測した同時硝化脱窒槽１への流入水の有機物濃度（Ｃｃ）とを取り込む。次に、Ｓ１０２において、同時硝化脱窒槽１への流入有機物負荷（Ｌｃ）を算出する。算出した同時硝化脱窒槽１への流入有機物負荷（Ｌｃ）に応じて、Ｓ１０３において第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）を設定し、Ｓ１０４において同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）を設定する。次に、Ｓ１０５において、例えば、同時硝化脱窒槽１への流入水量（Ｑ）に比例するように第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）を決定する。Ｓ１０６において、第１ｐＨ計９により計測した同時硝化脱窒槽１への流入水のｐＨ（ｐＨ₁）と、第２ｐＨ計１２により計測した同時硝化脱窒槽１内のｐＨ（ｐＨ₂）を取り込む。次に、Ｓ１０７において、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）を算出する。次に、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）と、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）とを比較し、Ｓ１０８のようにΔｐＨ≧ΔｐＨ₀であれば、第１ブロワ５の曝気風量は維持する（Ｓ１０９）。一方、ΔｐＨ＜ΔｐＨ₀であれば、第１ブロワ５の曝気風量を、第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）以上を維持しながら、減少させる（Ｓ１１０）。

本実施例では、流量計１０により同時硝化脱窒槽１への流入水量（Ｑ）を計測し、有機物濃度計１１により同時硝化脱窒槽１への流入水の有機物濃度（Ｃｃ）を計測し、第１ｐＨ計９により同時硝化脱窒槽１への流入水のｐＨ（ｐＨ₁）を計測したが、必ずしも流量計１０や有機物濃度計１１、第１ｐＨ計９を設置する必要はなく、同時硝化脱窒槽１への流入水の流入水量（Ｑ）や有機物濃度（Ｃｃ）、ｐＨ（ｐＨ₁）の変動を記録したデータベースに基づき、同時硝化脱窒槽１への流入水の流入水量（Ｑ）や有機物濃度（Ｃｃ）、ｐＨ（ｐＨ₁）を推定しても良い。

尚、本実施例では同時硝化脱窒槽１への流入水の有機物濃度（Ｃｃ）を有機物濃度計１０により計測したが、有機物濃度計１０は、吸光光度計（ＵＶ計）、全有機炭素計，生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）計、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）計など有機物濃度を直接または間接的に算出できるものであれば適用できる。

本実施例では、第２ｐＨ計を同時硝化脱窒槽１の末端に設置したが、同時硝化脱窒領域の末端のｐＨを推定できる所であれば良い。また、同時硝化脱窒槽１と好気槽２とを結ぶ配管内に設置し、同時硝化脱窒槽１の流出水のｐＨを計測しても良い。

本実施例では、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）は下水１００の流入水量（Ｑ）に対して比例になるように設定したが、例えば、一定値を維持する、もしくは有機物や窒素などの下水１００の水質に基づき設定してもよい。

尚、第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）は、同時硝化脱窒槽１内が嫌気状態にならず、一定量の同時硝化脱窒を保証する風量の最小値である。本開発者の実験結果では、同時硝化脱窒領域の末端のＤＯ濃度が０．１０ｍｇ／Ｌにおいても同時硝化脱窒の進行を確認しており、例えば同時硝化脱窒槽内のＤＯ濃度が０．１０ｍｇ／Ｌ以上となる曝気風量を第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）として設定しても良い。また、第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）は、下水１００の流入水量（Ｑ）や、同時硝化脱窒槽１への流入水の有機物濃度（Ｃｃ）などの水質の線形関数もしくは非線形関数によって設定しても良い。また、下水１００の流入水量（Ｑ）や、同時硝化脱窒槽１への流入水の水質に対する第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）を設定した対応表を作成し、対応表に基づき、第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）を設定しても良い。

そして、本開発者による実験結果では、同時硝化脱窒領域におけるｐＨ増加量は０．２以上であり、例えば同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）を０．２とすることもできる。ただし、活性汚泥の性状等に応じて、適宜修正することもできる。

また、図５に本願の発明者が回分実験により、下水中の有機物と同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量を調べた結果を示す。このグラフが示すように、有機物濃度が高いほど、同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量が高い傾向を確認した。そのため、Ｓ１０２において算出した同時硝化脱窒槽１への流入有機物負荷（Ｌｃ）が高いほど、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）を高く設定することも可能である。同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）の設定方法は、同時硝化脱窒槽１への流入有機物負荷（Ｌｃ）の線形関数もしくは非線形関数によって設定することも可能である。また、同時硝化脱窒槽１への流入有機物負荷（Ｌｃ）に対する同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）を設定した対応表を作成し、対応表に基づき、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）を設定することも可能である。

更に、流量計１０により計測した同時硝化脱窒槽１への流入水量（Ｑ）に基づき、第１ブロワ５の曝気風量の制御は、時間遅れを持つことも可能である。例えば、Ｓ１０７での同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）の算出において、第１ｐＨ計９による計測値（ｐＨ₁）と、第２ｐＨ計による計測値（ｐＨ₂）とは、同時刻のものを用いてもよく、また時間遅れを持っても良い。例えば、同時硝化脱窒槽１への流入水量（Ｑ）を用いて、第１ｐＨ計の設置位置から第２ｐＨ計の設置位置までの流下時間（Δｔ）を算出し、時刻ｔにおける第１ｐＨ計の計測値（ｐＨ₁）と、時刻ｔ＋Δｔにおける第２ｐＨ計による計測値（ｐＨ₂）とから、同時硝化脱窒槽１におけるｐＨの増加量（ΔｐＨ）を算出することも可能である。

尚、Ｓ１１０において、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）の変化量（Δｑ₁）の設定は、例えば同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）と、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）との差分に比例して制御するＰ制御に基づき設定することも可能である。また、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）の変化量（Δｑ₁）は、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）に対するＰＩ制御やＰＩＤ制御に基づき、決定することも可能である。また、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）、もしくは同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）と、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）との差分に対する第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）の変化量（Δｑ₁）を設定した対応表を作成し、対応表に基づき、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）の変化量（Δｑ₁）を設定することも可能である。

また、同時硝化脱窒槽１における硝化、脱窒の進行状況を評価する補助手段として、同時硝化脱窒槽１にＤＯ濃度計や酸化還元電位（ＯＲＰ）計、ＮＨ４−Ｎ濃度計、ＮＯ３−Ｎ濃度計などを設置することも可能である。例えば、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量（ΔｐＨ）を用いた第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）の制御に加えて、同時硝化脱窒性能を確保できる同時硝化脱窒槽１のＤＯ濃度やＯＲＰの範囲を設定し、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）を制御することも可能である。

本実施例では、同時硝化脱窒槽１と好気槽２を隔壁により分離し、それぞれ個別の反応槽としたが、必ずしも個別の反応槽に分離する必要はなく、同一反応槽内にて同時硝化脱窒領域と好気領域とを分離することも可能である。

尚、第２ブロワ７の曝気風量制御に関してはその手段を問わない。例えば、第２ブロワ７の曝気風量を一定値に維持する、もしくは下水１００の流入水量（Ｑ）に比例して設定することも可能である。また、第２ブロワ７の曝気風量を、設定した好気槽２の目標水質に応じて制御することも可能である。例えば好気槽２において硝化の完了を目標とする場合、好気槽２のＤＯ濃度やＮＨ４−Ｎの基準値を設定し、基準値を満たすようにＰ制御、もしくはＰＩ制御、もしくはＰＩＤ制御により第２ブロワ７の曝気風量を制御することも可能である。

本実施例では、処理方法を標準活性汚泥法としたが、好気状態を有する生物処理方法であれば良く、例えば、嫌気好気活性汚泥法、循環式硝化内生脱窒法、嫌気無酸素好気法、嫌気−硝化内生脱窒法においても適用可能である。

以上の第１ブロワ５の曝気風量制御により，標準活性汚泥法において、同時硝化脱窒槽１における同時硝化脱窒性能を確保できる。すなわち、同時硝化脱窒槽１において、第１ブロワ５の曝気風量が過大で、硝化が優勢となり、同時硝化脱窒の進行期間が短く、同時硝化脱窒槽１末端のｐＨが低下した場合、第１ブロワ５の曝気風量を抑え、同時硝化脱窒が進行するように制御することを実現できる。

本発明の他の実施例を図面を用いて説明する。

図６は、本発明の実施例２に係る水処理装置の構成を示す構成図である。

本実施例では、前述の実施例１の構成において、同時硝化脱窒槽１において、第２ｐＨ計１２の上流側に第３ｐＨ計測手段である第３ｐＨ計１４を設置し、同時硝化脱窒槽１内のｐＨを計測する構成を備える。

図７は、実施例２における第１ブロワ５の風量の制御フローを示す。

前述の実施例１では、同時硝化脱窒性能を確保するのに必要な第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）を設定したが、実施例２では、第３ｐＨ計測計１４を追加することで、同時硝化脱窒槽１内のｐＨの変化をより詳しく把握し、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）が第１ブロワ５の曝気風量の最小値（ｑ_1-min）以上でありながら、同時硝化脱窒性能が確保できない場合に対応する。

以下、実施例２における第１曝気風量制御手段１３での制御フローについて詳細に説明する。

Ｓ２０５の第１ブロワ５の曝気風量（ｑ１）の決定までは実施例１での制御フローと同一である。Ｓ２０６において第１ｐＨ計９により計測した同時硝化脱窒槽１への流入水のｐＨ（ｐＨ₁）と、第２ｐＨ計１２により計測した同時硝化脱窒槽１内のｐＨ（ｐＨ₂）と、第３ｐＨ計１４により計測した同時硝化脱窒槽１内のｐＨ（ｐＨ₃）を取り込む。次に、Ｓ２０７において、同時硝化脱窒槽１におけるｐＨの増加量（ΔｐＨ）を算出する。次に、同時硝化脱窒槽１でのｐＨ増加量（ΔｐＨ）と、同時硝化脱窒槽１のｐＨ増加量基準値（ΔｐＨ₀）とを比較し、Ｓ２０８のようにΔｐＨ≧ΔｐＨ₀であれば、第１ブロワ５の風量は維持する（Ｓ２０９）。一方、ΔｐＨ＜ΔｐＨ₀であり、かつｐＨ₃≦ｐＨ₂の場合、硝化が優勢であると判断し、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）を減少させる（Ｓ２１１）。ΔｐＨ＜ΔｐＨ₀であり、かつｐＨ₃＞ｐＨ₂の場合、同時硝化脱窒の余地があると判断し、第１ブロワ５の曝気風量（ｑ₁）を増加させる（Ｓ２１２）。

以上の実施例２における第１ブロワ５の曝気風量制御により、曝気風量が過小であり、同時硝化脱窒性能が低下した場合も、第１ブロワ５の曝気風量を増加させることで、同時硝化脱窒の性能を確保することが実現できる。

100 下水
101 処理水
102 返送汚泥
800 返送汚泥の移送流路
1 同時硝化脱窒槽
2 好気槽
3 最終沈殿池
4 第１散気部
5 第１ブロワ
6 第２散気部
7 第２ブロワ
8 返送ポンプ
9 第１ｐＨ計
10 流量計
11 有機物濃度計
12 第２ｐＨ計
13 第１風量制御手段
14 第３ｐＨ計

Claims (7)

1. 水処理プロセス制御システムにおいて、
   硝化と脱窒を同時に進行させる同時硝化脱窒領域を有する好気槽と、
   前記同時硝化脱窒領域の下流に設けられた硝化を進行させる硝化領域と、
   前記同時硝化脱窒領域内を曝気する第１曝気手段と、
   前記同時硝化脱窒領域への流入水のｐＨを計測する第１ｐＨ計測手段と、
   前記同時硝化脱窒領域のｐＨを計測する第２ｐＨ計測手段とを備え、
   前記第１ｐＨ計測手段の計測値に対する前記第２ｐＨ計測手段の計測値のｐＨの増加量を前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量とし、
   前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を設定し、
   前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量が、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値以上になるように、前記第１曝気手段による曝気風量を制御する第１曝気風量制御手段を有することを特徴とする水処理プロセス制御システム。
   
2. 請求項１の水処理プロセス制御システムにおいて、
   前記ｐＨ増加量基準値を０以上の値に設定したことを特徴とする水処理プロセス制御システム。
   
3. 請求項１、又は請求項２の水処理プロセス制御システムにおいて、
   前記第１曝気手段による曝気風量の最小値を設定し、前記第１曝気手段による曝気風量を、
   前記第１曝気手段による曝気風量の最小値以上とすることを特徴とする水処理プロセス制御システム。
   
4. 請求項１から請求項３のうちの１つの水処理プロセス制御システムにおいて、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量が、前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を下回った場合、前記第１曝気手段による曝気風量を低減させることを特徴とする水処理プロセス制御システム。
   
5. 請求項１から請求項４のうちの１つの水処理プロセス制御システムにおいて、
   前記同時硝化脱窒領域内の前記第２ｐＨ計測手段の上流に、前記同時硝化脱窒領域におけるｐＨを計測する第３ｐＨ計測手段を備え、
   前記第２ｐＨ計測手段の計測値が前記第３ｐＨ計測手段の計測値を下回った場合、前記第１曝気手段の風量を低減させることを特徴とする水処理プロセス制御システム。
   
6. 請求項１から請求項５のうちの１つの水処理プロセス制御システムにおいて、前記第２ｐＨ計測手段の計測値が前記第３ｐＨ計測手段の計測値を上回った場合、前記第１曝気手段の風量を増加させることを特徴とする水処理プロセス制御システム。
   
7. 請求項１から請求項６のうちの１つの水処理プロセス制御システムにおいて、
   前記同時硝化脱窒領域の上流に、前記同時硝化脱窒領域への流入有機物負荷を計測する有機物負荷計測手段を備え、
   前記有機物負荷計測手段の計測値に対して前記同時硝化脱窒領域のｐＨ増加量基準値を設定することを特徴とする水処理プロセス制御システム。