JP2022048901A - Nitrification denitrification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硝化脱窒装置に関する。 The present invention relates to a nitrification denitrification apparatus.
し尿などの汚水を生物学的硝化脱窒法により処理することが知られている。このような生物学的硝化脱窒法は、硝化工程と脱窒素工程とを含む。硝化工程において、活性汚泥(微生物)が、汚水中のアンモニア性窒素を亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化する。脱窒素工程において、活性汚泥が、亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する。 It is known to treat sewage such as human waste by the biological nitrification denitrification method. Such a biological nitrification denitrification method includes a nitrification step and a denitrification step. In the nitrification step, activated sludge (microorganisms) oxidizes ammoniacal nitrogen in the sewage to nitrite or nitrate nitrogen. In the denitrification step, activated sludge reduces nitrite or nitrate nitrogen to nitrogen.
このような硝化工程および脱窒素工程を単一槽内において同時に実施可能な硝化脱窒装置が実用化されている。 A nitrification denitrification device capable of simultaneously performing such a nitrification step and a denitrification step in a single tank has been put into practical use.
例えば、硝化脱窒素槽と、循環ラインと、エジェクターと、酸化還元電位(ORP)計とを備える硝化脱窒装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。循環ラインは、硝化脱窒素槽の内液を、循環液として硝化脱窒素槽から引き出して硝化脱窒素槽に返送する。これによって、硝化脱窒素槽の内液は、循環ラインを介して循環される。エジェクターは、循環ラインに設けられ、循環ラインを通過する循環液と空気とを混合する。ORP計は、硝化脱窒素槽の内液のORPを測定する。 For example, a nitrification denitrification apparatus including a nitrification denitrification tank, a circulation line, an ejector, and a redox potential (ORP) meter has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The circulation line draws the internal liquid of the nitrification denitrification tank from the nitrification denitrification tank as a circulation liquid and returns it to the nitrification denitrification tank. As a result, the internal liquid of the nitrification denitrification tank is circulated through the circulation line. The ejector is provided on the circulation line and mixes the circulating liquid passing through the circulation line with air. The ORP meter measures the ORP of the internal liquid in the nitrification denitrification tank.
このような硝化脱窒装置では、循環ラインを通過する循環液の流量を調整することで、エジェクターにおいて循環液に混合される空気量を調整し、ひいては、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を調整する。 In such a nitrification denitrification device, the amount of air mixed with the circulation liquid in the ejector is adjusted by adjusting the flow rate of the circulation liquid passing through the circulation line, and the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is adjusted. do.
循環ラインを通過する循環液の流量が小さくなると、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が低下する。これによって、硝化脱窒素槽の内液において、溶存酸素濃度が比較的低い嫌気領域が広がり、脱窒素工程が優位となる。 When the flow rate of the circulating fluid passing through the circulation line becomes small, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank decreases. As a result, in the inner liquid of the nitrification denitrification tank, the anaerobic region where the dissolved oxygen concentration is relatively low expands, and the denitrification step becomes dominant.
一方、循環ラインを通過する循環液の流量が大きくなると、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が増加する。これによって、硝化脱窒素槽の内液において、溶存酸素濃度が比較的高い好気領域が広がり、硝化工程が優位となる。 On the other hand, when the flow rate of the circulating liquid passing through the circulation line increases, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank increases. As a result, in the inner liquid of the nitrification denitrification tank, an aerobic region having a relatively high dissolved oxygen concentration expands, and the nitrification step becomes dominant.
そして、特許文献1に記載の硝化脱窒装置では、ORP計の測定結果に基づいて、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を増減させて、脱窒素工程が優位な第1処理と、硝化工程が優位な第2処理とを交互に実施している。
Then, in the nitrification denitrification apparatus described in
しかるに、ORPは、硝化脱窒素槽の内液の性状に影響を受ける。内液の性状として、例えば、アンモニア濃度、有機物量、溶存酸素量、液温およびpHが挙げられる。また、ORPの波形は、一様ではなく、不安定である。 However, the ORP is affected by the properties of the internal liquid in the nitrification denitrification tank. Examples of the properties of the internal liquid include ammonia concentration, organic matter amount, dissolved oxygen amount, liquid temperature and pH. Also, the waveform of the ORP is not uniform and unstable.
そのため、ORPを測定しても、硝化工程および/または脱窒素工程の進行の度合いを精度よく判断することは困難である。その結果、特許文献1に記載の硝化脱窒装置のように、ORP計の測定結果に基づいて第1処理と第2処理とを切り替えても、汚水の処理効率の向上を図るには限度がある。
Therefore, even if the ORP is measured, it is difficult to accurately determine the degree of progress of the nitrification step and / or the denitrification step. As a result, even if the first treatment and the second treatment are switched based on the measurement result of the ORP meter as in the nitrification denitrification device described in
本発明は、効率よく汚水を処理できる硝化脱窒装置を提供する。 The present invention provides a nitrification denitrification apparatus capable of efficiently treating sewage.
本発明[1]は、硝化脱窒素槽と、前記硝化脱窒素槽に汚水を供給する汚水供給ラインと、前記硝化脱窒素槽内において前記汚水が活性汚泥により処理されている内液を、前記硝化脱窒素槽から引き出して送出する循環ポンプと、前記内液と空気とを混合して、前記硝化脱窒素槽内に噴射する噴射部と、前記硝化脱窒素槽から引き出された前記内液を前記噴射部を介して前記硝化脱窒素槽へと循環させる循環ラインと、前記内液におけるアンモニア濃度を測定するアンモニアセンサと、前記循環ポンプを制御可能な制御部であって、前記循環ポンプを第1出力で駆動させる第1制御と、前記循環ポンプを、前記第1出力よりも大きな第2出力で駆動させる第2制御とを交互に実行可能な制御部と、を備え、前記制御部は、前記アンモニアセンサの測定結果に基づいて、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値および/または前記第2出力の出力値を変更可能である、硝化脱窒装置を含む。 The present invention [1] comprises a nitrification denitrification tank, a sewage supply line for supplying sewage to the vitrification denitrification tank, and an internal liquid in which the sewage is treated with active sludge in the vitrification denitrification tank. A circulation pump that is drawn out from the vitrification denitrification tank and sent out, an injection unit that mixes the internal liquid and air and injects into the vitrification denitrification tank, and the internal liquid drawn from the vitrification denitrification tank. A circulation line that circulates to the vitrification denitrification tank via the injection unit, an ammonia sensor that measures the ammonia concentration in the internal liquid, and a control unit that can control the circulation pump. The control unit includes a control unit capable of alternately executing a first control driven by one output and a second control driving the circulation pump with a second output larger than the first output. It includes a vitrification denitrification device capable of changing the output value of the first output and / or the output value of the second output of the circulation pump based on the measurement result of the ammonia sensor.
このような構成によれば、第1制御において、循環ポンプは、比較的小さな第1出力で駆動する。そのため、噴射部を介して硝化脱窒素槽に供給される酸素量は、比較的少なくなる。その結果、第1制御では、硝化脱窒素槽の内液において脱窒素工程が優位となり、亜硝酸または硝酸性窒素が窒素に還元される。 According to such a configuration, in the first control, the circulation pump is driven by a relatively small first output. Therefore, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank via the injection unit is relatively small. As a result, in the first control, the denitrification step becomes dominant in the internal liquid of the nitrification denitrification tank, and nitrite or nitrate nitrogen is reduced to nitrogen.
また、第2制御において、循環ポンプは、比較的大きな第2出力で駆動する。そのため、噴射部を介して硝化脱窒素槽に供給される酸素量は、比較的多くなる。その結果、第2制御では、硝化脱窒素槽の内液において硝化工程が優位となり、アンモニア性窒素が亜硝酸または硝酸性窒素に酸化される。 Further, in the second control, the circulation pump is driven by a relatively large second output. Therefore, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank via the injection unit is relatively large. As a result, in the second control, the nitrification step becomes dominant in the inner liquid of the nitrification denitrification tank, and ammoniacal nitrogen is oxidized to nitrite or nitrate nitrogen.
アンモニアセンサは、内液におけるアンモニア濃度を測定する。アンモニア性窒素は硝化工程において消費されるため、アンモニア濃度を測定することにより、硝化工程の進行の度合いを直接的に確認することができる。 The ammonia sensor measures the concentration of ammonia in the internal liquid. Since ammoniacal nitrogen is consumed in the nitrification process, the degree of progress of the nitrification process can be directly confirmed by measuring the ammonia concentration.
そして、制御部は、アンモニアセンサの測定結果に基づいて、循環ポンプの第1出力の出力値および/または第2出力の出力値を変更する。つまり、制御部は、硝化工程の進行の度合いに基づいて、循環ポンプの第1出力の出力値および/または第2出力の出力値を調整できる。 Then, the control unit changes the output value of the first output and / or the output value of the second output of the circulation pump based on the measurement result of the ammonia sensor. That is, the control unit can adjust the output value of the first output and / or the output value of the second output of the circulation pump based on the degree of progress of the nitrification process.
そのため、第1制御および第2制御において、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を精度よく調整でき、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく、効率的に実施できる。その結果、効率よく汚水を処理できる。 Therefore, in the first control and the second control, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank can be adjusted accurately, and the nitrification step and the denitrification step can be carried out in a well-balanced and efficient manner. As a result, sewage can be treated efficiently.
本発明[2]は、前記制御部は、前記アンモニアセンサの測定結果から、前記第2制御開始から所定時間経過までのアンモニア濃度の減少速度を算出し、前記アンモニア濃度の減少速度から、前記第2制御終了時における前記内液のアンモニア濃度の予測値を算出し、前記予測値が所定範囲内である場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を維持し、前記予測値が所定範囲未満である場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させ、前記予測値が所定範囲を超過する場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させる、上記[1]に記載の硝化脱窒装置を含む。 In the present invention [2], the control unit calculates the rate of decrease in the ammonia concentration from the start of the second control to the lapse of a predetermined time from the measurement result of the ammonia sensor, and from the rate of decrease in the ammonia concentration, the first. 2 The predicted value of the ammonia concentration of the internal liquid at the end of control is calculated, and when the predicted value is within the predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is maintained, and the predicted value is within the predetermined range. If it is less than, the output value of the second output of the circulation pump is decreased, and if the predicted value exceeds a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is increased. The vitrification denitrification device described in 1.
このような構成によれば、制御部は、第2制御終了時における内液のアンモニア濃度の予測値を算出し、そのアンモニア濃度の予測値に基づいて、循環ポンプの第2出力の出力値を調整する。 According to such a configuration, the control unit calculates the predicted value of the ammonia concentration of the internal liquid at the end of the second control, and based on the predicted value of the ammonia concentration, the output value of the second output of the circulation pump is calculated. adjust.
第2制御終了時のアンモニア濃度の予測値が所定範囲内である場合、第2制御において硝化工程が適度に進行しており、アンモニア性窒素が適度に消費されている。そのため、制御部は、循環ポンプの第2出力の出力値を維持する。 When the predicted value of the ammonia concentration at the end of the second control is within a predetermined range, the nitrification step is appropriately progressing in the second control, and the ammoniacal nitrogen is appropriately consumed. Therefore, the control unit maintains the output value of the second output of the circulation pump.
また、第2制御終了時のアンモニア濃度の予測値が所定範囲未満である場合、第2制御においてアンモニア性窒素が過度に消費されており、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が過剰である。この場合、脱窒素工程が不十分となるおそれがある。そのため、制御部は、循環ポンプの第2出力の出力値を低下させて、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を低下させる。 Further, when the predicted value of the ammonia concentration at the end of the second control is less than the predetermined range, the ammoniacal nitrogen is excessively consumed in the second control, and the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is excessive. In this case, the denitrification step may be insufficient. Therefore, the control unit reduces the output value of the second output of the circulation pump to reduce the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank.
また、第2制御終了時のアンモニア濃度の予測値が所定範囲を超過する場合、第2制御においてアンモニア性窒素の消費が不十分であり、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部は循環ポンプの第2出力の出力値を上昇させて、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を上昇させる。 Further, when the predicted value of the ammonia concentration at the end of the second control exceeds a predetermined range, the consumption of ammoniacal nitrogen is insufficient in the second control, and the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is insufficient. Therefore, the control unit increases the output value of the second output of the circulation pump to increase the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank.
その結果、制御部は、アンモニアセンサの測定結果に基づいて、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を適切に調整できる。これによって、硝化脱窒装置は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより効率よく処理することができる。 As a result, the control unit can appropriately adjust the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank based on the measurement result of the ammonia sensor. As a result, the nitrification denitrification device can carry out the nitrification step and the denitrification step in a well-balanced and stable manner, and can treat the sewage more efficiently.
本発明[3]は、前記汚水供給ラインに設けられる供給ポンプをさらに備え、前記制御部は、前記供給ポンプを制御可能であり、前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が設定値以下である場合、次の前記第1制御において、前記供給ポンプを第3出力で駆動させ、前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が設定値を超過する場合、次の前記第1制御において、前記供給ポンプを前記第3出力よりも小さな第4出力で駆動させる、上記[2]に記載の硝化脱窒装置を含む。 The present invention [3] further includes a supply pump provided in the sewage supply line, the control unit can control the supply pump, and the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is a set value. In the following case, in the next first control, when the supply pump is driven by the third output and the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control exceeds the set value, the next first control is performed. The control includes the vitrification denitrification apparatus according to the above [2], which drives the supply pump with a fourth output smaller than the third output.
このような構成によれば、第2制御開始時における内液のアンモニア濃度が設定値以下である場合、制御部は、次の第1制御において、供給ポンプを第3出力で駆動させる。そのため、脱窒素工程が優位な第1制御の間に、汚水が、硝化脱窒素槽に供給される。その結果、汚水に含まれる有機物を脱窒素工程に有効に利用できる。 According to such a configuration, when the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is equal to or less than the set value, the control unit drives the supply pump with the third output in the next first control. Therefore, the sewage is supplied to the nitrification denitrification tank during the first control in which the denitrification step is dominant. As a result, the organic matter contained in the sewage can be effectively used in the denitrification step.
また、第1制御において硝化脱窒素槽に供給される汚水のアンモニア濃度が比較的高いと、第2制御開始時における内液のアンモニア濃度が設定値を超過する場合がある。この場合、制御部は、次の第1制御において、供給ポンプを第3出力よりも小さな第4出力で駆動させる。これによって、次の第1制御における硝化脱窒素槽に対する汚水供給量を低下させる。その結果、硝化脱窒素槽の内液におけるアンモニア濃度が、過度に上昇することを抑制でき、硝化工程を安定して進行させることができる。 Further, if the ammonia concentration of the sewage supplied to the nitrification denitrification tank in the first control is relatively high, the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control may exceed the set value. In this case, the control unit drives the supply pump with a fourth output smaller than the third output in the next first control. As a result, the amount of sewage supplied to the nitrification denitrification tank in the next first control is reduced. As a result, it is possible to suppress an excessive increase in the ammonia concentration in the inner liquid of the nitrification denitrification tank, and the nitrification step can be stably advanced.
本発明[4]は、前記アンモニアセンサの測定結果の移動平均が所定範囲を超えて上昇している場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させ、前記アンモニアセンサの測定結果の移動平均が所定範囲を超えて下降している場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させる、上記[1]に記載の硝化脱窒装置を含む。 In the present invention [4], when the moving average of the measurement result of the ammonia sensor rises beyond a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is increased, and the measurement result of the ammonia sensor is increased. The vitrification denitrification device according to the above [1], which reduces the output value of the second output of the circulation pump when the moving average falls beyond a predetermined range.
このような構成によれば、制御部は、アンモニアセンサの測定結果の移動平均に基づいて、循環ポンプの第2出力の出力値を調整する。 According to such a configuration, the control unit adjusts the output value of the second output of the circulation pump based on the moving average of the measurement result of the ammonia sensor.
アンモニアセンサの測定結果の移動平均が所定範囲を超えて上昇している場合、第2制御におけるアンモニア性窒素の消費が不十分であり、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部は、循環ポンプの第2出力の出力値を上昇させて、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を上昇させる。 When the moving average of the measurement result of the ammonia sensor rises beyond a predetermined range, the consumption of ammoniacal nitrogen in the second control is insufficient, and the amount of oxygen supplied to the vitrifying denitrification tank is insufficient. Therefore, the control unit increases the output value of the second output of the circulation pump to increase the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the second control.
また、アンモニアセンサの測定結果の移動平均が所定範囲を超えて下降している場合、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部は、循環ポンプの第2出力の出力値を低下させて、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を低下させる。 Further, when the moving average of the measurement result of the ammonia sensor falls beyond a predetermined range, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank in the second control is excessive. Therefore, the control unit lowers the output value of the second output of the circulation pump, and lowers the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the second control.
その結果、硝化脱窒装置は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより効率よく処理することができる。 As a result, the nitrification denitrification device can carry out the nitrification step and the denitrification step in a well-balanced and stable manner, and can treat the sewage more efficiently.
本発明[5]は、前記制御部は、前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲未満である場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を低下させ、前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲を超過する場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を上昇させる、上記[1]から[4]のいずれか一項に記載の硝化脱窒装置を含む。 In the present invention [5], when the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is less than a predetermined range, the control unit receives the first output of the circulation pump in the next first control. When the output value is lowered and the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control exceeds a predetermined range, the output value of the first output of the circulation pump is increased in the next first control. The nitrification denitrification apparatus according to any one of the above [1] to [4] is included.
このような構成によれば、制御部は、第2制御開始時における内液のアンモニア濃度に基づいて、循環ポンプの第1出力の出力値を調整する。 According to such a configuration, the control unit adjusts the output value of the first output of the circulation pump based on the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control.
第2制御開始時における内液のアンモニア濃度が所定範囲未満である場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部は、次の第1制御において、循環ポンプの第1出力の出力値を低下させて、第1制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を低下させる。 When the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is less than the predetermined range, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank is excessive. Therefore, in the next first control, the control unit lowers the output value of the first output of the circulation pump, and lowers the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the first control.
また、第2制御開始時における内液のアンモニア濃度が所定範囲を超過する場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部は、次の第1制御において、循環ポンプの第1出力の出力値を上昇させて、第1制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を上昇させる。 Further, when the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control exceeds a predetermined range, the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is insufficient. Therefore, in the next first control, the control unit increases the output value of the first output of the circulation pump to increase the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the first control.
その結果、硝化脱窒装置は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより一層効率よく処理することができる。 As a result, the nitrification denitrification device can carry out the nitrification step and the denitrification step in a well-balanced and stable manner, and can treat the sewage more efficiently.
本発明[6]は、前記制御部は、前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲未満である場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させ、前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲を超過する場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させる、上記[1]に記載の硝化脱窒装置を含む。 In the present invention [6], when the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is less than a predetermined range, the control unit receives the second output of the circulation pump in the next second control. When the output value is lowered and the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control exceeds a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is increased in the next second control. The nitrification denitrification apparatus according to the above [1] is included.
このような構成によれば、制御部は、第2制御開始時における内液のアンモニア濃度に基づいて、循環ポンプの第2出力の出力値を調整する。 According to such a configuration, the control unit adjusts the output value of the second output of the circulation pump based on the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control.
第2制御開始時における内液のアンモニア濃度が所定範囲未満である場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部は、次の第2制御において、循環ポンプの第2出力の出力値を低下させて、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を低下させる。 When the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is less than the predetermined range, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank is excessive. Therefore, in the next second control, the control unit lowers the output value of the second output of the circulation pump, and lowers the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the second control.
また、第2制御開始時における内液のアンモニア濃度が所定範囲を超過する場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部は、次の第2制御において、循環ポンプの第2出力の出力値を上昇させて、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を上昇させる。 Further, when the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control exceeds a predetermined range, the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is insufficient. Therefore, in the next second control, the control unit increases the output value of the second output of the circulation pump to increase the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the second control.
その結果、硝化脱窒装置は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより一層効率よく処理することができる。 As a result, the nitrification denitrification device can carry out the nitrification step and the denitrification step in a well-balanced and stable manner, and can treat the sewage more efficiently.
本発明[7]は、前記制御部は、前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲未満である場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させ、前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲を超過する場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させ、前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲未満である場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を低下させ、前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲を超過する場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を上昇させる、上記[1]に記載の硝化脱窒装置を含む。 In the present invention [7], when the minimum value per unit time of the ammonia concentration of the internal liquid is less than a predetermined range, the control unit controls the second output of the circulation pump in the next second control. When the output value is lowered and the minimum value of the ammonia concentration of the internal liquid exceeds a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is increased in the next second control. When the maximum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time is less than a predetermined range, the output value of the first output of the circulation pump is lowered in the next first control, and the ammonia concentration of the internal liquid is reduced. The vitrification denitrification device according to the above [1], which increases the output value of the first output of the circulation pump in the next first control when the maximum value per unit time of the above exceeds a predetermined range. include.
このような構成によれば、制御部は、内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値および最大値に基づいて、循環ポンプの第1出力と第2出力との出力値を調整する。 According to such a configuration, the control unit adjusts the output values of the first output and the second output of the circulation pump based on the minimum and maximum values of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time.
内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲未満である場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部は、次の第2制御において、循環ポンプの第2出力の出力値を低下させて、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を低下させる。 When the minimum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time is less than the predetermined range, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank is excessive. Therefore, in the next second control, the control unit lowers the output value of the second output of the circulation pump, and lowers the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the second control.
また、内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲を超過する場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部は、次の第2制御において、循環ポンプの第2出力の出力値を上昇させて、第2制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を上昇させる。 Further, when the minimum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time exceeds a predetermined range, the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is insufficient. Therefore, in the next second control, the control unit increases the output value of the second output of the circulation pump to increase the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the second control.
さらに、内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲未満である場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部は、次の第1制御において、循環ポンプの第1出力の出力値を低下させて、第1制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を低下させる。 Further, when the maximum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time is less than a predetermined range, the amount of oxygen supplied to the nitrification denitrification tank is excessive. Therefore, in the next first control, the control unit lowers the output value of the first output of the circulation pump, and lowers the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the first control.
また、内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲を超過する場合、硝化脱窒素槽に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部は、次の第1制御において、循環ポンプの第1出力の出力値を上昇させて、第1制御における硝化脱窒素槽に対する酸素供給量を上昇させる。 Further, when the maximum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time exceeds a predetermined range, the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank is insufficient. Therefore, in the next first control, the control unit increases the output value of the first output of the circulation pump to increase the oxygen supply amount to the nitrification denitrification tank in the first control.
その結果、硝化脱窒装置は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより一層効率よく処理することができる。 As a result, the nitrification denitrification device can carry out the nitrification step and the denitrification step in a well-balanced and stable manner, and can treat the sewage more efficiently.
本発明の硝化脱窒装置では、効率よく汚水を処理できる。 The nitrification denitrification device of the present invention can efficiently treat sewage.
1.硝化脱窒装置
本発明の硝化脱窒装置の一実施形態としての硝化脱窒装置1を、図1を参照して説明する。
1. 1. Nitrification denitrification device The
硝化脱窒装置1は、供給された汚水を活性汚泥により生物学的に硝化および脱窒素して、処理水を排出する。汚水および活性汚泥については、後で説明する。
The
硝化脱窒装置1は、硝化脱窒素槽2と、汚水供給ユニット3と、循環ユニット4と、アンモニアセンサ7と、処理液排出ユニット5と、制御部6とを備える。
The
硝化脱窒素槽2は、活性汚泥を収容する。活性汚泥は、硝化細菌と、脱窒細菌とを少なくとも含む。活性汚泥は、好ましくは、従属栄養細菌をさらに含む。
The
硝化細菌は、好気条件下で、アンモニア性窒素を亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化する。脱窒細菌は、嫌気条件下で、亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する。従属栄養細菌は、好気条件および/または嫌気条件下で、汚水中の有機物を分解する。 Nitrifying bacteria oxidize ammoniacal nitrogen to nitrite or nitrate nitrogen under aerobic conditions. Denitrifying bacteria reduce nitrite or nitrate nitrogen to nitrogen under anaerobic conditions. Heterotrophic bacteria decompose organic matter in sewage under aerobic and / or anaerobic conditions.
硝化脱窒素槽2は、密閉される中空形状を有する。硝化脱窒素槽2は、側壁21と、上壁22と、底壁23とを備える。
The
側壁21は、角筒形状または円筒形状を有する。側壁21は、上下方向に延びる。上壁22は、側壁21の上端を閉鎖する。底壁23は、側壁21の下端を閉鎖する。底壁23の内面は、上壁22と上下方向に向かい合う。底壁23の内面は、角錐状または円錐状に凹む。
The
汚水供給ユニット3は、硝化脱窒素槽2に汚水を供給する。汚水供給ユニット3は、汚水供給ライン31と、供給ポンプ32とを備える。
The
汚水供給ライン31は、硝化脱窒素槽2に汚水を供給するための配管である。汚水供給ライン31の供給方向の上流端は、図示しない汚水貯留槽に接続される。汚水供給ライン31の供給方向の下流端は、側壁21の下端に接続される。汚水供給ライン31の供給方向の下流端における内部空間は、硝化脱窒素槽2の内部空間における下方部分と通じる。
The
供給ポンプ32は、供給ポンプ32が駆動したときに、図示しない汚水貯留槽内の汚水を、汚水供給ライン31を通じて硝化脱窒素槽2に供給する。供給ポンプ32は、汚水供給ライン31に設けられる。供給ポンプ32は、例えば、公知の送液ポンプである。
When the
循環ユニット4は、硝化脱窒素槽2の内液の一部を、硝化脱窒素槽2から引き出して循環させる。硝化脱窒素槽2の内液は、硝化脱窒素槽2内において活性汚泥により処理されている汚水である。循環ユニット4は、循環ライン41と、循環ポンプ42と、噴射部の一例としてのオーバーフローシャフト43とを備える。
The
循環ライン41は、硝化脱窒素槽2の内液の一部を、硝化脱窒素槽2から引き出して、オーバーフローシャフト43に供給するための配管である。循環ライン41は、硝化脱窒素槽2から引き出された内液をオーバーフローシャフト43を介して硝化脱窒素槽2へと循環させる。なお、以下では、循環ライン41を通過する内液を循環液として、硝化脱窒素槽2に収容される内液と区別する。循環ライン41は、中間部411と、上流部412と、下流部413とを有する。
The
中間部411は、上下方向に延びる。上流部412は、中間部411の下端と連続する。上流部412は、中間部411の下端から水平方向に延びた後、下方に向かって屈曲する。上流部412における水平方向に延びる部分は、側壁21を貫通する。上流部412は、上流端41Aを有する。上流端41Aは、循環ライン41の循環方向の上流端であって、開放されている。上流端41Aは、側壁21に対して、中間部411と上流部412との連続部分の反対側に位置する。上流端41Aは、硝化脱窒素槽2の内部空間における下方部分に位置する。上流端41Aは、底壁23の内面と向かい合う。
The
下流部413は、中間部411の上端と連続する。下流部413は、中間部411の上端から水平方向に延びる。下流部413は、下流端41Bを有する。下流端41Bは、循環ライン41の循環方向の下流端である。下流端41Bは、オーバーフローシャフト43に接続される。
The
循環ポンプ42は、循環ポンプ42が駆動したときに、硝化脱窒素槽2の内液を、硝化脱窒素槽2から引き出して、循環ライン41を介してオーバーフローシャフト43に送出する。循環ポンプ42は、循環ライン41に設けられる。詳しくは、循環ポンプ42は、硝化脱窒素槽2外に位置し、中間部411と上流部412との連続部分に設けられる。循環ポンプ42は、例えば、公知の送液ポンプである。
When the
オーバーフローシャフト43は、循環液と空気とを混合して、硝化脱窒素槽2内に噴射する。オーバーフローシャフト43は、上壁22に支持される。オーバーフローシャフト43は、例えば、エジェクター構造を有する。オーバーフローシャフト43は、ボディ431と、ディフューザ432とを有する。
The
ボディ431は、上壁22に対して底壁23の反対側に位置する。ボディ431は、円筒形状を有する。ボディ431は、上下方向に延びる。循環ライン41の下流端41Bは、ボディ431の側壁に接続される。ボディ431の内部空間は、循環ライン41の下流端41Bにおける内部空間と通じる。
The
ディフューザ432は、円筒形状を有する。ディフューザ432の内径は、ボディ431の内径よりも小径である。ディフューザ432は、上下方向に延びる。ディフューザ432は、上壁22を貫通する。ディフューザ432の上端432Aは、ボディ431の下端に接続される。ディフューザ432の内部空間は、ボディ431の内部空間と通じる。ディフューザ432の下端432Bは、硝化脱窒素槽2の内部空間における上方部分に位置する。ディフューザ432の下端432Bは、循環ライン41の上流端41Aに対して、底壁23の反対側に位置する。ディフューザ432の下端432Bは、上流端41Aから上方に離れて位置する。ディフューザ432の下端432Bは、上下方向において、硝化脱窒素槽2の上壁22と、上流端41Aとの間に位置する。
The
アンモニアセンサ7は、硝化脱窒素槽2の内液におけるアンモニア濃度を測定可能である。本実施形態では、アンモニアセンサ7は、循環ライン41内を通過する循環液におけるアンモニア濃度を測定する。アンモニアセンサ7は、循環ライン41の下流部413に接続される。アンモニアセンサ7として、例えば、公知のアンモニア検出器が挙げられる。アンモニアセンサ7は、制御部6と電気的に接続される。アンモニアセンサ7は、測定結果を制御部6に出力可能である。
The ammonia sensor 7 can measure the ammonia concentration in the internal liquid of the
また、アンモニアセンサ7は、硝化脱窒素槽2の内液をサンプリングポンプで抜き出した内液のアンモニア濃度を測定してもよい。この場合、循環ライン41とは別に硝化脱窒素槽2の内液を、硝化脱窒素槽2から引き出してサンプリングタンクに送液し、アンモニアセンサ7を、サンプリングタンク、または、硝化脱窒素槽2に内液を返送するサンプリングラインに設置する。
Further, the ammonia sensor 7 may measure the ammonia concentration of the internal liquid obtained by extracting the internal liquid of the
処理液排出ユニット5は、硝化脱窒素槽2から処理液を排出する。処理液は、硝化脱窒素槽2において生物学的硝化脱窒処理が実施され、硝化脱窒素槽2から排出される内液である。処理液排出ユニット5は、排出ライン51を有する。
The treatment
排出ライン51は、硝化脱窒素槽2から処理液を排出するための配管である。排出ライン51の排出方向の上流端は、側壁21に接続される。排出ライン51の排出方向の上流端における内部空間は、硝化脱窒素槽2の内部空間と通じる。排出ライン51の排出方向の下流端は、図示しない水槽に接続される。なお、図示しない水槽では、処理液に含まれる活性汚泥を、沈殿や膜分離、機械分離などにより固液分離する。
The
制御部6は、中央処理装置(CPU)、ROMおよびRAMなどを備える。制御部6は、循環ポンプ42と、供給ポンプ32と、アンモニアセンサ7とを制御可能である。制御部6は、循環ポンプ42と、供給ポンプ32と、アンモニアセンサ7とに電気的に接続される。
The
詳しくは、制御部6は、循環ポンプ42を制御することで、硝化脱窒素槽2の内液の溶存酸素濃度の調整が可能である。特に、好ましくは、制御部6は、循環ポンプ42を制御して、硝化脱窒素槽2の内液の溶存酸素濃度が比較的低い嫌気状態に調整する第1制御と、硝化脱窒素槽2の内液の溶存酸素濃度が比較的高い好気状態に調整する第2制御とを交互に実施可能である。
Specifically, the
制御部6が硝化脱窒素槽2の内液の溶存酸素濃度が比較的低い嫌気状態に調整する第1制御を実行したときに、制御部6は、循環ポンプ42を第1出力で駆動させる。第1制御において、硝化脱窒素槽2から引き出され循環液は、比較的小さい流量でオーバーフローシャフト43に導かれる。嫌気状態に調整することで、脱窒素細菌が、硝化脱窒素槽2の内液に含まれる亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する(脱窒素工程)。
When the
また、制御部6が硝化脱窒素槽2の内液の溶存酸素濃度が比較的高い好気状態に調整する第2制御を実行したときに、制御部6は、循環ポンプ42を第2出力で駆動させる。循環ポンプ42の第2出力は、循環ポンプ42の第1出力よりも大きい。第2制御において、硝化脱窒素槽2から引き出され循環液は、比較的大きい流量でオーバーフローシャフト43に導かれる。好気状態に調整することで、硝化細菌が、酸素を消費して、硝化脱窒素槽2の内液に含まれるアンモニア性窒素を亜硝酸または硝酸性窒素に酸化する(硝化工程)。
Further, when the
詳しくは後述するが、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果に基づいて、循環ポンプ42の第1出力および第2出力の出力値を変更可能である。制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値の変更基準となるアンモニア濃度の所定範囲を、予め記憶している(図2参照)。制御部6に記憶されるアンモニアの濃度の所定範囲は、第2制御終了時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の許容範囲であって、硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の上限値Xと、硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の下限値Yとを有する。アンモニア濃度の所定範囲は、汚水の性状に応じて適宜変更される。
As will be described in detail later, the
また、制御部6は、供給ポンプ32の駆動状態と駆動停止状態とを切り替え可能である。詳しくは後述するが、制御部6は、供給ポンプ32の出力の出力値を変更可能である。制御部6は、供給ポンプ32の出力の出力値の変更基準となるアンモニア濃度の設定値Zを、予め記憶している(図2参照)。アンモニア濃度の設定値Zは、第2制御開始時におけるアンモニアの濃度の上限値であって、汚水の性状に応じて適宜変更される。
Further, the
2.汚水処理方法
次に、硝化脱窒装置1を用いた汚水処理方法について説明する。
2. 2. Sewage treatment method Next, a sewage treatment method using the
図1に示すように、汚水処理方法では、予め、所定量の汚水が、硝化脱窒素槽2に供給されて収容される。
As shown in FIG. 1, in the sewage treatment method, a predetermined amount of sewage is supplied to and contained in the
汚水として、例えば、下水汚泥、し尿系汚水などが挙げられる。 Examples of sewage include sewage sludge and human waste sewage.
下水汚泥は、下水道により回収された汚水を処理したときに出来る汚泥であり、水洗式便所からのし尿排水、生活に伴ない発生する生活排水、雨水などを処理対象として含む。し尿系汚水は、下水とは別途回収される汚水であり、汲み取り式便所の便壺に貯留されるし尿や、し尿や生活排水などを処理する浄化槽において生じる浄化槽汚泥などを含む。 The sewage sludge is sludge produced when the sewage collected by the sewage is treated, and includes human wastewater from a flush toilet, domestic wastewater generated in daily life, rainwater, and the like. The human waste system sewage is sewage collected separately from the sewage, and includes human waste stored in the toilet jar of a pumping toilet and septic tank sludge generated in a septic tank for treating human waste and domestic wastewater.
汚水は、1種類からなってもよく、2種類以上が混合されていてもよい。汚水は、好ましくは、し尿系汚水を含む。 The sewage may consist of one type or a mixture of two or more types. The sewage preferably contains human waste sewage.
汚水の総窒素量(T-N)は、例えば、92mg/L以上5000mg/L以下である。なお、T-Nは、例えば、汚水をケルダール法により前処理して、中和滴定法や総和法により測定できる。 The total nitrogen content (TN) of the sewage is, for example, 92 mg / L or more and 5000 mg / L or less. TN can be measured, for example, by pretreating sewage by the Kjeldahl method and measuring it by the neutralization titration method or the summation method.
汚水のアンモニア性窒素濃度は、例えば、20mg/L以上3000mg/L以下である。なお、アンモニア性窒素濃度は、例えば、中和滴定法やイオン電極法により測定することができる。 The ammoniacal nitrogen concentration of the sewage is, for example, 20 mg / L or more and 3000 mg / L or less. The ammoniacal nitrogen concentration can be measured by, for example, a neutralization titration method or an ionic electrode method.
汚水の硝酸態窒素濃度は、例えば、0.0mg/L以上1.0mg/L以下である。なお、硝酸態窒素濃度は、例えば、比色法やイオンクロマトグラフ法により測定できる。 The nitrate nitrogen concentration of the sewage is, for example, 0.0 mg / L or more and 1.0 mg / L or less. The nitrate nitrogen concentration can be measured by, for example, a colorimetric method or an ion chromatograph method.
汚水の生物学的酸素要求量(BOD)は、例えば、200mg/L以上21000mg/L以下である。なお、BODは、例えば、よう素滴定法や隔膜電極法により測定できる。 The biochemical oxygen demand (BOD) of sewage is, for example, 200 mg / L or more and 21000 mg / L or less. The BOD can be measured by, for example, an iodine titration method or a diaphragm electrode method.
汚水のSS濃度は、例えば、640mg/L以上35000mg/L以下である。なお、SS濃度は、例えば、ガラス繊維ろ紙法や遠心分離法により測定できる。 The SS concentration of sewage is, for example, 640 mg / L or more and 35,000 mg / L or less. The SS concentration can be measured by, for example, a glass fiber filter paper method or a centrifugation method.
次いで、図2および図3に示すように、制御部6は、内液を嫌気状態に調整する第1制御(S1)、および、内液を好気状態に調整する第2制御(S2)を、停止信号を受信するまで交互に実行する。なお、本実施形態では、制御部6は、第1制御を第1の設定時間維持した後、第2制御に切り替えて第2の設定時間維持する。制御部6は、第1の設定時間および第2の設定時間を予め記憶している。第1の設定時間および第2の設定時間は、汚水の性状に応じて適宜変更される。なお、本実施形態では、内液を嫌気状態に調整する第1制御後に内液を好気状態に調整する第2制御が実施されるが、第1制御と第2制御との順序は特に制限されない。制御部6は、第2制御後に第1制御を実施してもよい。
Next, as shown in FIGS. 2 and 3, the
図2では、便宜上、第1制御の開始から第2制御の終了までを1サイクルとして、第1サイクルから第5サイクルにおける、循環ポンプ42の出力、供給ポンプ32の出力およびアンモニア濃度を示す。
FIG. 2 shows the output of the
図4に示すように、内液を嫌気状態に調整する第1制御において、制御部6は、まず、予め記憶している循環ポンプ42の第1出力の出力値を読み出して、循環ポンプ42を第1出力で駆動する(S1-1)。これによって、図1に示すように、硝化脱窒素槽2の内液が、循環液として、循環ライン41の上流端41Aに吸い込まれる。そして、循環液が、循環ライン41を通過してオーバーフローシャフト43に流入する。
As shown in FIG. 4, in the first control for adjusting the internal liquid to an anaerobic state, the
そして、循環液が、循環ライン41からディフューザ432に向かってボディ431を通過するときに、ボディ431の内部に負圧を生じる。これによって、ボディ431の上端近傍の空気が、ボディ431の内部に吸引される。そして、オーバーフローシャフト43内において、循環液と空気とが混合され、ディフューザ432の下端432Bから、循環液と空気とが噴射される。
Then, when the circulating liquid passes through the
内液を嫌気状態に調整する第1制御では、内液を好気状態に調整する第2制御と比較して、循環ポンプ42の出力が小さい。そのため、第1制御では、第2制御と比較して、循環液の循環速度が小さい。第1制御における循環液の循環速度は、例えば、33m3/h以上3000m3/h以下である。
In the first control for adjusting the internal liquid to an anaerobic state, the output of the
第1制御における循環液の循環速度が上記下限以上であれば、硝化脱窒素槽2に収容される内液を安定して攪拌できる。第1制御における循環液の循環速度が上記上限以下であれば、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低減できる。
When the circulation speed of the circulating liquid in the first control is equal to or higher than the above lower limit, the internal liquid contained in the
その結果、内液を嫌気状態に調整する第1制御では、硝化脱窒素槽2の内液のうち、ディフューザ432の下端432Bの近傍領域が好気状態となる一方、それ以外の大部分が嫌気状態となる。第1制御において、硝化脱窒素槽2の内液における溶存酸素濃度は、例えば、0.5mg/L未満に維持される。
As a result, in the first control for adjusting the internal liquid to an anaerobic state, in the internal liquid of the
好気状態である領域において、硝化細菌が、酸素を消費して、アンモニア性窒素を亜硝酸または硝酸性窒素まで酸化する(硝化工程)。 In the aerobic region, nitrifying bacteria consume oxygen to oxidize ammoniacal nitrogen to nitrite or nitrate nitrogen (nitrification step).
また、嫌気状態である領域において、脱窒素細菌が、亜硝酸または硝酸性窒素を窒素に還元する(脱窒素工程)。なお、生成した窒素は、図示しない排気管を介して、硝化脱窒素槽2から排出される。
Also, in the anaerobic region, denitrifying bacteria reduce nitrite or nitrate nitrogen to nitrogen (denitrification step). The generated nitrogen is discharged from the
そして、嫌気状態である内液は、循環ライン41の上流端41Aに吸い込まれ、循環液として循環ライン41を通過し、オーバーフローシャフト43に流入する。その後、オーバーフローシャフト43は、循環液を空気とともに硝化脱窒素槽2内に噴射する。このような循環液の循環は、循環ポンプ42の駆動が停止するまで継続される。
Then, the anaerobic internal liquid is sucked into the
また、上記のように処理された汚水は、処理水として、第1制御および第2制御の間に、オーバーフローにより、硝化脱窒素槽2から排出ライン51を介して排出される。
Further, the sewage treated as described above is discharged as treated water from the
処理液の溶解性全窒素量(S-T-N)は、例えば、1mg/L以上20mg/L以下である。処理液のアンモニア性窒素濃度は、例えば、0.1mg/L以上20mg/L以下である。処理液の硝酸態窒素濃度は、例えば、0.1mg/L以上20mg/L以下である。 The total soluble nitrogen content (STN) of the treatment solution is, for example, 1 mg / L or more and 20 mg / L or less. The ammoniacal nitrogen concentration of the treatment liquid is, for example, 0.1 mg / L or more and 20 mg / L or less. The nitrate nitrogen concentration of the treatment liquid is, for example, 0.1 mg / L or more and 20 mg / L or less.
次いで、図2および図4に示すように、制御部6は、第1制御の期間中に、硝化脱窒素槽2へ汚水を供給する。詳しくは、循環ポンプ42の第1出力での駆動開始から所定時間経過後に、制御部6は、予め記憶している供給ポンプ32の出力値を読み出して、供給ポンプ32を第3出力または第4出力で駆動させる(S1-2)。なお、供給ポンプ32の第3出力および第4出力については、後で詳述する。
Next, as shown in FIGS. 2 and 4, the
その後、制御部6は、供給ポンプ32を所定時間駆動させた後、第1制御が終了する前に、供給ポンプ32の駆動を停止する(S1-3)。第1制御の期間中における汚水の供給量は、汚水の性状に応じて適宜変更されるが、硝化脱窒素槽2の容積に対して、例えば、1/100以上1/500以下である。
After that, the
そして、制御部6は、循環ポンプ42の第1出力での駆動時間が第1の設定時間を経過するまで、循環ポンプ42の第1出力での駆動を継続した後、第1制御を第2制御に切り替える(図3参照)。
Then, the
図2および図5に示すように、第2制御において、制御部6は、予め記憶している循環ポンプ42の第2出力の出力値を読み出して、循環ポンプ42を第2出力で駆動する(S2-1)。
As shown in FIGS. 2 and 5, in the second control, the
第2出力は、第1出力よりも大きい。そのため、第2制御では、第1制御と比較して、循環液の循環速度が大きい。第2制御における循環液の循環速度は、例えば、100m3/h以上3000m3/h以下である。 The second output is larger than the first output. Therefore, in the second control, the circulation speed of the circulating fluid is higher than that in the first control. The circulation speed of the circulating liquid in the second control is, for example, 100 m 3 / h or more and 3000 m 3 / h or less.
第2制御における循環液の循環速度が上記下限以上であれば、硝化脱窒素槽2に対して、十分な酸素を供給できる。
When the circulation speed of the circulating liquid in the second control is equal to or higher than the above lower limit, sufficient oxygen can be supplied to the
その結果、第2制御では、硝化脱窒素槽2の内液のうち、大部分が好気状態となる一方、それ以外の一部(下部)が嫌気状態となる。第2制御において、硝化脱窒素槽2の内液における溶存酸素濃度は、例えば、0.5mg/L以上に維持される。これによって、第2制御では、第1制御と比較して、硝化工程が優位に進行する。
As a result, in the second control, most of the internal solution of the
第2制御では、生育環境に適したpHや温度が維持される。第2制御における硝化脱窒素槽2の内液のpHは、例えば、5.0以上、好ましくは、6.0以上、また、例えば、9.0以下、好ましくは、8.0以下である。第2制御における硝化脱窒素槽2の内液の温度は、例えば、15℃以上38℃以下である。
In the second control, the pH and temperature suitable for the growing environment are maintained. The pH of the internal solution of the
また、制御部6は、循環ポンプ42を第2出力で駆動開始させるとともに、アンモニアセンサ7に循環液のアンモニア濃度を測定させる。これによって、制御部6は、第2制御開始時における循環液のアンモニア濃度C1を取得する。そして、制御部6は、第2制御開始時における循環液のアンモニア濃度C1が、第2制御開始時におけるアンモニア濃度の設定値Z以下であるか否かを判断する(S2-2)。
Further, the
第2制御開始時における循環液のアンモニア濃度C1が設定値Z以下である場合(S2-2のYes)、制御部6は、予め記憶している第3出力に対応する出力値を読み出す(S2-3)。そして、制御部6は、次の第1制御において、供給ポンプ32を第3出力で駆動させる(図2の第1サイクルから第3サイクル参照)。言い換えれば、第2制御開始時における循環液のアンモニア濃度C1が設定値Z以下である場合、制御部6は、次の第1制御において、供給ポンプ32を第3出力で駆動させる。
When the ammonia concentration C 1 of the circulating fluid at the start of the second control is equal to or less than the set value Z (Yes in S2-2), the
第2制御開始時における循環液のアンモニア濃度C1が設定値Zを超過する場合(S2-2のNo)、制御部6は、予め記憶している第4出力に対応する出力値を読み出す(S2-4)。そして、制御部6は、次の第1制御において、供給ポンプ32を第4出力で駆動させる(図2の第4サイクルおよび第5サイクル参照)。言い換えれば、第2制御開始時における循環液のアンモニア濃度C1が設定値Zを超過する場合、制御部6は、次の第1制御において、供給ポンプ32を第4出力で駆動させる。第4出力は、第3出力よりも小さい。第4出力の出力値は、第3出力の出力値に対して、例えば、70%以上90%以下である。
When the ammonia concentration C 1 of the circulating fluid at the start of the second control exceeds the set value Z (No in S2-2), the
次いで、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力での駆動開始から所定時間経過時に、アンモニアセンサ7に循環液のアンモニア濃度を測定させる(S2-5)。これによって、制御部6は、第2制御開始から所定時間経過したときの循環液のアンモニア濃度C2を取得する。そして、制御部6は、第2制御開始時のアンモニア濃度C1と所定時間経過時のアンモニア濃度C2とに基づいて、第2制御開始から所定時間経過までのアンモニア濃度の減少速度を算出する(S2-6)。
Next, the
次いで、制御部6は、アンモニア濃度の減少速度と、第2の設定時間とから、第2制御終了時における汚水のアンモニア濃度の予測値Cpを算出する(S2-7)。
Next, the
次いで、制御部6は、アンモニア濃度の予測値Cpが、第2制御終了時におけるアンモニアの濃度の下限値Y未満であるか否かを判断する(S2-8)。
Next, the
アンモニア濃度の予測値Cpが第2制御終了時におけるアンモニア濃度の下限値Y未満である場合(S2-8のYes)、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させる(S2-9、図2の第2サイクル参照)。言い換えれば、アンモニア濃度の予測値Cpが所定範囲未満である場合、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させる。第2出力の出力値を低下割合は、例えば、現状の循環ポンプ42の第2出力の出力値100%に対して、例えば、70%以上90%以下である。そして、制御部6は、記憶している第2出力の出力値を更新する。
When the predicted value C p of the ammonia concentration is less than the lower limit value Y of the ammonia concentration at the end of the second control (Yes in S2-8), the
アンモニア濃度の予測値Cpが第2制御終了時におけるアンモニアの濃度の下限値Y以上である場合(S2-8のNo)、制御部6は、アンモニア濃度の予測値Cpが、第2制御終了時におけるアンモニアの濃度の上限値Xを超過するか否かを判断する(S2-10)。
When the predicted value C p of the ammonia concentration is equal to or higher than the lower limit value Y of the ammonia concentration at the end of the second control (No in S2-8), the
アンモニア濃度の予測値Cpが第2制御終了時におけるアンモニアの濃度の上限値Xを超過する場合(S2-10のYes)、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させる(S2-11、図2の第3サイクルおよび第4サイクル参照)。言い換えれば、アンモニア濃度の予測値Cpが所定範囲を超過する場合、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させる。第2出力の出力値を上昇割合は、例えば、現状の循環ポンプ42の第2出力の出力値100%に対して、例えば、110%以上130%以下である。そして、制御部6は、記憶している第2出力の出力値を更新する。
When the predicted value C p of the ammonia concentration exceeds the upper limit value X of the ammonia concentration at the end of the second control (Yes in S2-10), the
アンモニア濃度の予測値Cpが第2制御終了時におけるアンモニアの濃度の上限値X以下である場合(S2-10のNo)、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を維持する(図2の第5サイクル参照)。言い換えれば、制御部6は、アンモニア濃度の予測値Cpが、第2制御終了時におけるアンモニアの濃度の下限値Y以上上限値X以下、すなわち、所定範囲内である場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を維持する。
When the predicted value C p of the ammonia concentration is equal to or less than the upper limit value X of the ammonia concentration at the end of the second control (No in S2-10), the
そして、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力での駆動時間が第2の設定時間を経過するまで、循環ポンプ42の第2出力での駆動を継続した後、図3に示すように、停止信号を受信しているか否かを判断する(S-3)。制御部6が停止信号を受信している場合(S-3のYes)、硝化脱窒装置1は、汚水の処理動作を終了する。一方、制御部6が停止信号を受信していない場合(S-3のNo)、制御部6は、再度、第1制御および第2制御を繰り返す。
Then, the
3.作用効果
硝化脱窒装置1では、第1制御において、循環ポンプ42が、比較的小さな第1出力で駆動する。そのため、オーバーフローシャフト43を介して硝化脱窒素槽2に供給される酸素量は、比較的少なくなる。その結果、第1制御では、硝化脱窒素槽2の内液において脱窒素工程が優位となり、亜硝酸または硝酸性窒素が窒素に還元される。
3. 3. Action effect In the
また、第2制御において、循環ポンプ42は、比較的大きな第2出力で駆動する。そのため、オーバーフローシャフト43を介して硝化脱窒素槽2に供給される酸素量は、比較的多くなる。その結果、第2制御では、硝化脱窒素槽2の内液において硝化工程が優位となり、アンモニア性窒素が亜硝酸または硝酸性窒素に酸化される。
Further, in the second control, the
アンモニアセンサ7は、硝化脱窒素槽2の内液におけるアンモニア濃度を測定する。アンモニア性窒素は硝化工程において消費されるため、アンモニア濃度を測定することにより、硝化工程の進行の度合いを直接的に確認することができる。
The ammonia sensor 7 measures the ammonia concentration in the internal liquid of the
そして、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果に基づいて、循環ポンプ42の第2出力の出力値を変更する。つまり、制御部6は、硝化工程の進行の度合いに基づいて、循環ポンプ42の第2出力の出力値を調整でき、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を調整できる。
Then, the
そのため、第1制御および第2制御において、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を精度よく調整でき、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく、効率的に実施できる。その結果、効率よく汚水を処理できる。
Therefore, in the first control and the second control, the amount of oxygen supplied to the
また、アンモニア濃度の絶対値は、互いに異なる複数の硝化脱窒装置1間においても直接比較することができる。そのため、複数の硝化脱窒装置1において、同じアンモニア濃度の基準値を採用することが可能であり、硝化脱窒装置1の制御が容易である。さらに、アンモニアセンサ7の測定結果を、処理水の水質評価に利用することができる。
Further, the absolute value of the ammonia concentration can be directly compared between a plurality of
また、制御部6は、第2制御開始から所定時間経過までのアンモニア濃度の減少速度を算出し、アンモニア濃度の減少速度から、第2制御終了時における汚水のアンモニア濃度の予測値Cpを算出する。
Further, the
第2制御終了時のアンモニア濃度の予測値Cpが所定範囲内である場合、第2制御において硝化工程が適度に進行しており、アンモニア性窒素が効率よく酸化される。そのため、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を維持する。
When the predicted value Cp of the ammonia concentration at the end of the second control is within a predetermined range, the nitrification step is appropriately progressing in the second control, and the ammoniacal nitrogen is efficiently oxidized. Therefore, the
また、第2制御終了時のアンモニア濃度の予測値Cpが所定範囲未満である場合、第2制御においてアンモニア性窒素が過度に消費されており、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が過剰である。この場合、脱窒素工程が不十分となるおそれがある。そのため、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させて、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低下させる。
Further, when the predicted value Cp of the ammonia concentration at the end of the second control is less than the predetermined range, the ammoniacal nitrogen is excessively consumed in the second control, and the oxygen supply amount to the
また、第2制御終了時のアンモニア濃度の予測値Cpが所定範囲を超過する場合、第2制御においてアンモニア性窒素の消費が不十分であり、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部6は循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させて、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を上昇させる。
Further, when the predicted value Cp of the ammonia concentration at the end of the second control exceeds a predetermined range, the consumption of ammoniacal nitrogen is insufficient in the second control, and the oxygen supply amount to the
その結果、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果に基づいて、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を適切に調整できる。これによって、硝化脱窒装置1は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより効率よく処理することができる。
As a result, the
また、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が設定値Z以下である場合、制御部6は、次の第1制御において、供給ポンプを第3出力で駆動させる。そのため、脱窒素工程が優位な第1制御の間に、有機物を含む汚水が、硝化脱窒素槽2に供給される。その結果、汚水中の有機物を脱窒素工程に有効に利用できる。
Further, when the ammonia concentration C 1 of the internal liquid of the
また、第1制御において硝化脱窒素槽2に供給される汚水のアンモニア濃度が比較的高いと、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が設定値Zを超過する場合がある。この場合、制御部6は、次の第1制御において、供給ポンプを第3出力よりも小さな第4出力で駆動させる。これによって、次の第1制御における硝化脱窒素槽2に対する汚水供給量を低下させる。その結果、硝化脱窒素槽2の内液におけるアンモニア濃度が、過度に上昇することを抑制でき、硝化工程を安定して進行させることができる。
Further, when the ammonia concentration of the sewage supplied to the
4.第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
4. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第1実施形態では、制御部6は、第2制御において、アンモニア濃度の予測値Cpに基づいて、循環ポンプ42の第2出力の出力値を変更させるが、本発明はこれに限定されない。
In the first embodiment, the
図6および図7に示すように、第2実施形態では、制御部6は、第2制御において、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均に基づいて、循環ポンプ42の第2出力の出力値を変更する。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the second embodiment, in the second control, the
第2実施形態では、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均を算出する。制御部6は、第1制御および第2制御において、アンモニアセンサ7に、循環液のアンモニア濃度を単位時間毎(例えば、毎秒)に測定させる。そして、制御部6は、第1制御の開始から第2制御の終了までを1サイクルとして、1サイクル中のアンモニア濃度の平均値を算出する。次いで、制御部6は、少なくとも2サイクルのアンモニア濃度の平均値から、アンモニア濃度の移動平均を算出する。そして、制御部6は、今回算出したアンモニア濃度の移動平均と、前回算出したアンモニア濃度の移動平均とから、アンモニア濃度の移動平均の変動量を算出する。
In the second embodiment, the
図6に示すように、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均の変動量が所定範囲を超えて上昇する場合、第2制御におけるアンモニア性窒素の消費が不十分であり、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させて、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を上昇させる。言い換えれば、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均が所定範囲を超えて上昇する場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させる。
As shown in FIG. 6, when the fluctuation amount of the moving average of the measurement result of the ammonia sensor 7 rises beyond a predetermined range, the consumption of ammoniacal nitrogen in the second control is insufficient, and the
また、図7に示すように、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均の変動量が所定範囲を超えて下降する場合、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が過剰である。この場合、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させて、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低下させる。言い換えれば、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均が所定範囲を超えて下降する場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させる。
Further, as shown in FIG. 7, when the fluctuation amount of the moving average of the measurement result of the ammonia sensor 7 falls beyond a predetermined range, the oxygen supply amount to the
また、図8に示すように、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均の変動量が所定範囲内である場合、第2制御において硝化工程が適度に進行しており、アンモニア性窒素が効率よく酸化される。そのため、制御部6は、循環ポンプ42の第2出力の出力値を維持する。言い換えれば、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果の移動平均の変動量が所定範囲内である場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を維持する。
Further, as shown in FIG. 8, when the fluctuation amount of the moving average of the measurement result of the ammonia sensor 7 is within a predetermined range, the vitrification step is appropriately advanced in the second control, and the ammoniacal nitrogen is efficiently oxidized. Will be done. Therefore, the
その結果、硝化脱窒装置1は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより効率よく処理することができる。このような第2実施形態においても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
As a result, the
5.第3実施形態
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
5. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described.
第1実施形態では、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果に基づいて、第2制御において循環ポンプ42の第2出力の出力値を変更するが、本発明はこれに限定されない。
In the first embodiment, the
第3実施形態では、制御部6は、アンモニアセンサ7の測定結果に基づいて、第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を変更する。また、制御部6は、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度を基準として、第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を変更してもよい。
In the third embodiment, the
図9に示すように、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が、第2制御開始時におけるアンモニア濃度の許容下限値Z1未満(所定範囲未満)である場合、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が過剰である(図9の第2サイクルおよび第3サイクル参照)。そのため、制御部6は、次の第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を低下させて、第1制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低下させる。また、制御部6は、次の第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させて、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低下させる。
As shown in FIG. 9, when the ammonia concentration C1 of the internal solution of the nitrification denitrification tank 2 at the start of the second control is less than the allowable lower limit value Z1 (less than a predetermined range) of the ammonia concentration at the start of the second control. , The amount of oxygen supplied to the
言い換えれば、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が所定範囲未満である場合、制御部6は、次の第1制御において循環ポンプ42の第1出力の出力値を低下させ、次の第2制御において循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させる。
In other words, when the ammonia concentration C 1 of the internal liquid of the
また、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が、第2制御開始時におけるアンモニア濃度の許容上限値Z2を超過(所定範囲を超過)する場合、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が不足している(図9の第4サイクルおよび第5サイクル参照)。そのため、制御部6は、次の第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を上昇させて、第1制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を上昇させる。また、制御部6は、次の第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させて、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を上昇させる。
When the ammonia concentration C1 in the internal solution of the nitrification denitrification tank 2 at the start of the second control exceeds the allowable upper limit value Z2 of the ammonia concentration at the start of the second control (exceeds a predetermined range), the nitrification denitrification is performed. The amount of oxygen supplied to the
言い換えれば、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が所定範囲を超過する場合、制御部6は、次の第1制御において循環ポンプ42の第1出力の出力値を上昇させ、次の第2制御において循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させる。
In other words, when the ammonia concentration C 1 of the internal liquid of the
また、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が、第2制御開始時におけるアンモニア濃度の許容下限値Z1以上許容上限値Z2以下(所定範囲内)である場合、制御部6は、次の第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を、前回の第1制御と同じに維持する(図9の第1サイクルおよび第2サイクル参照)。この場合、制御部6は、次の第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を、前回の第2制御と同じに維持する。
Further, when the ammonia concentration C1 of the internal solution of the nitrification denitrification tank 2 at the start of the second control is equal to or more than the allowable lower limit value Z1 of the ammonia concentration at the start of the second control and is equal to or less than the allowable upper limit value Z2 (within a predetermined range). In the next first control, the
言い換えれば、第2制御開始時における硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度C1が所定範囲内である場合、制御部6は、次の第1制御において循環ポンプ42の第1出力の出力値を前回の第1制御と同じに維持し、次の第2制御において循環ポンプ42の第2出力の出力値を前回の第2制御と同じに維持する。
In other words, when the ammonia concentration C 1 of the internal liquid of the
その結果、硝化脱窒装置1は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより一層効率よく処理することができる。このような第3実施形態においても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
As a result, the
また、循環ポンプ42の出力値の過剰変動を抑制するため、複数サイクル分の第2制御開始時のアンモニア濃度C1の平均値を算出して、その平均値に基づいて、循環ポンプ42の第1出力および/または第2出力の出力値を変更してもよい。
Further, in order to suppress excessive fluctuation of the output value of the
6.第4実施形態
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
6. Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
第4実施形態では、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値および最大値を基準として、次のサイクルの循環ポンプ42の第1出力および第2出力の出力値を変更する。
In the fourth embodiment, the
一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が、サイクルにおけるアンモニア濃度の許容下限範囲未満(所定範囲未満)である場合、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部6は、次の第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させて、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低下させる。言い換えれば、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲未満である場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を低下させる。
When the minimum value of the ammonia concentration of the internal solution of the
また、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が、サイクルにおけるアンモニア濃度の許容下限範囲を超過(所定範囲を超過)する場合、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部6は、次の第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させて、第2制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を上昇させる。言い換えれば、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲を超過する場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を上昇させる。
Further, when the minimum value per unit time of the ammonia concentration of the internal liquid of the
また、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が、サイクルにおけるアンモニア濃度の許容下限範囲内(所定範囲内)である場合、制御部6は、次の第2制御において、循環ポンプ42の第2出力の出力値を、前回の第2制御と同じに維持する。言い換えれば、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲内である場合、循環ポンプ42の第2出力の出力値を、前回の第2制御と同じに維持する。
Further, when the minimum value per unit time of the ammonia concentration of the internal liquid of the
また、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が、サイクルにおけるアンモニア濃度の許容上限範囲未満(所定範囲未満)である場合、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が過剰である。そのため、制御部6は、次の第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を低下させて、第1制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を低下させる。言い換えれば、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲未満である場合、循環ポンプ42の第1出力の出力値を低下させる。
Further, when the maximum value per unit time of the ammonia concentration of the internal solution of the
また、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が、サイクルにおけるアンモニア濃度の許容上限範囲を超過(所定範囲を超過)する場合、硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量が不足している。そのため、制御部6は、次の第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を上昇させて、第1制御における硝化脱窒素槽2に対する酸素供給量を上昇させる。言い換えれば、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲を超過する場合、循環ポンプ42の第1出力の出力値を上昇させる。
When the maximum value of the ammonia concentration in the internal solution of the
また、サイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が、サイクルにおけるアンモニア濃度の許容上限範囲内(所定範囲内)である場合、制御部6は、次の第1制御において、循環ポンプ42の第1出力の出力値を、前回の第1制御と同じに維持する。言い換えれば、制御部6は、一のサイクルにおける硝化脱窒素槽2の内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲内である場合、循環ポンプ42の第1出力の出力値を、前回の第1制御と同じに維持する。
Further, when the maximum value per unit time of the ammonia concentration of the internal liquid of the
その結果、硝化脱窒装置1は、硝化工程および脱窒素工程をバランスよく安定して実施でき、汚水をより一層効率よく処理することができる。このような第4実施形態においても、第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
As a result, the
上記した第1実施形態から第4実施形態および変形例は、適宜組み合わせることができる。 The above-mentioned first to fourth embodiments and modifications can be combined as appropriate.
1 硝化脱窒装置
2 硝化脱窒素槽
31 汚水供給ライン
41 循環ライン
42 循環ポンプ
43 オーバーフローシャフト
6 制御部
7 アンモニアセンサ
1
Claims (7)
前記硝化脱窒素槽に汚水を供給する汚水供給ラインと、
前記硝化脱窒素槽内において前記汚水が活性汚泥により処理されている内液を、前記硝化脱窒素槽から引き出して送出する循環ポンプと、
前記内液と空気とを混合して、前記硝化脱窒素槽内に噴射する噴射部と、
前記硝化脱窒素槽から引き出された前記内液を前記噴射部を介して前記硝化脱窒素槽へと循環させる循環ラインと、
前記内液におけるアンモニア濃度を測定するアンモニアセンサと、
前記循環ポンプを制御可能な制御部であって、前記循環ポンプを第1出力で駆動させる第1制御と、前記循環ポンプを、前記第1出力よりも大きな第2出力で駆動させる第2制御とを交互に実行可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、前記アンモニアセンサの測定結果に基づいて、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値および/または前記第2出力の出力値を変更可能であることを特徴とする、硝化脱窒装置。 Nitrification denitrification tank and
A sewage supply line that supplies sewage to the nitrification denitrification tank,
A circulation pump that draws out the internal liquid in which the sewage is treated with activated sludge in the nitrification denitrification tank and sends it out from the nitrification denitrification tank.
An injection unit that mixes the internal liquid and air and injects it into the nitrification denitrification tank.
A circulation line that circulates the internal liquid drawn from the nitrification denitrification tank to the nitrification denitrification tank via the injection portion.
An ammonia sensor that measures the ammonia concentration in the internal liquid and
A control unit capable of controlling the circulation pump, the first control for driving the circulation pump at the first output, and the second control for driving the circulation pump with a second output larger than the first output. With a control unit that can be executed alternately,
The control unit can change the output value of the first output and / or the output value of the second output of the circulation pump based on the measurement result of the ammonia sensor. Device.
前記アンモニアセンサの測定結果から、前記第2制御開始から所定時間経過までのアンモニア濃度の減少速度を算出し、
前記アンモニア濃度の減少速度から、前記第2制御終了時における前記内液のアンモニア濃度の予測値を算出し、
前記予測値が所定範囲内である場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を維持し、
前記予測値が所定範囲未満である場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させ、
前記予測値が所定範囲を超過する場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させることを特徴とする、請求項1に記載の硝化脱窒装置。 The control unit
From the measurement result of the ammonia sensor, the rate of decrease in the ammonia concentration from the start of the second control to the lapse of a predetermined time is calculated.
From the rate of decrease in the ammonia concentration, the predicted value of the ammonia concentration in the internal liquid at the end of the second control was calculated.
When the predicted value is within a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is maintained.
When the predicted value is less than a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is lowered.
The nitrification denitrification apparatus according to claim 1, wherein when the predicted value exceeds a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is increased.
前記制御部は、
前記供給ポンプを制御可能であり、
前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が設定値以下である場合、次の前記第1制御において、前記供給ポンプを第3出力で駆動させ、
前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が設定値を超過する場合、次の前記第1制御において、前記供給ポンプを前記第3出力よりも小さな第4出力で駆動させることを特徴とする、請求項2に記載の硝化脱窒装置。 Further equipped with a supply pump provided in the sewage supply line,
The control unit
The supply pump can be controlled and
When the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is equal to or less than the set value, in the next first control, the supply pump is driven by the third output.
When the ammonia concentration of the internal liquid exceeds the set value at the start of the second control, the supply pump is driven by a fourth output smaller than the third output in the next first control. The nitrification denitrification apparatus according to claim 2.
前記アンモニアセンサの測定結果の移動平均が所定範囲を超えて上昇する場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させ、
前記アンモニアセンサの測定結果の移動平均が所定範囲を超えて下降する場合、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させることを特徴とする、請求項1に記載の硝化脱窒装置。 The control unit
When the moving average of the measurement result of the ammonia sensor rises beyond a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is raised.
The nitrification denitrification apparatus according to claim 1, wherein when the moving average of the measurement result of the ammonia sensor drops beyond a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is lowered.
前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲未満である場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を低下させ、
前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲を超過する場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を上昇させることを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の硝化脱窒装置。 The control unit
When the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is less than a predetermined range, the output value of the first output of the circulation pump is lowered in the next first control.
When the ammonia concentration of the internal liquid exceeds a predetermined range at the start of the second control, the first control is to increase the output value of the first output of the circulation pump. The nitrification denitrification apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲未満である場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させ、
前記第2制御開始時における前記内液のアンモニア濃度が所定範囲を超過する場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させることを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の硝化脱窒装置。 The control unit
When the ammonia concentration of the internal liquid at the start of the second control is less than a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is lowered in the next second control.
When the ammonia concentration of the internal liquid exceeds a predetermined range at the start of the second control, the second control is characterized in that the output value of the second output of the circulation pump is increased. The nitrification denitrification apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲未満である場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を低下させ、
前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最小値が所定範囲を超過する場合、次の前記第2制御において、前記循環ポンプの前記第2出力の出力値を上昇させ、
前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲未満である場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を低下させ、
前記内液のアンモニア濃度の単位時間あたりの最大値が所定範囲を超過する場合、次の前記第1制御において、前記循環ポンプの前記第1出力の出力値を上昇させることを特徴とする、請求項1に記載の硝化脱窒装置。 The control unit
When the minimum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time is less than a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is lowered in the next second control.
When the minimum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time exceeds a predetermined range, the output value of the second output of the circulation pump is increased in the next second control.
When the maximum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time is less than a predetermined range, the output value of the first output of the circulation pump is lowered in the next first control.
A claim characterized by increasing the output value of the first output of the circulation pump in the next first control when the maximum value of the ammonia concentration of the internal liquid per unit time exceeds a predetermined range. Item 1. The nitrification denitrification apparatus according to Item 1.
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