JP3260575B2 - 間欠曝気式活性汚泥法の制御方法 - Google Patents
間欠曝気式活性汚泥法の制御方法Info
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- JP3260575B2 JP3260575B2 JP01026695A JP1026695A JP3260575B2 JP 3260575 B2 JP3260575 B2 JP 3260575B2 JP 01026695 A JP01026695 A JP 01026695A JP 1026695 A JP1026695 A JP 1026695A JP 3260575 B2 JP3260575 B2 JP 3260575B2
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- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水や生活排水を生物
学的に処理する方法であり、特に排水中の窒素およびリ
ンを除去するプロセスの制御方法に関する。
学的に処理する方法であり、特に排水中の窒素およびリ
ンを除去するプロセスの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水や生活排水の処理は有機物除去が主
体であり、活性汚泥法に代表される生物学的処理法が一
般に用いられてきた。しかし近年になって、湖沼等の閉
鎖性水域では富栄養化が大きな問題となり、この原因と
なる窒素、リンの除去が重要となってきた。そのため、
有機物に加えて窒素、リンを除去できる処理法が活性汚
泥法の改良法として開発されてきており、代表的な方法
としてＡ2 Ｏ法（嫌気−無酸素−好気法），回分式活性
汚泥法，間欠曝気式活性汚泥法（以下、間欠曝気法と略
称する）等が挙げられる。これらの方法は、微生物が好
気条件、嫌気条件に交互におかれ有機物、窒素、リンの
除去がなされる。
体であり、活性汚泥法に代表される生物学的処理法が一
般に用いられてきた。しかし近年になって、湖沼等の閉
鎖性水域では富栄養化が大きな問題となり、この原因と
なる窒素、リンの除去が重要となってきた。そのため、
有機物に加えて窒素、リンを除去できる処理法が活性汚
泥法の改良法として開発されてきており、代表的な方法
としてＡ2 Ｏ法（嫌気−無酸素−好気法），回分式活性
汚泥法，間欠曝気式活性汚泥法（以下、間欠曝気法と略
称する）等が挙げられる。これらの方法は、微生物が好
気条件、嫌気条件に交互におかれ有機物、窒素、リンの
除去がなされる。
【０００３】ここで、窒素、リンの除去を目的とする下
水処理について、その原理を簡単に述べる。下水中の有
機物は活性汚泥を構成する微生物の食物となり分解除去
される。窒素は好気性の条件下で、硝化菌の働きにより
ＮＨ4 −Ｎ（アンモニア性窒素）がＮＯ3 −Ｎ（硝酸性
窒素）に酸化され、次いで嫌気性の条件下で脱窒菌の働
きによりＮＯ3 −ＮがＮ2 （窒素ガス）に還元されて除
去される。硝化、脱窒の関係を整理すると次のようにな
る。
水処理について、その原理を簡単に述べる。下水中の有
機物は活性汚泥を構成する微生物の食物となり分解除去
される。窒素は好気性の条件下で、硝化菌の働きにより
ＮＨ4 −Ｎ（アンモニア性窒素）がＮＯ3 −Ｎ（硝酸性
窒素）に酸化され、次いで嫌気性の条件下で脱窒菌の働
きによりＮＯ3 −ＮがＮ2 （窒素ガス）に還元されて除
去される。硝化、脱窒の関係を整理すると次のようにな
る。
【０００４】 反応 窒素の形態変化 反応条件 微生物 硝化反応 アンモニア性窒素→硝酸性窒素 好気性（溶存酸素あり） 硝化菌 脱窒反応 硝酸性窒素 →窒素ガス 嫌気性（溶存酸素なし） 脱窒菌 リンは曝気槽の運転条件を好気性、嫌気性に交互に変え
ることにより、細胞内にリンを多量に蓄積する性質を持
つ活性汚泥をつくりだし、この活性汚泥を利用して除去
する。即ち、この活性汚泥は嫌気性条件でリンを放出
し、好気性条件でリンを吸収する性質があるため、好気
性条件でリンの吸収を行ない、リンを多量に吸収した活
性汚泥を余剰汚泥として処理系から除くことにより脱リ
ンを行なう。この関係は下記のように整理することがで
きる。
ることにより、細胞内にリンを多量に蓄積する性質を持
つ活性汚泥をつくりだし、この活性汚泥を利用して除去
する。即ち、この活性汚泥は嫌気性条件でリンを放出
し、好気性条件でリンを吸収する性質があるため、好気
性条件でリンの吸収を行ない、リンを多量に吸収した活
性汚泥を余剰汚泥として処理系から除くことにより脱リ
ンを行なう。この関係は下記のように整理することがで
きる。
【０００５】 反応 槽内のリン濃度 反応条件 リン除去 リンの放出 増加 嫌気性（溶存酸素なし） ─ リンの吸収 減少 好気性（溶存酸素あり） 活性汚泥抜き出し このように窒素、リンの除去においては、好気性、嫌気
性の２条件が不可欠であるが、厳密には脱窒のための嫌
気性条件と脱リンのための嫌気性条件とは異なってお
り、間欠曝気法では脱窒が終了し槽内にＮＯ3 −Ｎに起
因する酸素分子がなくなった後で活性汚泥からのリンの
放出が起こり、これが次の曝気工程におけるリンの吸収
につながっている。
性の２条件が不可欠であるが、厳密には脱窒のための嫌
気性条件と脱リンのための嫌気性条件とは異なってお
り、間欠曝気法では脱窒が終了し槽内にＮＯ3 −Ｎに起
因する酸素分子がなくなった後で活性汚泥からのリンの
放出が起こり、これが次の曝気工程におけるリンの吸収
につながっている。
【０００６】間欠曝気法は好気条件、嫌気条件の比率を
時間的に設定でき、しかも既存の施設にも比較的容易に
適用できることから注目されている方法であり、本発明
者らは従来の間欠曝気法を大幅に改善する方法として、
排水が流入する第１曝気槽と、この第１曝気槽に直列に
連結した第２曝気槽の二つの曝気槽を用い、その後段に
最終沈澱池を設けた装置と、その制御方法（以下、２槽
式間欠曝気法とする）を特開平６─５５１９０号により
開示している。
時間的に設定でき、しかも既存の施設にも比較的容易に
適用できることから注目されている方法であり、本発明
者らは従来の間欠曝気法を大幅に改善する方法として、
排水が流入する第１曝気槽と、この第１曝気槽に直列に
連結した第２曝気槽の二つの曝気槽を用い、その後段に
最終沈澱池を設けた装置と、その制御方法（以下、２槽
式間欠曝気法とする）を特開平６─５５１９０号により
開示している。
【０００７】以下にその概要を図３と図４（ａ），
（ｂ）を参照して説明する。図３は特開平６─５５１９
０号に記載の間欠曝気法及び制御システムを説明するた
めの要部構成を示す模式図であり、図３では、水および
空気の経路を実線の矢印、制御信号系統を点線の矢印で
表わしてあり、この装置は主として、下水１が流入し活
性汚泥によって有機物、窒素、リンが除去される第１曝
気槽２ａと第２曝気槽２ｂ、重力沈降によって活性汚泥
が分離され処理水３が得られる最終沈澱池４、沈降した
活性汚泥を第１曝気槽２ａに返送する返送汚泥ポンプ５
から構成してある。第１曝気槽２ａと第２曝気槽２ｂの
容積比はおよそ１：１であり、処理水の滞留時間の合計
は最終沈澱池４も含めて１６〜３２時間である。制御系
は第１曝気槽２ａ内の酸化還元電位を測定する第１のＯ
ＲＰ計６ａ、第２曝気槽２ｂ内の酸化還元電位を測定す
る第２のＯＲＰ計６ｂ、およびこれらＯＲＰ計の値に基
づいて第１曝気ブロワ７ａ、第２曝気ブロワ７ｂ、第１
攪拌ポンプ８ａ、第２攪拌ポンプ８ｂへの制御信号を出
力する制御装置９からなっている。
（ｂ）を参照して説明する。図３は特開平６─５５１９
０号に記載の間欠曝気法及び制御システムを説明するた
めの要部構成を示す模式図であり、図３では、水および
空気の経路を実線の矢印、制御信号系統を点線の矢印で
表わしてあり、この装置は主として、下水１が流入し活
性汚泥によって有機物、窒素、リンが除去される第１曝
気槽２ａと第２曝気槽２ｂ、重力沈降によって活性汚泥
が分離され処理水３が得られる最終沈澱池４、沈降した
活性汚泥を第１曝気槽２ａに返送する返送汚泥ポンプ５
から構成してある。第１曝気槽２ａと第２曝気槽２ｂの
容積比はおよそ１：１であり、処理水の滞留時間の合計
は最終沈澱池４も含めて１６〜３２時間である。制御系
は第１曝気槽２ａ内の酸化還元電位を測定する第１のＯ
ＲＰ計６ａ、第２曝気槽２ｂ内の酸化還元電位を測定す
る第２のＯＲＰ計６ｂ、およびこれらＯＲＰ計の値に基
づいて第１曝気ブロワ７ａ、第２曝気ブロワ７ｂ、第１
攪拌ポンプ８ａ、第２攪拌ポンプ８ｂへの制御信号を出
力する制御装置９からなっている。
【０００８】このような装置系における運転制御の基本
的な考えかたは、排水が流入する第１曝気槽２ａと、こ
の第１曝気槽に直列に連結した第２曝気槽２ｂの二つの
曝気槽を用い、第１曝気槽２ａで硝化、脱窒を一定時間
に制御することによりリン放出時間を確保し、第２曝気
槽２ｂでは硝化、脱窒を行うとともに、リン放出を防止
しつつ制御の１周期を所定の時間に維持し、高い窒素、
リン除去率を得ることにある。 その具体的な方法を、
制御に伴うＯＲＰの変化とともに、図４（ａ）、（ｂ）
を併用参照して説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、制御
を実施中に、任意のタイミングで曝気開始時間を零点と
して、時間の経過に伴うＯＲＰの変化を示したものであ
り、図４（ａ）は第１曝気槽のＯＲＰ、（ｂ）は第２曝
気槽のＯＲＰのそれぞれ時間経過に対する関係線図であ
る。
的な考えかたは、排水が流入する第１曝気槽２ａと、こ
の第１曝気槽に直列に連結した第２曝気槽２ｂの二つの
曝気槽を用い、第１曝気槽２ａで硝化、脱窒を一定時間
に制御することによりリン放出時間を確保し、第２曝気
槽２ｂでは硝化、脱窒を行うとともに、リン放出を防止
しつつ制御の１周期を所定の時間に維持し、高い窒素、
リン除去率を得ることにある。 その具体的な方法を、
制御に伴うＯＲＰの変化とともに、図４（ａ）、（ｂ）
を併用参照して説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、制御
を実施中に、任意のタイミングで曝気開始時間を零点と
して、時間の経過に伴うＯＲＰの変化を示したものであ
り、図４（ａ）は第１曝気槽のＯＲＰ、（ｂ）は第２曝
気槽のＯＲＰのそれぞれ時間経過に対する関係線図であ
る。
【０００９】はじめに、第１曝気槽２ａの制御方法につ
いて述べる。硝化とリン吸収を行う曝気時間をＴe 、脱
窒時間をＴf とし、Ｔe とＴf の和である時間Ｔg があ
らかじめ設定した時間Ｔgsと一致するように、曝気時間
Ｔe を調節する。ここで第１のＯＲＰ計６ａのＯＲＰの
変化を見ると、脱窒終了後に屈曲点Ａが出現しており、
屈曲点Ａを検出することによって時間Ｔg を測定し、Ｔ
gsとＴg の差に基づいて曝気時間Ｔe を調節する。その
結果、後述のように１周期はほぼＴds時間に維持されて
いるため、リン放出時間がＴds−Ｔgsとして確保される
ことになる。
いて述べる。硝化とリン吸収を行う曝気時間をＴe 、脱
窒時間をＴf とし、Ｔe とＴf の和である時間Ｔg があ
らかじめ設定した時間Ｔgsと一致するように、曝気時間
Ｔe を調節する。ここで第１のＯＲＰ計６ａのＯＲＰの
変化を見ると、脱窒終了後に屈曲点Ａが出現しており、
屈曲点Ａを検出することによって時間Ｔg を測定し、Ｔ
gsとＴg の差に基づいて曝気時間Ｔe を調節する。その
結果、後述のように１周期はほぼＴds時間に維持されて
いるため、リン放出時間がＴds−Ｔgsとして確保される
ことになる。
【００１０】第２曝気槽２ｂの制御方法は、硝化とリン
吸収のための曝気時間をＴb 、脱窒が進行する攪拌時間
をＴC とし、Ｔb とＴC の和である時間Ｔd があらかじ
め設定した時間Ｔdsと一致するように、曝気時間Ｔb を
調節し、併せて時間Ｔd 後１周期が終了したとして、第
１曝気槽２ａ、第２曝気槽２ｂを同時に曝気状態に復帰
させる。これは、第２のＯＲＰ計６ｂのＯＲＰの変化か
ら屈曲点Ｂを検出して時間Ｔd を測定し、ＴdsとＴd の
差に基づいて曝気時間Ｔb を調節することにより行う。
この結果、脱窒が終了すると直ちに曝気状態となるた
め、第２曝気槽２ｂにおいてリンが放出されることな
く、高い窒素、リン除去率が得られる。
吸収のための曝気時間をＴb 、脱窒が進行する攪拌時間
をＴC とし、Ｔb とＴC の和である時間Ｔd があらかじ
め設定した時間Ｔdsと一致するように、曝気時間Ｔb を
調節し、併せて時間Ｔd 後１周期が終了したとして、第
１曝気槽２ａ、第２曝気槽２ｂを同時に曝気状態に復帰
させる。これは、第２のＯＲＰ計６ｂのＯＲＰの変化か
ら屈曲点Ｂを検出して時間Ｔd を測定し、ＴdsとＴd の
差に基づいて曝気時間Ｔb を調節することにより行う。
この結果、脱窒が終了すると直ちに曝気状態となるた
め、第２曝気槽２ｂにおいてリンが放出されることな
く、高い窒素、リン除去率が得られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上、本発明者らが特
開平６−５５１９０号公報に記載の２槽式間欠曝気法に
ついて説明したが、この方式のような生物学的脱窒、脱
リン法は、その後の研究によって次のような問題がある
ことがわっかた。即ち、この制御方法は、１周期の間に
窒素、リンの除去工程を配分するような運転を行なって
いるので、比較的ゆるやかな流入負荷変動に対しては対
応が可能であり、良好な水質を得ることができるが、例
えば、雨水が下水に流入するなど流入負荷変動が大きい
場合、窒素、リンの除去率の低下がみられることであ
る。
開平６−５５１９０号公報に記載の２槽式間欠曝気法に
ついて説明したが、この方式のような生物学的脱窒、脱
リン法は、その後の研究によって次のような問題がある
ことがわっかた。即ち、この制御方法は、１周期の間に
窒素、リンの除去工程を配分するような運転を行なって
いるので、比較的ゆるやかな流入負荷変動に対しては対
応が可能であり、良好な水質を得ることができるが、例
えば、雨水が下水に流入するなど流入負荷変動が大きい
場合、窒素、リンの除去率の低下がみられることであ
る。
【００１２】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、負荷変動が大きい場合でも安定な窒
素、リンの除去が可能な２槽式間欠曝気法による下水処
理プロセスの制御方法を提供することにある。
あり、その目的は、負荷変動が大きい場合でも安定な窒
素、リンの除去が可能な２槽式間欠曝気法による下水処
理プロセスの制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の２槽式間欠曝気法の運転を次のように行
なう。第１の方法は、処理装置の排水の流入系に、連続
測定が可能な全有機性炭素計（以下、ＴＯＣ計と記す）
を設置しておき、その濃度の測定値と、あらかじめ定め
た全有機性炭素濃度との差に基づき、第１曝気槽のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値を変化させる。
めに、本発明の２槽式間欠曝気法の運転を次のように行
なう。第１の方法は、処理装置の排水の流入系に、連続
測定が可能な全有機性炭素計（以下、ＴＯＣ計と記す）
を設置しておき、その濃度の測定値と、あらかじめ定め
た全有機性炭素濃度との差に基づき、第１曝気槽のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値を変化させる。
【００１４】第２の方法は、処理装置の排水の流入系
に、連続測定が可能な全窒素測定装置（以下、Ｔ−Ｎ計
と記す）を設置しておき、その濃度の測定値と、あらか
じめ定めた全窒素濃度との差に基づき、第１曝気槽のＯ
ＲＰ屈曲点の検出時間の設定値を変化させる。
に、連続測定が可能な全窒素測定装置（以下、Ｔ−Ｎ計
と記す）を設置しておき、その濃度の測定値と、あらか
じめ定めた全窒素濃度との差に基づき、第１曝気槽のＯ
ＲＰ屈曲点の検出時間の設定値を変化させる。
【００１５】
【作用】第１の方法は、排水の流入系に設置したＴＯＣ
計の前回までの処理工程における濃度測定値に基づき、
次工程における第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値を調節する。即ち、前回までの
処理工程における有機性炭濃度が、あらかじめ設定した
有機性炭濃度より大きいとき、その差に応じて次工程に
おける第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲＰ屈曲点の検
出時間の設定値を大きくする。また、設定した有機性炭
濃度より低い場合は、ＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値
を小さくする。その理由は、リンの放出速度は供給され
る有機物の量によって変動し、有機物の量が多い場合は
速く、少ない場合は遅くなる傾向があるから、有機物供
給量が多すぎるときは、リンの放出量が過大となり、所
定の曝気時間でリンを吸収することができなくなり、リ
ン除去率が低下し、逆に有機物供給量が少ない場合は、
リンの放出量が少なくなり、その結果リンの吸収も弱
く、リン除去率が悪化することによる。即ち、第１曝気
槽におけるリンの放出量は、適当な量を確保することが
重要であって、上記のように、ＯＲＰ屈曲点の検出時間
の設定値を変えることにより、リン放出時間を変化さ
せ、適当なリン放出量を確保する。
計の前回までの処理工程における濃度測定値に基づき、
次工程における第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値を調節する。即ち、前回までの
処理工程における有機性炭濃度が、あらかじめ設定した
有機性炭濃度より大きいとき、その差に応じて次工程に
おける第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲＰ屈曲点の検
出時間の設定値を大きくする。また、設定した有機性炭
濃度より低い場合は、ＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値
を小さくする。その理由は、リンの放出速度は供給され
る有機物の量によって変動し、有機物の量が多い場合は
速く、少ない場合は遅くなる傾向があるから、有機物供
給量が多すぎるときは、リンの放出量が過大となり、所
定の曝気時間でリンを吸収することができなくなり、リ
ン除去率が低下し、逆に有機物供給量が少ない場合は、
リンの放出量が少なくなり、その結果リンの吸収も弱
く、リン除去率が悪化することによる。即ち、第１曝気
槽におけるリンの放出量は、適当な量を確保することが
重要であって、上記のように、ＯＲＰ屈曲点の検出時間
の設定値を変えることにより、リン放出時間を変化さ
せ、適当なリン放出量を確保する。
【００１６】第２の方法は、排水の流入系に設置したＴ
−Ｎ計の前回までの処理工程における濃度測定値に基づ
き、次工程における第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値を調節する。即ち、前回ま
での処理工程における全窒素濃度が、あらかじめ設定し
た全窒素濃度より大きいとき、その差に応じて次工程に
おける第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲＰ屈曲点の検
出時間の設定値を大きくする。また、設定した全窒素濃
度より低い場合は、ＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値を
小さくする。これにより、窒素負荷が高いときには、窒
素除去に多くの時間を配分し、窒素負荷が低いときに
は、窒素除去に配分する時間を短くすることができる。
−Ｎ計の前回までの処理工程における濃度測定値に基づ
き、次工程における第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値を調節する。即ち、前回ま
での処理工程における全窒素濃度が、あらかじめ設定し
た全窒素濃度より大きいとき、その差に応じて次工程に
おける第１曝気槽の第１のＯＲＰ計のＯＲＰ屈曲点の検
出時間の設定値を大きくする。また、設定した全窒素濃
度より低い場合は、ＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値を
小さくする。これにより、窒素負荷が高いときには、窒
素除去に多くの時間を配分し、窒素負荷が低いときに
は、窒素除去に配分する時間を短くすることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明による制御方法の実施例を図面
を参照して説明する。はじめに、本発明の第１方法につ
いて説明する。図１は本発明の第１方法が適用される２
槽式間欠曝気法の装置および制御システムの要部構成を
示す模式図である。図１の図３と共通する部分には同一
符号を用いてあり、矢印線の扱いも図３と同じである。
を参照して説明する。はじめに、本発明の第１方法につ
いて説明する。図１は本発明の第１方法が適用される２
槽式間欠曝気法の装置および制御システムの要部構成を
示す模式図である。図１の図３と共通する部分には同一
符号を用いてあり、矢印線の扱いも図３と同じである。
【００１８】図１において、この装置は図３に示した装
置と基本的に同じであるが、異なる点は自動的に連続測
定を行なうことができるＴＯＣ計１０を備えていること
にある。この装置を用いた運転制御方法は次のようにし
て行なわれる。連続測定が可能なＴＯＣ計１０から制御
装置９に送られる有機性炭素濃度の測定値Ｃに対して、
あらかじめ設定した有機性炭素濃度をＣs ，前回の処理
工程における有機性炭素濃度をＣn-1 として、Ｃn-1 ＞
Ｃs のときは、リン放出速度が増加すると判断し、次工
程における第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈曲点の検
出時間の設定値Ｔ gsを大きくする。Ｃn-1 ＜Ｃs のとき
は、リン放出速度が減少すると判断し、次工程における
第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈曲点の検出時間の設
定値Ｔgsを小さくする。
置と基本的に同じであるが、異なる点は自動的に連続測
定を行なうことができるＴＯＣ計１０を備えていること
にある。この装置を用いた運転制御方法は次のようにし
て行なわれる。連続測定が可能なＴＯＣ計１０から制御
装置９に送られる有機性炭素濃度の測定値Ｃに対して、
あらかじめ設定した有機性炭素濃度をＣs ，前回の処理
工程における有機性炭素濃度をＣn-1 として、Ｃn-1 ＞
Ｃs のときは、リン放出速度が増加すると判断し、次工
程における第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈曲点の検
出時間の設定値Ｔ gsを大きくする。Ｃn-1 ＜Ｃs のとき
は、リン放出速度が減少すると判断し、次工程における
第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈曲点の検出時間の設
定値Ｔgsを小さくする。
【００１９】具体的に第１のＯＲＰ計６ａのＯＲＰ屈曲
点の検出時間の設定値Ｔgsを調節する方法は、下記
（１）式による。 Ｔgs＝Ｔgs0 ＋Ｋ1 （Ｃn-1 −Ｃs ） （１） 但し、Ｔgs ： 次工程における第１のＯＲＰ計のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値 Ｋ1 ： 比例定数 Ｃn-1 ： 現工程における有機性炭素濃度 Ｃs ： 有機性炭素濃度の設定値 Ｔgs0 ： 有機性炭素濃度Ｃs のときの第１のＯＲＰ計
のＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値 Ｔgsには上限および下限の設定時間を設けておき、その
範囲内で変化させ、この演算は制御装置９で行なうこと
ができる。
点の検出時間の設定値Ｔgsを調節する方法は、下記
（１）式による。 Ｔgs＝Ｔgs0 ＋Ｋ1 （Ｃn-1 −Ｃs ） （１） 但し、Ｔgs ： 次工程における第１のＯＲＰ計のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値 Ｋ1 ： 比例定数 Ｃn-1 ： 現工程における有機性炭素濃度 Ｃs ： 有機性炭素濃度の設定値 Ｔgs0 ： 有機性炭素濃度Ｃs のときの第１のＯＲＰ計
のＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値 Ｔgsには上限および下限の設定時間を設けておき、その
範囲内で変化させ、この演算は制御装置９で行なうこと
ができる。
【００２０】例えば、前回までの処理工程における有機
性炭素濃度が２００ｍｇ／Ｌのとき、あらかじめ設定し
てある有機性炭素濃度１５０ｍｇ／Ｌと比較し、その差
に応じて次工程における第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点
検出時間の設定値を大きくする。ここで、ＯＲＰ屈曲点
の検出時間の設定値Ｔgsを変化させる理由について説明
する。既に述べたように、２槽式間欠曝気法に用いる第
１曝気槽２ａでは、好気工程にリン吸収が行なわれ、嫌
気工程にＯＲＰ屈曲点が出現した後、リンの放出が行な
われる。一般に、リンの放出速度は有機物の供給量に依
存しているので、例えば、排水の有機物濃度が高い場合
には、リンの放出速度が増加して、第１曝気槽２ａにお
けるリンの放出量が大きくなる。この放出量が大き過ぎ
ると、第１曝気槽２ａおよび第２曝気槽２ｂの好気工程
の時間内では、放出したリンを完全に吸収しきれなくな
り、処理水中にリンが残存し、処理水質が悪化する。そ
こで、第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定
値を大きくすることにより、リンの放出時間を短くし放
出量を抑える。このとき、窒素の除去に配分される時間
が長くなるので、窒素除去に対しても効率的である。
性炭素濃度が２００ｍｇ／Ｌのとき、あらかじめ設定し
てある有機性炭素濃度１５０ｍｇ／Ｌと比較し、その差
に応じて次工程における第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点
検出時間の設定値を大きくする。ここで、ＯＲＰ屈曲点
の検出時間の設定値Ｔgsを変化させる理由について説明
する。既に述べたように、２槽式間欠曝気法に用いる第
１曝気槽２ａでは、好気工程にリン吸収が行なわれ、嫌
気工程にＯＲＰ屈曲点が出現した後、リンの放出が行な
われる。一般に、リンの放出速度は有機物の供給量に依
存しているので、例えば、排水の有機物濃度が高い場合
には、リンの放出速度が増加して、第１曝気槽２ａにお
けるリンの放出量が大きくなる。この放出量が大き過ぎ
ると、第１曝気槽２ａおよび第２曝気槽２ｂの好気工程
の時間内では、放出したリンを完全に吸収しきれなくな
り、処理水中にリンが残存し、処理水質が悪化する。そ
こで、第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定
値を大きくすることにより、リンの放出時間を短くし放
出量を抑える。このとき、窒素の除去に配分される時間
が長くなるので、窒素除去に対しても効率的である。
【００２１】これとは逆に、有機物濃度が低い場合に
は、リンの放出速度が減少して、第１曝気槽２ａにおけ
るリンの放出量が小さくなる。この場合、好気工程にお
けるリンの吸収が不良となり、処理水質が悪化する。こ
のときは第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点の検出時間の設
定値を小さくすることにより、リンの放出時間を長くし
てリン放出量を増加させ、リンの吸収が不良となるのを
防止することができる。このとき、ＯＲＰ屈曲点の検出
時間の設定値を小さくするので、窒素除去に費やす時間
が少なくなるが、一般に原水の有機物濃度が低い場合に
は窒素負荷も低いので、この操作により窒素除去率が低
下することはない。
は、リンの放出速度が減少して、第１曝気槽２ａにおけ
るリンの放出量が小さくなる。この場合、好気工程にお
けるリンの吸収が不良となり、処理水質が悪化する。こ
のときは第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点の検出時間の設
定値を小さくすることにより、リンの放出時間を長くし
てリン放出量を増加させ、リンの吸収が不良となるのを
防止することができる。このとき、ＯＲＰ屈曲点の検出
時間の設定値を小さくするので、窒素除去に費やす時間
が少なくなるが、一般に原水の有機物濃度が低い場合に
は窒素負荷も低いので、この操作により窒素除去率が低
下することはない。
【００２２】したがって、あらかじめ平均的な有機物濃
度でＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値を決めておくこと
により、測定した有機物濃度の値に対応した第１曝気槽
２ａのＯＲＰ屈曲点検出時間の設定値を決定することが
でき、安定した窒素およびリンの除去が可能となる。な
お、ＴＯＣ計１０の測定周期は、少なくとも１周期に１
度必要であり、１周期の間に何回か有機性炭素濃度を測
定する場合は、その平均値を用いてもよい。
度でＯＲＰ屈曲点の検出時間の設定値を決めておくこと
により、測定した有機物濃度の値に対応した第１曝気槽
２ａのＯＲＰ屈曲点検出時間の設定値を決定することが
でき、安定した窒素およびリンの除去が可能となる。な
お、ＴＯＣ計１０の測定周期は、少なくとも１周期に１
度必要であり、１周期の間に何回か有機性炭素濃度を測
定する場合は、その平均値を用いてもよい。
【００２３】以上、本発明の第１の方法について述べた
が、ＴＯＣ計の代わりに、他の有機物濃度を測定するこ
とができる機器を用いてもよく、ＴＯＤ（全酸素要求
量）計，ＣＯＤ（化学的酸素要求量）計，有機汚濁計
（ＵＶ計）などを使用することができ、これらを用いた
場合も同様の効果が得られる。次に、本発明の第２の方
法を説明する。
が、ＴＯＣ計の代わりに、他の有機物濃度を測定するこ
とができる機器を用いてもよく、ＴＯＤ（全酸素要求
量）計，ＣＯＤ（化学的酸素要求量）計，有機汚濁計
（ＵＶ計）などを使用することができ、これらを用いた
場合も同様の効果が得られる。次に、本発明の第２の方
法を説明する。
【００２４】図２は本発明の第１方法が適用される２槽
式間欠曝気法の装置および制御システムの要部構成を示
す模式図である。図２の図１および図３と共通する部分
には同一符号を用いてあり、矢印線の扱いも図１，図３
と同じである。図２において、この装置は図１に示した
装置構成と基本的に同じであるが、図１のＴＯＣ計１０
に代わって、自動的に連続測定を行なうことができるＴ
−Ｎ計１１を備えることのみが図１とは異なる。
式間欠曝気法の装置および制御システムの要部構成を示
す模式図である。図２の図１および図３と共通する部分
には同一符号を用いてあり、矢印線の扱いも図１，図３
と同じである。図２において、この装置は図１に示した
装置構成と基本的に同じであるが、図１のＴＯＣ計１０
に代わって、自動的に連続測定を行なうことができるＴ
−Ｎ計１１を備えることのみが図１とは異なる。
【００２５】この装置を用いた運転制御方法は次のよう
にして行なわれる。連続測定が可能なＴ−Ｎ計１１から
制御装置９に送られる全窒素濃度の測定値Ｎに対して、
あらかじめ設定した全窒素濃度をＮs ，前回の処理工程
における全窒素濃度をＮn-1として、Ｎn-1 ＞Ｎs のと
きは、窒素除去に時間配分が多く必要であると判断し、
次工程における第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈曲点
の検出時間の設定値Ｔ gsを大きくする。Ｎn-1 ＜Ｎs の
ときは、窒素除去に配分する時間は少なくてよいと判断
し、次工程における第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値Ｔgsを小さくする。
にして行なわれる。連続測定が可能なＴ−Ｎ計１１から
制御装置９に送られる全窒素濃度の測定値Ｎに対して、
あらかじめ設定した全窒素濃度をＮs ，前回の処理工程
における全窒素濃度をＮn-1として、Ｎn-1 ＞Ｎs のと
きは、窒素除去に時間配分が多く必要であると判断し、
次工程における第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈曲点
の検出時間の設定値Ｔ gsを大きくする。Ｎn-1 ＜Ｎs の
ときは、窒素除去に配分する時間は少なくてよいと判断
し、次工程における第１のＯＲＰ計６ａによるＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値Ｔgsを小さくする。
【００２６】具体的に第１のＯＲＰ計６ａのＯＲＰ屈曲
点の検出時間の設定値Ｔgsを調節する方法は、下記
（２）式による。 Ｔgs＝Ｔgso ＋Ｋ2 （Ｎn-1 −Ｎs ） （２） 但し、Ｔgs ： 次工程における第１のＯＲＰ計のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値 Ｋ2 ： 比例定数 Ｎn-1 ： 現工程における全窒素濃度 Ｎs ： 全窒素濃度の設定値 Ｔgs1 ： 全窒素濃度Ｎs のときの第１のＯＲＰ計のＯ
ＲＰ屈曲点の検出時間の設定値 Ｔgsには上限および下限の設定時間を設けておき、その
範囲内で変化させ、この演算が制御装置９で行なわれる
ことは、本発明の第１の方法と同様である。
点の検出時間の設定値Ｔgsを調節する方法は、下記
（２）式による。 Ｔgs＝Ｔgso ＋Ｋ2 （Ｎn-1 −Ｎs ） （２） 但し、Ｔgs ： 次工程における第１のＯＲＰ計のＯＲ
Ｐ屈曲点の検出時間の設定値 Ｋ2 ： 比例定数 Ｎn-1 ： 現工程における全窒素濃度 Ｎs ： 全窒素濃度の設定値 Ｔgs1 ： 全窒素濃度Ｎs のときの第１のＯＲＰ計のＯ
ＲＰ屈曲点の検出時間の設定値 Ｔgsには上限および下限の設定時間を設けておき、その
範囲内で変化させ、この演算が制御装置９で行なわれる
ことは、本発明の第１の方法と同様である。
【００２７】例えば、前回までの処理工程における全窒
素濃度が５０ｍｇ／Ｌのとき、あらかじめ設定してある
全窒素濃度４０ｍｇ／Ｌと比較し、その差に応じて次工
程における第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点検出時間の設
定値を大きくする。（２）式から、Ｎn-1 ＞Ｎs のとき
は、Ｔgsが大きくなるので、硝化、脱窒の時間が増え、
窒素除去量も大きくなる。第１のＯＲＰ計６ａのＯＲＰ
屈曲点の検出時間の設定値Ｔgsを大きくすることは、言
い換えれば、１周期のリンの放出時間が短くなるという
ことであるが、一般的に窒素負荷が高い場合には、有機
物負荷も高いので、リン放出速度は増加し、結果的にリ
ン除去には影響することがない。また、Ｎn-1 ＜Ｎs の
ときは、Ｔgsが小さくなるので、１周期のリンの放出時
間が長くなるということであるが、一般的に窒素負荷が
低いときには、有機物負荷も低いのでリン放出速度は減
少し、これをリン放出時間の延長で補うことができるの
で、結果的にリン除去に影響することはない。
素濃度が５０ｍｇ／Ｌのとき、あらかじめ設定してある
全窒素濃度４０ｍｇ／Ｌと比較し、その差に応じて次工
程における第１曝気槽２ａのＯＲＰ屈曲点検出時間の設
定値を大きくする。（２）式から、Ｎn-1 ＞Ｎs のとき
は、Ｔgsが大きくなるので、硝化、脱窒の時間が増え、
窒素除去量も大きくなる。第１のＯＲＰ計６ａのＯＲＰ
屈曲点の検出時間の設定値Ｔgsを大きくすることは、言
い換えれば、１周期のリンの放出時間が短くなるという
ことであるが、一般的に窒素負荷が高い場合には、有機
物負荷も高いので、リン放出速度は増加し、結果的にリ
ン除去には影響することがない。また、Ｎn-1 ＜Ｎs の
ときは、Ｔgsが小さくなるので、１周期のリンの放出時
間が長くなるということであるが、一般的に窒素負荷が
低いときには、有機物負荷も低いのでリン放出速度は減
少し、これをリン放出時間の延長で補うことができるの
で、結果的にリン除去に影響することはない。
【００２８】なお、Ｔ−Ｎ計１１の測定周期は、少なく
とも１周期に１度必要であり、１周期の間に何回か全窒
素濃度を測定する場合は、その平均値を用いてもよい。
とも１周期に１度必要であり、１周期の間に何回か全窒
素濃度を測定する場合は、その平均値を用いてもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明者らが特開平６─５５１９０号に
より開示した２槽式間欠曝気法による水処理プロセスの
制御方法は、１周期の間に窒素、リン除去工程を配分す
るような運転を行なっているので、ある程度の流入負荷
変動に対しては十分に対応可能であるが、流入負荷変動
が大きい場合、窒素、リンの除去率が低下することもあ
るという点に対処するためになされた本発明の制御方法
は、以下の利点を有する。
より開示した２槽式間欠曝気法による水処理プロセスの
制御方法は、１周期の間に窒素、リン除去工程を配分す
るような運転を行なっているので、ある程度の流入負荷
変動に対しては十分に対応可能であるが、流入負荷変動
が大きい場合、窒素、リンの除去率が低下することもあ
るという点に対処するためになされた本発明の制御方法
は、以下の利点を有する。
【００３０】本発明の第１の方法は、２槽式間欠曝気法
が行なわれる装置の排水の流入系に、有機物濃度の連続
測定可能な計器、例えば、ＴＯＣ計を設置しておき、そ
のＴＯＣ計の測定値に基づいて、第１曝気槽のＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値を変化させ、リンの放出時間を
調節することにより、第１曝気槽におけるリンの放出量
は、常に適当な量が確保され、リンの吸収、放出が良好
な状態で進行し、高いリン除去率を維持することができ
る。
が行なわれる装置の排水の流入系に、有機物濃度の連続
測定可能な計器、例えば、ＴＯＣ計を設置しておき、そ
のＴＯＣ計の測定値に基づいて、第１曝気槽のＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値を変化させ、リンの放出時間を
調節することにより、第１曝気槽におけるリンの放出量
は、常に適当な量が確保され、リンの吸収、放出が良好
な状態で進行し、高いリン除去率を維持することができ
る。
【００３１】本発明の第２の方法は、同様にして排水の
流入系に、連続測定可能なＴ−Ｎ計を設置しておき、そ
のＴ−Ｎ計の測定値に基づいて、第１曝気槽のＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値を変化させ、窒素除去の時間配
分を調節することにより、流入窒素負荷に応じて、十分
な窒素除去時間を確保し、高い窒素除去を維持すること
ができる。
流入系に、連続測定可能なＴ−Ｎ計を設置しておき、そ
のＴ−Ｎ計の測定値に基づいて、第１曝気槽のＯＲＰ屈
曲点の検出時間の設定値を変化させ、窒素除去の時間配
分を調節することにより、流入窒素負荷に応じて、十分
な窒素除去時間を確保し、高い窒素除去を維持すること
ができる。
【００３２】以上のことから、リン除去を優先させると
きは本発明の第１の方法を用い、窒素除去を優先させる
ときは本発明の第２の方法を用いるなど、実状に即応し
て選択可能であり、しかも第１の方法を用いるときに窒
素除去率を低下させず、第２の方法を用いるときにリン
除去率は低下しないという利点もある。
きは本発明の第１の方法を用い、窒素除去を優先させる
ときは本発明の第２の方法を用いるなど、実状に即応し
て選択可能であり、しかも第１の方法を用いるときに窒
素除去率を低下させず、第２の方法を用いるときにリン
除去率は低下しないという利点もある。
【図１】本発明の第１の方法が適用される下水処理装置
の要部構成を示す模式図
の要部構成を示す模式図
【図２】本発明の第２の方法が適用される下水処理装置
の要部構成を示す模式図
の要部構成を示す模式図
【図３】本発明者らが出願中の２槽式間欠曝気法の制御
方法が適用される下水処理装置の要部構成を示す模式図
方法が適用される下水処理装置の要部構成を示す模式図
【図４】本発明者らが出願中の間欠曝気法の制御方法に
おける第１曝気槽、第２曝気槽のＯＲＰの変化を示し、
（ａ）は第１曝気槽のＯＲＰ、（ｂ）は第２曝気槽のＯ
ＲＰのそれぞれ時間経過に対する関係線図
おける第１曝気槽、第２曝気槽のＯＲＰの変化を示し、
（ａ）は第１曝気槽のＯＲＰ、（ｂ）は第２曝気槽のＯ
ＲＰのそれぞれ時間経過に対する関係線図
１ 下水 ２ａ 第１曝気槽 ２ｂ 第２曝気槽 ３ 処理水 ４ 最終沈殿池 ５ 返送汚泥ポンプ ６ａ 第１のＯＲＰ計 ６ｂ 第２のＯＲＰ計 ７ａ 第１曝気ブロワ ７ｂ 第２曝気ブロワ ８ａ 第１攪拌ポンプ ８ｂ 第２攪拌ポンプ ９ 制御装置 １０ ＴＯＣ計 １１ Ｔ−Ｎ計
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 康成 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 小倉 明子 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−104896（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−238293（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−262197（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−328678（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−24883（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−192184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/12 C02F 3/30 C02F 3/34 101
Claims (3)
- 【請求項１】第１のＯＲＰ計を設置した第１曝気槽と、
この第１曝気槽に直列に連結した第２のＯＲＰ計を設置
した第２曝気槽を備え、排水を第１曝気槽へ流入させ
て、前記二つの曝気槽において曝気を行なう好気状態
と、曝気を停止して攪拌を行なう嫌気状態を交互に繰り
返して処理を行なった後、この処理水を最終沈殿池から
放流させ、沈澱汚泥は曝気槽へ返送するとともに余剰汚
泥を抜き出し、排水中の窒素、リンを除去する間欠曝気
式活性汚泥法の制御方法であって、第１曝気槽へ流入す
る排水の有機物濃度を測定し、この濃度測定値とあらか
じめ定めた有機物濃度との差に基づき、第１曝気槽にお
けるＯＲＰの時間変化曲線の屈曲点の検出時間の設定値
を調節することを特徴とする間欠曝気式活性汚泥法の制
御方法。 - 【請求項２】請求項１記載の方法において、有機物濃度
として全有機性炭素濃度を測定することを特徴とする間
欠曝気式活性汚泥法の制御方法。 - 【請求項３】第１のＯＲＰ計を設置した第１曝気槽と、
この第１曝気槽に直列に連結した第２のＯＲＰ計を設置
した第２曝気槽を備え、排水を第１曝気槽へ流入させ
て、前記二つの曝気槽において曝気を行なう好気状態
と、曝気を停止して攪拌を行なう嫌気状態を交互に繰り
返して処理を行なった後、この処理水を最終沈殿池から
放流させ、沈澱汚泥は曝気槽へ返送するとともに余剰汚
泥を抜き出し、排水中の窒素、リンを除去する間欠曝気
式活性汚泥法の制御方法であって、第１曝気槽へ流入す
る排水の全窒素濃度を測定し、この濃度測定値とあらか
じめ定めた全窒素濃度との差に基づき、第１曝気槽にお
けるＯＲＰの時間変化曲線の屈曲点の検出時間の設定値
を調節することを特徴とする間欠曝気式活性汚泥法の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01026695A JP3260575B2 (ja) | 1994-10-12 | 1995-01-26 | 間欠曝気式活性汚泥法の制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-245818 | 1994-10-12 | ||
| JP24581894 | 1994-10-12 | ||
| JP01026695A JP3260575B2 (ja) | 1994-10-12 | 1995-01-26 | 間欠曝気式活性汚泥法の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08164398A JPH08164398A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3260575B2 true JP3260575B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=26345518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01026695A Expired - Fee Related JP3260575B2 (ja) | 1994-10-12 | 1995-01-26 | 間欠曝気式活性汚泥法の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3260575B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3738377B2 (ja) * | 1997-03-24 | 2006-01-25 | ユニチカ株式会社 | 排水処理方法 |
| CN110171905A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-27 | 四川润兴环保科技有限公司 | 一种活性污泥法污水处理系统 |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP01026695A patent/JP3260575B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08164398A (ja) | 1996-06-25 |
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