JP3303475B2 - 活性汚泥循環変法の運転制御方法 - Google Patents
活性汚泥循環変法の運転制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は嫌気−好気活性汚泥循環
変法を用いて廃水中の有機物及び窒素を高効率に除去す
る運転制御方法に関するものである。
変法を用いて廃水中の有機物及び窒素を高効率に除去す
る運転制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から下水等の廃水中の有機物を効率
的に除去するとともに、閉鎖性水域の富栄養化の原因物
質と考えられている窒素及びリンを除去する方法が種々
提案されている。この富栄養化とは、水域中のＮ，Ｐ等
の栄養塩類の濃度が増大し、これらを栄養素とする生物
活動が活発となって生態系が変化することを指してい
る。特に湖沼等に生活排水とか工場廃水が大量に流入す
ると、上記の富栄養化が急速に進行することが知られて
いる。
的に除去するとともに、閉鎖性水域の富栄養化の原因物
質と考えられている窒素及びリンを除去する方法が種々
提案されている。この富栄養化とは、水域中のＮ，Ｐ等
の栄養塩類の濃度が増大し、これらを栄養素とする生物
活動が活発となって生態系が変化することを指してい
る。特に湖沼等に生活排水とか工場廃水が大量に流入す
ると、上記の富栄養化が急速に進行することが知られて
いる。
【０００３】近時、窒素の除去率を高めることが要求さ
れており、窒素に関する規制も厳しくなることが予想さ
れるので、これを除去することができる高度処理プロセ
スを採用する施設が増加するものと考えられる。
れており、窒素に関する規制も厳しくなることが予想さ
れるので、これを除去することができる高度処理プロセ
スを採用する施設が増加するものと考えられる。
【０００４】廃水中の窒素とかリンを除去する手段とし
て、物理化学的な方法及び生物学的方法が提案されてい
るが、物理化学的方法はコストが嵩む関係から普及して
いない現状にある。例えば物理化学的方法として実用化
されているリン除去方法に凝集沈澱及び晶析手段がある
が、この手段はコストや維持管理面で難点がある。
て、物理化学的な方法及び生物学的方法が提案されてい
るが、物理化学的方法はコストが嵩む関係から普及して
いない現状にある。例えば物理化学的方法として実用化
されているリン除去方法に凝集沈澱及び晶析手段がある
が、この手段はコストや維持管理面で難点がある。
【０００５】一方、生物学的に窒素とリンを同時に除去
する方法として、従来の活性汚泥法の変法として嫌気−
好気活性汚泥法が注目されている。この嫌気−好気活性
汚泥法とは、例えば図３に示したように、生物反応槽を
溶存酸素（以下ＤＯと略称）の存在しない嫌気槽１ａ，
１ｂとＤＯの存在する複数段の好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ
とに仕切り、この嫌気槽１ａ，１ｂにより、流入する原
水３を無酸素状態下で撹拌機構１０による撹拌を行って
活性汚泥中の脱窒菌による脱窒を行い、次に好気槽２
ａ，２ｂ，２ｃの内方に配置した散気管４にブロワ５か
ら空気を供給することにより、エアレーションによる酸
素の存在下で活性汚泥による有機物の酸化分解と硝化菌
によるアンモニアの硝化を行う。そして最終段の好気槽
２ｃの硝化液を硝化液循環ポンプ６を用いて嫌気槽１ａ
に送り込むことにより、嫌気槽１ａ，１ｂの脱窒効果が
促進される。
する方法として、従来の活性汚泥法の変法として嫌気−
好気活性汚泥法が注目されている。この嫌気−好気活性
汚泥法とは、例えば図３に示したように、生物反応槽を
溶存酸素（以下ＤＯと略称）の存在しない嫌気槽１ａ，
１ｂとＤＯの存在する複数段の好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ
とに仕切り、この嫌気槽１ａ，１ｂにより、流入する原
水３を無酸素状態下で撹拌機構１０による撹拌を行って
活性汚泥中の脱窒菌による脱窒を行い、次に好気槽２
ａ，２ｂ，２ｃの内方に配置した散気管４にブロワ５か
ら空気を供給することにより、エアレーションによる酸
素の存在下で活性汚泥による有機物の酸化分解と硝化菌
によるアンモニアの硝化を行う。そして最終段の好気槽
２ｃの硝化液を硝化液循環ポンプ６を用いて嫌気槽１ａ
に送り込むことにより、嫌気槽１ａ，１ｂの脱窒効果が
促進される。
【０００６】上記硝化菌はＤＯ濃度が低くなると活性が
低下するので、最後段の好気槽２ｃのＤＯを測定してＤ
Ｏ制御装置１２によりブロワ５の駆動を制御しているの
が通例である。
低下するので、最後段の好気槽２ｃのＤＯを測定してＤ
Ｏ制御装置１２によりブロワ５の駆動を制御しているの
が通例である。
【０００７】前記脱窒菌とは、嫌気条件下で硝酸呼吸に
よりＮ０2−Ｎ及びＮ０3−ＮをＮ2やＮＯ2に還元する細
菌を指している。又、原水中のリンは嫌気槽１ａ，１ｂ
内で放出され、好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ内で活性汚泥に
取り込まれて除去される。７は最終沈澱池であり、この
最終沈澱池７の上澄液は、処理水１１として図外の消毒
槽等を経由してから放流され、該最終沈澱池７内に沈降
した汚泥の一部は汚泥返送ポンプ８により嫌気槽１ａに
返送され、他の汚泥は余剰汚泥引抜ポンプ９から図外の
余剰汚泥処理装置に送り込まれて処理される。
よりＮ０2−Ｎ及びＮ０3−ＮをＮ2やＮＯ2に還元する細
菌を指している。又、原水中のリンは嫌気槽１ａ，１ｂ
内で放出され、好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ内で活性汚泥に
取り込まれて除去される。７は最終沈澱池であり、この
最終沈澱池７の上澄液は、処理水１１として図外の消毒
槽等を経由してから放流され、該最終沈澱池７内に沈降
した汚泥の一部は汚泥返送ポンプ８により嫌気槽１ａに
返送され、他の汚泥は余剰汚泥引抜ポンプ９から図外の
余剰汚泥処理装置に送り込まれて処理される。
【０００８】かかる嫌気−好気活性汚泥処理方法を用い
ることにより、通常の標準活性汚泥法で達成される有機
物除去効果と同程度の効果が得られる上、窒素とリンに
関しては活性汚泥法よりも高い除去率が達成される。
ることにより、通常の標準活性汚泥法で達成される有機
物除去効果と同程度の効果が得られる上、窒素とリンに
関しては活性汚泥法よりも高い除去率が達成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の嫌気−好気活性汚泥処理法の場合、効率的な運
転制御方法の確立が困難であり、特に好気槽における硝
化効率と、それに伴う嫌気槽における脱窒効果をともに
充分に高めることが困難であるという課題があった。
な従来の嫌気−好気活性汚泥処理法の場合、効率的な運
転制御方法の確立が困難であり、特に好気槽における硝
化効率と、それに伴う嫌気槽における脱窒効果をともに
充分に高めることが困難であるという課題があった。
【００１０】即ち、前記嫌気−好気活性汚泥法における
動作態様は、嫌気槽１ａ，１ｂにおける脱窒反応と、好
気槽２ａ，２ｂ，２ｃにおける硝化反応とに大別するこ
とが出来るが、反応の律速となっているのは後者，即ち
硝化反応である。特に嫌気−好気活性汚泥処理法によっ
て効率的に窒素を除去するためには、嫌気槽における脱
窒と好気槽における硝化を最適な運転条件に保持するこ
とが要求される上、窒素除去工程は硝化工程に影響され
る度合が高いため、良好な窒素除去を行うためには硝化
工程が良好に行われていることが必要である。
動作態様は、嫌気槽１ａ，１ｂにおける脱窒反応と、好
気槽２ａ，２ｂ，２ｃにおける硝化反応とに大別するこ
とが出来るが、反応の律速となっているのは後者，即ち
硝化反応である。特に嫌気−好気活性汚泥処理法によっ
て効率的に窒素を除去するためには、嫌気槽における脱
窒と好気槽における硝化を最適な運転条件に保持するこ
とが要求される上、窒素除去工程は硝化工程に影響され
る度合が高いため、良好な窒素除去を行うためには硝化
工程が良好に行われていることが必要である。
【００１１】この硝化反応は、前記したように硝化菌に
よって引き起こされるが、この硝化菌の活性は、ｐＨ，
水温等の微妙な変化により容易に影響を受けることが知
られている。又、エアレーションの時間を十分にとるた
めに、標準活性汚泥法の場合よりも生物反応槽の容積を
２〜３倍にすることが必要であり、都市部等の用地確保
が困難な条件下での採用が難しいという問題がある。
よって引き起こされるが、この硝化菌の活性は、ｐＨ，
水温等の微妙な変化により容易に影響を受けることが知
られている。又、エアレーションの時間を十分にとるた
めに、標準活性汚泥法の場合よりも生物反応槽の容積を
２〜３倍にすることが必要であり、都市部等の用地確保
が困難な条件下での採用が難しいという問題がある。
【００１２】硝化が良好に進行している場合には、脱窒
反応の良否が窒素除去率を左右するので、高い窒素除去
率を維持するには硝化反応と脱窒反応のバランスを良好
に保持することが要求される。又、好気槽２ａ，２ｂ，
２ｃ内でのＤＯ濃度は、流入負荷変動とか水量に起因し
て常に変化している。
反応の良否が窒素除去率を左右するので、高い窒素除去
率を維持するには硝化反応と脱窒反応のバランスを良好
に保持することが要求される。又、好気槽２ａ，２ｂ，
２ｃ内でのＤＯ濃度は、流入負荷変動とか水量に起因し
て常に変化している。
【００１３】又、窒素除去に関わる制御因子には、ＭＬ
ＳＳ（活性汚泥浮遊物）濃度，ＳＲＴ（汚泥滞留時
間），ＤＯ濃度，ｐＨ，循環比，汚泥返送比，嫌気／好
気比（嫌気槽と好気槽の容積比）等があり、これらの因
子を最適に制御することが要求される。しかしながらこ
れらの制御因子は固定値として用いられていることが多
く、流入水の質的，量的変化に対応して制御されている
とは言い難い状況にある。
ＳＳ（活性汚泥浮遊物）濃度，ＳＲＴ（汚泥滞留時
間），ＤＯ濃度，ｐＨ，循環比，汚泥返送比，嫌気／好
気比（嫌気槽と好気槽の容積比）等があり、これらの因
子を最適に制御することが要求される。しかしながらこ
れらの制御因子は固定値として用いられていることが多
く、流入水の質的，量的変化に対応して制御されている
とは言い難い状況にある。
【００１４】更に原水３の流れ方向によってもＤＯの濃
度分布が異なっており、上流側、即ち嫌気槽１ｂに近い
好気槽２ａではＤＯ濃度が低く、逆に下流側の好気槽２
ｃではＤＯ濃度が高くなる傾向がある。従って複数段好
気槽２ａ，２ｂ，２ｃの前段部分では硝化菌の活性が低
くなってしまい、好気槽全体として硝化反応が不安定に
なってしまうことになり易い。
度分布が異なっており、上流側、即ち嫌気槽１ｂに近い
好気槽２ａではＤＯ濃度が低く、逆に下流側の好気槽２
ｃではＤＯ濃度が高くなる傾向がある。従って複数段好
気槽２ａ，２ｂ，２ｃの前段部分では硝化菌の活性が低
くなってしまい、好気槽全体として硝化反応が不安定に
なってしまうことになり易い。
【００１５】そこで本発明はこのような嫌気−好気活性
汚泥処理が有している課題を解消して、複数段の好気槽
におけるＤＯ濃度に起因する硝化反応の低下を防止し、
ひいては嫌気槽における脱窒反応を高めることができる
運転活性汚泥循環変法の運転制御方法を提供することを
目的とするものである。
汚泥処理が有している課題を解消して、複数段の好気槽
におけるＤＯ濃度に起因する硝化反応の低下を防止し、
ひいては嫌気槽における脱窒反応を高めることができる
運転活性汚泥循環変法の運転制御方法を提供することを
目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、原水を嫌気槽で脱窒細菌により脱窒を行
う工程と、複数段の好気槽で硝化細菌により硝化を行う
工程と、沈澱槽で固液分離して上澄液を処理水として放
流する工程とを含む活性汚泥循環変法処理において、上
記複数段の好気槽の上流部に、ｐＨ計と全酸素消費速度
から硝化反応に伴う酸素消費速度を差し引いた値の計測
器を付設し、測定されたｐＨ値と硝化反応に基づく酸素
消費量及び溶存酸素量とから好気槽内の硝化速度を推定
し、その値に応じて好気槽のｐＨ制御とブロワの送風量
をコントロールするＤＯ制御及び汚泥滞留時間であるＳ
ＲＴ制御を実施する活性汚泥循環変法の運転制御方法を
提供する。
成するために、原水を嫌気槽で脱窒細菌により脱窒を行
う工程と、複数段の好気槽で硝化細菌により硝化を行う
工程と、沈澱槽で固液分離して上澄液を処理水として放
流する工程とを含む活性汚泥循環変法処理において、上
記複数段の好気槽の上流部に、ｐＨ計と全酸素消費速度
から硝化反応に伴う酸素消費速度を差し引いた値の計測
器を付設し、測定されたｐＨ値と硝化反応に基づく酸素
消費量及び溶存酸素量とから好気槽内の硝化速度を推定
し、その値に応じて好気槽のｐＨ制御とブロワの送風量
をコントロールするＤＯ制御及び汚泥滞留時間であるＳ
ＲＴ制御を実施する活性汚泥循環変法の運転制御方法を
提供する。
【００１７】上記制御における入力データとして、ＳＲ
Ｔ，水温，流入負荷，ＭＬＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目を
用いており、制御値としての出力項目はＤＯ，ＳＲＴ，
ｐＨを用いる。
Ｔ，水温，流入負荷，ＭＬＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目を
用いており、制御値としての出力項目はＤＯ，ＳＲＴ，
ｐＨを用いる。
【００１８】
【作用】かかる活性汚泥循環変法の運転制御方法によれ
ば、原水が嫌気槽もしくは嫌気条件下で脱窒され、好気
槽もしくは好気条件下での曝気と硝化細菌の作用に基づ
く硝化が行われる一方、上流側好気槽からサンプリング
された試料のｐＨが測定されるとともにＡＴＵ−Ｒｒ計
によって硝化反応にかかる酸素消費速度〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
と〔ＤＯ〕が測定され、これにより好気槽の活性汚泥の
硝化に伴う〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値と〔ＤＯ〕値及びｐＨ値と
から活性汚泥の実際の硝化速度を推定して、好気槽のｐ
Ｈ制御と、ブロワの送風量をコントロールするＤＯ制御
及びＳＲＴ制御が実施される。
ば、原水が嫌気槽もしくは嫌気条件下で脱窒され、好気
槽もしくは好気条件下での曝気と硝化細菌の作用に基づ
く硝化が行われる一方、上流側好気槽からサンプリング
された試料のｐＨが測定されるとともにＡＴＵ−Ｒｒ計
によって硝化反応にかかる酸素消費速度〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
と〔ＤＯ〕が測定され、これにより好気槽の活性汚泥の
硝化に伴う〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値と〔ＤＯ〕値及びｐＨ値と
から活性汚泥の実際の硝化速度を推定して、好気槽のｐ
Ｈ制御と、ブロワの送風量をコントロールするＤＯ制御
及びＳＲＴ制御が実施される。
【００１９】又、制御システムの入力データとして、Ｓ
ＲＴ，水温，流入負荷，ＭＬＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目
を用いており、〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が下限値よりも小さく
なるとＤＯ設定値を上げる指令を出力し、逆にＤＯ値が
充分に高い場合には、ＤＯ設定値はそのままでｐＨの設
定値を上げて〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が高くなるようにし、同
時にＳＲＴの設定値を下げて硝化菌の流出量を減らす運
転制御を実施する。これにより流入負荷変動とか水量に
起因して流れ方向に生じるＤＯ濃度等の分布変化に対処
することが可能となり、特に好気槽の前段部分での硝化
菌の活性の低下に基づく好気槽全体として硝化反応の不
安定化を防止して、該好気槽での硝化反応が促進され、
ひいては嫌気槽における窒素除去率が向上するという作
用が得られる。
ＲＴ，水温，流入負荷，ＭＬＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目
を用いており、〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が下限値よりも小さく
なるとＤＯ設定値を上げる指令を出力し、逆にＤＯ値が
充分に高い場合には、ＤＯ設定値はそのままでｐＨの設
定値を上げて〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が高くなるようにし、同
時にＳＲＴの設定値を下げて硝化菌の流出量を減らす運
転制御を実施する。これにより流入負荷変動とか水量に
起因して流れ方向に生じるＤＯ濃度等の分布変化に対処
することが可能となり、特に好気槽の前段部分での硝化
菌の活性の低下に基づく好気槽全体として硝化反応の不
安定化を防止して、該好気槽での硝化反応が促進され、
ひいては嫌気槽における窒素除去率が向上するという作
用が得られる。
【００２０】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明にかかる活性汚
泥循環変法の運転制御方法の一実施例を、前記従来の構
成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳述す
る。図１中の１ａ，１ｂは廃水の脱窒を行うための嫌気
槽、２ａ，２ｂ，２ｃは硝化を行うための複数段の好気
槽であり、この嫌気槽１ａ，１ｂと好気槽２ａ，２ｂ，
２ｃとは同一の生物反応槽を仕切板１３で区切って分割
構成されている。
泥循環変法の運転制御方法の一実施例を、前記従来の構
成部分と同一の構成部分に同一の符号を付して詳述す
る。図１中の１ａ，１ｂは廃水の脱窒を行うための嫌気
槽、２ａ，２ｂ，２ｃは硝化を行うための複数段の好気
槽であり、この嫌気槽１ａ，１ｂと好気槽２ａ，２ｂ，
２ｃとは同一の生物反応槽を仕切板１３で区切って分割
構成されている。
【００２１】上記嫌気槽１ａ，１ｂには撹拌機構１０，
１０が配備され、好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ内にはエア吹
出機構としての散気管４，４，４が配置され、外部に上
記散気管４，４，４にエアを供給するためのブロワ５が
配備されている。６は硝化液循環ポンプである。
１０が配備され、好気槽２ａ，２ｂ，２ｃ内にはエア吹
出機構としての散気管４，４，４が配置され、外部に上
記散気管４，４，４にエアを供給するためのブロワ５が
配備されている。６は硝化液循環ポンプである。
【００２２】７は最終沈澱池であり、この最終沈澱池７
には撹拌機構１４が配備されている。８は汚泥の一部を
嫌気槽１ａに返送する汚泥返送ポンプ、９は他の汚泥を
図外の余剰汚泥処理装置に送り込む余剰汚泥引抜ポンプ
である。この余剰汚泥引抜ポンプには通常タイマーが付
設されていて、所定時間毎に余剰汚泥の引抜動作を行う
ように設定されている。
には撹拌機構１４が配備されている。８は汚泥の一部を
嫌気槽１ａに返送する汚泥返送ポンプ、９は他の汚泥を
図外の余剰汚泥処理装置に送り込む余剰汚泥引抜ポンプ
である。この余剰汚泥引抜ポンプには通常タイマーが付
設されていて、所定時間毎に余剰汚泥の引抜動作を行う
ように設定されている。
【００２３】そして本実施例では、好気槽２にｐＨ計１
５とＡＴＵ−Ｒｒ計１６が付設されており、このｐＨ計
１５で測定されたｐＨ値と、ＡＴＵ−Ｒｒ計１６で測定
された値に基づいて演算された〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値１７及
び〔ＤＯ〕値１８とが制御部としてのファジイ制御シス
テム１９に入力される。そして該ファジイ制御システム
１９の出力信号により、上記好気槽２ａのｐＨ制御２１
とＤＯ制御２２を実施するとともに、余剰汚泥引抜ポン
プ９をコントロールして、硝化菌の流出量を減らす等の
ＳＲＴ制御２３が実施される。
５とＡＴＵ−Ｒｒ計１６が付設されており、このｐＨ計
１５で測定されたｐＨ値と、ＡＴＵ−Ｒｒ計１６で測定
された値に基づいて演算された〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値１７及
び〔ＤＯ〕値１８とが制御部としてのファジイ制御シス
テム１９に入力される。そして該ファジイ制御システム
１９の出力信号により、上記好気槽２ａのｐＨ制御２１
とＤＯ制御２２を実施するとともに、余剰汚泥引抜ポン
プ９をコントロールして、硝化菌の流出量を減らす等の
ＳＲＴ制御２３が実施される。
【００２４】かかる装置の基本的作用は以下の通りであ
る。図１に示したように、先ず廃棄物としての原水３が
嫌気槽１ａ，１ｂへ流入し、水中にある撹拌機構１０，
１０の撹拌作用と脱窒細菌の作用に基づいて、ＮＯ3−
Ｎ、ＮＯ2−ＮイオンのＮ2への還元、即ち脱窒が行われ
る。
る。図１に示したように、先ず廃棄物としての原水３が
嫌気槽１ａ，１ｂへ流入し、水中にある撹拌機構１０，
１０の撹拌作用と脱窒細菌の作用に基づいて、ＮＯ3−
Ｎ、ＮＯ2−ＮイオンのＮ2への還元、即ち脱窒が行われ
る。
【００２５】次に原水３が好気槽２ａ，２ｂ，２ｃに流
入して、ブロワ５の駆動に伴って散気管４，４，４から
のエアレーションによる曝気が行われ、硝化菌の作用に
基づいてアンモニア性窒素ＮＨ4−ＮのＮＯ2−Ｎ又はＮ
Ｏ3−Ｎへの酸化、即ち硝化が行われる。
入して、ブロワ５の駆動に伴って散気管４，４，４から
のエアレーションによる曝気が行われ、硝化菌の作用に
基づいてアンモニア性窒素ＮＨ4−ＮのＮＯ2−Ｎ又はＮ
Ｏ3−Ｎへの酸化、即ち硝化が行われる。
【００２６】従って硝化反応は硝化菌によるアンモニア
性窒素の酸化作用であり、硝化速度はアンモニア性窒素
の減少速度又はＮＯX−Ｎ（ＮＯ2−Ｎ＋ＮＯ3−Ｎ）の
増加速度として表わすことができる。
性窒素の酸化作用であり、硝化速度はアンモニア性窒素
の減少速度又はＮＯX−Ｎ（ＮＯ2−Ｎ＋ＮＯ3−Ｎ）の
増加速度として表わすことができる。
【００２７】他方の脱窒反応は ２ＮＯ3 -＋５（Ｈ2） → Ｎ2↑＋２ＯＨ-＋２Ｈ2Ｏ として表わすことができる。
【００２８】上記の作用時に、好気槽２ａからサンプリ
ングされた試料のｐＨ（水素イオン濃度）がｐＨ計１５
で測定されるとともにＡＴＵ−Ｒｒ計１６によって硝化
反応にかかる酸素消費速度〔Ｎｔ−Ｒｒ〕１７と〔Ｄ
Ｏ〕１８とが測定され、ｐＨ計１５により測定されたｐ
Ｈ値と、〔Ｎｔ−Ｒｒ〕１７及び〔ＤＯ〕１８の値に基
づいて好気槽２ａのｐＨ制御２１と、ブロワ５の送風量
をコントロールするＤＯ制御２２が実施される。
ングされた試料のｐＨ（水素イオン濃度）がｐＨ計１５
で測定されるとともにＡＴＵ−Ｒｒ計１６によって硝化
反応にかかる酸素消費速度〔Ｎｔ−Ｒｒ〕１７と〔Ｄ
Ｏ〕１８とが測定され、ｐＨ計１５により測定されたｐ
Ｈ値と、〔Ｎｔ−Ｒｒ〕１７及び〔ＤＯ〕１８の値に基
づいて好気槽２ａのｐＨ制御２１と、ブロワ５の送風量
をコントロールするＤＯ制御２２が実施される。
【００２９】更に好気槽２ｃの硝化液が硝化液循環ポン
プ６を用いて嫌気槽１ａに送り込まれることにより、該
嫌気槽での脱窒効果が促進される。特に廃水中のリンは
嫌気槽内で放出され、好気槽内で活性汚泥に取り込まれ
て除去される。
プ６を用いて嫌気槽１ａに送り込まれることにより、該
嫌気槽での脱窒効果が促進される。特に廃水中のリンは
嫌気槽内で放出され、好気槽内で活性汚泥に取り込まれ
て除去される。
【００３０】最終沈澱池７内に沈降した汚泥の一部は汚
泥返送ポンプ８により嫌気槽１ａに返送され、他の汚泥
は余剰汚泥引抜ポンプ９により余剰汚泥処理装置に送り
込まれて処理される。最終沈澱池７の上澄液は処理水１
１として図外の消毒槽等を経由してから放流される。
泥返送ポンプ８により嫌気槽１ａに返送され、他の汚泥
は余剰汚泥引抜ポンプ９により余剰汚泥処理装置に送り
込まれて処理される。最終沈澱池７の上澄液は処理水１
１として図外の消毒槽等を経由してから放流される。
【００３１】上記のＡＴＵ−Ｒｒ計１６は、好気槽２に
おける硝化反応の進行状況をモニターするために用いら
れる。即ち、酸素利用速度（oxygen utilization rate
respiration，以下Ｒｒと略称する）には有機物の酸化
分解の際に消費される酸素量と、活性汚泥の内生呼吸に
消費される酸素量及び硝化反応で消費される酸素量とが
含まれる。
おける硝化反応の進行状況をモニターするために用いら
れる。即ち、酸素利用速度（oxygen utilization rate
respiration，以下Ｒｒと略称する）には有機物の酸化
分解の際に消費される酸素量と、活性汚泥の内生呼吸に
消費される酸素量及び硝化反応で消費される酸素量とが
含まれる。
【００３２】この値は有機物の除去や内生呼吸による呼
吸速度、即ち、全酸素消費速度から硝化反応に伴う酸素
消費速度を差し引いた値として表わされる。従って硝化
反応の進行状況は、Ｒｒと硝化抑制剤であるＮ−アリル
チオ尿素（化学式Ｃ4Ｈ8Ｎ2Ｓ，以下ＡＴＵと略称す
る）を添加して測定したＲｒの差（ＡＴＵ−Ｒｒ）から
求めることができる。
吸速度、即ち、全酸素消費速度から硝化反応に伴う酸素
消費速度を差し引いた値として表わされる。従って硝化
反応の進行状況は、Ｒｒと硝化抑制剤であるＮ−アリル
チオ尿素（化学式Ｃ4Ｈ8Ｎ2Ｓ，以下ＡＴＵと略称す
る）を添加して測定したＲｒの差（ＡＴＵ−Ｒｒ）から
求めることができる。
【００３３】上記の差を〔Ｎｔ−Ｒｒ〕とすると、 〔Ｎｔ−Ｒｒ〕＝〔Ｒｒ〕−〔ＡＴＵ−Ｒｒ〕・・・・・・・・・・（１） となる。つまり〔Ｎｔ−Ｒｒ〕は硝化に伴う酸素消費速
度であり、この値が小さければ硝化反応が終了し、大き
ければ硝化反応が終了していないものと判断することが
できる。
度であり、この値が小さければ硝化反応が終了し、大き
ければ硝化反応が終了していないものと判断することが
できる。
【００３４】上記〔Ｎｔ−Ｒｒ〕は硝化反応に基づく酸
素消費量を表すので、この値から好気槽２ａ内の硝化速
度を推定することが可能である。
素消費量を表すので、この値から好気槽２ａ内の硝化速
度を推定することが可能である。
【００３５】これら各測定装置で測定された値はファジ
イ制御システム１９に入力され、好気槽の容積及び水理
学的滞留時間等から理想的硝化速度を算出し、更に好気
槽２の活性汚泥の硝化に伴う前記〔Ｎｔ−Ｒｒ〕１７，
〔ＤＯ〕１８及びｐＨ値とから活性汚泥の実際の硝化速
度を推定し、特に高水温時とか薬剤添加により好気槽２
ａへの流入アンモニア性窒素に対して促進しすぎた硝化
速度を調整するために、ブロワ５の送風量を適宜制御し
て、理想的硝化速度に調整することが動作上の特徴とな
っている。
イ制御システム１９に入力され、好気槽の容積及び水理
学的滞留時間等から理想的硝化速度を算出し、更に好気
槽２の活性汚泥の硝化に伴う前記〔Ｎｔ−Ｒｒ〕１７，
〔ＤＯ〕１８及びｐＨ値とから活性汚泥の実際の硝化速
度を推定し、特に高水温時とか薬剤添加により好気槽２
ａへの流入アンモニア性窒素に対して促進しすぎた硝化
速度を調整するために、ブロワ５の送風量を適宜制御し
て、理想的硝化速度に調整することが動作上の特徴とな
っている。
【００３６】そして前記（１）式における〔Ｎｔ−Ｒ
ｒ〕の値が大きく、硝化反応を高めなければならない時
には、汚泥返送ポンプ８による最終沈澱池７から嫌気槽
１に戻す汚泥量を多くすることにより、活性汚泥浮遊物
であるＭＬＳＳを高め、且つ余剰汚泥引抜ポンプ９の制
御により汚泥滞留時間であるＳＲＴを調整し、好気槽２
による硝化が順調に行われている場合には、硝化液循環
ポンプ６の作用に基づく好気槽２から嫌気槽１に対する
硝化液の返送量を多くし（実用上では２００％まで）、
液の循環比を高めることにより、窒素の除去率を大きく
することができる。
ｒ〕の値が大きく、硝化反応を高めなければならない時
には、汚泥返送ポンプ８による最終沈澱池７から嫌気槽
１に戻す汚泥量を多くすることにより、活性汚泥浮遊物
であるＭＬＳＳを高め、且つ余剰汚泥引抜ポンプ９の制
御により汚泥滞留時間であるＳＲＴを調整し、好気槽２
による硝化が順調に行われている場合には、硝化液循環
ポンプ６の作用に基づく好気槽２から嫌気槽１に対する
硝化液の返送量を多くし（実用上では２００％まで）、
液の循環比を高めることにより、窒素の除去率を大きく
することができる。
【００３７】又、夜間等の低負荷時には〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
の値も極めて小さくなるので、好気槽における曝気量を
低くするとともに硝化液の循環量を低減するとか、ＭＬ
ＳＳの濃度を高く保持して嫌気槽１の溶存酸素の消費量
を拡大する等の制御を実施することによって最適な運転
管理を実施することが出来る。
の値も極めて小さくなるので、好気槽における曝気量を
低くするとともに硝化液の循環量を低減するとか、ＭＬ
ＳＳの濃度を高く保持して嫌気槽１の溶存酸素の消費量
を拡大する等の制御を実施することによって最適な運転
管理を実施することが出来る。
【００３８】通常、活性汚泥処理装置に流入する下水等
の流入水においては、アンモニア性窒素のほとんどがそ
のままの形態で嫌気槽を通過する。このため、Ｒｒ計が
設置されている好気槽の最上流部ではアンモニア性窒素
の低下による硝化律速が起らない。この〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
は水温が一定でかつアンモニア性窒素が３（ｍｇ／ｌ）
以上存在すれば一定になることが知られている。従って
上記のようにＡＴＵ−Ｒｒ計を設置して〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
を計測することにより硝化活性の変化を直接検出するこ
とができる。
の流入水においては、アンモニア性窒素のほとんどがそ
のままの形態で嫌気槽を通過する。このため、Ｒｒ計が
設置されている好気槽の最上流部ではアンモニア性窒素
の低下による硝化律速が起らない。この〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
は水温が一定でかつアンモニア性窒素が３（ｍｇ／ｌ）
以上存在すれば一定になることが知られている。従って
上記のようにＡＴＵ−Ｒｒ計を設置して〔Ｎｔ−Ｒｒ〕
を計測することにより硝化活性の変化を直接検出するこ
とができる。
【００３９】次に図２のフローチャートに基づいて、前
記ファジイ制御システム１９における制御の実際例を説
明する。先ずステップ100で制御がスタートし、ステッ
プ101で窒素に関する流入負荷量を測定する。この流入
負荷量はケルダール窒素又は総窒素の濃度と流入量から
計算される。
記ファジイ制御システム１９における制御の実際例を説
明する。先ずステップ100で制御がスタートし、ステッ
プ101で窒素に関する流入負荷量を測定する。この流入
負荷量はケルダール窒素又は総窒素の濃度と流入量から
計算される。
【００４０】次にステップ102で必要硝化速度、即ち、
流入負荷に対して硝化槽末端で硝化反応が完了するため
の硝化速度μ（ｍｇ／ｌ）が演算される。ステップ103
では、予め調査した硝化速度と硝化に要する呼吸速度か
らμに相当する前記硝化反応に基づく酸素消費量Ｎｔ−
Ｒｒを演算し、ステップ104で制御のための上下限値を
設定してステップ105では実際の〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値を測
定する。
流入負荷に対して硝化槽末端で硝化反応が完了するため
の硝化速度μ（ｍｇ／ｌ）が演算される。ステップ103
では、予め調査した硝化速度と硝化に要する呼吸速度か
らμに相当する前記硝化反応に基づく酸素消費量Ｎｔ−
Ｒｒを演算し、ステップ104で制御のための上下限値を
設定してステップ105では実際の〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値を測
定する。
【００４１】そしてステップ106では該測定値が設定さ
れた上下限値内にあるか否かを判定し、YESの場合には
ステップ107で新しい負荷量の測定があるか否かを判定
し、有る場合にはステップ101に戻り、ない場合にはス
テップ105に戻って次の〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値の測定を行
う。
れた上下限値内にあるか否かを判定し、YESの場合には
ステップ107で新しい負荷量の測定があるか否かを判定
し、有る場合にはステップ101に戻り、ない場合にはス
テップ105に戻って次の〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値の測定を行
う。
【００４２】前記ステップ106でNO，即ち測定値が上下
限値内にない場合には、ステップ108によりファジイ制
御に移行して制御値を出力する。このファジイ制御で
は、入力データとして、ＳＲＴ，水温，流入負荷，ＭＬ
ＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目が用いられ、制御値としての
出力項目はＤＯ，ＳＲＴ，ｐＨである。
限値内にない場合には、ステップ108によりファジイ制
御に移行して制御値を出力する。このファジイ制御で
は、入力データとして、ＳＲＴ，水温，流入負荷，ＭＬ
ＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目が用いられ、制御値としての
出力項目はＤＯ，ＳＲＴ，ｐＨである。
【００４３】ファジイルールとしては、例えば水温変化
等で〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が下限値よりも小さくなると、こ
の〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が高くなるようにＤＯ設定値を上げ
る指令を出力する。この時ＤＯ値が充分に高い場合に
は、ＤＯ設定値はそのままでｐＨの設定値を上げて〔Ｎ
ｔ−Ｒｒ〕値が高くなるようにする。同時にＳＲＴの設
定値を下げて硝化菌の流出量を減らす運転制御を実施す
る。ＳＲＴ制御とは、硝化反応を速くために汚泥濃度を
高くして硝化菌が系外に排出されないようにし、且つ余
剰汚泥の引き抜き量を小さくする手法である。
等で〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が下限値よりも小さくなると、こ
の〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が高くなるようにＤＯ設定値を上げ
る指令を出力する。この時ＤＯ値が充分に高い場合に
は、ＤＯ設定値はそのままでｐＨの設定値を上げて〔Ｎ
ｔ−Ｒｒ〕値が高くなるようにする。同時にＳＲＴの設
定値を下げて硝化菌の流出量を減らす運転制御を実施す
る。ＳＲＴ制御とは、硝化反応を速くために汚泥濃度を
高くして硝化菌が系外に排出されないようにし、且つ余
剰汚泥の引き抜き量を小さくする手法である。
【００４４】ファジイ制御システム１９には、上記入力
項目に対してそれぞれファジイメンバーシップ関数が設
定されていて、合成のためのファジイ演算が行われ、上
記ＳＲＴ制御により、〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が設定値よりも
高くなるとＤＯとかｐＨの設定値を下げて、電力量とか
薬品投入量を減らす等の制御を実施する。
項目に対してそれぞれファジイメンバーシップ関数が設
定されていて、合成のためのファジイ演算が行われ、上
記ＳＲＴ制御により、〔Ｎｔ−Ｒｒ〕値が設定値よりも
高くなるとＤＯとかｐＨの設定値を下げて、電力量とか
薬品投入量を減らす等の制御を実施する。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる活性汚泥循環変法の運転制御方法によれば、原水が
嫌気槽で脱窒され、好気槽での曝気と硝化細菌の作用に
基づく硝化が行われる一方、上流側好気槽からサンプリ
ングされた試料のｐＨと硝化反応にかかる酸素消費速度
及びＤＯが測定され、これにより好気槽の活性汚泥の実
際の硝化速度を推定して、好気槽のｐＨ制御とブロワの
送風量をコントロールするＤＯ制御及びＳＲＴ制御を実
施することにより、流入負荷変動とか水量に起因して流
れ方向に生じるＤＯ濃度等の分布変化に対処することが
可能となり、特に好気槽の前段部分での硝化菌の活性の
低下に基づく好気槽全体として硝化反応の不安定化を防
止して、該好気槽での硝化反応が促進され、ひいては嫌
気槽における窒素除去率が向上するという効果が得られ
る。
かる活性汚泥循環変法の運転制御方法によれば、原水が
嫌気槽で脱窒され、好気槽での曝気と硝化細菌の作用に
基づく硝化が行われる一方、上流側好気槽からサンプリ
ングされた試料のｐＨと硝化反応にかかる酸素消費速度
及びＤＯが測定され、これにより好気槽の活性汚泥の実
際の硝化速度を推定して、好気槽のｐＨ制御とブロワの
送風量をコントロールするＤＯ制御及びＳＲＴ制御を実
施することにより、流入負荷変動とか水量に起因して流
れ方向に生じるＤＯ濃度等の分布変化に対処することが
可能となり、特に好気槽の前段部分での硝化菌の活性の
低下に基づく好気槽全体として硝化反応の不安定化を防
止して、該好気槽での硝化反応が促進され、ひいては嫌
気槽における窒素除去率が向上するという効果が得られ
る。
【００４６】又、エアレーションの時間を短縮すること
ができるため、標準活性汚泥法に比して生物反応槽の容
積を格別大きくする必要がなくなり、都市部等の用地確
保が困難な条件下での採用を可能とする利点がある。特
に電力量とか薬品投入量を減少することが出来て、コス
ト面でも有利な運転を可能とする。
ができるため、標準活性汚泥法に比して生物反応槽の容
積を格別大きくする必要がなくなり、都市部等の用地確
保が困難な条件下での採用を可能とする利点がある。特
に電力量とか薬品投入量を減少することが出来て、コス
ト面でも有利な運転を可能とする。
【００４７】特に嫌気−好気活性汚泥処理法によって効
率的に窒素を除去するためには、嫌気槽における脱窒と
好気槽における硝化を最適な運転条件に保持することが
要求される上、窒素除去工程は硝化工程に影響される度
合が高いため、高い窒素除去率を維持するには硝化反応
と脱窒反応のバランスを良好に保持することが要求さ
れ、これに伴って嫌気槽における窒素除去率を向上させ
ることができる活性汚泥循環変法の運転制御方法を提供
することができる。
率的に窒素を除去するためには、嫌気槽における脱窒と
好気槽における硝化を最適な運転条件に保持することが
要求される上、窒素除去工程は硝化工程に影響される度
合が高いため、高い窒素除去率を維持するには硝化反応
と脱窒反応のバランスを良好に保持することが要求さ
れ、これに伴って嫌気槽における窒素除去率を向上させ
ることができる活性汚泥循環変法の運転制御方法を提供
することができる。
【図１】本実施例にかかる活性汚泥循環変法の運転制御
方法の一例を示す概要図。
方法の一例を示す概要図。
【図２】本実施例の制御の実際を示すチャート図。
【図３】従来の嫌気−好気活性汚泥処理の一例を示す概
要図。
要図。
１ａ，１ｂ…嫌気槽 ２ａ，２ｂ，２ｃ…好気槽 ４…散気管 ５…ブロワ ６…硝化液循環ポンプ ７…最終沈澱池 ８…汚泥返送ポンプ ９…余剰汚泥引抜ポンプ １３…仕切板 １５…ｐＨ計 １６…ＡＴＵ−Ｒｒ計 １９…ファジイ制御システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 3/34 101
Claims (2)
- 【請求項１】 原水を嫌気槽で脱窒細菌により脱窒を行
う工程と、複数段の好気槽で硝化細菌により硝化を行う
工程と、沈澱槽で固液分離して上澄液を処理水として放
流する工程とを含む活性汚泥循環変法処理において、 上記複数段の好気槽の上流部に、ｐＨ計と全酸素消費速
度から硝化反応に伴う酸素消費速度を差し引いた値の計
測器を付設し、測定されたｐＨ値と硝化反応に基づく酸
素消費量及び溶存酸素量とから好気槽内の硝化速度を推
定し、その値に応じて好気槽のｐＨ制御とブロワの送風
量をコントロールするＤＯ制御及び汚泥滞留時間である
ＳＲＴ制御を実施することを特徴とする活性汚泥循環変
法の運転制御方法。 - 【請求項２】 制御における入力データとして、ＳＲ
Ｔ，水温，流入負荷，ＭＬＳＳ，ＤＯ，ｐＨの６項目を
用いて、制御値としての出力項目がＤＯ，ＳＲＴ，ｐＨ
である請求項１記載の活性汚泥循環変法の運転制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26766093A JP3303475B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 活性汚泥循環変法の運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26766093A JP3303475B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 活性汚泥循環変法の運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116693A JPH07116693A (ja) | 1995-05-09 |
| JP3303475B2 true JP3303475B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=17447768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26766093A Expired - Fee Related JP3303475B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | 活性汚泥循環変法の運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3303475B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001104979A (ja) * | 1999-10-13 | 2001-04-17 | Meidensha Corp | 排水処理方法及びその装置 |
| JP2012200705A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Swing Corp | 窒素含有排水の処理方法及び装置 |
-
1993
- 1993-10-27 JP JP26766093A patent/JP3303475B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07116693A (ja) | 1995-05-09 |
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