JP4248043B2 - 生物学的りん除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、りん蓄積菌の生物学的作用により被処理水中のりんを除去する生物学的りん除去装置の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水中に含まれるりんが湖沼や閉鎖性の強い湾内に流入し続けると、やがて濃度が過剰となり、アオコや赤潮などの有害な植物性プランクトンが発生する。これを富栄養化現象といい、近年、深刻な社会問題となっている。
「水処理工学（井出哲夫編著、技法堂）」にも記載されているように、都市下水、有機性排水を処理する一般的な方法として、活性汚泥法がある。活性汚泥法とは、浄化機能を持つ微生物群（活性汚泥）を生物反応槽にたくわえ、これと下水とを十分混合・接触させつつ曝気することにより、下水中の主たる汚濁成分である有機物を酸化分解する方法である。曝気処理されたあとの混合液は、沈殿池において上澄水と活性汚泥とに分離され、上澄水は系外へ放流され、濃縮活性汚泥は再び生物反応槽へ返送される。
【０００３】
活性汚泥法は、有機物を酸化分解することを主たる目的とした処理法であり、そのままでは、りんを十分に除去することはできない。そこで、ある種の微生物の機能を応用した活性汚泥変法が開発されている（高度処理施設設計マニュアル（案）、社団法人日本下水道協会、平成６年）。
【０００４】
例えば、嫌気好気活性汚泥法という生物学的りん除去法がある。
ある種の微生物群を酸素や硝酸性窒素などの酸化性物質のない状態、いわゆる嫌気状態に置くと体内から液相中にりん酸性りんを吐出する。この状態を一定時間継続した後、今度は酸素のある状態、いわゆる好気状態に置くと、逆に液相中に放出した以上のりん酸性りんを体内に摂取する。この結果、液相中のりん酸性りん濃度は初期の濃度以下に減少し、最終的にはほぼ０に近い濃度にまで低下することも可能である。このようなりんの過剰摂取機能を持つ微生物群を「りん蓄積菌」と総称し、これを利用した活性汚泥変法を嫌気好気活性汚泥法という。なお、一般的には、嫌気状態でのりん吐出量が多いほど好気状態での摂取量も多くなることが知られている。
【０００５】
図１４は、嫌気好気活性汚泥法による生物学的りん除去装置の従来例を示す構成図である。図において、ａは下水を流入させるための配管であり、生物反応槽と接続されている。生物反応槽は２つに分割されており、４１はりん蓄積菌からりんを吐出させるための嫌気槽、４２はりん蓄積菌にりんを摂取させるための好気槽である。４３は好気槽４２に空気を供給するための曝気装置である。
【０００６】
４４は微生物を含む混合液を沈殿処理するための沈殿池であり、配管ｂを介して好気槽４２と接続されている。ｃは沈殿処理後の上澄水を放流するための配管であり、沈殿池４４に接続されている。
４５は余剰の微生物を系外へ排出するためのポンプであり、配管ｄを介して沈殿池４４と接続されている。配管ｅはポンプ４５に接続された配管である。
４６は微生物を生物反応槽に返送するためのポンプであり、配管ｄを介して沈殿池４４と、また配管ｆを介して嫌気槽４１と接続されている。
【０００７】
次に動作について説明する。
下水は配管ａを介して生物反応槽に導入される。嫌気槽４１ではりん蓄積菌からりんが吐出され、好気槽４２ではりん蓄積菌内にりんが過剰摂取される。りんを摂取した微生物群を含む混合液は配管ｂを介して沈殿池４４へ送られる。沈殿池４４では、微生物群を沈降分離した後、配管ｃを介して上澄水を放流する。微生物群の一部はポンプ４５、配管ｅを介して系外へ引き抜かれる。その他の微生物群はポンプ４６、配管ｆを介して嫌気槽４１へ返送される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の生物学的りん除去装置は以上のように構成されているので、運転管理者が生物反応槽内の溶存酸素濃度などを参考にして、生物反応槽への曝気量、生物反応槽の生物量、生物反応槽への返送汚泥量などを調節していた。しかし、家庭排水を主とする一般下水は、流量や性状が著しく変動するので、その変動に応じて好気槽の好気状態と嫌気槽の嫌気状態とを適切にバランスさせ、常に良好な水質を確保することは難しいという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、生物学的りん除去装置の生物反応槽への曝気量、生物反応槽の生物量、生物反応槽への返送汚泥量などを適切に制御することにより、汚濁物中のりん成分を常に良好に除去し、良好な水質を確保することのできる、生物学的りん除去装置の制御装置を得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る生物学的りん除去装置は、下水が流入すると共に嫌気槽と好気槽とから構成される生物反応槽と、好気槽に取付けられた曝気装置とを有するものであって、この生物学的りん除去装置から流出するりんの量又は流入するりんの量を計測する手段と、流出りん量の目標値を設定する手段と、嫌気槽内の酸化還元電位を計測する手段と、流出又は流入りん量と目標値との差、並びに酸化還元電位に応じて、酸化還元電位が目標値よりも小さい場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を増加させ、酸化還元電位が目標値以上の場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を減少させるように曝気量を調節する手段とを設けたものである。
【００１１】
この発明の請求項２に係る生物学的りん除去装置は、下水が流入すると共に嫌気槽と好気槽とから構成される生物反応槽と、好気槽に取付けられた曝気装置とを有するものであって、この生物学的りん除去装置から流出するりんの量又は流入するりんの量を計測する手段と、流出りん量の目標値を設定する手段と、好気槽内の酸化還元電位を計測する手段と、流出又は流入りん量と目標値との差、並びに酸化還元電位に応じて、酸化還元電位が目標値以上の場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を減少させ、酸化還元電位が目標値よりも小さい場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を増加させるように曝気量を調節する手段とを設けたものである。
【００１２】
この発明の請求項３に係る生物学的りん除去装置は、現在の流出水量又は流入水量と過去の流出水量又は流入水量との変化に応じて調節手段の出力を補正する補正器を設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施形態を図について説明する。図１は、実施の形態１に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、ａは下水を流入させるための配管であり、生物反応槽と接続されている。生物反応槽は２つに分割されており、１はりん蓄積菌からりんを吐出させるための嫌気槽、２はりん蓄積菌にりんを摂取させるための好気槽である。３は好気槽２に空気を供給するための曝気装置である。
【００１４】
４は微生物を含む混合液を沈殿処理するための沈殿池であり、配管ｂを介して好気槽２と接続されている。ｃは沈殿処理後の上澄水を放流するための配管であり、沈殿池４に接続されている。
５は余剰の微生物を系外へ排出するためのポンプであり、配管ｄを介して沈殿池４と接続されている。配管ｅはポンプ５に接続された配管である。
６は微生物を生物反応槽に返送するためのポンプであり、配管ｄを介して沈殿池４と、また配管ｆを介して嫌気槽１と接続されている。
【００１５】
次に動作について説明する。
下水は配管ａを介して生物反応槽に導入される。嫌気槽１ではりん蓄積菌からりんが吐出され、好気槽２ではりん蓄積菌内にりんが過剰摂取される。りんを摂取した微生物群を含む混合液は配管ｂを介して沈殿池４へ送られる。沈殿池４では、微生物群を沈降分離した後、配管ｃを介して上澄水を放流する。微生物群の一部はポンプ５、配管ｅを介して系外へ引き抜かれる。その他の微生物群はポンプ６、配管ｆを介して嫌気槽１へ返送される。
【００１６】
本実施形態においては更に、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として嫌気槽１のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
７は嫌気槽１のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計、８はりん酸性濃度の目標値を設定するための設定器である。
【００１７】
９はりん酸性りん濃度計７の計測値と設定器８に設定されたりん酸性りん濃度の目標値との偏差に応じて、曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線７ａを介してりん酸性りん濃度計７と、信号線８ａを介して設定器８と、信号線９ａを介して曝気装置３と接続されている。
なお、本実施形態においては、りん酸性りん濃度計７の位置について何ら限定するものではなく、りん酸性りん濃度計７を別の場所に設置し、嫌気槽１から採水するようにしてもよい。
【００１８】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中のりん酸性りん濃度は、りん酸性りん濃度計７で計測され、計測値は信号線７ａを介して調節器９に伝えられる。また、設定器８に設定されたりん酸性りん濃度の目標値は、信号線８ａを介して調節器９に伝えられる。調節器９では、りん酸性りん濃度の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、曝気量を、例えば式（１．１）に従って出力する。
【００１９】
Ｑａｉｒ ＝ Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１（ＣＰＯ４ａｎａ−ＣＰＯ４ａｎａ＊） （１．１）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ１ ：定数(＞０)
ＣＰＯ４ａｎａ＊ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の目標値
ＣＰＯ４ａｎａ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の計測値
調節器９の出力は信号線９ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００２０】
これにより、りん酸性りん濃度の計測値ＣＰＯ４ａｎａが目標値ＣＰＯ４ａｎａ＊よりも小さければ、曝気量Ｑａｉｒが低減し、嫌気槽１の嫌気度が増大する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が増大する。逆に、りん酸性りん濃度の計測値ＣＰＯ４ａｎａが目標値ＣＰＯ４ａｎａ＊よりも大きければ、曝気量Ｑａｉｒが増大し、嫌気槽１の嫌気度が減少する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が減少する。以上の動作によって、嫌気槽１でのりん蓄積菌からのりん吐出量が一定に保たれるため、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００２１】
実施の形態２．
図２は実施の形態２に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００２２】
１０は嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計、１１は酸化還元電位の目標値を設定するための設定器である。９は酸化還元電位計１０の計測値と設定器１１に設定された酸化還元電位の目標値との偏差に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線１０ａを介して酸化還元電位計１０と、信号線１１ａを介して設定器１１と、信号線９ａを介して曝気装置３と接続されている。
なお、本実施形態においては、酸化還元電位計１０の位置について何ら限定するものではなく、酸化還元電位計１０を別の場所に設置し、嫌気槽１から採水するようにしてもよい。
【００２３】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中の酸化還元電位は、酸化還元電位計１０で計測され、計測値は信号線１０ａを介して調節器９に伝えられる。また、設定器１１に設定された酸化還元電位の目標値は、信号線１１ａを介して調節器９に伝えられる。調節器９では、酸化還元電位の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、曝気量を、例えば式（２．１）に従って出力する。
【００２４】
Ｑａｉｒ ＝ Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ２（Ｖａｎａ−Ｖａｎａ＊） （２．１）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ２ ：定数(＜０)
Ｖａｎａ＊ ：嫌気槽１の酸化還元電位の目標値
Ｖａｎａ ：嫌気槽１の酸化還元電位の計測値
調節器９の出力は信号線９ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００２５】
これにより、酸化還元電位の計測値Ｖａｎａが目標値Ｖａｎａ＊よりも大きければ、曝気量Ｑａｉｒが低減し、嫌気槽１の嫌気度が増大する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が増大する。逆に、酸化還元電位の計測値Ｖａｎａが目標値Ｖａｎａ＊よりも小さければ、曝気量Ｑａｉｒが増大し、嫌気槽１の嫌気度が減少する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が減少する。以上の動作によって、嫌気槽１でのりん蓄積菌からのりん吐出量が一定に保たれるため、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００２６】
実施の形態３．
図３は、実施の形態３に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１、２と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として、嫌気槽１のりん蓄積菌のりん含有量を計測する計測器を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００２７】
１２は嫌気槽１のりん蓄積菌のりん含有量を計測する計測器、１３はりん含有量の目標値を設定するための設定器である。９はりん含有量計測器１２の計測値と設定器１３に設定されたりん含有量の目標値との偏差に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線１２ａを介してりん含有量計測器１２と、信号線１３ａを介して設定器１３と、信号線９ａを介して曝気装置３と接続されている。
なお、本実施形態においては、りん含有量計測器１２の位置について何ら限定するものではなく、りん含有量計測器１２を別の場所に設置し、嫌気槽１から採水するようにしてもよい。
【００２８】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中のりん蓄積菌のりん含有量は、りん含有量計測器１２で計測され、計測値は信号線１２ａを介して調節器９に伝えられる。また、設定器１３に設定されたりん含有量の目標値は、信号線１３ａを介して調節器９に伝えられる。調節器９では、りん含有量の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、曝気量を例えば式（３．１）に従って出力する。
【００２９】
Ｑａｉｒ ＝ Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ３（Ｐａｃｍａｎａ−Ｐａｃｍａｎａ＊） （３．１）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ３ ：定数(＜０)
Ｐａｃｍａｎａ＊ ：嫌気槽１のりん蓄積菌のりん含有量の目標値
Ｐａｃｍａｎａ ：嫌気槽１のりん蓄積菌のりん含有量の計測値
調節器９の出力は信号線９ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００３０】
これにより、りん含有量の計測値Ｐａｃｍａｎａが目標値Ｐａｃｍａｎａ＊よりも大きければ、曝気量Ｑａｉｒが低減し、嫌気槽１の嫌気度が増大する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が増大する。逆にりん含有量の計測値Ｐａｃｍａｎａが目標値Ｐａｃｍａｎａ＊よりも小さければ、曝気量Ｑａｉｒが増大し、嫌気槽１の嫌気度が減少する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が減少する。以上の動作によって、嫌気槽１でのりん蓄積菌からのりん吐出量が一定に保たれるため、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００３１】
実施の形態４．
図４は、実施の形態４に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図３と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として、嫌気槽１中のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差を検知する装置を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００３２】
１４は流入下水中のりん酸性りん濃度を、１５は嫌気槽１のりん酸性りん濃度をそれぞれ計測するりん濃度計である。１６は嫌気槽１のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差を演算するための演算器であり、信号線１４ａを介してりん酸性りん濃度計１４と、信号線１５ａを介してりん酸性りん濃度計１５と接続されている。
【００３３】
１７は嫌気槽１中のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差の目標値を設定するための設定器、９は嫌気槽１中のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差と設定器１７に設定された目標値との偏差に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線１６ａを介して演算器１６と、信号線１７ａを介して設定器１７と、信号線９ａを介して曝気装置３と接続されている。
なお、本実施形態においては、りん酸性りん濃度計１４、１５の位置について何ら限定するものではないことは、その他の実施形態と同様である。
【００３４】
次に、動作について説明する。流入下水中のりん酸性りん濃度は、りん酸性りん濃度計１４で計測され、計測値は信号線１４ａを介して演算器１６に伝えられる。また、嫌気槽１中のりん酸性りん濃度は、りん酸性りん濃度計１５で計測され、計測値は信号線１５ａを介して演算器１６に伝えられる。演算器１６では、例えば式（４．１）に従って、嫌気槽１のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差を演算する。
【００３５】
ＤＰＯ４ａｎａｉｎ ＝ ＣＰＯ４ａｎａ−ＣＰＯ４ｉｎ （４．１）
ここに
ＤＰＯ４ａｎａｉｎ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度と流入下水の りん酸性りん濃度との差
ＣＰＯ４ａｎａ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度
ＣＰＯ４ｉｎ ：流入下水中のりん酸性りん濃度
演算器１６の出力は、信号線１６ａを介して調節器９に伝えられる。
また、設定器１７に設定された嫌気槽１中のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差の目標値は、信号線１７ａを介して調節器９に伝えられる。調節器９では、嫌気槽１中のりん酸性りん濃度と流入下水中のりん酸性りん濃度との差の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、曝気量を、例えば式（４．２）に従って出力する。
【００３６】
Ｑａｉｒ ＝ Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ４（ＤＰＯ４ａｎａｉｎ−ＤＰＯ４ａｎａｉｎ＊） （４．１）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ４ ：定数(＞０)
ＤＰＯ４ａｎａｉｎ＊ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度と流入下水のりん 酸性りん濃度との差の目標値
調節器９の出力は信号線９ａを介して曝気装置３に伝えられる。
これにより、実施の形態１の効果に加え、流入下水中のりん酸性りん濃度が上下したときも実質的なりんの吐出量を正確に検知できるので、生物学的りん除去装置から流出するりんの量をより確実に低減できるという効果を奏する。
【００３７】
実施の形態５．
図５は実施の形態５に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図４と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん濃度の分析に要する時間を考慮して嫌気槽１内のりん酸性りん濃度を推定するように装置を構成したものである。
【００３８】
１８は嫌気槽１１のりん酸性りん濃度のデータを蓄積するための記憶回路であり、信号線７ａを介してりん酸性りん濃度計７と接続されている。１９は記憶回路１８に蓄積されたりん酸性りん濃度のデータを用いて嫌気槽１のりん酸性りん濃度を推定するための演算器であり、信号線１８ａを介して記憶回路１８と、信号線１９ａを介して調節器９と接続されている。
【００３９】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中のりん酸性りん濃度は、りん酸性りん濃度計７で計測され、計測値は信号線７ａを介して記憶回路１８に伝えられる。演算器１９では、記憶回路１８に蓄積されたりん酸性りん濃度のデータを用いて任意の時刻の嫌気槽１のりん酸性りん濃度ＣＰＯ４ａｎａｅｓｔを推定する。これは、最小二乗法などの統計的解析手法を用いて容易に行うことができる。
【００４０】
解析に必要なりん酸性りん濃度のデータは、信号線１８ａを介して記憶回路１８より伝えられる。推定値ＣＰＯ４ａｎａｅｓｔは信号線１９ａを介して調節器９に伝えられる。以下、実施の形態１と同様に動作する。
これにより、実施の形態１の効果に加え、りん濃度の分析に時間を要する場合もこの間の変動を考慮して嫌気槽１のりん酸性りん濃度を推定することができ、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００４１】
なお、本実施の形態では、りんの分析に要する時間を考慮して嫌気槽１のりん酸性りん濃度を推定できるように記憶回路を付加したが、酸化還元電位やりんの含有量の分析に要する時間を考慮してそれぞれの値を推定できるように、実施の形態２〜４に記憶回路を付加するように装置を構成することもできる。
【００４２】
実施の形態６．
図６は、実施の形態６に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図５と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として嫌気槽１のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として返送汚泥量を調節するように装置を構成したものである。
【００４３】
９はりん酸性りん濃度計７の計測値と設定器８に設定されたりん酸性りん濃度の目標値との偏差に応じて返送汚泥ポンプ６の出力を調節する調節器であり、信号線７ａを介してりん酸性りん濃度計７と、信号線８ａを介して設定器８と、信号線９ｂを介して返送汚泥ポンプ６と接続されている。
なお、本実施形態においては、りん酸性りん濃度計７の位置について何ら限定するものでないことは他の実施形態と同様である。
【００４４】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中のりん酸性りん濃度は、りん酸性りん濃度計７で計測され、計測値は信号線７ａを介して調節器９に伝えられる。また、設定器８に設定されたりん酸性りん濃度の目標値は、信号線８ａを介して調節器９に伝えられる。調節器９では、りん酸性りん濃度の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、返送汚泥量を、例えば式（６．１）に従って出力する。
【００４５】
Ｑｒｅｔ ＝ Ｑｒｅｔ０ ＋ Ｋｒｅｔ６（ＣＰＯ４ａｎａ−ＣＰＯ４ａｎａ＊） （６．１）
ここに、
Ｑｒｅｔ ：返送汚泥量
Ｑｒｅｔ０ ：定数
Ｋｒｅｔ６ ：定数(＞０)
ＣＰＯ４ａｎａ＊ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の目標値
ＣＰＯ４ａｎａ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の計測値
調節器９の出力は信号線９ｂを介して曝気装置３に伝えられる。
【００４６】
これにより、りん酸性りん濃度の計測値ＣＰＯ４ａｎａが目標値ＣＰＯ４ａｎａ＊よりも小さければ、返送汚泥量Ｑｒｅｔが低減し、嫌気槽１の嫌気度が増大する。なぜならば、好気槽２で生成した硝酸性窒素などの酸化物の返送量が低減するからである。嫌気槽１の嫌気度が増大することによってりん蓄積菌からのりん吐出量が増大する。
【００４７】
逆に、りん酸性りん濃度の計測値ＣＰＯ４ａｎａが目標値ＣＰＯ４ａｎａ＊よりも大きければ、返送汚泥量Ｑｒｅｔが増大し、嫌気槽１の嫌気度が減少する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が減少する。以上の動作によって、嫌気槽１でのりん蓄積菌からのりん吐出量が一定に保たれるため、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００４８】
実施の形態７．
図７は、実施の形態７に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図６と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として嫌気槽１のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として余剰汚泥引き抜き量を調節するように装置を構成したものである。
【００４９】
９はりん酸性りん濃度計７の計測値と設定器８に設定されたりん酸性りん濃度の目標値との偏差に応じて余剰汚泥ポンプ５の出力を調節する調節器であり、信号線７ａを介してりん酸性りん濃度計７と、信号線８ａを介して設定器８と、信号線９ｃを介して余剰汚泥ポンプ５と接続されている。
なお、本実施形態においては、りん酸性りん濃度計７の位置について何ら限定するものでないことは他の実施形態と同様である。
【００５０】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中のりん酸性りん濃度は、りん酸性りん濃度計７で計測され、計測値は信号線７ａを介して調節器９に伝えられる。また、設定器８に設定されたりん酸性りん濃度の目標値は、信号線８ａを介して調節器９に伝えられる。調節器９では、りん酸性りん濃度の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、余剰汚泥引き抜き量を、例えば式（７．１）に従って出力する。
【００５１】
Ｑｄｒｗ＝Ｑｄｒｗ０＋Ｋｄｒｗ７（ＣＰＯ４ａｎａ−ＣＰＯ４ａｎａ＊） （７．１）
ここに、
Ｑｄｒｗ ：余剰汚泥引き抜き量
Ｑｄｒｗ０ ：定数
Ｋｄｒｗ７ ：定数(＞０)
ＣＰＯ４ａｎａ＊ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の目標値
ＣＰＯ４ａｎａ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の計測値
調節器９の出力は信号線９ｃを介して余剰汚泥ポンプ５に伝えられる。
【００５２】
これにより、りん酸性りん濃度の計測値ＣＰＯ４ａｎａが目標値ＣＰＯ４ａｎａ＊よりも小さければ、余剰汚泥引き抜き量Ｑｄｒｗが低減し、系内の生物量が増大する。すなわち、りん蓄積菌から吐出されるりんの総量が増大する。逆に、りん酸性りん濃度の計測値ＣＰＯ４ａｎａが目標値ＣＰＯ４ａｎａ＊よりも大きければ、余剰汚泥引き抜き量Ｑｄｒｗが増大し、系内の生物量が減少する。すなわち、りん蓄積菌から吐出されるりんの総量が減少する。以上の動作によって、嫌気槽１でのりん蓄積菌からのりん吐出量が一定に保たれるため、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００５３】
実施の形態８．
上記実施の形態６では、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として、嫌気槽１のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計７を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として返送汚泥量を調節するように装置を構成したが、実施の形態２〜４に示したように、その他のりん吐出量検出手段、例えば嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計などを備えるように構成しても、実施の形態６と同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して嫌気槽１のりん酸性りん濃度を推定できるように記憶回路を付加して装置を構成することもできる。
【００５４】
また、上記実施の形態７では、りん蓄積菌からのりん吐出量を検知する手段として嫌気槽１のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計７を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として余剰汚泥引き抜き量を調節するように装置を構成したが、実施の形態２〜４に示したように、その他のりん吐出量検出手段、例えば嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計などを備えるように構成しても、実施の形態７と同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して嫌気槽１のりん酸性りん濃度を推定できるように記憶回路を付加して装置を構成することもできる。
【００５５】
実施の形態９．
図８は、実施の形態９に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図７と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん蓄積菌によるりん摂取量を検知する手段として嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２のりん酸性りん濃度との差を計測する手段を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００５６】
７は嫌気槽１のりん酸性りん濃度を、２０は好気槽２のりん酸性りん濃度を計測するりん酸性りん濃度計である。２１は嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２のりん酸性りん濃度との差を演算するための演算器であり、信号線７ａを介してりん酸性りん濃度計７と、信号線２０ａを介してりん酸性りん濃度計２０と接続されている。
【００５７】
２２はりん酸性濃度の差の目標値を設定するための設定器、２３はりん酸性りん濃度の差と設定器２２に設定された目標値との偏差に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線２１ａを介して演算器２１と、信号線２２ａを介して設定器２２と、信号線２３ａを介して曝気装置３と接続されている。
なお、本実施形態においては、りん酸性りん濃度計７、２０の位置について何ら限定するものではないことはその他の図と同様である。
【００５８】
次に、動作について説明する。嫌気槽１中のりん酸性りん濃度はりん酸性りん濃度計７で、好気槽２中のりん酸性りん濃度はりん酸性りん濃度計２０で計測され、それぞれの計測値は信号線７ａ、信号線２０ａを介して演算器２１に伝えられる。演算器２１では、例えば式（９．１）に従って、嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２のりん酸性りん濃度との差を演算する。
【００５９】
ＤＰＯ４ａｎａａｅｒ＝ＣＰＯ４ａｎａ−ＣＰＯ４ａｅｒ （９．１）
ここに、
ＤＰＯ４ａｎａａｅｒ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２の りん酸性りん濃度との差
ＣＰＯ４ａｎａ ：嫌気槽１のりん酸性りん濃度の計測値
ＣＰＯ４ａｅｒ ：好気槽２のりん酸性りん濃度の計測値
演算器２１の出力は、信号線２１ａを介して調節器２３に伝えられる。
【００６０】
また、設定器２２に設定されたりん酸性りん濃度の差の目標値は、信号線２２ａを介して調節器２３に伝えられる。調節器２３では、りん酸性りん濃度の差の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて、曝気量を、例えば式（９．２）に従って出力する。
Ｑａｉｒ ＝ Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ９（ＤＰＯ４ａｎａａｅｒ−ＤＰＯ４ａｎａａｅｒ＊） （９．２）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ９ ：定数（＞０）
ＤＰＯ４ａｎａａｅｒ＊ ：りん酸性りん濃度の差の目標値
調節器２３の出力は信号線２３ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００６１】
これにより、りん酸性りん濃度の差が目標値よりも小さければ、曝気量Ｑａｉｒが低減し、嫌気槽１の嫌気度が増大する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が増大することによってりん摂取量が増加する。逆に、りん酸性りん濃度の差が目標値よりも大きければ、曝気量Ｑａｉｒが増大し、嫌気槽１の嫌気度が減少する。すなわち、りん蓄積菌からのりん吐出量が減少する。以上の動作によって、りん蓄積菌によるりん摂取量が一定に保たれるため、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００６２】
上記説明においては、りん蓄積菌によるりん摂取量を検知する手段として嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２のりん酸性りん濃度との差を計測する手段を備えるように装置を構成したが、実施の形態２、３に示したように、その他の検出手段、例えば嫌気槽１の酸化還元電位と好気槽２の酸化還元電位との差を計測する手段を備えるようにしても、同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して嫌気槽１もしくは好気槽２のりん酸性りん濃度を推定できるように記憶回路を付加して装置を構成することもできる。
【００６３】
また、上記説明では、生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したが、実施の形態６、７に示したように、その他の運転設定値、例えば返送汚泥量や余剰汚泥引き抜き量などを調節するように装置を構成しても、同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して嫌気槽１もしくは好気槽２のりん酸性りん濃度を推定できるように記憶回路を付加して装置を構成することもできる。
【００６４】
実施の形態１０．
図９は、実施の形態１０に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図８と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量の過不足を検知する手段として嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００６５】
２４は生物学的りん除去装置から放流される処理水の流量を計測する流量計、２５は上記処理水中の全りん濃度を計測する全りん濃度計である。なお、上記処理水中に含まれるりん酸性りん以外のりんの量が無視できる場合は、全りん濃度計のかわりにりん酸性りん濃度計を用いてもよい。
２６は単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量を演算する演算器であり、信号線２４ａを介して流量計２４と、信号線２５ａを介して全りん濃度計２５と接続されている。
【００６６】
１０は嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計、２７は流出りん量の目標値を設定するための設定器である。
２８は上記流出りん量と設定器２７に設定された流出りん量の目標値との偏差と、嫌気槽１の酸化還元電位に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線２６ａを介して演算器２６と、信号線１０ａを介して酸化還元電位計１０と、信号線２７ａを介して設定器２７と、信号線２８ａを介して曝気装置３と接続されている。
【００６７】
なお、本実施形態においては、流量計２４ならびに全りん濃度計２５の位置関係について何ら限定するものではなく、全りん濃度計２５が下流側、流量計２４が上流側でも全く問題ない。又、全りん濃度計２５を別の場所に設置し、好気槽２、配管ｂ、沈殿槽４もしくは配管ｃから採水するようにしてもよく、更に流量計２４は配管ａに設置してもよい。
また、酸化還元電位計１０の位置についても嫌気槽１に限るわけではなく、その他の場所に設置し、嫌気槽１から採水するようにしてもよい。
【００６８】
次に、動作について説明する。生物学的りん除去装置から流出する処理水の流量は流量計２４で、また上記処理水中の全りん濃度は全りん濃度計２５で計測され、それぞれの計測値は信号線２４ａ、信号線２５ａを介して演算器２６に伝えられる。
演算器２６では、例えば式（１０．１）に従って、単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量を演算する。
【００６９】
Ｐｏｕｔ＝Ｑｏｕｔ×ＣＴＰｏｕｔ （１０．１）
ここに、
Ｐｏｕｔ ：単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量
Ｑｏｕｔ ：処理水の流量
ＣＴＰｏｕｔ ：処理水中の全りん濃度
演算器２６の出力は信号線２６ａを介して調節器２８に伝えられる。
また、嫌気槽１の酸化還元電位は酸化還元電位計１０で計測され、計測値は信号線１０ａを介して調節器２８に伝えられる。設定器２７に設定された流出りん量の目標値は、信号線２７ａを介して調節器２８に伝えられる。
【００７０】
調節器２８では、上記流出りん量の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて曝気量を調節するが、演算式は、例えば式（１０．２）〜（１０．３）のように、嫌気槽１の酸化還元電位に応じて変更する。
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１０１（Ｐｏｕｔ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｎａ ＜ Ｖａｎａ＊） （１０．２）
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１０２（Ｐｏｕｔ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｎａ ≧ Ｖａｎａ＊） （１０．３）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ１０１ ：定数 （＞０）
Ｋａｉｒ１０２ ：定数 （＜０）
Ｐｏｕｔ＊ ：流出りん量の目標値
調節器２８の出力は信号線２８ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００７１】
すなわち、嫌気槽１の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも低いときは、嫌気槽１でりんが十分に吐出されており、好気槽２での曝気量が多いほど、りんがたくさん摂取されるとみなして、式（１０．２）に従って曝気量を調節する。逆に、嫌気槽１の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも高いときは、嫌気槽１でのりんの吐出が不十分であり、好気槽２での曝気量をしぼらないとりんが吐出されないと見なして、式（１０．３）に従って曝気量を調節する。以上の動作によって、必要な曝気量を過不足無く与えることができるので、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００７２】
上記説明では、単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量を生物学的りん除去装置から放流される処理水の流量と上記処理水中の全りん濃度との積から求めるように装置を構成したが、処理水の流量の変動が小さい場合は、流量計を省略し、予め定めた値として必要な演算に用いるように装置を構成しても、同様の効果を奏する。
【００７３】
又、上記説明では、りん蓄積菌からのりん吐出量の過不足を検知する手段として嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備えるように装置を構成したが、実施の形態１、３、４に示した他のりん吐出量検知手段、例えば嫌気槽１のりん蓄積菌のりん含有量を計測する計測器を備えるようにしても、同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【００７４】
更に、上記説明では、生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したが、実施の形態６，７に示したように、その他の運転設定値、例えば返送汚泥量や余剰汚泥引き抜き量などを調節するように装置を構成しても、上記と同様の効果を奏する。
また、この場合も実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【００７５】
実施の形態１１．
図１０は、実施の形態１１に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図９と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施形態においては、りん蓄積菌からのりん摂取量の過不足を検知する手段として好気槽２の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００７６】
２４は生物学的りん除去装置から放流される処理水の流量を計測する流量計、２５は上記処理水中の全りん濃度を計測する全りん濃度計である。なお、上記処理水中に含まれるりん酸性りん以外のりんの量が無視できる場合は、全りん濃度計のかわりにりん酸性りん濃度計を用いてもよい。
２６は単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量を演算する演算器であり、信号線２４ａを介して流量計２４と、信号線２５ａを介して全りん濃度計２５と接続されている。
【００７７】
２９は好気槽２の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計、２７は流出りん量の目標値を設定するための設定器である。
２８は上記流出りん量と設定器２７に設定された流出りん量の目標値との偏差と、好気槽２の酸化還元電位に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線２６ａを介して演算器２６と、信号線２９ａを介して酸化還元電位計２９と、信号線２７ａを介して設定器２７と、信号線２８ａを介して曝気装置３と接続されている。
【００７８】
なお、本実施形態においては、流量計２４ならびに全りん濃度計２５の位置関係について何ら限定するものではなく、全りん濃度計２５が下流側、流量計２４が上流側でも全く問題ない。又、全りん濃度計２５を別の場所に設置し、好気槽２、配管ｂ、沈殿槽４もしくは配管ｃから採水するようにしてもよく、流量計２４は配管ａに設置してもよい。
また、酸化還元電位計２９の位置についても好気槽２に限るわけではなく、その他の場所に設置し、好気槽２から採水するようにしてもよい。
【００７９】
次に、動作について説明する。生物学的りん除去装置から流出する処理水の流量は流量計２４で、また上記処理水中の全りん濃度は全りん濃度計２５で計測され、それぞれの計測値は信号線２４ａ、信号線２５ａを介して演算器２６に伝えられる。
演算器２６では、例えば式（１０．１）に従って、単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量を演算し、演算器２６の出力は信号線２６ａを介して調節器２８に伝えられる。
【００８０】
また、好気槽２の酸化還元電位は酸化還元電位計２９で計測され、計測値は信号線２９ａを介して調節器２８に伝えられる。設定器２７に設定された流出りん量の目標値は、信号線２７ａを介して調節器２８に伝えられる。
調節器２８では、上記流出りん量の計測値と予め定められた目標値との偏差に応じて曝気量を調節するが、演算式は、例えば式（１１．２）〜（１１．３）のように、好気槽２の酸化還元電位に応じて変更する。
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１１１（Ｐｏｕｔ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｅｒ ≧ Ｖａｅｒ＊） （１１．２）
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１１２（Ｐｏｕｔ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｅｒ ＜ Ｖａｅｒ＊） （１１．３）
ここに、
Ｖａｅｒ ：好気槽２の酸化還元電位
Ｖａｅｒ＊ ：酸化還元電位の基準値
Ｋａｉｒ１１１ ：定数 （＜０）
Ｋａｉｒ１１２ ：定数 （＞０）
調節器２８の出力は信号線２８ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００８１】
すなわち、好気槽２の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも高いときは、好気槽２でりんが十分に摂取されており好気槽２での曝気量が少ないほどりんがたくさん吐出されるとみなして、式（１１．２）に従って曝気量を調節する。逆に、好気槽２の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも低いときは、好気槽２でのりんの摂取が不十分であり、好気槽２での曝気量を増加しないとりんが摂取されないとみなして、式（１１．３）に従って曝気量を調節する。以上の動作によって、必要な曝気量を過不足なく与えることができるので、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００８２】
上記説明では、単位時間あたりに生物学的りん除去装置から流出するりんの量を生物学的りん除去装置から放流される処理水の流量と上記処理水中の全りん濃度との積から求めるように装置を構成したが、処理水の流量の変動が小さい場合は、流量計を省略し、予め定めた値として必要な演算に用いるように装置を構成しても、同様の効果を奏する。
【００８３】
又、上記説明では、りん蓄積菌からのりん摂取量の過不足を検知する手段として、好気槽２の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備えるように装置を構成したが、実施の形態９に示した他のりん摂取量検知手段、例えば嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２のりん酸性りん濃度との差を計測する手段を備えるようにしても、上記と同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【００８４】
更に、上記説明では、生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したが、実施の形態６，７に示したように、その他の運転設定値、例えば返送汚泥量や余剰汚泥引き抜き量などを調節するように装置を構成しても、上記と同様の効果を奏する。
また、この場合も実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して、処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【００８５】
実施の形態１２．
図１１は実施の形態１２に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図１０と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施形態においては、りん蓄積菌からのりん吐出量の過不足を検知する手段として嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００８６】
３０は生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量を計測する流量計、３１は上記被処理水中の全りん濃度を計測する全りん濃度計である。なお、上記被処理水中に含まれるりん酸性りん以外のりんの量が無視できる場合は、全りん濃度計のかわりにりん酸性りん濃度計を用いてもよい。
３２は単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を演算する演算器であり、信号線３０ａを介して流量計３０と、信号線３１ａを介して全りん濃度計３１と接続されている。また、１０は嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計、２７は流出りん量の目標値を設定するための設定器である。
【００８７】
２８は上記流入りん量と設定器２７に設定された流出りん量の目標値との偏差と、嫌気槽１の酸化還元電位に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線３２ａを介して演算器３２と、信号線１０ａを介して酸化還元電位計１０と、信号線２７ａを介して設定器２７と、信号線２８ａを介して曝気装置３と接続されている。
【００８８】
なお、本実施形態においては、流量計３０ならびに全りん濃度計３１の位置関係について何ら限定するものではなく、全りん濃度計３１が上流側、流量計３０が下流側でも全く問題ない。又、全りん濃度計３１を別の場所に設置し、配管ａから採水するようにしてもよく、流量計３０は配管ｃに設置してもよい。
また、酸化還元電位計１０の位置についても嫌気槽１に限るわけではなく、その他の場所に設置し、嫌気槽１から採水するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００８９】
次に、動作について説明する。生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量は流量計３０で、また上記被処理水中の全りん濃度は全りん濃度計３１で計測され、それぞれの計測値は信号線３０ａ、信号線３１ａを介して演算器３２に伝えられる。
演算器３２では、例えば式（１２．１）に従って、単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を演算する。
【００９０】
Ｐｉｎ＝Ｑｉｎ×ＣＴＰｉｎ （１２．１）
ここに、
Ｐｉｎ ：単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量
Ｑｉｎ ：被処理水の流量
ＣＴＰｉｎ ：被処理水中の全りん濃度
演算器３２の出力は信号線３２ａを介して調節器２８に伝えられる。
また、嫌気槽１の酸化還元電位は酸化還元電位計１０で計測され、計測値は信号線１０ａを介して調節器２８に伝えられる。設定器２７に設定された流出りん量の目標値は、信号線２７ａを介して調節器２８に伝えられる。
【００９１】
調節器２８では、上記流入りん量の計測値と予め定められた流出りん量の目標値との偏差に応じて曝気量を調節するが、演算式は、例えば式（１２．２）〜（１２．３）のように、嫌気槽１の酸化還元電位に応じて変更する。
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１２１（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｎａ ＜ Ｖａｎａ＊） （１２．２）
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１２２（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｎａ ≧ Ｖａｎａ＊） （１２．３）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ１２１ ：定数 （＞０）
Ｋａｉｒ１２２ ：定数 （＜０）
Ｐｏｕｔ＊ ：流出りん量の目標値
調節器２８の出力は信号線２８ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【００９２】
すなわち、嫌気槽１の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも低いときは、嫌気槽１でりんが十分に吐出されており、好気槽２での曝気量が多いほどりんがたくさん摂取されるとみなして、式（１２．２）に従って曝気量を調節する。逆に、嫌気槽１の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも高いときは、嫌気槽１でのりんの吐出が不十分であり、好気槽２での曝気量をしぼらないとりんが吐出されないとみなして、式（１２．３）に従って曝気量を調節する。以上の動作によって、必要な曝気量をいちはやく与えることができるので、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【００９３】
上記説明では、単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量と上記被処理水中の全りん濃度との積から求めるように装置を構成したが、被処理水の流量の変動が小さい場合は、流量計を省略し、予め定めた値として必要な演算に用いるように装置を構成しても、同様の効果を奏する。
【００９４】
又、上記説明では、りん蓄積菌からのりん吐出量の過不足を検知する手段として嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備えるように装置を構成したが、実施の形態１，３，４に示した他のりん吐出量検知手段、例えば嫌気槽１のりん蓄積菌のりん含有量を計測する計測器を備えるようにしても、上記と同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【００９５】
更に、上記説明では、生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したが、実施の形態６，７に示したように、その他の運転設定値、例えば返送汚泥量や余剰汚泥引き抜き量などを調節するように装置を構成しても、上記と同様の効果を奏する。
また、この場合も実施の形態５の場合と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【００９６】
実施の形態１３．
図１２は、実施の形態１３に係る生物学的りん除去装置の制御装置を示す構成図であり、図において、図１〜図１１と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、りん蓄積菌からのりん摂取量の過不足を検知する手段として好気槽２の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備え、また生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したものである。
【００９７】
３０は生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量を計測する流量計、３１は上記被処理水中の全りん濃度を計測する全りん濃度計である。なお、上記被処理水中に含まれるりん酸性りん以外のりんの量が無視できる場合は、全りん濃度計のかわりにりん酸性りん濃度計を用いてもよい。
３２は単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を演算する演算器であり、信号線３０ａを介して流量計３０と、信号線３１ａを介して全りん濃度計３１と接続されている。また、２９は好気槽２の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計、２７は流出りん量の目標値を設定するための設定器である。
【００９８】
２８は上記流入りん量と設定器２７に設定された流出りん量の目標値との偏差と、好気槽２の酸化還元電位に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線３２ａを介して演算器３２と、信号線２９ａを介して酸化還元電位計２９と、信号線２７ａを介して設定器２７と、信号線２８ａを介して曝気装置３と接続されている。
【００９９】
なお、本実施形態においては、流量計３０ならびに全りん濃度計３１の位置関係について何ら限定するものではなく、全りん濃度計３１が上流側、流量計３０が下流側でも全く問題ない。又、全りん濃度計３１を別の場所に設置し、配管ａから採水するようにしてもよく、流量計３０は配管ｃに設置してもよい。
また、酸化還元電位計２９の位置についても、好気槽２に限るわけではなく、その他の場所に設置し、好気槽２から採水するようにしてもよいことは言うまでもない。
【０１００】
次に、動作について説明する。生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量は流量計３０で、また上記被処理水中の全りん濃度は全りん濃度計３１で計測され、それぞれの計測値は信号線３０ａ、信号線３１ａを介して演算器３２に伝えられる。
演算器３２では、例えば式（１２．１）に従って、単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を演算する。演算器３２の出力は信号線３２ａを介して調節器２８に伝えられる。
【０１０１】
また、好気槽２の酸化還元電位は酸化還元電位計２９で計測され、計測値は信号線２９ａを介して調節器２８に伝えられる。設定器２７に設定された流出りん量の目標値は、信号線２７ａを介して調節器２８に伝えられる。
調節器２８では、上記流入りん量の計測値と予め定められた流出りん量の目標値との偏差に応じて曝気量を調節するが、演算式は、例えば式（１３．２）〜（１３．３）のように、好気槽２の酸化還元電位に応じて変更する。
【０１０２】
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１３１（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｅｒ ≧ Ｖａｅｒ＊） （１３．２）
Ｑａｉｒ＝Ｑａｉｒ０ ＋ Ｋａｉｒ１３２（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ＊）
（Ｖａｅｒ ＜ Ｖａｅｒ＊） （１３．３）
ここに、
Ｑａｉｒ ：曝気量
Ｑａｉｒ０ ：定数
Ｋａｉｒ１３１ ：定数 （＜０）
Ｋａｉｒ１３２ ：定数 （＞０）
Ｐｏｕｔ＊ ：流出りん量の目標値
調節器２８の出力は信号線２８ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【０１０３】
すなわち、好気槽２の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも高いときは、好気槽２でりんが十分に摂取されており、好気槽２での曝気量が少ないほどりんがたくさん吐出されるとみなして、式（１３．２）に従って曝気量を調節する。逆に、好気槽２の酸化還元電位が予め定めた基準値よりも低いときは、好気槽２でのりんの摂取が不十分であり、好気槽２での曝気量を増加しないとりんが摂取されないとみなして、式（１３．３）に従って曝気量を調節する。以上の動作によって、必要な曝気量をいちはやく与えることができるので、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【０１０４】
上記説明では、単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量と上記被処理水中の全りん濃度との積から求めるように装置を構成したが、被処理水の流量の変動が小さい場合は、流量計を省略し、予め定めた値として必要な演算に用いるように装置を構成しても、同様の効果を奏する。
【０１０５】
又、上記説明では、りん蓄積菌からのりん吐出量の過不足を検知する手段として好気槽２の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計を備えるように装置を構成したが、実施の形態９に示した他のりん吐出量検知手段、例えば嫌気槽１のりん酸性りん濃度と好気槽２のりん酸性りん濃度との差を計測する手段を備えるようにしても、上記と同様の効果を奏する。
また、実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【０１０６】
更に、上記説明では、生物学的りん除去装置の運転設定値として曝気量を調節するように装置を構成したが、実施の形態６，７に示したように、その他の運転設定値、例えば返送汚泥量や余剰汚泥引き抜き量などを調節するように装置を構成しても、上記と同様の効果を奏する。
また、この場合も実施の形態５と同様に、りんの分析に要する時間を考慮して、処理水中の全りん濃度を推定できるように装置を構成することもできる。
【０１０７】
実施の形態１４．
図１３は実施の形態１４に係る生物学的りん窒素除去装置の制御装置を示す構成図である。図において、図１〜図１２と同一符号は同一または相当部分を示している。本実施の形態においては、流入水量の変化傾向を流入水量から検知し、調節器の出力を補正するように装置を構成したものである。
【０１０８】
３０は生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量を計測する流量計、３１は上記被処理水中の全りん濃度を計測する全りん濃度計である。なお、上記被処理水中に含まれるりん酸性りん以外のりんの量が無視できる場合は、全りん濃度計のかわりにりん酸性りん濃度計を用いてもよい。
３２は単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を演算する演算器であり、信号線３０ａを介して流量計３０と、信号線３１ａを介して全りん濃度計３１と接続されている。また、１０は嫌気槽１の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計、２７は流出りん量の目標値を設定するための設定器である。
【０１０９】
２８は上記流入りん量と設定器２７に設定された流出りん量の目標値との偏差と、嫌気槽１の酸化還元電位に応じて曝気装置３の出力を調節する調節器であり、信号線３２ａを介して演算器３２と、信号線１０ａを介して酸化還元電位計１０と、信号線２７ａを介して設定器２７と接続されている。
また３３は調節器２８からの出力を補正するための補正器であり、信号線２８ａを介して調節器２８と、信号線３０ｂを介して流量計３０と、信号線３３ａを介して曝気装置３と接続されている。
【０１１０】
なお、本実施形態においては、流量計３０ならびに全りん濃度計３１の位置関係について何ら限定するものではなく、全りん濃度計３１が上流側、流量計３０が下流側でも全く問題ない。又、全りん濃度計３１を別の場所に設置し、配管ａから採水するようにしてもよく、流量計３０は配管ｃに設置してもよい。
また、酸化還元電位計１０の位置についても嫌気槽１に限るわけではなく、その他の場所に設置し、嫌気槽１から採水するようにしてもよい。
【０１１１】
次に、動作について説明する。生物学的りん除去装置に流入する被処理水の流量は流量計３０で、また上記被処理水中の全りん濃度は全りん濃度計３１で計測され、それぞれの計測値は信号線３０ａ、信号線３１ａを介して演算器３２に伝えられる。
演算器３２では、例えば式（１２．１）に従って、単位時間あたりに生物学的りん除去装置に流入するりんの量を演算し、演算器３２の出力は信号線３２ａを介して調節器２８に伝えられる。
【０１１２】
また、嫌気槽１の酸化還元電位は酸化還元電位計１０で計測され、計測値は信号線１０ａを介して調節器２８に伝えられる。設定器２７に設定された流出りん量の目標値は、信号線２７ａを介して調節器２８に伝えられる。
調節器２８では、上記流入りん量の計測値と予め定められた流出りん量の目標値との偏差に応じて曝気量を演算するが、演算式は、例えば式（１２．２）〜（１２．３）のように、嫌気槽１の酸化還元電位に応じて変更する。
また同時に流入水の流量は、流量計３０で測定され、信号線３０ｂを介して補正器３３に伝えられる。補正器３３では、流入水量の変化傾向に応じて、調節器２８の出力を補正する演算値を算出し、例えば式（１４．１）に従って演算する。
【０１１３】
Ｈ ＝ Ｈ０＋Ｋｈｏｓｅｉ（Ｑin −Ｑin-1） （１４．１）
ここに、
Ｈ ：補正値
Ｈ０ ：定数
Ｋｈｏｓｅｉ ：定数
Ｑin ：現在の流入水量
Ｑin-1 ：１ステップ前の流入水量
ここで、１ステップ前とは約３０分〜２、３時間前を指す。
調節器２８からの出力は、補正器３３において、例えば式（１４．２）にしたがって補正される。
ＱａｉｒＨ ＝ Ｑａｉｒ×Ｈ （１４．２）
補正器３３からの出力は信号線３３ａを介して曝気装置３に伝えられる。
【０１１４】
これにより、流入水量が増加あるいは減少する場合には、嫌気槽１でのりんの吐出状況に応じて、曝気量を増大あるいは減少させ、曝気量が適切に調節される。すなわち、生物学的水処理装置に流入する下水の量や濃度が変動した場合も、流入水の流量の変化傾向を考慮することにより、必要な曝気量を過不足無くさらにいち早く好気槽２に与えることができ、流出全りん量を所定の値に維持できるという効果を奏する。
【０１１５】
なお、本実施形態は流入水の流量の変化傾向をもとに補正値の演算を行ったが、流入水量の代わりに、嫌気槽１の酸化還元電位値、溶存酸素値、ＭＬＳＳ値あるいは好気槽２の酸化還元電位値、溶存酸素値、ＭＬＳＳ値等により補正値を算出するようにした構成とすることも可能である。又、図９，図１０，図１２に示された装置に同様の補正器を取付けてもよい。
【０１１６】
以上のように、被処理水の増加傾向などのプラントデータを用いて、調節手段の出力を補正するように構成するようにしたので、生物学的水処理装置に流入する下水の量や濃度が変動した場合も、りん吐出ならびにりん摂取にかかる運転設定値をいちはやく適切に調節し、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減することができる。
【０１１７】
実施の形態１５．
上記実施の形態１０〜１４においては、流量計を備え、流入水量もしくは放流水量を計測するように構成したが、流入下水量の変動が小さい場合は、これを省略し、所定の流量を設定して必要な演算に用いるように装置を構成することもできる。
【０１１８】
又、上記各実施形態においては、時間連続のアナログ式で構成した例を示したが、時間不連続のアナログ式（サンプル値式）やデジタル式で構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１１９】
又、上記各実施形態においては、制御回路構成を示したが、これを計算機内にプログラム化して実装しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２０】
又、上記各実施形態においては、制御回路を閉ループで構成したが、制御目標値をオペレータに提示する運転支援システムとして構成することもできる。
【０１２１】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る生物学的りん除去装置によれば、下水が流入すると共に嫌気槽と好気槽とから構成される生物反応槽と、好気槽に取付けられた曝気装置とを有するものであって、この生物学的りん除去装置から流出するりんの量又は流入するりんの量を計測する手段と、流出りん量の目標値を設定する手段と、嫌気槽内の酸化還元電位を計測する手段と、流出又は流入りん量と目標値との差、並びに酸化還元電位に応じて、酸化還元電位が目標値よりも小さい場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を増加させ、酸化還元電位が目標値以上の場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を減少させるように曝気量を調節する手段とを設けたので、生物学的水処理装置に流入する下水の量や濃度が変動した場合も、りん吐出および摂取にかかる運転設定値を適切に調節し、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【０１２２】
この発明の請求項２に係る生物学的りん除去装置によれば、下水が流入すると共に嫌気槽と好気槽とから構成される生物反応槽と、好気槽に取付けられた曝気装置とを有するものであって、この生物学的りん除去装置から流出するりんの量又は流入するりんの量を計測する手段と、流出りん量の目標値を設定する手段と、好気槽内の酸化還元電位を計測する手段と、流出又は流入りん量と目標値との差、並びに酸化還元電位に応じて、酸化還元電位が目標値以上の場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を減少させ、酸化還元電位が目標値よりも小さい場合に流出又は流入りん量が増加すると曝気量を増加させるように曝気量を調節する手段とを設けたので、生物学的水処理装置に流入する下水の量や濃度が変動した場合も、りん吐出および摂取にかかる運転設定値を適切に調節し、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【０１２３】
この発明の請求項３に係る生物学的りん除去装置によれば、現在の流出水量又は流入水量と過去の流出水量又は流入水量との変化に応じて調節手段の出力を補正する補正器を設けたので、生物学的水処理装置に流入する下水の量や濃度が変動した場合も、りん吐出ならびにりん摂取にかかる運転設定値をいちはやく適切に調節し、生物学的りん除去装置から流出するりんの量を確実に低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態２による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態３による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態４による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態５による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態６による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態７による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図８】 この発明の実施の形態９による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態１０による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図１０】 この発明の実施の形態１１による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図１１】 この発明の実施の形態１２による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図１２】 この発明の実施の形態１３による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図１３】 この発明の実施の形態１４による生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【図１４】 従来の生物学的りん除去装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 嫌気槽、２ 好気槽、３ 曝気装置、４ 沈殿池、５ 余剰汚泥ポンプ、
６ 返送汚泥ポンプ、７，１４，１５，２０，２５，３１ りん濃度計、
９，２３，２８ 調節器、１０，２９ 酸化還元電位計、１２ りん含有量計測器、
１８ 記憶回路、２４，３０ 流量計、３３ 補正器。

Claims (3)

1. 下水が流入すると共に嫌気槽と好気槽とから構成される生物反応槽と、上記好気槽に取付けられた曝気装置とを有する生物学的りん除去装置であって、この生物学的りん除去装置から流出するりんの量又は流入するりんの量を計測する手段と、流出りん量の目標値を設定する手段と、上記嫌気槽内の酸化還元電位を計測する手段と、上記流出又は流入りん量と目標値との差、並びに上記酸化還元電位に応じて、上記酸化還元電位が目標値よりも小さい場合に上記流出又は流入りん量が増加すると曝気量を増加させ、上記酸化還元電位が目標値以上の場合に上記流出又は流入りん量が増加すると曝気量を減少させるように曝気量を調節する手段とを設けたことを特徴とする生物学的りん除去装置。
2. 下水が流入すると共に嫌気槽と好気槽とから構成される生物反応槽と、上記好気槽に取付けられた曝気装置とを有する生物学的りん除去装置であって、この生物学的りん除去装置から流出するりんの量又は流入するりんの量を計測する手段と、流出りん量の目標値を設定する手段と、上記好気槽内の酸化還元電位を計測する手段と、上記流出又は流入りん量と目標値との差、並びに上記酸化還元電位に応じて、上記酸化還元電位が目標値以上の場合に上記流出又は流入りん量が増加すると曝気量を減少させ、上記酸化還元電位が目標値よりも小さい場合に上記流出又は流入りん量が増加すると曝気量を増加させるように曝気量を調節する手段とを設けたことを特徴とする生物学的りん除去装置。
3. 現在の流出水量又は流入水量と過去の流出水量又は流入水量との変化に応じて調節手段の出力を補正する補正器を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の生物学的りん除去装置。

Images