JP4432430B2 - 下水処理運転支援装置,プラントシステム,プログラム及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
198590号公報,特開2002−45882号公報のように、前記活性汚泥モデルに関連する反応を連立方程式で表現し、コンピュータによって数値的に解析する方法では、下水処理プロセスの物質濃度を計算できる。ここで、前記の物質濃度には、溶解性有機物,難分解性有機物,アンモニア性窒素,硝酸性窒素,有機性窒素,溶解性リン,溶存酸素,アルカリ度,活性汚泥,活性汚泥内に貯蔵されている有機物およびポリリン酸などがある。しかし、方程式の解である物質濃度のみでは、複数の反応が同時進行している活性汚泥プロセスの状態を定量的に把握することができない。例えば、好気槽内ではリン貯蔵とリン再放出のような相反する反応が進行しているため、液中のリン濃度を算出しても、どの反応が優先的に進行しているか、リン過剰貯蔵に至ったかどうかなど同定することはできない。ましてや、好気槽におけるリン除去プロセス挙動が正常か否かを判断することは不可能である。このように、単に物質濃度を算出しても活性汚泥プロセスの複雑な反応の定量化や、有機物,リン,窒素の除去過程を定量的に同定することができない。
40に格納する。ここでの入力条件は、例えば、流入汚水量,流入物質の濃度,生物反応槽及び最終沈殿池の寸法データ、生物反応槽の槽分割および槽構成,運転条件などがあり、キーボード81、またはマウス82を用いて入力してもよい、下水処理プラント90からのオンラインデータの受信による入力でもよい。
ただし、ΔS:物質変化量[g],ρ:反応速度[g/m3/d],pd:計算周期
[h],V:槽容積、Y:物質間の化学的量論関係。ここで単位は、d:日。
ΔP2=ρ2/24×Pd×Vc×(Y2+Y3) …(3)
ただし、ΔP1:リン貯蔵反応に伴う溶解性リンの物質変化量[g],ΔP2:自己分解反応に伴う溶解性リンの物質変化量[g],ρ1:リン貯蔵速度[gCOD/m3/d],ρ2:自己分解速度[gCOD/m3/d],Pd:計算周期[h],V:槽容積,Y1:リン貯蔵に伴う溶解性リンの減少割合,Y2:自己分解時、活性汚泥組成のリン成分が溶解性リンとして溶出する割合,Y3:自己分解時、活性汚泥に貯蔵されているポリリン酸が溶解性リンとして溶出する割合。ここで単位は、COD:化学的酸素要求量。
Y2は、1g当たりの活性汚泥(細胞)のリン成分を0.02gP/gSS とし、活性汚泥自己分解時、90%のリン成分が回収できるとする場合、
Y2=0.02gP/gSS×90%=0.018gP/gSS
ここで各単位は、gP:リンの質量(単位g),gSS:SS(汚泥)の質量(単位g),gP/gSS:1gSS当たりのリン含有量(gP)を表す。
gSS、活性汚泥の組成のリン成分を0.02gP/gSS とする場合、Y3は以下となる。
このように、1gの活性汚泥の自己分解(すなわち、1g活性汚泥が減少する)に伴い、液中に0.033g(Y2+Y3)の溶解性リンが増加する。
ただし、θ:係数(θ>1.0)
ここで、式(5)が成立すると、「リン過剰貯蔵に至らなかった」と判定する。なお、式(5)のθは、入出力装置80によって設定および変更をすることができる。好気槽でのリン放出量と、嫌気槽でのリン貯蔵は、好気槽のリン貯蔵量と、嫌気槽のリン放出量に比べて非常に少ないので無視した。
ただし、ε:係数(ε<1.0)
ここで、式(6)が成立すると、「リンが再放出した」と判定する。なお、式(6)のεは、入出力装置80によって設定および変更をすることができる。好気槽でのリン再放出は、自己分解反応から溶出したリンに比べて少ないので無視した。
Claims (6)
- 化学物質による浄化処理及び/又は生物反応槽及び最終沈殿池での微生物による浄化処理を行う下水処理プラントの流入汚水量,流入物質濃度,前記生物反応槽及び最終沈殿池の寸法データを含むプロセスのデータを入力するデータ入力手段と、前記入力されたデータに基づいて前記生物反応槽,最終沈殿池,返送汚泥、及び余剰汚泥の物質濃度を計算するモデル演算手段と、該モデル演算手段により演算された物質濃度を用いて前記生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池に対し前記微生物及び/又は化学物質による反応毎の反応速度を演算し、該演算された反応速度と反応に伴う物質の変化割合を表す物質間の化学的量論関係から生物反応の単位時間あたりの物質濃度の変化を表す物質変化量を演算する物質変化量演算手段と、前記計算された結果を表示する表示するモニタを備え、前記物質変化量演算手段により演算された生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池の生物反応に伴う単位時間当たりの物質変化量を表形式で前記モニタに表示することを特徴とする下水処理運転支援装置。
- 請求項1に記載の下水処理運転支援装置において、前記物質変化量演算手段で前記生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池に対し演算された物質変化量の比較に基づいて、前記反応に伴う水中の物質の除去状態を診断し、異常原因となる生物反応を同定する除去状態診断手段を有し、該除去状態診断手段で同定された異常原因となる生物反応を前記モニタに表示することを特徴とする下水処理運転支援装置。
- 請求項2に記載の下水処理運転支援装置において、前記同定された異常原因となる生物反応に基づいて対策方法を判定する対策判定手段を有し、該対策判定手段は前記同定された異常原因となる生物反応に対してデータベースに格納されている操作データから除去改善可能な操作方法を収集し、収集した操作方法を前記モニタに表示することを特徴とする下水処理運転支援装置。
- コンピュータに、入力手段により入力された化学物質による浄化処理及び/又は生物反応槽及び最終沈殿池での微生物による浄化処理を行う下水処理プラントの流入汚水量,流入物質濃度、前記生物反応槽及び最終沈殿池の寸法データを含むプロセスのデータに基づいて前記生物反応槽,最終沈殿池,返送汚泥、及び余剰汚泥の物質濃度を計算し、演算された物質濃度を用いて前記生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池に対し前記微生物及び/又は化学物質による反応毎の反応速度を演算し、該演算された反応速度と反応に伴う物質の変化割合を表す物質間の化学的量論関係から生物反応の単位時間あたりの物質濃度の変化を表す物質変化量を演算し、演算された生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池の生物反応に伴う単位時間当たりの物質変化量を表形式で前記モニタへの表示を実行させるためのプログラム。
- コンピュータに、入力手段により入力された化学物質による浄化処理及び/又は生物反応槽及び最終沈殿池での微生物による浄化処理を行う下水処理プラントの流入汚水量,流入物質濃度、前記生物反応槽及び最終沈殿池の寸法データを含むプロセスのデータに基づいて前記生物反応槽,最終沈殿池,返送汚泥、及び余剰汚泥の物質濃度を計算し、演算された物質濃度を用いて前記生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池に対し前記微生物及び/又は化学物質による反応毎の反応速度を演算し、該演算された反応速度と反応に伴う物質の変化割合を表す物質間の化学的量論関係から生物反応の単位時間あたりの物質濃度の変化を表す物質変化量を演算し、演算された生物反応槽の各分割槽及び最終沈殿池の生物反応に伴う単位時間当たりの物質変化量を表形式で前記モニタへの表示を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 好気槽及び嫌気槽での微生物による生物反応で水中の物質を除去する反応槽と、前記反応槽の処理水を沈殿処理する沈殿池とを有し、化学物質による浄化処理及び/又は微生物による浄化処理を行う下水処理プラントと、前記反応槽,沈殿池,返送汚泥、及び余剰汚泥の物質濃度を計算するモデル演算手段と、該モデル演算手段により演算された物質濃度を用いて前記好気槽,嫌気槽及び沈殿池に対し前記微生物及び/又は化学物質による反応毎の反応速度を演算し、該演算された反応速度と反応に伴う物質の変化割合を表す物質間の化学的量論関係から生物反応の単位時間あたりの物質濃度の変化を表す物質変化量を演算する物質変化量演算手段と、前記計算された結果を表示する表示するモニタを備え、前記物質変化量演算手段により演算された好気槽,嫌気槽及び沈殿池の生物反応に伴う単位時間当たりの物質変化量を表形式で前記モニタに表示することを特徴とする下水処理プラント。
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