JP4837267B2 - オキシデーションディッチの運転制御方法及びオキシデーションディッチの運転制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、オキシデーションディッチの運転制御方法及びオキシデーションディッチの運転制御装置に関する。

従来、例えば汚水等の被処理水を、曝気して硝化反応を行う好気工程と撹拌して脱窒反応を行う無酸素工程とを交互に行って処理するオキシデーションディッチが知られている。このようなオキシデーションディッチの運転方法として、一日当たりの処理水量の合計である積算放水量ｑ_Ｘを計測し、例えば１週間〜１ヶ月程度の期間における積算放水量ｑ_Ｘの平均値を求め、この平均値に基づいて１日に必要な曝気時間を設定して、曝気時間を１日中固定し、例えば３０分間の曝気を１日１２回行って運転するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−６８３号公報

しかしながら、上記オキシデーションディッチの運転方法にあっては、曝気時間が固定され、流入被処理水量の変動に逐次対応するものでないため、流入被処理水量の変動により酸素の供給不足、供給過多が生じ、安定した処理が困難であった。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、適切な曝気時間の設定が可能とされ、処理水質の安定化が図られたオキシデーションディッチの運転制御方法及びオキシデーションディッチの運転制御装置を提供することを目的とする。

本発明によるオキシデーションディッチの運転制御方法は、槽内の被処理水に対して、曝気により硝化反応を行う好気工程と、撹拌により脱窒反応を行う無酸素工程とを交互に行うオキシデーションディッチの運転制御方法であって、曝気を開始してから、次に曝気を再開するまでを１運転サイクルとして、所定時間内に槽内へ流入する流入被処理水量を測定し、この流入被処理水量に基づいて、次の運転サイクルの曝気時間を制御することを特徴としている。

また、本発明によるオキシデーションディッチの運転制御装置は、槽内の被処理水に対して、曝気により硝化反応を行う好気工程と、撹拌により脱窒反応を行う無酸素工程とを交互に行うオキシデーションディッチの運転制御装置であって、曝気を開始してから、次に曝気を再開するまでを１運転サイクルとして、所定時間内に槽内へ流入する流入被処理水量を測定する流量測定手段と、流入被処理水量に基づいて、次の運転サイクルの曝気時間を制御する制御手段と、を具備することを特徴としている。

このようなオキシデーションディッチの運転制御方法及びオキシデーションディッチの運転制御装置によれば、直前の運転サイクルにおいて、槽内への流入被処理量を測定し、その流入被処理水量に基づいて曝気時間が設定されるため、流入被処理水量の変動が反映され、好適な曝気時間を設定することが可能とされる。

ここで、運転サイクル内に槽内へ流入する流入被処理水量を測定し、この流入被処理水量と、別の日の対応する運転サイクルの流入被処理水量とその次の運転サイクルの流入被処理水量との変動傾向と、に基づいて、次の運転サイクルの曝気時間を制御することが好ましい。例えば、一般家庭から排出される生活排水等の排水量は、人間の生活時間に合わせて変動する。この排水量の変動は、日（昼と夜）、週（平日と休日）、季節（夏と冬）等で、一定の傾向がある。従って、従前で対応する運転サイクルの流入被処理水量とその次の運転サイクルの流入被処理水量との変動傾向と、直前の運転サイクルの流入被処理水量とに基づいて、制御することにより、一層好適な曝気時間を設定することが可能とされる。

このように本発明によるオキシデーションディッチの運転制御方法及び運転制御装置によれば、流入被処理水量の変動が反映され、好適な曝気時間を設定することが可能とされるため、処理水質の安定化が可能とされる。

以下、本発明によるオキシデーションディッチの運転制御方法及び運転制御装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係るオキシデーションディッチの概略構成図である。

本実施形態のオキシデーションディッチ１は、例えば、家庭等から排出される生活排水、工場から排出される工場排水等の有機性排水（被処理水）（以下「汚水」という）等を生物処理するものであり、好気状態で汚水中の有機物を分解し、無酸素状態で窒素分を除去する処理施設である。

このオキシデーションディッチ１は概略、汚水を曝気／撹拌する曝気撹拌装置５を備え汚水を生物処理する生物反応槽（槽）３と、この生物反応槽３に汚水を移送する流入ポンプ槽２と、生物反応槽３に流入する流入汚水量を計測する積算流量計（流量測定手段）４と、生物反応槽３の後段に設置された最終沈殿池６と、を具備している。

流入ポンプ槽２は、その流入側が汚水を供給する汚水供給配管Ｌ１に接続されると共に、その流出側が汚水を生物反応槽３に移送する汚水移送配管Ｌ２に接続され、この汚水移送配管Ｌ２に、上記積算流量計４が設置されている。汚水は、汚水供給配管Ｌ１、流入ポンプ槽２及び汚水移送配管Ｌ２を経由して、生物反応槽３に流入し、生物反応槽３に流入する流入汚水量は、積算流量計４でその流量が計測される。

生物反応槽３は、平面視長円形状を成し、その中央部に長手方向に延在する隔壁３ａが配設されて、この隔壁３ａ周囲の領域が無終端状の循環水路７とされていると共に、処理水を最終沈殿池６へ送る処理水移送配管Ｌ３が接続されている。循環水路７には、汚水移送配管Ｌ２を通して汚水が導入され、この循環水路７からは当該循環水路７で生物処理により浄化された処理水としての浄化水が処理水移送配管Ｌ３を通して最終沈殿池６に送られる。

曝気撹拌装置５は、上記生物処理を行わせるもので、回転自在なインペラ（不図示）と、インペラ回転用駆動源であり所定の高速／低速での運転が可能とされたインペラ回転用電動機（不図示）とを備えている。この曝気撹拌装置５は、上記生物反応槽３の隔壁３ａの両端付近に、各々配設され、インペラが生物反応槽３内の汚水に浸漬された状態とされている。そして、電動機を高速運転することでインペラが高速回転して、生物反応槽３内の汚水を曝気撹拌し、低速運転することでインペラが低速回転して、生物反応槽３内の汚水を無酸素撹拌する。

また、本実施形態においては、オキシデーションディッチ１の運転を制御する運転制御装置１０を具備している。この運転制御装置１０は、上記積算流量計４と、時間を計測するタイマ１１と、これらに接続されて、曝気撹拌装置５のインペラ回転用電動機に制御信号を出力する制御手段１２と、を備えている。

制御手段１２はＣＰＵで構成され、積算流量計４で計測された流入汚水量に基づいて、インペラ回転用電動機の回転数を制御して、インペラの高速／低速を制御する。

さらに、運転制御装置１０は、制御手段１２に接続される記憶手段１３と、処理手順をプログラムの形で格納するＲＯＭ１４とを備えている。記憶手段１３は、１運転サイクルの時間（詳しくは後述）、電動機の高速運転時の回転数、低速運転時の回転数等に関する予め設定されている情報、曝気時間に関する情報、所定の演算式等を記憶する。

図２は、図１に示すオキシデーションディッチ１の運転サイクルを示すタイムチャートである。上述したようにオキシデーションディッチ１では、曝気撹拌装置５を、高速運転して、循環水路７内を曝気撹拌し硝化反応を行う好気工程と、低速運転して、循環水路７内を無酸素撹拌し脱窒反応を行う無酸素工程とを交互に繰り返す。ここで、好気工程とこれに続く無酸素工程とで１運転サイクルを構成するものとすると、ｎ回目の運転サイクルの継続時間Ｔ_ｎは、好気時間Ｃ_ｎと無酸素時間Ｄ_ｎとの和として表せる。

次に、このように構成されたオキシデーションディッチの運転制御方法について説明する。図３は、図１に示すオキシデーションディッチの運転制御方法を示すフロー図である。

ここでは、ｎ回目とその直後のｎ＋１回目の運転サイクルを例に説明する。まず、生物反応槽３の循環水路７には、汚水が供給されて所定の循環流が形成されている。ステップＳ３０１では、曝気撹拌装置５のインペラ回転用電動機を制御して、インペラを高速回転させることで、生物反応槽３内の曝気撹拌を開始する。そして、タイマ１１による曝気時間Ａ_ｎ及び運転サイクルの継続時間Ｔ_ｎの計測を開始すると共に、積算流量計４による流入汚水量ｑの測定を開始する。

ステップＳ３０２では、インペラが所定の高速回転となるように制御する。そして、ステップＳ３０３で曝気開始（時刻ａ）から予め設定されたＡ_ｎ時間経過したか否かを判定し、経過していない場合には、判定を繰り返し、時刻ｂ〜時刻ｃにおいて、インペラの高速回転を維持する。これにより、生物反応槽３内は、好気状態に保たれるので、生物反応槽３内の微生物による有機物の分解と硝化反応を進行させることができる。

ステップＳ３０３で、曝気開始から予め設定されたＡ_ｎ時間経過した（時刻ｃ）と判定されると、ステップＳ３０４へと移行し、インペラが所定の低速回転となるようにインペラ回転用電動機を制御する。そして、ステップＳ３０５で曝気開始（時刻ａ）から予め設定されたＴ_ｎ時間経過したか否かを判定し、経過していない場合には、判定を繰り返し、時刻ｃ〜時刻ｄにおいて、インペラの低速回転を維持する。これにより、生物反応槽３内は、無酸素状態に保たれるので、脱窒反応を進行させることができる。

そして、曝気開始から予め設定されたＴ_ｎ時間経過すると（時刻ｄ）、ステップＳ３０６へと移行し、積算流量計４による流入汚水量ｑの計測を終了する。

続くステップＳ３０７では、次（ｎ＋１回目）の運転サイクルの曝気時間Ａ_ｎ＋１を設定する。具体的には、このオキシデーションディッチの装置能力である計画流入汚水量Ｑに対する流入汚水量ｑの割合を求め、これの割合に計画流入汚水量を適切に処理するために必要な曝気時間ｔ_０を掛けて、次の運転サイクルの曝気時間Ａ_ｎ＋１を算出する。

続いて、ステップＳ３０８へ移行し、運転サイクルのカウンタをｎ＋１に更新して処理を終了し、再度、ステップＳ３０１へと戻り、ｎ＋１回目の運転サイクルを開始することで、オキシデーションディッチの運転を継続する。

このように、本実施形態のオキシデーションディッチの運転制御方法及びオキシデーションディッチの運転制御装置では、直前の運転サイクルにおいて、生物反応槽３内への流入汚水量ｑを測定し、その流入汚水量ｑに基づいて曝気時間が設定されるため、流入汚水量の変動が反映され、好適な曝気時間が設定されている。その結果、処理水質の安定化が図られている。

また、制御手段１２により、曝気時間が容易に設定されるため、運転管理者が手動で曝気時間を調整する場合に比して、運転管理性の向上が図られている。流入汚水量の変動が大きな装置にあっては、特に有効である。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態にあっては、曝気時間Ａ_ｎ＋１の算出に際し、計画流入汚水量Ｑに対する流入汚水量ｑの割合を求め、この割合に曝気時間ｔ_０を掛けて、次の運転サイクルの曝気時間Ａ_ｎ＋１を算出しているが、計画流入汚水量Ｑに対する流入汚水量ｑの割合を求め、この割合に曝気時間ｔ_０を掛けたものに、補正係数Ｋを掛けてもよく、更に補正値Ｌを加えても良い。係数Ｋ及び補正値Ｌは、例えば前日の同時間の運転サイクルの流入汚水量と、その次の運転サイクルの流入汚水量との変動傾向に基づいて算出される。なお、補正値Ｌは、負の値であっても良い。また、前日ではなく、前週の同曜日の流入汚水量に基づいて算出してもよい。このように、別の日の流入汚水量の変動傾向に基づいて補正することにより、一層好適な曝気時間を設定することが可能とされる。

また、上記実施形態では、流入汚水量を積算流量計４により計測しているが、汚水を移送する流入ポンプ槽２の消費電力、稼働時間等から流入汚水量を算出しても良く、要は、生物反応槽３内に流入する流入汚水量が判れば良い。

また、上記実施形態では、流入汚水量を運転サイクルを通して継続して測定しているが、運転サイクル内の所定時間の計測に基づいて流入汚水量を算出しても良い。

また、上記実施形態では、生物反応槽３の形状を長円形状としているが、馬蹄形状やＵ字形状を始めとしたその他の形状であっても良い。

本発明の実施形態に係るオキシデーションディッチの概略構成図である。 図１に示すオキシデーションディッチの運転サイクルを示すタイムチャートである。 図１に示すオキシデーションディッチの運転制御方法を示すフロー図である。

符号の説明

１…オキシデーションディッチ、３…生物反応槽（槽）、４…積算流量計（流量測定手段）、５…曝気撹拌装置、１０…運転制御装置、１２…制御手段。

Claims (2)

1. 槽内の被処理水に対して、曝気により硝化反応を行う好気工程と、撹拌により脱窒反応を行う無酸素工程とを交互に行うオキシデーションディッチの運転制御方法であって、
   曝気を開始してから、次に曝気を再開するまでを１運転サイクルとして、
   直前の運転サイクルに前記槽内へ流入する流入被処理水量を測定し、この流入被処理水量と、別の日の対応する運転サイクルの流入被処理水量とその次の運転サイクルの流入被処理水量との変動傾向と、に基づいて、次の運転サイクルの曝気時間を制御することを特徴とするオキシデーションディッチの運転制御方法。
2. 槽内の被処理水に対して、曝気により硝化反応を行う好気工程と、撹拌により脱窒反応を行う無酸素工程とを交互に行うオキシデーションディッチの運転制御装置であって、
   曝気を開始してから、次に曝気を再開するまでを１運転サイクルとして、
   直前の運転サイクルに前記槽内へ流入する流入被処理水量を測定する流量測定手段と、
   前記流入被処理水量と、別の日の対応する運転サイクルの流入被処理水量とその次の運転サイクルの流入被処理水量との変動傾向と、に基づいて、次の運転サイクルの曝気時間を制御する制御手段と、を具備することを特徴とするオキシデーションディッチの運転制御装置。

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