JP6307508B2 - 排水処理を監視するための装置 - Google Patents
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Description
選択的に密封可能な第1チャンバ、
液体中の溶存酸素のレベルを測定するために操作可能であって、
前記密封された第1チャンバの内側に配置可能な第1酸素センサ、
試験される排水中の溶存酸素のレベルを測定するために操作可能な第2酸素センサ、
を備える、排水監視装置が提供される。
前記チャンバ内に前記第1酸素センサおよび排水のサンプルを密封するステップ、全ての利用可能な酸素をバクテリアに消費させ、その後、溶存酸素のレベルが経時的に一定であるか否かを、前記第1酸素センサを使用して判定するステップ、および、一定と判定したとき、前記第1酸素センサの較正をゼロにするステップ、を備えることができる。
前記排水のサンプルおよび前記第1酸素センサを前記装置の前記第1チャンバ内に密封し、
サンプル中の溶存酸素のレベルを上げるために当該サンプルを酸素で処理し、
溶存酸素レベルの変化率を経時的に判定する、
ために操作することができる。
選択的に密封可能な第1チャンバ、
液体中の溶存酸素のレベルを測定するために操作可能であって、前記密封された第1チャンバの内側に配置可能な酸素センサ、を備え、
前記選択的に密封可能な第1チャンバは、シェル部材および前記第1チャンバを規定するために前記シェル部材の内側に配置可能なピストン部材によって規定されており、前記シェル部材および前記ピストン部材の少なくとも一方は、前記第1チャンバを選択的に密封するために、他方に対して線形的に作動させることができる。
第1チャンバ内に排水の第1サンプルおよび第1酸素センサを密封するステップ、
排水の第2サンプルおよび第2酸素センサを第2チャンバ内に密封するステップ、
第1および第2サンプルのそれぞれを、当該サンプル中の溶存酸素のレベルを上げるために、酸素で処理するステップ、
溶存酸素のレベルが経時的に前記第1サンプル中で一定であるか否かを、前記第1酸素センサを使用して判定し、一定であるとき、前記第1酸素センサをゼロに較正するステップ、
溶存酸素のレベルが経時的に前記第2サンプル中で一定であるか否かを、前記第2酸素センサを使用して判定し、一定であるとき、前記第2酸素センサをゼロに較正するステップ、
を備える。
・全てのセンサの自動較正
・センサヘッドクリーニング
・くず処理
・沈殿試験
・呼吸計測処理
内部DOセンサ350は、呼吸計測チャンバの内側にあり、捕捉した排水汚泥混合液サンプルの呼吸速度を測定するために使用される。機器の配置に依存して、この測定は、プラントオペレータに、以下のことを知らせる。:
・流入負荷レベル(入側に配置したとき)
・処理完了割合(さらに下に処理システムを配置したとき)
・酸素利用速度(OUR)
・炭素除去のための限界DO
・アンモニア除去のための限界DO
・%硝化活性
の呼吸処理中での、正確な判定のために、DOレベルを著しく上昇させるための非分離型曝気装置を設けることができる。
ハウジング380a,380b内の検出ヘッド等の他の検出ヘッドの較正はまた、元の位置に自動較正することができる。前記システムの様々な部分の相対運動は、前記センサが、(掃除されると同時に)密封された較正ハウジング内に引き込まれることを許容する。較正流体は、リザーバから較正ハウジング内に自動的に引き込まれ、そして、前記センサは自動的に較正される。
ワイパー720等の、1つ以上のワイパー装置は、装置センサの任意の1つ以上を自動クリーニングするために設けることができる。一実施例では、操作上の形態間の、シェル210のアセンブリ、または、ピストンアセンブリ320の動きによって、前記センサが通過するとともに前記ワイパーによって拭き掃除されるように、所定の位置に配置される。
くず(試験液中の夾雑物を含む広い用語として使用される用語)が構成要素周りを覆い包むことで測定を誤り、そして、計測器具を傷付ける可能があるので、くず処理は、排水処理プラントで深刻な問題である。シェル210および内部ピストン320を完全に上部アセンブリ220の内側に引き込むための力は、くずを前記器具から拭き取る。ピストン320がシェル210内に引き寄せられるとともに、当該シェルが(上部アセンブリの一部を形成することができる)偏向板220内に引き寄せられるので、任意の付着くずを切り落して著しい詰まりを防止するための鋭い縁を設けることができる。入側サンプル穴250は、前記内部装置内へのくず進入を回避するために、小さくすることができ、そして、内部攪拌機の動作は、進入する可能性があり、そしてまた鋭い縁を有する可能性がある任意の物質を切り落とし/切り刻むように設定することができる。前記ユニットはまた、前記入側穴に圧力を加えるためにパルス状の垂直運動をするように設計される。
前記装置は、固体センサを備えることができる。一実施例では、固体センサは、呼吸計測処理に使用される前記閉じ込められた排水汚泥混合液用の排出ポート内に着座している。固定センサが高い固体レベル(1,000mg/L〜20,000mg/L)および低い固体レベル(0mg/L〜100mg/L)の間を非常に正確に測定することができるように、前記固定センサを配置することができる。固体センサの精度は、実際の処理プラントスラッジに対する単純な較正プロセスに従うことによって、さらにもっと改善させることができる。
pHセンサは、ガラスガルバニ電極とすることができ、基準電極で提供することができる一方、アンモニアおよびカリウムセンサは、イオン選択電極とすることができる。全てのセンサは、装置100の外部ピストン320に取り付けることができる。一実施例では、電極は、モジュール内に取り付けられており、当該モジュールは、「ホッケーパック」形状をしたモジュール380a,380bとすることができる。これらモジュールは、配線の必要がなく、単に、交換のために保持クランプを緩めてモジュールを引き出すことによって、交換することができる。
1.アンモニア排出許容値は、これまでより厳しくなっている。
2.硝化処理は高価な処理であり、BOD除去よりも4.5倍の酸素を必要とする。
3.硝化細菌は、非常に毒性ショック負荷の影響を受けやすい。
4.監視することは非常に難しい処理であり、多くのパラメータは、以下を含めて最適化すべきである。
− DOレベル−2.5よりも大きく、高く維持されるべきである。
− pH−理想的には、7よりも大きく、最大8.5
− 硝化は、処理されるアンモニアの1mg当たり、アルカリ度の7mgを有するべきである。
− 温度は、12Cよりも大きい(冬の問題)
− アンモニア負荷
− アンモニア除去率
− 排出アンモニア
前記装置が密封されたレスピロメータを備えることは、試験処理の一部としてサンプル溶存酸素濃度をゼロに向かって計画的に下げることによって、処理率曲線を描く能力を与える。
これは、バクテリアの活動のレベルを測定する。密封されたサンプルチャンバ内でDOが迅速に除去されるほど、バクテリアはより活発である。OURは、DOの減少率として経時的に算出することができる。これが流入/排出負荷に対して何を意味するのかについて、結論を引き出すことができる。OURは、1時間当たりの活性汚泥の1リットル当たりの酸素のミリグラムで測定される。
これは、システム内でのバクテリア健康の測定である。それは、1時間当たりの固定されたバクテリア質量によって、酸素利用の量として測定される。したがって、食糧源が非常に多い限り、測定を変更できる唯一のパラメータは、温度およびバクテリア健康である。通常、温度変化がかなり遅いならば、このパラメータの変化の主な原因は、バクテリアの健康である。このように、それは、潜在的な毒性状態について大きな影響を持つ測定である。加えて、この測定は、システムの生分解能力を算出するために使用することができる。それは、式OUR/MLSSによって測定される。装置100がこれらの両方を測定することができるので、SOURのためのオンライン測定が可能である。次いで、この式は、Kg有機負荷除去およびKgアンモニア負荷除去の両方に変換することができる。
これは、有機物除去率が最大になるときの溶存酸素濃度を判定することを可能にする。それは単に、チャンバ内の溶存酸素レベルと比較するときに酸素利用速度の変化率を動的に評価することによって判定することができる。これは、システム呼吸曲線から導き出すことができる。プラントが炭素質である場合(BOD除去のみ)、OURの軌跡は、DO濃度に対する活動レベルを描くために利用することができる。これは、図8に示されている。
プラントが炭素質バクテリアおよび硝化バクテリアの混合物を含む場合、グラフは、形状を変えるとともにより多くの情報をもたらす。これは図9に示されている。Ccと同様に、Cnは、チャンバ内の溶存酸素レベルと比較したときに酸素利用率の変化率を動的に評価することによって判定され、システム呼吸曲線から導き出された。
これは、硝化バクテリア活動(頑健性)の測定である。特定の硝化率に変換させたとき、それは硝化健康の測定である。それは、OUR/SOURの拡張であり、つまり、処理システム内の硝化バクテリアの健康を判定する。これを自動的に測定するシステムはない。
F=4.6 脱硝が生じない場合
A・ OUR+NH4 表示は、以下の最小化を可能にする。DO目標設定点(低いDO=少ないエネルギ)、
B・ 正確なDO測定(機器自体が掃除および較正を行う)、
C・ 正確な硝化のための個体数の測定、
D・ そして、NH4 負荷および廃水の正確な測定
これは、MLSSに対する流入BODの割合である。この測定は、処理管理に使用される。
ほとんどのBOD測定は、標準的なBOD5試験を参照する。これは、流入BODを停止して、どのくらいの酸素が5日間にわたって流路で消費されるのかの測定である。試験プロトコルは通常、アンモニアの影響を除外する。
1. BOD+消費されるNH4 −システムクリーン
2. BODが除去されるが、NH4 は依然存在する−NH4 の読み取りをチェックする。
3. BD限界操作レベルよりも下にある−DOの表示をチェックする。
4. プラントが毒性ショックを受ける。
− DOレベルをチェックする。
− NH4 レベルをチェックする。
1.入側呼吸区域
2.中間区域
3.出側区域
1. 流入負荷を測定する
2. 負荷除去率およびこれを達成するために必要とされるDOレベルを判定する
3. 処理システム内の正しい処理状態を正確に監視する
4. 流出負荷を測定するとともに、フィードフォワード制御機構に結果をフィードバックする
毒性評価は、通常予想されるレベルに対する、入側でのOUR率をチェックすることで単純に実行することができない。これは、豪雨状態は、入ってくる食糧源を薄める可能性があるからであり、低いOURを生み出して、それゆえ、誤った毒性を表示する。
1.流入アンモニアが通常よりもはるかに低い。これは、流入レベルが弱いことを示す傾向がある。
2.加えて、流入は通常濁っており、家庭用処理プラントの入口の透明な上澄は、流入強さが弱いことを示し、そして、これは、入側のTSS試験を完了することによって測定することができる。
Claims (15)
- 排水監視装置であって、
シェル部材と、選択的に密封可能な第1チャンバを規定するように前記シェル部材の内側に配置可能なピストン部材と、
液体中の溶存酸素のレベルを測定するために操作可能であって、前記密封された密封可能な第1チャンバの内側に配置可能な第1酸素センサと、
試験される前記排水中の溶存酸素の前記レベルを測定するために操作可能な、前記第1酸素センサと異なる第2酸素センサと、
を備え、
試験される前記排水に前記第2酸素センサを配置するために、そして、
当該第2酸素センサとして、同じ前記排水内に、較正済みの第1酸素センサを配置するために、
試験される前記排水のサンプルおよび前記第1酸素センサとともに前記第1チャンバを選択的に密封するように、
前記シェル部材およびピストン部材の少なくとも一方は、他方に対して線形的に作動可能である、排水監視装置。 - 請求項1に記載の排水監視装置であって、当該排水監視装置は、選択的に密封可能な第2チャンバを備え、前記選択的に密封可能な第1チャンバおよび前記選択的に密封可能な第2チャンバは、両方とも単一シェル部材および単一ピストン部材によって規定されており、前記ピストンは、前記第1および第2チャンバを規定するように前記シェル部材の内側に配置可能であり、前記第1チャンバを選択的に密封するとともに前記第2チャンバを選択的に密封するように、前記シェル部材およびピストン部材の少なくとも一方は、他方に対して線形的に作動可能であり、前記排水監視装置は、さらなる較正操作を実行するために操作可能であり、前記さらなる較正操作は、制御された状態の下、前記密封された第2チャンバ内で前記第2酸素センサの較正を行う、排水監視装置。
- 請求項2に記載の排水監視装置であって、前記選択的に密封可能な第1チャンバおよび前記選択的に密封可能な第2チャンバは、両方とも前記単一シェル部材内で互いに隣接し、前記単一シェル部材の内側を密封する前記ピストン部材の密封形成部分によって分離されている、排水監視装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の排水監視装置であって、前記装置は、前記ピストン部材および前記シェル部材の夫々が、他方に対して独立して作動させることができるように、前記シェル部材のための第1アクチュエータと、前記ピストン部材のための第2アクチュエータと、を備え、また、前記第1酸素センサは、前記ピストン部材の線形運動で線形に移動できるように、前記第2アクチュエータに取り付けられている、排水監視装置。
- 請求項4に記載の排水監視装置であって、前記シェル部材、前記ピストン部材、前記第1アクチュエータ、前記第2アクチュエータ、前記第1酸素センサおよび前記第2酸素センサは全て、ケーシング内に収容されている、排水監視装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の排水監視装置であって、前記ピストン部材の一部を形成するハウジングを備え、前記第2酸素センサは、前記ハウジング内に備えられている、排水監視装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の排水監視装置であって、前記装置は、少なくとも3つの形態に操作可能であり、第1の形態では、前記ピストン部材が前記シェル部材に対して引き込まれることで、周囲の液体の進入を可能になっており、第2の形態では、前記ピストン部材は、前記液体および前記第1酸素センサを前記第1チャンバ内に収容するように前記シェル部材に対して配置されており、そして、第3の形態では、前記第1チャンバから前記収容液体を排出するように、前記ピストン部材が前記シェル部材に対してさらに配置されている、排水監視装置。
- 排水監視システムであって、当該排水監視システムは、請求項1乃至7のいずれかに記載の、少なくとも1つの排水監視装置、および、コントローラを備え、前記排水監視システムは、
制御された状態の下、前記密封された第1チャンバ内の前記第1酸素センサの較正を行い、
前記第2酸素センサとして前記同じ排水中に前記較正済みの第1酸素センサを配置するために、前記シェル部材およびピストン部材の前記少なくとも一方を、前記他方に対して線形的に作動させ、そして、
前記第2酸素センサの出力が前記第1酸素センサの出力に合うように前記第2酸素センサの較正を行う
ために操作可能であることによって、第1自動較正操作を実行するために操作可能である、排水監視システム。 - 請求項8に記載の排水監視システムであって、前記第1酸素センサの較正を行うため、前記排水監視装置は、
前記第1酸素センサを使用して溶存酸素のレベルが経時的に一定であることを判定し、そして、一定であるとき、前記第1酸素センサをゼロに較正するように操作可能である排水監視システム。 - 請求項8または9に記載の排水監視システムであって、前記第1酸素センサの較正を行うため、前記排水監視装置は、
前記排水装置内のエア空間内に前記第1酸素センサを配置するために、前記シェル部材および前記ピストン部材の少なくとも一方を他方に対して線形的に作動させ、そして、
前記第1酸素センサを使用して空気中の溶存酸素の前記レベルを測定し、この測定値を高点較正値として使用する
ために操作可能である、排水監視システム。 - 請求項8〜10のいずれか1項に記載の排水監視システムであって、当該排水監視システムは、選択的に密封可能な第2チャンバを備え、前記装置は、更なる較正操作を実行するために操作可能であり、
制御された状態の下、前記密封された第2チャンバ内の前記第2酸素センサの較正を行い、そして、
前記第1較正操作の結果と、前記更なる較正操作とが裏付けられるかどうかを判定するように、前記第1較正操作の結果と、前記更なる較正操作とを比較する
ために操作可能であることによって、前記更なる較正操作を実行するために前記操作可能である、排水監視システム。 - 請求項8〜11のいずれかに記載の排水監視システムであって、当該排水監視システムは、サンプル内の浮遊物質のレベルを測定するために操作可能な固体センサを備え、前記装置は、液体サンプルを当該装置の第1チャンバ内に収容すると共に、
沈殿容積指数測定と、
前記サンプルを攪拌後の、攪拌後沈殿容積指数測定と、
活性汚泥浮遊物質測定と、
のいずれか1つ以上を実行するように操作可能であり、そして、
所定時間を越えるまで前記サンプルを沈殿させることを可能とし、沈殿浮遊層での全浮遊物質測定を実行するために操作可能である、排水監視システム。 - 請求項8〜12のいずれかに記載の排水監視システムであって、当該排水監視システムは、
前記第1及び第2酸素センサに対して付加的な1つ以上のセンサと、
密封された較正ハウジングと、
較正流体のためのリザーバとを備え、当該リザーバは、
前記第1又は第2酸素センサに対して付加的な前記1つ以上のセンサを前記較正ハウジング内に引き込み、前記較正ハウジングを前記較正流体で満たし、そして、前記較正流体を使用して前記1つ以上のセンサの較正を行う
ように操作可能である、排水監視システム。 - 請求項8〜13のいずれかに記載の排水監視システムであって、前記排水監視装置は、前記第1チャンバ内に収容された液体サンプルを酸素で処理するための酸素処理手段を備え、
前記排水監視システムは、
前記排水のサンプルおよび前記第1酸素センサを前記装置の前記第1チャンバ内に密封し、
前記サンプル中の溶存酸素の前記レベルを上げるために当該サンプルを酸素で処理し、
前記溶存酸素レベルの変化率を経時的に判定し、そして、
前記サンプルの酸素利用速度を測定する、
ように操作可能である、排水監視システム。 - 請求項14に記載の排水監視システムであって、当該排水監視システムは、最適な操作用溶存酸素濃度の範囲を判定するために、溶存酸素の濃度に対する酸素利用速度での変化を描くように操作可能であり、また、更に、
溶存酸素濃度の減少が酸素利用速度の急激な低下になるときの、限界炭素質点と、
溶存酸素濃度の増加が非常にわずかになり始めるか、または、前記酸素利用速度に影響しなくなり始め、これが、溶存アンモニア除去率が最大になったと考えられる点を示す限界硝化点と、
試験下の排水についての、オンライン毒性評価と、
の1つ以上を判定するように操作可能である、排水監視システム。
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