JP6829585B2 - Sewage treatment system and sewage treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、汚水処理システムおよび汚水処理方法に関する。 The present invention relates to a sewage treatment system and a sewage treatment method.

従来から、汚水の処理方法として、例えば、標準活性汚泥法が知られていた(特許文献1を参照)。標準活性汚泥法は、20世紀の初めに開発された方法であり、高濃度の微生物の量を維持することにより、汚水中の有機物を処理する方法である。汚水は、最初沈殿池に送られ、そこで、上澄みの汚水と沈殿物に分離する。上澄みは、反応タンクに送られて、微生物を含む活性汚泥と混合される。反応タンクには、ブロワーにて空気が送られる。その結果、汚水中の有機物が分解される。続いて、最終沈殿池にて、活性汚泥フロックと、上澄み分とに固液分離される。最終沈殿池の上澄み分は、消毒後に放流される。一方、最終沈殿池で余剰の活性汚泥は、最初沈殿池で沈殿した汚泥と共に、重力濃縮タンク、続いて消化タンクに送られる。両タンクを経て残った固形分は、建築資材用の原料(セメント原料)等に利用される。 Conventionally, as a method for treating sewage, for example, a standard activated sludge method has been known (see Patent Document 1). The standard activated sludge method was developed at the beginning of the 20th century and is a method of treating organic matter in sewage by maintaining a high concentration of microorganisms. The sewage is first sent to the sedimentation basin, where it separates into the supernatant sewage and sediment. The supernatant is sent to a reaction tank and mixed with activated sludge containing microorganisms. Air is sent to the reaction tank by a blower. As a result, organic matter in the sewage is decomposed. Subsequently, in the final settling basin, the activated sludge flocs and the supernatant are separated into solid and liquid. The supernatant of the final settling basin is discharged after disinfection. On the other hand, the excess activated sludge in the final settling basin is sent to the gravity concentration tank and then to the digestion tank together with the sludge settled in the settling basin first. The solid content remaining after passing through both tanks is used as a raw material (cement raw material) for building materials.

しかし、上記の標準活性汚泥法の場合には、最終沈殿池を設ける必要があるために広いスペースを要すること、汚泥の沈殿が不十分であることから生じるキャリーオーバー、さらには大量の汚泥が発生すること、といった問題がある。このような欠点を解消すべく、近年では、汚水処理法として、膜分離活性汚泥法が実施されている(特許文献2,3を参照)。膜分離活性汚泥を用いるシステムでは、反応タンクを、嫌気タンクと、無酸素タンクと、好気タンクとに分離し、好気タンクの内部若しくは外部に膜分離装置が備えられている。汚水は、嫌気タンク、無酸素タンク、好気タンク、膜分離装置を経て(一部は嫌気タンクに戻されて)、塩素混和池に送られる。なお、嫌気タンクを備えない場合もある。このような膜分離活性汚泥システムは、次のような利点を有する。第1に、最終沈殿池を必要としないため、省面積性に優れている。第2に、孔径0.1〜0.4μm程度の分離膜で活性汚泥と処理水とを分離するため、活性汚泥が処理水中に含まれない。したがって、良好な処理水質を安定的に維持できる。第3に、8000〜12000mg/L程度の高い活性汚泥浮遊物(MLSS)の濃度を維持するため、好気的固形物滞留時間(ASRT)が長くなり、収率(体重増加量/捕食細菌量)が比較的低い微小動物(原生動物や後生動物など)が活性汚泥中に棲息できる。したがって、汚泥発生率が標準活性汚泥法よりも低くなる。 However, in the case of the above standard activated sludge method, a large space is required because it is necessary to provide a final settling basin, carryover occurs due to insufficient sludge sedimentation, and a large amount of sludge is generated. There is a problem such as what to do. In recent years, a membrane separation activated sludge method has been implemented as a sewage treatment method in order to eliminate such a defect (see Patent Documents 2 and 3). In a system using membrane separation activated sludge, the reaction tank is separated into an anaerobic tank, an oxygen-free tank, and an aerobic tank, and a membrane separation device is provided inside or outside the aerobic tank. The sewage is sent to the chlorine mixing pond via an anaerobic tank, an oxygen-free tank, an aerobic tank, and a membrane separation device (some of which is returned to the anaerobic tank). In some cases, the anaerobic tank is not provided. Such a membrane separation activated sludge system has the following advantages. First, it is excellent in area saving because it does not require a final sedimentation basin. Secondly, since the activated sludge and the treated water are separated by a separation membrane having a pore size of about 0.1 to 0.4 μm, the activated sludge is not contained in the treated water. Therefore, good treated water quality can be stably maintained. Third, in order to maintain a high concentration of activated sludge suspended matter (MLSS) of about 8000 to 12000 mg / L, the aerobic solids residence time (ASRT) becomes long, and the yield (weight gain / predatory bacteria amount) becomes long. ) Is relatively low, and micro-animals (protozoa, metazoans, etc.) can live in activated sludge. Therefore, the sludge generation rate is lower than that of the standard activated sludge method.

特開平09−276884号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-276884 特開2004−313923号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-313923 特開2005−246310号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-246310

しかし、上記従来から公知の膜分離活性汚泥法にも解決すべき問題がある。それは、分離膜の閉塞を防止するべく、膜面洗浄のために要する動力費が高額になるということである。汚水処理は、一般的に、国庫補助および下水道使用料を使って行う事業である。このため、汚水処理の経営の健全化を図ることが強く求められている。また、汚水が有する資源を有効に活用する要請もある。さらには、老朽化に伴う施設の建て替え時においても安定した汚水処理を維持する要請もある。 However, the above-mentioned conventionally known membrane separation activated sludge method also has a problem to be solved. That is, the power cost required for cleaning the membrane surface is high in order to prevent the separation membrane from being blocked. Sewage treatment is generally a project that uses state subsidies and sewerage charges. For this reason, there is a strong demand for sound management of sewage treatment. There is also a request to effectively utilize the resources of sewage. Furthermore, there is also a demand to maintain stable sewage treatment even when rebuilding facilities due to aging.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、消費電力の削減、汚水処理の産物の資源活用、および汚水処理システムの省スペース化を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize reduction of power consumption, utilization of resources of sewage treatment products, and space saving of sewage treatment system.

上記目的を達成するため、本発明者は、鋭意開発を重ねてきた結果、最終沈殿池を設けない膜分離活性汚泥法を基本としつつ、汚水処理システムの各設備の中で、反応タンク内に空気を吹き込むブロワーの消費電力が最も大きいことから該ブロワーの送風量を低減して汚水処理を効果的に行うことを考えた。さらに、本発明者は、汚水処理の産物を減らさずにむしろ積極的に生産し、産物由来の消化ガスを発電に用いること、消化汚泥を脱水後に有機肥料あるいは汚泥燃料として利用することを考え、新しい汚水処理方法を開発するに至った。具体的な手段は下記のとおりである。 In order to achieve the above object, the present inventor has made extensive development, and as a result, based on the membrane separation activated sludge method without a final settling basin, in each facility of the sewage treatment system, in the reaction tank. Since the power consumption of the blower that blows air is the largest, it was considered to reduce the amount of air blown by the blower to effectively treat the sewage. Furthermore, the present inventor considers that the product of sewage treatment is not reduced but rather actively produced, the digested gas derived from the product is used for power generation, and the digested sludge is used as an organic fertilizer or sludge fuel after dehydration. We have developed a new sewage treatment method. The specific means are as follows.

本発明の一形態に係る汚水処理システムは、汚水と該汚水中の凝集対象物質を凝集させるための凝集剤とを含む混合物から凝集対象物質を凝集させて回収する産物回収スペースと、産物回収スペースにおいて回収処理を経た汚水中の有機物を、酸素存在下にて活性汚泥を利用して分解するための好気タンクと、好気タンク内に空気を送気可能であって、活性汚泥中の微生物による生物処理に必要な送風を行うブロワーと、好気タンク内の固形物と液体とを固液分離する膜分離装置と、好気タンク内に存在する余剰汚泥を、リバースポンプにて産物回収スペースに戻すリバース配管と、を備える。 The sludge treatment system according to one embodiment of the present invention has a product recovery space for aggregating and recovering agglomeration target substances from a mixture containing sewage and a coagulant for aggregating the agglomeration target substances in the sewage, and a product recovery space. An aerobic tank for decomposing organic substances in the sewage that has undergone recovery treatment using activated sludge in the presence of oxygen, and microorganisms in the activated sludge that can send air into the aerobic tank. A blower that blows air necessary for biological treatment, a membrane separation device that separates solids and liquids in an aerobic tank, and a reverse pump to collect excess sludge in the aerobic tank. It is equipped with a reverse pipe that returns to.

別の実施形態に係る汚水処理システムは、リバースポンプを制御する制御装置を、さらに備え、制御装置は、好気的固形物滞留時間が0.5〜3日の範囲内になるように、リバースポンプによる余剰汚泥の引き抜き量を調整するようにしても良い。 The sludge treatment system according to another embodiment further comprises a control device for controlling the reverse pump, the control device reverse so that the aerobic solids residence time is within the range of 0.5 to 3 days. The amount of excess sludge drawn out by the pump may be adjusted.

別の実施形態に係る汚水処理システムは、リバースポンプを制御する制御装置を、さらに備え、産物回収スペースの川上側の配管を流れる汚水の流量を測定するための第1流量計と、リバース配管を流れる余剰汚泥の流量を測定するための第2流量計と、産物回収スペースと該産物回収スペースからの回収した汚泥を送る濃縮スペースとの間を流れる汚泥の流量を測定するための第3流量計と、産物回収スペースと好気タンクとの間を流れる汚水のアンモニア態窒素濃度を測定するための第1アンモニア態窒素濃度計と、膜分離装置の出口より下流側の液体のアンモニア態窒素濃度を測定するための第2アンモニア態窒素濃度計と、膜分離装置の出口より下流側の液体の有機物濃度を測定するための有機物濃度計と、を備え、制御装置は、第1流量計、第2流量計、第3流量計、第1アンモニア態窒素濃度計、第2アンモニア態窒素濃度計および有機物濃度計からの各測定値に基づいてリバースポンプによる余剰汚泥の引き抜き量を調整するようにしても良い。 The sewage treatment system according to another embodiment further includes a control device for controlling the reverse pump, a first flow meter for measuring the flow rate of sewage flowing through the pipe on the upstream side of the product recovery space, and a reverse pipe. A second flow meter for measuring the flow rate of excess sludge flowing, and a third flow meter for measuring the flow rate of sludge flowing between the product recovery space and the concentration space for sending the collected sludge from the product recovery space. And the first ammonia nitrogen concentration meter for measuring the ammonia nitrogen concentration of the sewage flowing between the product recovery space and the aerobic tank, and the ammonia nitrogen concentration of the liquid downstream from the outlet of the membrane separation device. A second ammonia nitrogen concentration meter for measurement and an organic substance concentration meter for measuring the organic substance concentration of the liquid downstream from the outlet of the membrane separation device are provided, and the control device is a first flow meter and a second flow meter. Even if the amount of excess sludge drawn out by the reverse pump is adjusted based on the measured values from the flow meter, the third flow meter, the first ammonia nitrogen concentration meter, the second ammonia nitrogen concentration meter, and the organic matter concentration meter. good.

別の実施形態に係る汚水処理システムは、また、有機物濃度計として、化学的酸素要求量測定計、全有機炭素量測定計および紫外線吸光度計の内の少なくとも1つを有しても良い。 The sewage treatment system according to another embodiment may also have at least one of a chemical oxygen demand meter, a total organic carbon meter, and an ultraviolet absorbance meter as an organic substance concentration meter.

別の実施形態に係る汚水処理システムは、また、産物回収スペースが、そこに流入してくる汚水中の凝集対象物質の70質量%以上を回収するものでも良い。 The sewage treatment system according to another embodiment may also have a product recovery space that recovers 70% by mass or more of the agglutinating target substance in the sewage flowing into the sewage treatment system.

本発明の一形態に係る汚水処理方法は、上述の汚水処理システムを用いた汚水処理方法であって、産物回収スペースに汚水を入れる前に、汚水に凝集剤を投入する凝集剤投入ステップと、産物回収スペースにて、汚水と凝集剤との混合物から凝集対象物を回収する回収ステップと、産物回収スペースから、回収処理後の汚水を好気タンクに送液する好気タンク送液ステップと、好気タンクの汚水と活性汚泥との混合物内に空気を吹き込む曝気ステップと、好気タンク内の活性汚泥を利用して、好気タンクに送り込まれた汚水中の有機物を分解する処理を少なくとも含む浄化処理を行う浄化処理ステップと、膜分離装置にて好気タンク内の固体と液体の混合物を固液分離する固液分離ステップと、リバース配管によって、好気タンク内の余剰汚泥を、リバースポンプによって産物回収スペースに戻す余剰汚泥リバースステップと、を含む。 The sewage treatment method according to one embodiment of the present invention is a sewage treatment method using the above-mentioned sewage treatment system, which includes a coagulant charging step of adding a coagulant to the sewage before putting the sewage into the product recovery space. In the product recovery space, a recovery step of recovering the agglomerated object from the mixture of the sewage and the coagulant, and an aerobic tank liquid feeding step of feeding the recovered sewage from the product recovery space to the aerobic tank. It includes at least an aeration step of blowing air into a mixture of sewage and activated sludge in an aerobic tank and a process of decomposing organic matter in the sewage sent into the aerobic tank using the activated sludge in the aerobic tank. A reverse pump removes excess sludge in the aerobic tank by a purification treatment step that performs purification treatment, a solid-liquid separation step that separates a mixture of solid and liquid in the aerobic tank into solid and liquid with a membrane separation device, and reverse piping. Includes excess sludge reverse step, which is returned to the product recovery space by.

別の実施形態に係る汚水処理方法は、余剰汚泥リバースステップにおいて、リバースポンプを制御する制御装置を用いて、好気的固形物滞留時間が0.5〜3日の範囲内になるように、リバースポンプによる余剰汚泥の引き抜き量を調整する余剰汚泥引き抜き量調整ステップを含んでいても良い。 In the sewage treatment method according to another embodiment, in the excess sludge reverse step, a control device for controlling the reverse pump is used so that the aerobic solid matter residence time is within the range of 0.5 to 3 days. It may include a step of adjusting the amount of excess sludge withdrawn by the reverse pump to adjust the amount of excess sludge withdrawn.

本発明によれば、消費電力の削減、汚水処理の産物の資源活用、および汚水処理システムの省スペース化を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce power consumption, utilize resources of sewage treatment products, and save space in a sewage treatment system.

図1は、本発明の第1実施形態に係る汚水処理システムの一例の構成図を示す。FIG. 1 shows a configuration diagram of an example of a sewage treatment system according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第2実施形態に係る汚水処理システムの一例の構成図を示す。FIG. 2 shows a configuration diagram of an example of a sewage treatment system according to a second embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第2実施形態に係る汚水処理システムの変形例の構成図を示す。FIG. 3 shows a configuration diagram of a modified example of the sewage treatment system according to the second embodiment of the present invention. 図4は、図2または図3に示す制御装置の構成を示す。FIG. 4 shows the configuration of the control device shown in FIG. 2 or FIG. 図5は、第2実施形態に係る汚水処理方法における各種センサからの情報に基づく第2送液ポンプの制御フローを示す。FIG. 5 shows a control flow of the second liquid feed pump based on information from various sensors in the sewage treatment method according to the second embodiment. 図6は、ASRT(単位:日)と膜ろ過水有機物濃度(単位:mg/L)および硝化濃度(単位:mg/L)との関係を示し、(6A)は15℃時(冬期)を、(6B)は25℃時(夏期)を、それぞれ例示する。FIG. 6 shows the relationship between ASRT (unit: day), membrane filtration water organic matter concentration (unit: mg / L), and nitrification concentration (unit: mg / L), and (6A) is at 15 ° C. (winter). , (6B) exemplify at 25 ° C. (summer), respectively. 図7は、図5のステップS108の詳細フローを示す。FIG. 7 shows a detailed flow of step S108 of FIG. 図8は、本発明の上記各実施形態の特徴を示す。FIG. 8 shows the features of each of the above embodiments of the present invention. 図9は、本発明の各実施形態と従来の膜分離活性汚泥法とを比較して示す。FIG. 9 shows a comparison between each embodiment of the present invention and the conventional membrane separation activated sludge method.

本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below do not limit the inventions claimed in the claims, and all of the elements and combinations thereof described in the embodiments are essential for the means for solving the invention. Is not always.

<第1実施形態> <First Embodiment>

1.汚水処理システム
まず、本発明の第1実施形態に係る汚水処理システムについて説明する。
1. 1. Sewage treatment system First, the sewage treatment system according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本発明の第1実施形態に係る汚水処理システムの一例の構成図を示す。 FIG. 1 shows a configuration diagram of an example of a sewage treatment system according to the first embodiment of the present invention.

汚水処理システム1は、ポンプ井10、ポンプ井10からの揚水ポンプとして機能する第1送液ポンプ11、産物回収スペースの一例としての最初沈殿スペース(「初沈」ともいう)12、微細目13、好気タンク14、膜分離水の吸引ポンプとして機能する第3送液ポンプ15aおよび塩素混和池17を、汚水の流れる方向に向かって順に接続して成る。好気タンク14は、その内部に、膜分離装置15を配置している。塩素混和池17は、膜分離装置15の下流側と配管を介して接続されている。第3送液ポンプ15aは、膜分離装置15と塩素混和池17とを繋ぐ上記配管に直列接続されている。ただし、サイフォンを利用して塩素混和池17に送液する場合には、必ずしも第3送液ポンプ15aを要しない。好気タンク14は、ブロワー16と接続されている。ブロワー16から送られる空気は、好気タンク14内の汚水と活性汚泥との混合物内にて曝気される。好気タンク14は、リバース配管19を介して、最初沈殿スペース12に接続されている。リバース配管19は、その経路中に、好気タンク14から余剰汚泥を引き抜く余剰汚泥移送ポンプとして機能する第2送液ポンプ18を備える。最初沈殿スペース12は、その底部若しくは底部近傍から、配管を介して、濃縮スペースの一例としての重力濃縮タンク20に接続されている。その配管の経路には、最初沈殿スペース12からの汚泥を引き抜く汚泥引抜ポンプとして機能する第4送液ポンプ19aが接続されている。重力濃縮タンク20は、その底部若しくは底部近傍から、配管を介して、消化タンク21に接続されている。該配管の経路には、重力濃縮タンク20から濃縮汚泥を引き抜く濃縮汚泥引抜ポンプとして機能する第5送液ポンプ20aが接続されている。消化タンク21は、配管を介して、脱水機22と接続されている。該配管の経路には、消化タンク21から消化汚泥を引き抜く消化汚泥引抜ポンプとして機能する第6送液ポンプ21aが接続されている。 The sewage treatment system 1 includes a pump well 10, a first liquid feed pump 11 that functions as a pump from the pump well 10, a first sedimentation space (also referred to as “first sedimentation”) 12 as an example of a product recovery space, and a fine grain 13. , The aerobic tank 14, the third liquid feed pump 15a functioning as a suction pump for membrane separation water, and the chlorine mixing pond 17 are connected in order in the direction of sewage flow. The membrane separation device 15 is arranged inside the aerobic tank 14. The chlorine mixing pond 17 is connected to the downstream side of the membrane separation device 15 via a pipe. The third liquid feed pump 15a is connected in series to the above-mentioned pipe connecting the membrane separation device 15 and the chlorine mixing pond 17. However, when the liquid is sent to the chlorine mixing pond 17 using a siphon, the third liquid feeding pump 15a is not always required. The aerobic tank 14 is connected to the blower 16. The air sent from the blower 16 is aerated in a mixture of sewage and activated sludge in the aerobic tank 14. The aerobic tank 14 is initially connected to the settling space 12 via the reverse pipe 19. The reverse pipe 19 includes a second liquid feeding pump 18 that functions as a surplus sludge transfer pump that draws excess sludge from the aerobic tank 14 in the path thereof. The initial settling space 12 is connected to the gravity concentrating tank 20 as an example of the concentrating space from the bottom or the vicinity of the bottom via a pipe. A fourth liquid feeding pump 19a, which functions as a sludge extraction pump for first extracting sludge from the sedimentation space 12, is connected to the path of the pipe. The gravity concentration tank 20 is connected to the digestion tank 21 from the bottom or the vicinity of the bottom via a pipe. A fifth liquid feeding pump 20a, which functions as a concentrated sludge extraction pump for extracting concentrated sludge from the gravity concentration tank 20, is connected to the path of the pipe. The digestion tank 21 is connected to the dehydrator 22 via a pipe. A sixth liquid feeding pump 21a, which functions as a digestive sludge extraction pump for extracting digestive sludge from the digestion tank 21, is connected to the path of the pipe.

(1)ポンプ井および第1送液ポンプ
ポンプ井10は、汚水(一例としては、下水あるいは工場廃水等のような浄化を要する水)を貯めておき、凝集剤を投入して、第1送液ポンプ11による送液を実行するための領域である。凝集剤は、汚水中の凝集対象物(浮遊物質等)を凝集させて、沈殿しやすいレベルに粗大化する無機材料若しくは有機材料である。凝集剤としては、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄等の無機凝集剤、カチオン性、アニオン性、ノニオン性若しくは両性の高分子凝集剤、あるいは上記無機凝集剤と上記高分子凝集剤との混合剤を好適に用いることができる。なお、凝集剤は、第1送液ポンプ11と最初沈殿スペース12との間に投入されても良い。第1送液ポンプ11は、ポンプ井10から最初沈殿スペース12に、汚水(凝集剤を含む混合物であるか否かを問わない)を送液可能なポンプである。
(1) Pump well and first liquid feed pump The pump well 10 stores sewage (for example, water that requires purification such as sewage or factory wastewater), puts a coagulant into it, and feeds it first. This is an area for executing liquid feeding by the liquid pump 11. The coagulant is an inorganic material or an organic material that agglomerates an object to be aggregated (suspended solids, etc.) in sewage and coarsens it to a level at which it easily precipitates. Examples of the flocculant include inorganic flocculants such as aluminum sulfate, polyaluminum chloride, ferric polysulfate and ferric chloride, cationic, anionic, nonionic or amphoteric polymer flocculants, or the above-mentioned inorganic flocculants. A mixture with the above polymer flocculant can be preferably used. The flocculant may be charged between the first liquid feed pump 11 and the initial settling space 12. The first liquid feeding pump 11 is a pump capable of feeding sewage (whether or not it is a mixture containing a coagulant) from the pump well 10 to the first settling space 12.

(2)最初沈殿スペースおよび微細目
最初沈殿スペース12は、凝集剤と汚水の混合物(既に、汚水中の浮遊物質がフロック状態になっている場合が多い)を受け入れて、凝集対象物の沈殿を行う場所である。すなわち、最初沈殿スペース12は、汚水と該汚水中の凝集対象物質を凝集させるための凝集剤とを含む混合物から、凝集対象物質を凝集させて沈殿させるスペースである。最初沈殿スペース12は、特にその形態に制約は無いが、例えば、タンク形状の形態である。最初沈殿スペース12において、汚水中の浮遊物質は、凝集剤によって沈殿する。その沈殿量は、好ましくは、全浮遊物質(100質量%)の内の70質量%以上であり、現実的には70〜90質量%の範囲である。最初沈殿スペース12は、後述するリバース配管19および重力濃縮タンク20とそれぞれ接続されている。微細目13は、微細目スクリーンとも称し、多数のスリット若しくは網目を有する部材であって、繊維、髪の毛等を除去して好気タンク14にそれらが混入するのを防ぐための部材である。
(2) Initial settling space and fine grain The initial settling space 12 accepts a mixture of a flocculant and sewage (in many cases, suspended solids in the sewage are already in a floc state) to settle the agglomerated object. The place to do it. That is, the initial precipitation space 12 is a space for aggregating and precipitating the agglomeration target substance from a mixture containing sewage and a coagulant for aggregating the agglomeration target substance in the sewage. The initial settling space 12 is not particularly limited in its form, but is, for example, a tank-shaped form. Initially, in the sedimentation space 12, suspended solids in the sewage are precipitated by the flocculant. The amount of precipitation is preferably 70% by mass or more of the total suspended solids (100% by mass), and is practically in the range of 70 to 90% by mass. The initial settling space 12 is connected to the reverse pipe 19 and the gravity concentration tank 20, which will be described later, respectively. The fine mesh 13 is also referred to as a fine mesh screen, and is a member having a large number of slits or meshes, and is a member for removing fibers, hair, and the like to prevent them from being mixed into the aerobic tank 14.

(3)好気タンク
好気タンク14は、最初沈殿スペース12において沈殿処理を経た流入汚水中の有機物を、酸素存在下にて活性汚泥を利用して分解するためのタンクである。好気タンク14では、ASRTを短くすることにより、収率の低い微生物の増殖を抑制し、活性汚泥の自己分解(細菌の死滅、収率の低い微生物による細菌捕食等の総称)を抑制するようにしている。ASRTを短くすると、具体的には、0.5〜3日の範囲にすると、有機物酸化細菌よりも増殖速度の遅い硝化細菌の増殖も抑制することができ、ブロワー16からの送風量の削減を行うことができる。ASRTは、(好気タンク容量×MLSS濃度)/(余剰汚泥引き抜き量×MLSS濃度)、すなわち、好気タンク容量/余剰汚泥引き抜き量にて求めることができる。ここで、「MLSS」は活性汚泥浮遊物を意味する。したがって、例えば、ASRT=3日という運転条件を設定する場合には、「余剰汚泥引き抜き量(m/日)=反応タンク容量(m)/3日」という式により、余剰汚泥引き抜き量(第2送液ポンプ18の動かし方)を設定することになる。好気タンク14内では、硝酸性窒素が生成されないため、脱窒するための無酸素タンクおよび硝化液循環ポンプは不要になる。ASRT制御は、細菌や微生物の増殖量と余剰汚泥引き抜きによる除去量のバランスの視点から採用されている運転方法である。このため、微生物増殖時間よりも短い期間での条件変化には適切に対応することが難しい側面がある。このため、実際には、流入水質と水温の変動によって処理水質が想定よりも悪化したり、良すぎたりすることが懸念される。このような懸念が低い場合には、この実施形態のように、予め、第2送液ポンプ18の余剰汚泥引き抜き量を設定しておくことができる。一方、上記懸念が高い場合には、第2実施形態のように、各種センサを用いて第2送液ポンプ18の駆動を制御しながら最適条件下で運転を維持するのが好ましい。かかる制御方法については、第2実施形態にて詳細に説明する。
(3) Aerobic tank The aerobic tank 14 is a tank for decomposing organic matter in the inflow sewage that has undergone the precipitation treatment in the first settling space 12 by using activated sludge in the presence of oxygen. In the aerobic tank 14, by shortening the ASRT, the growth of low-yield microorganisms is suppressed, and the autolysis of activated sludge (general term for bacterial killing, bacterial predation by low-yield microorganisms, etc.) is suppressed. I have to. When the ASRT is shortened, specifically, when it is set in the range of 0.5 to 3 days, the growth of nitrifying bacteria having a slower growth rate than that of organic oxidizing bacteria can be suppressed, and the amount of air blown from the blower 16 can be reduced. It can be carried out. ASRT can be determined by (aerobic tank capacity × MLSS concentration) / (excess sludge withdrawal amount × MLSS concentration), that is, aerobic tank capacity / excess sludge withdrawal amount. Here, "MLSS" means activated sludge suspended matter. Therefore, for example, when the operating condition of ASRT = 3 days is set, the excess sludge withdrawal amount (m 3 / day) = reaction tank capacity (m 3 ) / 3 days) is used as the excess sludge withdrawal amount (m 3 / day). How to move the second liquid feed pump 18) will be set. Since nitrate nitrogen is not generated in the aerobic tank 14, an oxygen-free tank and a nitrifying liquid circulation pump for denitrification become unnecessary. ASRT control is an operation method adopted from the viewpoint of the balance between the amount of growth of bacteria and microorganisms and the amount of removal by extracting excess sludge. For this reason, it is difficult to appropriately respond to changes in conditions in a period shorter than the microbial growth time. Therefore, in reality, there is a concern that the treated water quality may be worse than expected or may be too good due to fluctuations in the inflow water quality and water temperature. When such a concern is low, the excess sludge withdrawal amount of the second liquid feeding pump 18 can be set in advance as in this embodiment. On the other hand, when the above concern is high, it is preferable to maintain the operation under the optimum conditions while controlling the drive of the second liquid feed pump 18 by using various sensors as in the second embodiment. Such a control method will be described in detail in the second embodiment.

(4)ブロワー
ブロワー16は、この実施形態における特徴的な構成の一つである。ブロワー16は、好気タンク14内に空気を送気可能であって、流入汚水の有機物を除去するために必要な酸素を供給するためのものである。送風量は、好気タンク14に流入する有機物の量に関係する。すなわち、送風量は、流入汚水の水質、最初沈殿スペース12による浮遊物の除去率(「SS除去率」ともいう)によって左右される。また、送風量は、散気装置の性能にも影響を受けると共に、好気タンク14内の溶存酸素濃度(「DO濃度」という)の制御値によっても影響を受ける。したがって、DO濃度が低いほど、好気タンク14内の汚水中に酸素が溶け込みやすくなるため、送風量が少なくて済む。従来では、硝化反応を進行させるために、1〜2mg/L程度のDO濃度になるように送風量を制御している。この実施形態では、硝化反応を抑制させるため、好適には、0.5〜1mg/L程度のDO濃度で制御するようにしている。このような観点から、ブロワー16から、活性汚泥中の微生物による生物処理に必要な送風倍率(送風量/処理水量で算出され、「生物処理の必要送風倍率」ともいう。)が1〜3倍となるように送風量を送るようにしている(1≦生物処理の必要送風倍率≦3)。ここで、生物処理の必要送風倍率は、最初沈殿スペース12におけるSS除去率が70〜90質量%であるとの前提で容量計算から求められる。この実施形態における生物処理の必要送風倍率は、従来の膜分離活性法を用いた汚水処理システムの同倍率(約5倍)に比べて、1/5〜3/5に相当する。
(4) Blower The blower 16 is one of the characteristic configurations in this embodiment. The blower 16 can supply air into the aerobic tank 14 and supply oxygen necessary for removing organic substances in the inflowing sewage. The amount of air blown is related to the amount of organic matter flowing into the aerobic tank 14. That is, the amount of air blown depends on the quality of the inflowing sewage and the removal rate of suspended matter (also referred to as "SS removal rate") by the initial sedimentation space 12. In addition, the amount of air blown is affected not only by the performance of the air diffuser, but also by the controlled value of the dissolved oxygen concentration (referred to as "DO concentration") in the aerobic tank 14. Therefore, the lower the DO concentration, the easier it is for oxygen to dissolve in the sewage in the aerobic tank 14, so that the amount of air blown can be reduced. Conventionally, in order to proceed with the nitrification reaction, the amount of air blown is controlled so that the DO concentration is about 1 to 2 mg / L. In this embodiment, in order to suppress the nitrification reaction, the DO concentration is preferably controlled to about 0.5 to 1 mg / L. From this point of view, from the blower 16, the blast magnification required for biological treatment by microorganisms in activated sludge (calculated by the amount of blast / treated water amount, also referred to as "necessary blast magnification for biological treatment") is 1 to 3 times. The amount of air blown is set so as to be (1 ≦ required air blowing ratio for biological treatment ≦ 3). Here, the required ventilation ratio for biological treatment is obtained from the capacity calculation on the assumption that the SS removal rate in the initial precipitation space 12 is 70 to 90% by mass. The required blast magnification for biological treatment in this embodiment corresponds to 1/5 to 3/5 as compared with the same magnification (about 5 times) of the sewage treatment system using the conventional membrane separation activation method.

(5)膜分離装置
膜分離装置15は、微細なメッシュ(孔径:0.1〜0.4μm程度)を用いて、好気タンク14内の液体の固液分離を行うための装置である。上記孔径は、細菌よりも小さいことから、細菌は膜分離装置15を通過できない。用いる膜としては、平膜あるいは中空糸膜を好適に例示できる。膜分離装置15の使用によって、最初沈殿スペース12から運ばれてきた浮遊物質、活性汚泥中の固形物などを、液体成分から分離できる。このような固液分離を長期間継続することによって、膜分離装置15内のメッシュが目詰まりを生じる可能性がある。該目詰まりを防止して正常な固液分離を実現するべく、ブロワー16からの空気の一部をメッシュに送り、メッシュを洗浄するのが好ましい。この実施形態では、ブロワー16からの空気の一部を好気タンク14内の曝気(「補助散気」ともいう)に用い、一部をメッシュの洗浄に用いている。なお、膜分離装置15は、この実施形態では、好気タンク14内に設置されているが、後述の実施形態で示すように、好気タンク14の外に設置するようにしても良い。
(5) Membrane Separation Device The membrane separation device 15 is a device for solid-liquid separation of a liquid in an aerobic tank 14 using a fine mesh (pore diameter: about 0.1 to 0.4 μm). Since the pore size is smaller than that of bacteria, bacteria cannot pass through the membrane separation device 15. As the membrane to be used, a flat membrane or a hollow fiber membrane can be preferably exemplified. By using the membrane separation device 15, suspended solids, solids in activated sludge, etc. initially carried from the precipitation space 12 can be separated from the liquid component. By continuing such solid-liquid separation for a long period of time, the mesh in the membrane separation device 15 may be clogged. In order to prevent the clogging and realize normal solid-liquid separation, it is preferable to send a part of the air from the blower 16 to the mesh to clean the mesh. In this embodiment, a part of the air from the blower 16 is used for aeration (also referred to as "auxiliary air diffuser") in the aerobic tank 14, and a part is used for cleaning the mesh. Although the membrane separation device 15 is installed inside the aerobic tank 14 in this embodiment, it may be installed outside the aerobic tank 14 as shown in the embodiment described later.

(6)塩素混和池
塩素混和池17は、膜分離装置15を経た液体(主に、水)を消毒するためのスペースであって、膜分離装置15からさらなる沈殿スペースを経ずに接続される消毒槽に相当する。先に述べたように、膜分離装置15の膜の孔径は細菌を通過させないので、通常、消毒剤を塩素混和池17に入れる必要はない。ただし、膜が破損するなどのように膜分離装置15が正常に作動しなかった場合の対策として、必要に応じて、消毒剤(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)を投入できるようにしている。塩素混和池17を通過した水は、その後、放流される。
(6) Chlorine mixing pond The chlorine mixing pond 17 is a space for disinfecting a liquid (mainly water) that has passed through the membrane separation device 15, and is connected to the membrane separation device 15 without passing through a further precipitation space. Corresponds to a disinfection tank. As described above, since the pore size of the membrane of the membrane separation device 15 does not allow bacteria to pass through, it is usually not necessary to put a disinfectant in the chlorine mixing pond 17. However, as a countermeasure when the membrane separation device 15 does not operate normally due to damage to the membrane or the like, a disinfectant (for example, sodium hypochlorite) can be added as needed. The water that has passed through the chlorine mixing pond 17 is then discharged.

(7)リバース配管
リバース配管19は、この実施形態における特徴的な構成の一つである。リバース配管19は、好気タンク14内に存在する余剰汚泥(活性汚泥の一部であり、かつ水分も含む)を、第2送液ポンプ18にて最初沈殿スペース12に戻す配管である。最初沈殿スペース12から好気タンク14に送られてくる汚水中の浮遊物質は非常に少ないものの、この実施形態では汚泥を積極的に増やすシステムとなっている。このため、リバース配管19から引き抜く余剰汚泥の量は比較的多くなる。しかし、該余剰汚泥の濃度は、好気タンク14内の活性汚泥の濃度(750〜4000mg/L)と同じ濃度であり、従来の反応タンク内の活性汚泥の濃度と比べて低くなる。このような余剰汚泥の濃度が低い液体を重力濃縮タンク20に接続しても、重力濃縮の効率が極めて低くなる。かかる理由から、好ましくは、リバース配管19を重力濃縮タンク20ではなく、最初沈殿スペース12に送って、比較的大きなフロックに吸着させて沈降させるようにしている。
(7) Reverse piping The reverse piping 19 is one of the characteristic configurations in this embodiment. The reverse pipe 19 is a pipe that returns excess sludge (a part of activated sludge and also water) existing in the aerobic tank 14 to the first settling space 12 by the second liquid feeding pump 18. Although the amount of suspended solids in the sewage initially sent from the settling space 12 to the aerobic tank 14 is very small, this embodiment is a system for actively increasing sludge. Therefore, the amount of excess sludge drawn from the reverse pipe 19 is relatively large. However, the concentration of the excess sludge is the same as the concentration of activated sludge (750 to 4000 mg / L) in the aerobic tank 14, which is lower than the concentration of activated sludge in the conventional reaction tank. Even if such a liquid having a low concentration of excess sludge is connected to the gravity concentration tank 20, the efficiency of gravity concentration becomes extremely low. For this reason, preferably, the reverse pipe 19 is first sent to the settling space 12 instead of the gravity concentrating tank 20 to be adsorbed by a relatively large floc and settled.

(8)第2送液ポンプ
第2送液ポンプ18は、この実施形態における特徴的な構成の一つである。第2送液ポンプ18は、好気タンク14内における余剰汚泥を最初沈殿スペース12に戻すためのリバースポンプである。この実施形態では、好ましくは、第2送液ポンプ18の送液量を調整することによって、好気タンク14内のMLSS濃度を低く保ち、汚泥発生量の増加を図っている。この実施形態における第2送液ポンプ18は、さらに好ましくは、ASRTを従来よりも短くするように運転される。具体的には、第2送液ポンプ18は、ASRTが0.5〜3日の範囲内になるように、余剰汚泥を引き抜く。
(8) Second Liquid Feed Pump The second liquid feed pump 18 is one of the characteristic configurations in this embodiment. The second liquid feed pump 18 is a reverse pump for returning excess sludge in the aerobic tank 14 to the first settling space 12. In this embodiment, preferably, the liquid feed amount of the second liquid feed pump 18 is adjusted to keep the MLSS concentration in the aerobic tank 14 low and increase the sludge generation amount. The second liquid feed pump 18 in this embodiment is more preferably operated so as to make the ASRT shorter than before. Specifically, the second liquid feed pump 18 draws out excess sludge so that the ASRT is within the range of 0.5 to 3 days.

(9)重力濃縮タンク、消化タンクおよび脱水機
重力濃縮タンク20は、リバース配管19で戻された余剰汚泥と最初沈殿スペース12に流入してきた汚水との混合物から沈殿した凝集対象物の凝集体を送り込むためのタンクであって、重力を利用して自然沈降方式で凝集体を濃縮するタンクである。なお、重力濃縮タンク20に代えて、濃縮スペースの別の例としての機械濃縮機を用いても良い。重力濃縮タンク20を用いると、機械濃縮機を用いる場合と比べてランニングコストを低くできる。一方、機械濃縮機を用いると、重力濃縮タンク20を用いる場合と比べて濃縮汚泥の濃度を高くできるため、後段の消化タンク21を小さくできる。消化タンク21は、重力濃縮タンク20から送られてきた汚泥中の該有機物を分解し、消化ガス(メタンガス、炭酸ガス等を含む)を積極的に発生させるためのタンクである。消化ガスは、消化ガス発電等に利用可能である。ただし、消化ガスは、別の用途に利用されても良い。消化タンク21内の液体・固体の混合物は、脱水機22によって脱水処理に付されて、ケーキ状の半固形物の状態となる。該半固形物は、その後、有機肥料、汚泥燃料あるいは建築資材等に再利用可能である。なお、消化タンク21は、必須の構成ではない。消化タンク21を設けずに、回収した産物を消化せずに全量を汚泥燃料として利用するようにしても良い。
(9) Gravity Concentration Tank, Digestion Tank and Dehydrator The gravity concentration tank 20 collects aggregates of aggregated objects settled from a mixture of excess sludge returned by the reverse pipe 19 and sewage that first flows into the settling space 12. It is a tank for feeding, and is a tank that concentrates agglomerates by a natural sedimentation method using gravity. In addition, instead of the gravity concentrating tank 20, a mechanical concentrator as another example of the concentrating space may be used. When the gravity concentrator 20 is used, the running cost can be reduced as compared with the case where the mechanical concentrator is used. On the other hand, when the mechanical concentrator is used, the concentration of the concentrated sludge can be increased as compared with the case where the gravity concentrating tank 20 is used, so that the digestion tank 21 in the subsequent stage can be made smaller. The digestion tank 21 is a tank for decomposing the organic matter in the sludge sent from the gravity concentration tank 20 and positively generating digestion gas (including methane gas, carbon dioxide gas, etc.). Digestion gas can be used for digestion gas power generation and the like. However, the digestion gas may be used for other purposes. The liquid / solid mixture in the digestion tank 21 is dehydrated by the dehydrator 22 to become a cake-like semi-solid. The semi-solid material can then be reused for organic fertilizers, sludge fuels, building materials and the like. The digestion tank 21 is not an essential configuration. It is also possible to use the whole amount as sludge fuel without digesting the recovered product without providing the digestion tank 21.

2.汚水処理方法
次に、上記汚水処理システム1を用いた汚水処理方法について説明する。
2. 2. Sewage treatment method Next, a sewage treatment method using the sewage treatment system 1 will be described.

この実施形態に係る汚水処理方法は、
最初沈殿スペース12に汚水を入れる前に、汚水に凝集剤を投入する凝集剤投入ステップと、
最初沈殿スペース12にて、汚水と凝集剤との混合物から凝集対象物を沈殿させる沈殿ステップと、
最初沈殿スペース12から、沈殿処理後の汚水を好気タンク14に送液する好気タンク送液ステップと、
好気タンク14の汚水と活性汚泥との混合物内に、少なくとも酸素を含む気体(例えば、空気)を吹き込む曝気ステップと、
好気タンク14内の活性汚泥を利用して、好気タンク14に送り込まれた汚水と活性汚泥との混合物中の有機物を分解する処理を少なくとも含む浄化処理を行う浄化処理ステップと、
膜分離装置15にて好気タンク14内の固体と液体の混合物を固液分離する固液分離ステップと、
リバース配管19によって、好気タンク14内の余剰汚泥を、第2送液ポンプ18によって最初沈殿スペース12に戻す余剰汚泥リバースステップと、
を含む。
The sewage treatment method according to this embodiment is
A coagulant charging step of adding a coagulant to the sewage before first filling the settling space 12 with sewage.
First, in the precipitation space 12, a precipitation step of precipitating the object to be aggregated from the mixture of sewage and the coagulant,
An aerobic tank liquid feeding step of first feeding the sewage after the sedimentation treatment from the settling space 12 to the aerobic tank 14.
An aeration step of blowing a gas containing at least oxygen (for example, air) into a mixture of sewage and activated sludge in the aerobic tank 14.
A purification treatment step of performing a purification treatment including at least a treatment of decomposing organic matter in a mixture of sewage and activated sludge sent into the aerobic tank 14 using the activated sludge in the aerobic tank 14.
A solid-liquid separation step of solid-liquid separating a mixture of a solid and a liquid in the aerobic tank 14 by the membrane separation device 15.
The excess sludge reverse step in which the excess sludge in the aerobic tank 14 is returned to the first settling space 12 by the second liquid feed pump 18 by the reverse pipe 19 and
including.

汚水処理方法は、さらに、リバース配管19からの余剰汚泥を最初沈殿スペース12に戻して最初沈殿スペース12にて沈殿させた沈殿物を重力濃縮タンク20に送る重力濃縮タンク送液ステップを含んでも良い。 The sewage treatment method may further include a gravity concentration tank liquid feeding step in which excess sludge from the reverse pipe 19 is returned to the first settling space 12 and the sediment settled in the first settling space 12 is sent to the gravity concentration tank 20. ..

上記各ステップは、凝集剤投入ステップ、沈殿ステップ、好気タンク送液ステップ、曝気ステップ、浄化処理ステップ、固液分離ステップ、余剰汚泥リバースステップ、重力濃縮タンク送液ステップの順に必ずしも行われるわけではない。汚水処理方法の実施中、通常、これらの各ステップの複数は同時併行で行われる。以下、曝気ステップ、浄化処理ステップおよび余剰汚泥リバースステップについて説明する。 Each of the above steps is not necessarily performed in the order of coagulant charging step, settling step, aerobic tank liquid feeding step, aeration step, purification treatment step, solid-liquid separation step, excess sludge reverse step, and gravity concentration tank liquid feeding step. Absent. During the implementation of the sewage treatment method, a plurality of these steps are usually performed in parallel. Hereinafter, the aeration step, the purification treatment step, and the excess sludge reverse step will be described.

(1)曝気ステップおよび浄化処理ステップ
曝気ステップは、空気に代表される酸素含有気体を、好気タンク14内の汚水と活性汚泥との混合物中にて曝気するステップである。浄化処理ステップは、流入汚水中の有機物を、酸素存在下にて活性汚泥を利用して分解するステップである。
(1) Aeration step and purification treatment step The aeration step is a step of aerating an oxygen-containing gas typified by air in a mixture of sewage and activated sludge in an aerobic tank 14. The purification treatment step is a step of decomposing organic matter in the inflowing sewage using activated sludge in the presence of oxygen.

(2)余剰汚泥リバースステップ
余剰汚泥リバースステップは、好気タンク14内の余剰汚泥を、第2送液ポンプ18によって最初沈殿スペース12に戻すステップである。余剰汚泥は、好気タンク14内の活性汚泥の一部である。余剰汚泥リバースステップでは、好ましくは、ASRTを従来よりも短くして第2送液ポンプ18を運転する。具体的には、第2送液ポンプ18は、ASRTが0.5〜3日の範囲内になるように、余剰汚泥を引き抜く。第2送液ポンプ18は、間欠運転あるいは連続運転されても良い。
(2) Excess sludge reverse step The excess sludge reverse step is a step of returning the excess sludge in the aerobic tank 14 to the first settling space 12 by the second liquid feeding pump 18. The surplus sludge is a part of the activated sludge in the aerobic tank 14. In the excess sludge reverse step, preferably, the ASRT is made shorter than before to operate the second liquid feed pump 18. Specifically, the second liquid feed pump 18 draws out excess sludge so that the ASRT is within the range of 0.5 to 3 days. The second liquid feed pump 18 may be operated intermittently or continuously.

<第2実施形態> <Second Embodiment>

1.汚水処理システム
まず、本発明の第2実施形態に係る汚水処理システムについて説明する。
1. 1. Sewage treatment system First, the sewage treatment system according to the second embodiment of the present invention will be described.

図2は、本発明の第2実施形態に係る汚水処理システムの一例の構成図を示す。 FIG. 2 shows a configuration diagram of an example of a sewage treatment system according to a second embodiment of the present invention.

第2実施形態に係る汚水処理システム1aは、第1実施形態に係る汚水処理システム1と異なり、各種センサと、それらセンサからのデータに基づいて第2送液ポンプ18の動作を細かく制御可能な制御装置とを備える。汚水処理システム1aにおける上記相違点以外については、汚水処理システム1と共通する。以下、相違点についてのみ説明する。 Unlike the sewage treatment system 1 according to the first embodiment, the sewage treatment system 1a according to the second embodiment can finely control the operation of the second liquid feed pump 18 based on various sensors and data from those sensors. It is equipped with a control device. Other than the above differences in the sewage treatment system 1a, it is common to the sewage treatment system 1. Hereinafter, only the differences will be described.

汚水処理システム1aに備える好適な各種センサは、第1流量計としての流量計A30a、第2流量計としての流量計B30b、第3流量計としての流量計C30c、第1アンモニア態窒素濃度計としてのNH−N計A32、第2アンモニア態窒素濃度計としてのNH−N計B33、および有機物濃度計34である。 Various suitable sensors provided in the sewage treatment system 1a include a flow meter A30a as a first flow meter, a flow meter B30b as a second flow meter, a flow meter C30c as a third flow meter, and a first ammonia nitrogen concentration meter. The NH 4- N meter A32, the NH 4- N meter B33 as the second ammonia nitrogen concentration meter, and the organic substance concentration meter 34.

汚水処理システム1aは、最初沈殿スペース12の川上側の配管を流れる汚水の流量を測定するための流量計A30aと、リバース配管19を流れる余剰汚泥の流量を測定するための流量計B30bと、最初沈殿スペース12と該最初沈殿スペース12から沈殿汚泥を送る重力濃縮タンク20との間を流れる汚泥の流量を測定するための流量計C30cと、最初沈殿スペース12と好気タンク14との間を流れる汚水のアンモニア態窒素濃度を測定するためのNH−N計A32と、膜分離装置15の出口より下流側の液体のアンモニア態窒素濃度を測定するためのNH−N計B33と、膜分離装置15の出口より下流側の液体の有機物濃度を測定するための有機物濃度計34と、第2送液ポンプ18による余剰汚泥の引き抜き量を調整可能な制御装置35と、を備える。制御装置35は、流量計A30a、流量計B30b、流量計C30c、NH−N計A32、NH−N計B33、有機物濃度計34からの各データ(各測定値)に基づいて第2送液ポンプ18による余剰汚泥の引き抜き量を調整する。なお、有機物濃度計34は、好ましくは、化学的酸素要求量測定計(COD計)、全有機炭素量測定計(TOC計)および紫外線吸光度計(UV計)の内の少なくとも1つである。 The sewage treatment system 1a first includes a flow meter A30a for measuring the flow rate of sewage flowing through the pipe on the upstream side of the sedimentation space 12, and a flow meter B30b for measuring the flow rate of excess sludge flowing through the reverse pipe 19. A flow meter C30c for measuring the flow rate of sludge flowing between the settling space 12 and the gravity concentration tank 20 for sending the settled sludge from the first settling space 12, and flowing between the first settling space 12 and the aerobic tank 14. Membrane separation with NH 4- N meter A32 for measuring the ammonia nitrogen concentration of sewage and NH 4- N meter B33 for measuring the ammonia nitrogen concentration of the liquid downstream from the outlet of the membrane separation device 15. It includes an organic substance concentration meter 34 for measuring the organic substance concentration of the liquid downstream from the outlet of the device 15, and a control device 35 capable of adjusting the amount of excess sludge drawn out by the second liquid feeding pump 18. The control device 35 is the second pump based on each data (each measured value) from the flow meter A30a, the flow meter B30b, the flow meter C30c, the NH 4- N meter A32, the NH 4- N meter B33, and the organic matter concentration meter 34. The amount of excess sludge drawn out by the liquid pump 18 is adjusted. The organic matter concentration meter 34 is preferably at least one of a chemical oxygen demand measuring meter (COD meter), a total organic carbon amount measuring meter (TOC meter), and an ultraviolet absorbance meter (UV meter).

図3は、本発明の第2実施形態に係る汚水処理システムの変形例の構成図を示す。 FIG. 3 shows a configuration diagram of a modified example of the sewage treatment system according to the second embodiment of the present invention.

この変形例に係る汚水処理システム1bは、第2実施形態に係る汚水処理システム1aと異なり、膜分離装置15を好気タンク14の外部であってその下流側に配置している。好気タンク14と膜分離装置15との間を接続する配管には、好適にはポンプ36を配置している。また、膜分離装置15を好気タンク14の外に配置したことに伴い、ブロワー16から好気タンク14への送気は、好気タンク14内の汚水と活性汚泥との混合物内への曝気(散気ともいう)を目的とするものとしている。ただし、図3には図示されていないが、ブロワー16からポンプへの送気を通じて該ポンプからの送水により膜分離装置15内のメッシュの洗浄を行うことができる。汚水処理システム1bにおける上記相違点以外については、汚水処理システム1aと共通する。 In the sewage treatment system 1b according to this modification, unlike the sewage treatment system 1a according to the second embodiment, the membrane separation device 15 is arranged outside the aerobic tank 14 and on the downstream side thereof. A pump 36 is preferably arranged in the pipe connecting the aerobic tank 14 and the membrane separation device 15. Further, since the membrane separation device 15 is arranged outside the aerobic tank 14, the air supplied from the blower 16 to the aerobic tank 14 is aerated into the mixture of the sewage and the activated sludge in the aerobic tank 14. The purpose is (also called aeration). However, although not shown in FIG. 3, the mesh in the membrane separation device 15 can be washed by the water supply from the pump through the air supply from the blower 16 to the pump. Other than the above differences in the sewage treatment system 1b, it is common to the sewage treatment system 1a.

図4は、図2または図3に示す制御装置の構成を示す。 FIG. 4 shows the configuration of the control device shown in FIG. 2 or FIG.

制御装置35は、好ましくは、流量計計測値受付部40、NH−N計計測値受付部41、有機物濃度計計測値受付部42、タンク内流下時間演算部43、硝化濃度演算部44、推定BOD演算部45、計測値・演算値受付部46、NH−N計計測値判別部47、第1推定BOD演算値判別部48、第2推定BOD演算値判別部49、第1硝化濃度演算値判別部50、第2硝化濃度演算値判別部51、余剰汚泥引き抜き量決定部52、ポンプ排液量決定部53、各種情報記憶部54および情報記録媒体挿入部55を備える。 The control device 35 preferably includes a flow meter measurement value reception unit 40, an NH 4- N meter measurement value reception unit 41, an organic substance concentration meter measurement value reception unit 42, a tank inflow time calculation unit 43, and a nitrification concentration calculation unit 44. Estimated BOD calculation unit 45, measurement value / calculation value reception unit 46, NH 4- N total measurement value discrimination unit 47, first estimated BOD calculation value discrimination unit 48, second estimated BOD calculation value discrimination unit 49, first nitrification concentration It includes a calculated value determination unit 50, a second nitrification concentration calculated value determination unit 51, an excess sludge withdrawal amount determination unit 52, a pump drainage amount determination unit 53, various information storage units 54, and an information recording medium insertion unit 55.

上記の流量計計測値受付部40、NH−N計計測値受付部41、有機物濃度計計測値受付部42、タンク内流下時間演算部43、硝化濃度演算部44、推定BOD演算部45、計測値・演算値受付部46、NH−N計計測値判別部47、第1推定BOD演算値判別部48、第2推定BOD演算値判別部49、第1硝化濃度演算値判別部50、第2硝化濃度演算値判別部51、余剰汚泥引き抜き量決定部52およびポンプ排液量決定部53は、中央処理装置(CPU)と、各種情報記憶部54内に記憶されているコンピュータプログラム(ソフトウェアともいう)との協働によって各種処理を行う部分である。各種情報記憶部54は、読み出し専用のメモリ(ROM)および読み書き可能なメモリ(RAM)を含む。なお、各種情報記憶部54に、EEPROM、ハードディスク(HD)等の他の記憶装置を備えるようにしても良い。情報記録媒体挿入部55は、この実施形態では、情報記録媒体としてCD−Rを用いる例で説明するため、CD−Rを装填可能なトレイとしている。しかし、情報記録媒体挿入部55は、制御装置35に挿入あるいは接続する情報記録媒体の形態に応じて、種々の形態に変更可能である。 The above-mentioned flow meter measurement value reception unit 40, NH 4- N meter measurement value reception unit 41, organic substance concentration meter measurement value reception unit 42, tank inflow time calculation unit 43, vitrification concentration calculation unit 44, estimation BOD calculation unit 45, Measured value / calculated value receiving unit 46, NH 4- N total measured value discriminating unit 47, first estimated BOD calculated value discriminating unit 48, second estimated BOD calculated value discriminating unit 49, first vitrification concentration calculated value discriminating unit 50, The second vitrification concentration calculation value determination unit 51, the excess sludge extraction amount determination unit 52, and the pump drainage amount determination unit 53 are stored in a central processing device (CPU) and various information storage units 54 (software). It is a part that performs various processes in collaboration with (also called). The various information storage units 54 include a read-only memory (ROM) and a readable / writable memory (RAM). The various information storage units 54 may be provided with other storage devices such as EEPROM and a hard disk (HD). In this embodiment, the information recording medium insertion unit 55 is a tray on which a CD-R can be loaded, in order to explain an example in which the CD-R is used as the information recording medium. However, the information recording medium insertion unit 55 can be changed to various forms depending on the form of the information recording medium inserted or connected to the control device 35.

次に、制御装置35内の各種構成部について説明する。流量計計測値受付部40は、流量計A30a、流量計B30bおよび流量計C30cからの各データを受け付ける構成部である。NH−N計計測値受付部41は、NH−N計A32およびNH−N計B33からの両データを受け付ける構成部である。有機物濃度計計測値受付部42は、有機物濃度計34からのデータを受け付ける構成部である。タンク内流下時間演算部43は、好気タンク14の容量を、流量計A30aで計測した単位時間当たりの流量と流量計B30bで計測した単位時間当たりの流量との和から流量計C30cで計測した単位時間当たりの流量を差し引いた値で除する演算を行う構成部である。硝化濃度演算部44は、タンク内流下時間演算部43にて得られたタンク内流下時間を考慮したNH−N濃度差を演算する構成部であり、具体的には、タンク内流下時間前のNH−N濃度から所定時刻のNH−N濃度を引く演算を行う。推定BOD演算部45は、有機物濃度計34からの計測値(x)を、推定BOD演算用の関数f(x)に代入して、推定BODを計算する構成部である。ここで、「BOD」とは、生物化学的酸素要求量(Biochemical Oxygen Demand)を意味する。関数f(x)は、各種情報記憶部54に記憶されている。推定BOD演算部45は、各種情報記憶部54から、関数f(x)を読み出して、有機物濃度計計測値受付部42にて受け付けた計測値(x)を代入して計算を実行する。関数f(x)は、ユーザによって適宜入力可能であり、固定されていなくとも良い。関数f(x)としては、A*exp(B*x)を好適に例示できる。A,Bは、それぞれ係数を意味しており、例えば、A=0.1212、B=0.3539である。 Next, various components in the control device 35 will be described. The flow meter measurement value receiving unit 40 is a component unit that receives each data from the flow meter A30a, the flow meter B30b, and the flow meter C30c. The NH 4- N total measurement value receiving unit 41 is a component unit that receives both data from the NH 4- N total A32 and the NH 4- N total B33. The organic substance concentration meter measurement value receiving unit 42 is a component unit that receives data from the organic substance concentration meter 34. The tank inflow time calculation unit 43 measured the capacity of the aerobic tank 14 with the flow meter C30c from the sum of the flow rate per unit time measured by the flow meter A30a and the flow rate per unit time measured by the flow meter B30b. It is a component that performs the calculation of dividing by the value obtained by subtracting the flow rate per unit time. The vitrification concentration calculation unit 44 is a component that calculates the NH 4- N concentration difference in consideration of the tank inflow time obtained by the tank inflow time calculation unit 43. Specifically, it is before the tank inflow time. performs operation of subtracting the NH 4 -N concentration of a predetermined time from the NH 4 -N concentration. The estimated BOD calculation unit 45 is a component unit that calculates the estimated BOD by substituting the measured value (x) from the organic matter concentration meter 34 into the function f (x) for the estimated BOD calculation. Here, "BOD" means a biochemical oxygen demand (Biochemical Oxygen Demand). The function f (x) is stored in various information storage units 54. The estimation BOD calculation unit 45 reads out the function f (x) from the various information storage units 54, substitutes the measurement value (x) received by the organic matter concentration meter measurement value reception unit 42, and executes the calculation. The function f (x) can be appropriately input by the user and may not be fixed. As the function f (x), A * exp (B * x) can be preferably exemplified. A and B mean coefficients, respectively, and for example, A = 0.1212 and B = 0.3539.

計測値・演算値受付部46は、余剰汚泥引き抜き量を決定するために必要なデータを受け付ける構成部である。この実施形態では、計測値・演算値受付部46は、例えば、流量計A30a、流量計B30bおよび流量計C30cからの各計測値、NH−N計A32およびNH−N計B33からの各計測値、硝化濃度および推定BODを受け付ける。ただし、計測値・演算値受付部46は、上記例示のデータのみならず、余剰汚泥引き抜き量を決定するために必要なデータであれば受け付け可能である。NH−N計計測値判別部47は、NH−N計A32による計測値が、流入水(汚水)のアンモニア態窒素濃度の下限値(LNH4−Nとする)以下であるか否かを判別する構成部である。LNH4−Nは、各種情報記憶部54に記憶されている。LNH4−Nは、例えば、ユーザによる入力、外部データベースからのダウンロード、制御装置35内の各種構成部による計算等を経て、各種情報記憶部54に記憶可能である。 The measured value / calculated value receiving unit 46 is a component unit that receives data necessary for determining the amount of excess sludge withdrawn. In this embodiment, the measured value / calculated value receiving unit 46 is, for example, each measured value from the flow meter A30a, the flow meter B30b and the flow meter C30c, and each from the NH 4- N meter A32 and the NH 4- N meter B33. Accepts measured values, nitrification concentration and estimated BOD. However, the measured value / calculated value receiving unit 46 can accept not only the above-exemplified data but also data necessary for determining the amount of excess sludge withdrawn. The NH 4- N meter measurement value determination unit 47 determines whether or not the value measured by the NH 4- N meter A32 is equal to or less than the lower limit of the ammonium nitrogen concentration (L NH4-N ) of the inflow water (sewage). It is a component that determines. L NH4-N is stored in various information storage units 54. L NH4-N can be stored in various information storage units 54, for example, through input by a user, download from an external database, calculation by various components in the control device 35, and the like.

第1推定BOD演算値判別部48は、計測値・演算値受付部46によって受け付けられた推定BODが、推定BODの上限値(HBODとする)以上であるか否かを判別する構成部である。HBODは、例えば、ユーザによる入力、外部データベースからのダウンロード、制御装置35内の各種構成部による計算等を経て、各種情報記憶部54に記憶可能である。第2推定BOD演算値判別部49は、計測値・演算値受付部46によって受け付けられた推定BODが、推定BODの下限値(LBODとする)以下であるか否かを判別する構成部である。LBODは、例えば、ユーザによる入力、外部データベースからのダウンロード、制御装置35内の各種構成部による計算等を経て、各種情報記憶部54に記憶可能である。 The first estimated BOD calculated value discriminating unit 48 is a component unit that determines whether or not the estimated BOD received by the measured value / calculated value receiving unit 46 is equal to or higher than the upper limit value (H BOD ) of the estimated BOD. is there. The H BOD can be stored in the various information storage units 54, for example, through input by the user, download from an external database, calculation by various components in the control device 35, and the like. The second estimated BOD calculated value discriminating unit 49 is a component unit that determines whether or not the estimated BOD received by the measured value / calculated value receiving unit 46 is equal to or less than the lower limit value (referred to as L BOD ) of the estimated BOD. is there. The LBOD can be stored in various information storage units 54 through, for example, input by a user, download from an external database, calculation by various components in the control device 35, and the like.

第1硝化濃度演算値判別部50は、推定BODがLBOD以下である場合において、計測値・演算値受付部46によって受け付けられた硝化濃度が、硝化濃度の上限値(H硝化とする)以上であるか否かを判別する構成部である。第2硝化濃度演算値判別部51は、推定BODがLBODを超えている場合において、計測値・演算値受付部46によって受け付けられた硝化濃度がH硝化以上であるか否かを判別する構成部である。H硝化は、例えば、ユーザによる入力、外部データベースからのダウンロード、制御装置35内の各種構成部による計算等を経て、各種情報記憶部54に記憶可能である。 In the first nitrification concentration calculation value determination unit 50, when the estimated BOD is LBOD or less, the nitrification concentration received by the measurement value / calculation value reception unit 46 is equal to or higher than the upper limit value of the nitrification concentration (referred to as H nitrification ). It is a component that determines whether or not it is. Second nitrification density calculation value determination unit 51, when the estimated BOD is greater than L BOD, nitrification concentration accepted by measurement and calculation value receiving section 46 determines whether the H or higher nitrification structure It is a department. The H nitrification can be stored in various information storage units 54, for example, through input by a user, download from an external database, calculation by various components in the control device 35, and the like.

余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計計測値判別部47、第1推定BOD演算値判別部48、第2推定BOD演算値判別部49、第1硝化濃度演算値判別部50および第2硝化濃度演算値判別部51の各種判別結果に基づいて、好気タンク14からの余剰汚泥の引き抜き量を決定する構成部である。余剰汚泥引き抜き量決定部52は、(1)各種情報記憶部54に予め記憶されている複数の引き抜き量から選択し、(2)各種情報記憶部54に予め記憶されている係数を選択して引き抜き量を計算し、あるいは(3)各種情報記憶部54からの何らの選択をすることなく引き抜き量を計算することもできる。例えば、一日の内で流入水量が多い時間帯を予め設定しておき、その時間帯の各種センサ32等から得られる値により余剰汚泥引き抜き量を制御するようにしても良い。その場合には、前回制御(前日)における引き抜き量に、本日で判定された各種係数を乗じて、本日の余剰汚泥引き抜き量を設定するのが好ましい。なお、余剰汚泥の引き抜きは、好ましくは毎時行うが、毎時行う引き抜き量は同一量、あるいは流入汚水の変動パターンに応じて変化させるようにしても良い。 The excess sludge extraction amount determination unit 52 includes an NH 4- N meter measurement value determination unit 47, a first estimated BOD calculation value determination unit 48, a second estimated BOD calculation value determination unit 49, a first nitrification concentration calculation value determination unit 50, and This is a component that determines the amount of excess sludge extracted from the aerobic tank 14 based on various discrimination results of the second nitrification concentration calculation value discriminating unit 51. The surplus sludge extraction amount determination unit 52 selects (1) from a plurality of extraction amounts stored in advance in various information storage units 54, and (2) selects a coefficient stored in advance in various information storage units 54. It is also possible to calculate the withdrawal amount, or (3) calculate the withdrawal amount without making any selection from the various information storage units 54. For example, a time zone in which the amount of inflow water is large in a day may be set in advance, and the amount of excess sludge drawn out may be controlled by a value obtained from various sensors 32 or the like in that time zone. In that case, it is preferable to multiply the withdrawal amount in the previous control (previous day) by various coefficients determined today to set the excess sludge withdrawal amount for today. The excess sludge is preferably extracted every hour, but the amount of the excess sludge extracted every hour may be the same amount or may be changed according to the fluctuation pattern of the inflowing sewage.

余剰汚泥引き抜き量決定部52による例示的な決定処理は、次のとおりである。余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−N以下である場合に、(n+1)時における余剰汚泥の引き抜き量(Qes,n+1とする)を、その前の時刻(n時)における余剰汚泥の引き抜き量(Qes,nとする)と同一とする。また、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−Nを超えている場合において、推定BODがHBOD以上のときに、Qes,n+1を、Qes,n*aとする(aは0以上1未満の範囲内の数値)。また、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−Nを超えている場合において、推定BODがHBOD未満、推定BODがLBOD以下、かつ硝化濃度がH硝化以上のときに、Qes,n+1を、Qes,n*bとする(bは1を大幅に超える数値)。 An exemplary determination process by the excess sludge extraction amount determination unit 52 is as follows. Excess sludge withdrawal amount determination unit 52, when the measured value by NH 4 -N meter A32 is equal to or less than L NH4-N, the (n + 1) withdrawal of excess sludge at (Q es, and n + 1), the It shall be the same as the amount of excess sludge extracted (referred to as Qes, n ) at the previous time (n o'clock). Furthermore, excess sludge withdrawal amount determining section 52, when the measured value by NH 4 -N meter A32 is greater than L NH4-N, when the estimated BOD is not less than H BOD, Q es, a n + 1, Q es , N * a (a is a numerical value in the range of 0 or more and less than 1). Further, the excess sludge extraction amount determination unit 52 determines that the estimated BOD is less than H BOD , the estimated BOD is less than L BOD , and the nitrification concentration is higher than the L NH4-N measured value by the NH 4- N meter A32. When H nitrification or higher, Q es, n + 1 is set to Q es, n * b (b is a value significantly exceeding 1).

一方、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−Nを超えている場合において、推定BODがHBOD未満、推定BODがLBODを超え、かつ硝化濃度がH硝化以上のときに、Qes,n+1を、Qes,n*cとする(cは1より大きく、かつbより小さい数値)。余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−Nを超えている場合において、推定BODがHBOD未満、推定BODがLBOD以下で、かつ硝化濃度がH硝化未満のときにも、Qes,n+1を、Qes,n*cとする(cは1より大きく、かつbよりは小さい数値)。また、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−Nを超えている場合において、推定BODがHBOD未満、推定BODがLBODを超え、かつ硝化濃度がH硝化未満のときには、Qes,n+1を、Qes,nと同一とする。上記a,b,cは、余剰汚泥引き抜き量に関する設定値であり、好ましくは、各種情報記憶部54に予め記憶されている。また、各種情報記憶部54に記憶されている初期の設定値(デフォルトの設定値)は、ユーザによって変更可能である。また、ユーザは、計算時に、a,b,cの少なくともいずれか1つを入力しても良い。 On the other hand, the excess sludge extraction amount determination unit 52 determines that the estimated BOD is less than H BOD , the estimated BOD exceeds L BOD , and the nitrification concentration is obtained when the value measured by the NH 4- N total A32 exceeds L NH4-N. When is H nitrification or higher, Q es, n + 1 is set to Q es, n * c (c is a value larger than 1 and smaller than b). The excess sludge extraction amount determination unit 52 determines that the estimated BOD is less than H BOD , the estimated BOD is less than L BOD , and the nitrification concentration is H when the value measured by the NH 4- N meter A32 exceeds L NH4-N. Even when it is less than nitrification , Q es, n + 1 is set to Q es, n * c (c is a value larger than 1 and smaller than b). Further, the excess sludge extraction amount determination unit 52 determines that the estimated BOD is less than H BOD , the estimated BOD exceeds L BOD , and the nitrification concentration is obtained when the value measured by the NH 4- N meter A32 exceeds L NH4-N. When is less than H nitrification , Q es, n + 1 is made the same as Q es, n . The above a, b, and c are set values relating to the amount of excess sludge drawn out, and are preferably stored in advance in various information storage units 54. Further, the initial setting value (default setting value) stored in the various information storage units 54 can be changed by the user. Further, the user may input at least one of a, b, and c at the time of calculation.

ポンプ排液量決定部53は、余剰汚泥引き抜き量決定部52の決定に基づいて、第2送液ポンプ18の運転条件(排液量等)を決定する構成部である。ポンプ排液量決定部53は、余剰汚泥引き抜き量決定部52の決定に基づいて、第2送液ポンプ18への制御信号を送る。 The pump drainage amount determination unit 53 is a component that determines the operating conditions (drainage amount, etc.) of the second liquid feed pump 18 based on the determination of the excess sludge withdrawal amount determination unit 52. The pump drainage amount determination unit 53 sends a control signal to the second liquid feed pump 18 based on the determination of the excess sludge extraction amount determination unit 52.

2.汚水処理方法
次に、上記汚水処理システム1a,1bを用いた汚水処理方法について説明する。
2. 2. Sewage treatment method Next, a sewage treatment method using the sewage treatment systems 1a and 1b will be described.

第2実施形態に係る汚水処理方法は、前述の第1実施形態に係る汚水処理方法と概略的には共通するが、第2送液ポンプ18を各種センサからの情報に基づき細かく制御する点で異なる。したがって、第2送液ポンプ18の精密制御の部分について、その処理の流れを以下に説明し、第1実施形態と共通する部分については、第1実施形態の説明を代用して、説明を省略する。この実施形態における汚水処理方法は、第1実施形態における余剰汚泥リバースステップにおいて、さらに、第2送液ポンプ18を制御する制御装置35を用いて、ASRTが0.5〜3日の範囲内になるように、第2送液ポンプ18による余剰汚泥の引き抜き量を調整する余剰汚泥引き抜き量調整ステップを含む。その具体的な調整の流れを次に説明する。 The sewage treatment method according to the second embodiment is generally the same as the sewage treatment method according to the first embodiment described above, but the second liquid feed pump 18 is finely controlled based on information from various sensors. different. Therefore, the processing flow of the precision control portion of the second liquid feed pump 18 will be described below, and the description of the portion common to the first embodiment will be omitted by substituting the description of the first embodiment. To do. In the sewage treatment method in this embodiment, in the excess sludge reverse step in the first embodiment, the ASRT is within the range of 0.5 to 3 days by using the control device 35 that controls the second liquid feed pump 18. The excess sludge withdrawal amount adjusting step for adjusting the withdrawal amount of the excess sludge by the second liquid feeding pump 18 is included. The specific flow of adjustment will be described below.

図5は、第2実施形態に係る汚水処理方法における各種センサからの情報に基づく第2送液ポンプの制御フローを示す。 FIG. 5 shows a control flow of the second liquid feed pump based on information from various sensors in the sewage treatment method according to the second embodiment.

まず、流量計計測値受付部40は、流量計A30a、流量計B30bおよび流量計C30cからの各データを受け付ける(ステップS101)。続いて、タンク内流下時間演算部43は、好気タンク14の容量を、流量計A30aで計測した単位時間当たりの流量と流量計B30bで計測した単位時間当たりの流量との和から流量計C30cで計測した単位時間当たりの流量を差し引いた値で除する演算を行う(ステップS102)。次に、NH−N計計測値受付部41は、NH−N計A32およびNH−N計B33からの両データを受け付ける(ステップS103)。次に、硝化濃度演算部44は、タンク内流下時間演算部43にて得られたタンク内流下時間を考慮したNH−N濃度差を演算する(ステップS104)。また、有機物濃度計計測値受付部42は、有機物濃度計34からのデータを受け付ける(ステップS105)。次に、推定BOD演算部45は、有機物濃度計34からの計測値(x)を、推定BOD演算用の関数f(x)に代入して、推定BODを計算する構成部である(ステップS106)。次に、計測値・演算値受付部46は、余剰汚泥引き抜き量を決定するために必要なデータを受け付ける(ステップS107)。次に、NH−N計計測値判別部47、第1推定BOD演算値判別部48、第2推定BOD演算値判別部49、第1硝化濃度演算値判別部50、第2硝化濃度演算値判別部51および余剰汚泥引き抜き量決定部52は、協働して処理を行い、余剰汚泥引き抜き量を演算する(ステップS108)。次に、ポンプ排液量決定部53は、余剰汚泥引き抜き量決定部52の決定に基づいて、第2送液ポンプ18の排液量を決定する(ステップS109)。 First, the flow meter measurement value receiving unit 40 receives each data from the flow meter A30a, the flow meter B30b, and the flow meter C30c (step S101). Subsequently, the tank inflow time calculation unit 43 measures the capacity of the aerobic tank 14 from the sum of the flow rate per unit time measured by the flow meter A30a and the flow rate per unit time measured by the flow meter B30b. The calculation is performed by dividing by the value obtained by subtracting the flow rate per unit time measured in (step S102). Next, the NH 4- N total measurement value receiving unit 41 receives both data from the NH 4- N total A32 and the NH 4- N total B33 (step S103). Next, the nitrification concentration calculation unit 44 calculates the NH 4- N concentration difference in consideration of the tank inflow time calculated by the tank inflow time calculation unit 43 (step S104). Further, the organic matter densitometer measurement value receiving unit 42 receives the data from the organic matter densitometer 34 (step S105). Next, the estimated BOD calculation unit 45 is a component unit that calculates the estimated BOD by substituting the measured value (x) from the organic matter concentration meter 34 into the function f (x) for the estimated BOD calculation (step S106). ). Next, the measured value / calculated value receiving unit 46 receives the data necessary for determining the amount of excess sludge withdrawn (step S107). Next, the NH 4- N total measurement value determination unit 47, the first estimated BOD calculation value determination unit 48, the second estimated BOD calculation value determination unit 49, the first vitrification concentration calculation value determination unit 50, and the second vitrification concentration calculation value. The determination unit 51 and the excess sludge withdrawal amount determination unit 52 cooperate with each other to calculate the excess sludge withdrawal amount (step S108). Next, the pump drainage amount determination unit 53 determines the drainage amount of the second liquid feed pump 18 based on the determination of the excess sludge withdrawal amount determination unit 52 (step S109).

図6は、ASRT(単位:日)と膜ろ過水有機物濃度(単位:mg/L)および硝化濃度(単位:mg/L)との関係を示し、(6A)は15℃時(冬期)を、(6B)は25℃時(夏期)を、それぞれ例示する。 FIG. 6 shows the relationship between ASRT (unit: day), membrane filtration water organic matter concentration (unit: mg / L), and nitrification concentration (unit: mg / L), and (6A) is at 15 ° C. (winter). , (6B) exemplify at 25 ° C. (summer), respectively.

硝化反応が進む条件では、ASRTが比較的長くなり、活性汚泥の自己分解が進みやすくなる。このことから、好気タンク14への流入水中および膜ろ過水中の各アンモニア態窒素濃度(NH−N)を連続モニタリングして、その差分(硝化濃度)を算出するようにしている。また、有機物濃度およびアンモニア態窒素濃度のモニタリング結果を用いて、膜ろ過水中の有機物濃度が所定範囲より低くかつ硝化濃度が所定範囲より大きい段階(段階(1))、膜ろ過水中の有機物濃度および硝化濃度がともに所定範囲内にある段階(段階(2))、膜ろ過水中の有機物濃度が所定範囲より大きくかつ硝化濃度が所定範囲内にある段階(段階(3))の各段階に応じて、第2送液ポンプ18の回転数および/または稼働時間を制御して、余剰汚泥引き抜き量を調節している。具体的には、段階(1)であれば、引き抜き量を増加させる。段階(2)であれば、引き抜き量を維持する。段階(3)であれば、引き抜き量を減少させる。なお、余剰汚泥引き抜き量の調節は、汚水の流入負荷量が1日の内で最も多い時間帯において実施するのが好ましい。活性汚泥浮遊物の濃度(MLSS)が低濃度になり過ぎ、膜ろ過水の有機物濃度が許容限界値を超過しないようにする必要からである。 Under the condition that the nitrification reaction proceeds, the ASRT becomes relatively long, and the autolysis of the activated sludge easily proceeds. For this reason, the ammonia nitrogen concentration (NH 4- N) in the inflow water into the aerobic tank 14 and the membrane filtration water is continuously monitored, and the difference (nitrification concentration) is calculated. In addition, using the monitoring results of the organic matter concentration and the ammonia nitrogen concentration, the stage where the organic matter concentration in the membrane filtered water is lower than the predetermined range and the nitrification concentration is higher than the predetermined range (step (1)), the organic matter concentration in the membrane filtered water and Depending on each stage of the stage where both the nitrification concentration is within the predetermined range (step (2)) and the stage where the organic matter concentration in the membrane filtration water is higher than the predetermined range and the nitrification concentration is within the predetermined range (step (3)). , The rotation speed and / or operating time of the second liquid feeding pump 18 is controlled to adjust the amount of excess sludge drawn out. Specifically, in the step (1), the withdrawal amount is increased. In step (2), the withdrawal amount is maintained. In step (3), the withdrawal amount is reduced. It is preferable that the amount of excess sludge drawn out is adjusted during the time period when the inflow load of sewage is the largest in the day. This is because it is necessary to prevent the concentration of the activated sludge suspended matter (MLSS) from becoming too low and the organic matter concentration of the membrane filtration water not exceeding the permissible limit value.

例えば、(6A)に示す水温が低い場合を例に挙げると、ASRTが1日より短い場合(段階(3))には、有機物濃度が高くなり過ぎる。また、ASRTが3日より長い場合(段階(1))には、硝化濃度が高くなり過ぎる。よって、ASRTが1〜3日の範囲になるように、第2送液ポンプ18を制御して、段階(2)をキープするようにしている。また、(6B)に示す水温が高い場合を例に挙げると、ASRTが0.5日より短い場合(段階(3))には、有機物濃度が高くなり過ぎる可能性がある。また、ASRTが1日より長い場合(段階(1))には、硝化濃度が高くなり過ぎる。よって、ASRTが0.5〜1日の範囲になるように、第2送液ポンプ18を制御して、段階(2)をキープするようにしている。ここで、一例を挙げるなら、有機物濃度の上限値は、好ましくは1〜3mg/Lの範囲内の任意の値である(ここでは、最大でも3mg/Lを超えない)。また、硝化濃度の上限値は、好ましくは3mg/Lである。よって、上記ASRT制御は、有機物濃度が3mg/Lを超えず、かつ硝化濃度が3mg/Lを超えない制御ともいえる。したがって、制御装置35は、有機物濃度が3mg/Lを超えず、かつ硝化濃度が3mg/Lを超えないように、第2送液ポンプ18による余剰汚泥の引き抜き量を調整する。ただし、有機物濃度の範囲は、ユーザにより、例えば2〜5mg/Lに変更することも可能である。同様に、硝化濃度の範囲も、ユーザにより変更可能である。有機物濃度の上限および硝化濃度の上限をともに5mg/Lとすることも好ましい範疇にある。この場合には、制御装置35は、有機物濃度が5mg/Lを超えず、かつ硝化濃度が5mg/Lを超えないように、第2送液ポンプ18による余剰汚泥の引き抜き量を調整する。 For example, in the case where the water temperature shown in (6A) is low, when the ASRT is shorter than one day (step (3)), the organic matter concentration becomes too high. If the ASRT is longer than 3 days (step (1)), the nitrification concentration becomes too high. Therefore, the second liquid feed pump 18 is controlled so that the ASRT is in the range of 1 to 3 days to keep the step (2). Further, for example, when the water temperature shown in (6B) is high, when the ASRT is shorter than 0.5 days (step (3)), the organic matter concentration may become too high. Moreover, when ASRT is longer than one day (step (1)), the nitrification concentration becomes too high. Therefore, the second liquid feed pump 18 is controlled so that the ASRT is in the range of 0.5 to 1 day to keep the step (2). Here, to give an example, the upper limit of the organic matter concentration is preferably an arbitrary value within the range of 1 to 3 mg / L (here, the maximum value does not exceed 3 mg / L). The upper limit of the nitrification concentration is preferably 3 mg / L. Therefore, it can be said that the ASRT control is a control in which the organic matter concentration does not exceed 3 mg / L and the nitrification concentration does not exceed 3 mg / L. Therefore, the control device 35 adjusts the amount of excess sludge drawn out by the second liquid feed pump 18 so that the organic matter concentration does not exceed 3 mg / L and the nitrification concentration does not exceed 3 mg / L. However, the range of organic matter concentration can be changed by the user, for example, to 2 to 5 mg / L. Similarly, the range of nitrification concentration can be changed by the user. It is also a preferable category to set both the upper limit of the organic matter concentration and the upper limit of the nitrification concentration to 5 mg / L. In this case, the control device 35 adjusts the amount of excess sludge drawn out by the second liquid feed pump 18 so that the organic matter concentration does not exceed 5 mg / L and the nitrification concentration does not exceed 5 mg / L.

次に、上記の制御思想に基づく余剰汚泥引き抜き量の演算方法について説明する。 Next, a method of calculating the amount of excess sludge withdrawn based on the above control concept will be described.

図7は、図5のステップS108の詳細フローを示す。 FIG. 7 shows a detailed flow of step S108 of FIG.

まず、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値がLNH4−N以下であるか否かを判別する(ステップS1081)。ステップS1081の判別の結果、計測値≦LNH4−N(判別結果:Yes)の場合には、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,nとし、引き抜き量を変動せずに維持する(ステップS1082)。一方、ステップS1081の判別の結果、計測値>LNH4−N(判別結果:No)の場合には、第1推定BOD演算値判別部48は、推定BODがHBOD以上であるか否かを判別する(ステップS1083)。ステップS1083の判別の結果、推定BOD≧HBOD(判別結果:Yes)の場合には、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,n*aとし(0≦a<1)、引き抜き量を減少させる(ステップS1084)。一方、ステップS1083の判別の結果、推定BOD<HBOD(判別結果:No)の場合には、第2推定BOD演算値判別部49は、推定BODがLBOD以下であるか否かを判別する(ステップS1085)。ステップS1085の判別の結果、推定BODがLBOD以下(判別結果:Yes)の場合には、第1硝化濃度演算値判別部50は、硝化濃度がH硝化以上か否かを判別する(ステップS1086)。ステップS1086の判別の結果、硝化濃度≧H硝化(判別結果:Yes)の場合には、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,n*bとし(1<<b)、引き抜き量を増加する(ステップS1087)。 First, the excess sludge withdrawal amount determination unit 52 determines whether or not the value measured by the NH 4- N meter A32 is L NH4-N or less (step S1081). As a result of the determination in step S1081, when the measured value ≤ L NH4-N (discrimination result: Yes), the excess sludge extraction amount determination unit 52 sets Qes, n + 1 = Qes, n and changes the extraction amount. Maintain without (step S1082). On the other hand, when the measurement value> L NH4-N (discrimination result: No) as a result of the determination in step S1081, the first estimated BOD calculation value determination unit 48 determines whether or not the estimated BOD is H BOD or more. Discrimination (step S1083). As a result of the determination in step S1083, when the estimated BOD ≥ H BOD (discrimination result: Yes), the excess sludge extraction amount determination unit 52 sets Qes , n + 1 = Qes, n * a (0≤a <1). ), The amount of withdrawal is reduced (step S1084). On the other hand, when the estimation BOD <H BOD (discrimination result: No) as a result of the determination in step S1083, the second estimated BOD calculation value determination unit 49 determines whether or not the estimated BOD is LBOD or less. (Step S1085). As a result of the determination in step S1085, when the estimated BOD is LBOD or less (discrimination result: Yes), the first nitrification concentration calculation value determination unit 50 determines whether or not the nitrification concentration is H nitrification or more (step S1086). ). As a result of the determination in step S1086, when the nitrification concentration ≥ H nitrification (discrimination result: Yes), the excess sludge extraction amount determination unit 52 sets Qes , n + 1 = Qes, n * b (1 << b). , The pull-out amount is increased (step S1087).

ステップS1085の判別の結果、推定BOD>LBOD(判別結果:No)の場合には、第2硝化濃度演算値判別部51は、硝化濃度がH硝化以上か否かを判別する(ステップS1088)。ステップS1088の判別の結果、硝化濃度≧H硝化(判別結果:Yes)の場合には、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,n*cとし(1<c)、引き抜き量を増加させる(ステップS1089)。この増加量は、ステップS1087よりは小さい。また、ステップS1086の判別の結果、硝化濃度<H硝化(判別結果:No)の場合にも、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,n*cとし(1<c)、ステップS1089を実行する。一方、ステップS1088の判別の結果、硝化濃度<H硝化(判別結果:No)の場合には、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,nとし、引き抜き量を変動せずに維持する(ステップS1090)。ステップS1082、S1084、S1087、S1089またはS1090の次には、図5のステップS109に移行する。 As a result of the determination in step S1085, when the estimated BOD> LBOD (discrimination result: No), the second nitrification concentration calculation value determination unit 51 determines whether or not the nitrification concentration is H nitrification or higher (step S1088). .. As a result of the determination in step S1088, when the nitrification concentration ≥ H nitrification (discrimination result: Yes), the excess sludge extraction amount determination unit 52 sets Qes , n + 1 = Qes, n * c (1 <c). The withdrawal amount is increased (step S1089). This amount of increase is smaller than in step S1087. Further, as a result of the determination in step S1086, even when the nitrification concentration <H nitrification (discrimination result: No), the excess sludge extraction amount determination unit 52 sets Qes , n + 1 = Qes, n * c (1 <c). ), Step S1089 is executed. On the other hand, as a result of the determination in step S1088, when the nitrification concentration <H nitrification (discrimination result: No), the excess sludge extraction amount determination unit 52 sets Qes , n + 1 = Qes, n and changes the extraction amount. Maintain without (step S1090). Following steps S1082, S1084, S1087, S1089 or S1090, the process proceeds to step S109 of FIG.

次に、数値を用いた例示にて上記フローをより具体的に説明する。 Next, the above flow will be described more specifically by exemplifying using numerical values.

例えば、好気タンク14の容量:2500m、好気タンク14における滞留時間:2hr、流量計A30aの計測値:1250m/hr、流量計B30bの計測値:83m/hr、流量計C30cの計測値:15m/hrであると設定する。流量計計測値受付部40は、流量計A30a、流量計B30bおよび流量計C30cからの上記各計測値(1250m/hrと83m/hrと15m/hr)を受け付ける(ステップS101)。続いて、タンク内流下時間演算部43は、好気タンク14の容量(2500m)を、流量計A30aで計測した単位時間当たりの流量と流量計B30bで計測した単位時間当たりの流量との和から流量計C30cで計測した単位時間当たりの流量を差し引いた値(1250m/hr+83m/hr−15m/hr=1318m/hr)で除する演算を行う(ステップS102)。この結果、タンク内流下時間は1.9hrと算出できる。 For example, the capacity of the aerobic tank 14: 2500 m 3 , the residence time in the aerobic tank 14: 2 hr, the measured value of the flow meter A30a: 1250 m 3 / hr, the measured value of the flow meter B30b: 83 m 3 / hr, the flow meter C30c. Measured value: Set to 15 m 3 / hr. The flowmeter measurement value receiving unit 40 receives the measurement values (1250 m 3 / hr and 83 m 3 / hr and 15 m 3 / hr) from the flow meter A30a, the flow meter B30b, and the flow meter C30c (step S101). Subsequently, the tank inflow time calculation unit 43 measures the capacity (2500 m 3 ) of the aerobic tank 14 by adding the flow rate per unit time measured by the flow meter A30a and the flow rate per unit time measured by the flow meter B30b. The operation is performed by dividing by the value obtained by subtracting the flow rate per unit time measured by the flow meter C30c (1250 m 3 / hr + 83 m 3 / hr-15m 3 / hr = 1318m 3 / hr) (step S102). As a result, the inflow time in the tank can be calculated as 1.9 hr.

次に、NH−N計計測値受付部41は、1.9hr前におけるNH−N計A32の計測値および現時刻におけるNH−N計B33の計測値を受け付ける(ステップS103)。その結果、NH−N計A32の計測値:30mg/Lであり、NH−N計B33の計測値:29.2mg/Lであった。次に、硝化濃度演算部44は、タンク内流下時間(1.9hr)を考慮したNH−N濃度差を演算する(ステップS104)。この演算の結果、硝化濃度は0.8mg/L(30mg/L−29.2mg/Lの計算による)となる。有機物濃度計計測値受付部42は、有機物濃度計34からの計測値(COD=5mg/L)を受け付ける(ステップS105)。次に、推定BOD演算部45は、COD=5mg/Lを、推定BOD演算用の関数f(x)=0.1212*exp(0.3539*COD)に代入して、推定BODを0.7mg/Lと求める(ステップS106)。次に、計測値・演算値受付部46は、上記計測値および計算値の1または2以上を含めた余剰汚泥引き抜き量を決定するために必要なデータを受け付ける(ステップS107)。 Next, the NH 4- N total measurement value reception unit 41 receives the measurement value of the NH 4- N total A32 before 1.9 hr and the measurement value of the NH 4- N total B33 at the current time (step S103). As a result, the measured value of the NH 4- N total A32 was 30 mg / L, and the measured value of the NH 4- N total B33 was 29.2 mg / L. Next, the nitrification concentration calculation unit 44 calculates the NH 4- N concentration difference in consideration of the tank inflow time (1.9 hr) (step S104). As a result of this calculation, the nitrification concentration is 0.8 mg / L (calculated as 30 mg / L-29.2 mg / L). The organic substance concentration meter measurement value receiving unit 42 receives the measured value (COD = 5 mg / L) from the organic substance concentration meter 34 (step S105). Next, the estimation BOD calculation unit 45 substitutes COD = 5 mg / L into the function f (x) = 0.1212 * exp (0.3539 * COD) for estimation BOD calculation, and sets the estimated BOD to 0. It is determined to be 7 mg / L (step S106). Next, the measured value / calculated value receiving unit 46 receives data necessary for determining the amount of excess sludge withdrawn including one or two or more of the measured value and the calculated value (step S107).

今、LNH4−N=20mg/L、HBOD=3mg/L、LBOD=1mg/L、H硝化=3mg/Lとする。余剰汚泥引き抜き量決定部52は、NH−N計A32による計測値(30mg/L)がLNH4−N(20mg/L)以下であるか否かを判別する(ステップS1081)。その結果、NH−N計A32による計測値>LNH4−Nであるため、判別結果がNoとなり、ステップS1083に進む。次に、第1推定BOD演算値判別部48は、推定BOD(0.7mg/L)がHBOD(3mg/L)以上であるか否かを判別する(ステップS1083)。その結果、推定BOD<HBODであるため、判別結果がNoとなり、ステップS1085に進む。次に、第2推定BOD演算値判別部49は、推定BOD(0.7mg/L)がLBOD(1mg/L)以下であるか否かを判別する(ステップS1085)。その結果、推定BOD<LBODであるため、判別結果がYesとなり、ステップS1086に進む。次に、第1硝化濃度演算値判別部50は、硝化濃度(0.8mg/L)がH硝化(3mg/L)以上か否かを判別する(ステップS1086)。その結果、硝化濃度<H硝化であるため、判別結果がNoとなり、ステップS1089に進む。 Now, let L NH4-N = 20 mg / L, H BOD = 3 mg / L, L BOD = 1 mg / L, and H nitrification = 3 mg / L. The excess sludge withdrawal amount determination unit 52 determines whether or not the value (30 mg / L) measured by the NH 4- N meter A32 is L NH4-N (20 mg / L) or less (step S1081). As a result, since the measured value by the NH 4- N total A32> L NH4-N , the discrimination result becomes No, and the process proceeds to step S1083. Next, the first estimated BOD calculation value determination unit 48 determines whether or not the estimated BOD (0.7 mg / L) is H BOD (3 mg / L) or more (step S1083). As a result, since the estimated BOD <H BOD , the discrimination result becomes No, and the process proceeds to step S1085. Next, the second estimated BOD calculation value determination unit 49 determines whether or not the estimated BOD (0.7 mg / L) is LBOD (1 mg / L) or less (step S1085). As a result, it is estimated BOD <L BOD, the determination result is Yes, the process proceeds to step S1086. Next, the first nitrification concentration calculation value determination unit 50 determines whether or not the nitrification concentration (0.8 mg / L) is H nitrification (3 mg / L) or more (step S1086). As a result, since the nitrification concentration <H nitrification , the discrimination result becomes No, and the process proceeds to step S1089.

今、c=1.05とする。余剰汚泥引き抜き量決定部52は、Qes,n+1=Qes,n*1.05の計算を行う。Qes,nは83m/hrであるから、Qes,n+1は83m/hr*1.05=87m/hrとなる。すなわち、余剰汚泥引き抜き量決定部52は、83m/hrよりも4m/hrだけ多い87m/hrを引き抜き量に決定する(ステップS1089)。 Now, let c = 1.05. The surplus sludge extraction amount determination unit 52 calculates Q es, n + 1 = Q es, n * 1.05. Q es, n is because it is 83m 3 / hr, Q es, n + 1 becomes 83m 3 /hr*1.05=87m 3 / hr. That is, excess sludge withdrawal amount determination unit 52 determines the amount of pull out the 4m 3 / hr by more 87m 3 / hr than 83m 3 / hr (step S1089).

<本発明の各実施形態の各種特徴>
図8は、本発明の上記各実施形態の特徴を示す。
<Various features of each embodiment of the present invention>
FIG. 8 shows the features of each of the above embodiments of the present invention.

本実施形態では、最初沈殿スペース12において、凝集剤を用いた沈殿処理を行っているため、流入水ファウリング物質や有機物をより多く除去できる。これによって、膜分離装置15における目詰まりを低減できるので、ブロワー16から膜洗浄用に送風するエネルギーを低減できる。また、薬品による膜の洗浄頻度も少なくなる。さらに、好気タンク14に曝気する空気量(補助散気量)も少なくできる。これらは、汚水処理システム1,1a,1bの省エネルギー化に寄与する(図8の(1),(5))。また、最初沈殿スペース12において積極的に汚泥を生成させ、かつリバース配管19を利用して好気タンク14からの汚泥も追加しているので、消化ガスや有機肥料等に利用する資源が増加する(図8の(7))。さらに、本実施形態では、低MLSS運転を行っているので、膜分離装置15において微生物によるファウリングを抑制できる(図8の(2))。本実施形態では、短HRT運転(約2時間)を行うので、好気タンク14の容量を従来よりも小さくできる。ここで、「HRT」は、水理学的滞留時間を意味する。これは、汚水処理システム1,1a,1bの省ペース化に寄与する(図8の(9))。 In the present embodiment, since the precipitation treatment using the coagulant is performed in the first precipitation space 12, more inflow water fouling substances and organic substances can be removed. As a result, clogging in the membrane separation device 15 can be reduced, so that the energy blown from the blower 16 for cleaning the membrane can be reduced. In addition, the frequency of cleaning the membrane with chemicals is reduced. Further, the amount of air exposed to the aerobic tank 14 (auxiliary aeration amount) can be reduced. These contribute to energy saving of the sewage treatment systems 1, 1a and 1b ((1) and (5) in FIG. 8). Further, since sludge is actively generated in the first settling space 12 and sludge from the aerobic tank 14 is also added by using the reverse pipe 19, resources used for digestion gas, organic fertilizer, etc. increase. ((7) in FIG. 8). Further, in the present embodiment, since the low MLSS operation is performed, fouling by microorganisms can be suppressed in the membrane separation device 15 ((2) in FIG. 8). In the present embodiment, since the short HRT operation (about 2 hours) is performed, the capacity of the aerobic tank 14 can be made smaller than before. Here, "HRT" means a hydraulic residence time. This contributes to saving the pace of the sewage treatment systems 1, 1a and 1b ((9) in FIG. 8).

低MLSS運転および低HRT運転は、短ASRT運転となり、その結果、自己分解ファウリングの発生の抑制および硝化反応の抑制になる。これは、膜分離装置15および好気タンク14に空気を送るブロワー16の省エネルギー化に寄与する(図8の(3),(4))。また、短ASRT運転は、余剰汚泥量の増加につながるため、消化ガスや有機肥料等に利用する資源が増加する(図8の(8))。また、溶存酸素濃度(DO)の低い運転(低DO運転)を実現できるので、酸素溶解速度を向上でき、補助散気量の低減に寄与する(図8の(6))。 The low MLSS operation and the low HRT operation result in a short ASRT operation, and as a result, the occurrence of autolysis fouling is suppressed and the nitrification reaction is suppressed. This contributes to energy saving of the blower 16 that sends air to the membrane separation device 15 and the aerobic tank 14 ((3) and (4) in FIGS. 8). In addition, the short ASRT operation leads to an increase in the amount of surplus sludge, so that the resources used for digestion gas, organic fertilizer, etc. increase ((8) in FIG. 8). Further, since the operation with a low dissolved oxygen concentration (DO) (low DO operation) can be realized, the oxygen dissolution rate can be improved, which contributes to the reduction of the amount of auxiliary air diffused ((6) in FIG. 8).

図9は、本発明の各実施形態と従来の膜分離活性汚泥法とを比較して示す。 FIG. 9 shows a comparison between each embodiment of the present invention and the conventional membrane separation activated sludge method.

図9の各二段で示す2つの表に示すように、本発明の各実施形態は、従来の膜分離活性汚泥法と比較して、多くの特徴を有する。従来の膜分離活性汚泥法では、凝集剤を使用せず、初沈SS除去率が40〜60%に留まっていた。また、余剰汚泥発生率が0.6〜0.8倍と低く、できるだけ余剰汚泥を発生させない運転方式が行われていた。また、従来のHRTは約6hrと長く、MLSS濃度は8000〜12000mg/Lと高濃度であった。さらに、DO濃度は1〜2mg/Lと比較的高く、生物処理の必要送風倍率は5倍程度と高かった。なお、該送風倍率は、膜洗浄空気による酸素溶解分を考慮しない場合の必要送風倍率である。また、硝化反応を積極的に行わせ、無酸素タンクを利用して脱窒するようにしていたので、反応タンク全体が大きかった。加えて、好気タンクから無酸素タンクに硝酸イオンを送るための硝化液循環ポンプも必要であった。 As shown in the two tables shown in each of the two stages of FIG. 9, each embodiment of the present invention has many features as compared with the conventional membrane separation activated sludge method. In the conventional membrane separation activated sludge method, no flocculant was used, and the initial deposition SS removal rate remained at 40 to 60%. In addition, the excess sludge generation rate is as low as 0.6 to 0.8 times, and an operation method that does not generate excess sludge as much as possible has been carried out. The conventional HRT was as long as about 6 hr, and the MLSS concentration was as high as 8000 to 12000 mg / L. Furthermore, the DO concentration was relatively high at 1 to 2 mg / L, and the required ventilation ratio for biological treatment was as high as about 5 times. The blast magnification is a required blast magnification when the oxygen dissolved by the membrane cleaning air is not taken into consideration. In addition, since the nitrification reaction was actively carried out and denitrification was performed using an oxygen-free tank, the entire reaction tank was large. In addition, a nitrifying liquid circulation pump was needed to send nitrate ions from the aerobic tank to the anoxic tank.

これに対して、本実施形態では、凝集剤を使って、初沈SS除去率を70質量%以上、より現実的には70〜90質量%の範囲にまで高めるようにしている。余剰汚泥発生率については、低減させずにむしろ増大させている(従来の0.6〜0.8倍に対して、2〜4倍)。HRTは1〜2時間と短く、MLSS濃度は750〜4000mg/Lと低いことも大きな特徴である。DO濃度は0.5〜1mg/Lと従来(1〜2mg/L)よりも低い。生物処理の必要送風倍率は従来よりも格段に低く1〜3倍である。これによって、ブロワー16に要するエネルギーを減らし、汚泥処理システム1,1a,1bを極めて低いコストにて運転できる。また、硝化反応を抑制しているため、無酸素タンクおよび硝化液循環ポンプは不要となる。 On the other hand, in the present embodiment, a flocculant is used to increase the initial deposition SS removal rate to 70% by mass or more, and more realistically to the range of 70 to 90% by mass. The surplus sludge generation rate is not reduced but rather increased (2 to 4 times compared to the conventional 0.6 to 0.8 times). A major feature is that the HRT is as short as 1 to 2 hours and the MLSS concentration is as low as 750 to 4000 mg / L. The DO concentration is 0.5 to 1 mg / L, which is lower than the conventional value (1 to 2 mg / L). The required ventilation ratio for biological treatment is much lower than before, and is 1 to 3 times. As a result, the energy required for the blower 16 can be reduced, and the sludge treatment systems 1, 1a and 1b can be operated at an extremely low cost. Moreover, since the nitrification reaction is suppressed, the oxygen-free tank and the nitrification liquid circulation pump become unnecessary.

<その他の実施形態>
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施形態に限られず、他の様々な態様に適用可能である。
<Other Embodiments>
Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be applied to various other aspects.

ブロワー16から好気タンク14に吹き込む空気に代えて、空気より酸素を高濃度若しくは低濃度で含む気体を用いても良い。すなわち、ブロワー16から好気タンク14に吹き込む気体は、酸素を含む気体であれば、空気に限定されない。また、ブロワー16の風量としては、生物処理の必要送風倍率(送風量/処理水量)が1〜3倍の範囲が好ましいが、1倍に近い方が好ましい。消毒槽としての塩素混和池17は、土木躯体の他、タンクの形態でも良い。また、上記各実施形態では、産物回収スペースの一例として最初沈殿スペース12を用いる例で説明したが、沈殿以外の産物回収方法として、例えば、ろ過を採用するろ過スペースを最初沈殿スペース12に代えて備えるようにしても良い。 Instead of the air blown from the blower 16 into the aerobic tank 14, a gas containing oxygen at a higher concentration or a lower concentration than the air may be used. That is, the gas blown from the blower 16 into the aerobic tank 14 is not limited to air as long as it is a gas containing oxygen. The air volume of the blower 16 is preferably in the range of 1 to 3 times, but is preferably close to 1 time, in the required air blowing ratio (air blowing amount / treated water amount) for biological treatment. The chlorine mixing pond 17 as a disinfection tank may be in the form of a tank as well as a civil engineering skeleton. Further, in each of the above embodiments, the first precipitation space 12 is used as an example of the product recovery space, but as a product recovery method other than precipitation, for example, the filtration space that employs filtration is replaced with the first precipitation space 12. You may be prepared.

第2送液ポンプ18は、好気タンク14から余剰汚泥を、継続的に最初沈殿スペース12に送るように運転しても良く、あるいは第2送液ポンプ18を間欠運転(1時間おき、1.5時間おきあるいは2時間おきなど)しても良い。第2送液ポンプ18の運転は、第2実施形態で説明したように各種センサ30a〜34を用いて精密に制御される方が好ましいが、予め、季節あるいは天候等の条件によって運転条件が分かっている場合には、上記各種センサ30a〜34を用いずに、固定の送液量にて第2送液ポンプ18を運転するようにしても良い。その場合でも、第2送液ポンプ18の送液量は、好ましくは、有機物濃度および硝化濃度がともに所定の許容範囲内になるように設定される。 The second liquid feed pump 18 may be operated so as to continuously send excess sludge from the aerobic tank 14 to the first settling space 12, or the second liquid feed pump 18 may be operated intermittently (every hour, 1). . May be every 5 hours or every 2 hours). It is preferable that the operation of the second liquid feed pump 18 is precisely controlled by using various sensors 30a to 34 as described in the second embodiment, but the operating conditions can be known in advance depending on the conditions such as the season or the weather. In this case, the second liquid feeding pump 18 may be operated with a fixed liquid feeding amount without using the various sensors 30a to 34. Even in that case, the liquid feed amount of the second liquid feed pump 18 is preferably set so that both the organic substance concentration and the nitrification concentration are within a predetermined allowable range.

各種センサ30a〜34を用いて第2送液ポンプ18を精密に制御する場合、第2送液ポンプ18による単位時間当たりの送液量(単位は、例えば、m/hr)は、膜分離装置15を下流側に通過した液体中の有機物濃度が高くなり過ぎないと共に低くなり過ぎないように、かつ好気タンク14内の硝化濃度が高くなり過ぎないように制御される。第2送液ポンプ18の送液量の絶対値は大きな意味を持たない。該送液量は、好気タンク14の容量、汚水の単位時間あたりの流入量などの諸条件によって変動するからである。第2送液ポンプ18の送液量は、上記有機物濃度および上記硝化濃度がともに許容範囲内になるように制御されている。有機物濃度の許容範囲は、好ましくは1〜3mg/Lあるいは2〜5mg/Lであり、その他に0〜1mg/L、0〜2mg/L、1〜2mg/Lの範囲内の任意の値を設定しても良い。また、硝化濃度の許容範囲は、好ましくは0〜5mg/L、より好ましくは1〜3mg/L、0〜1mg/L、0〜2mg/L、1〜2mg/Lの範囲内の任意の値である。 When the second liquid feed pump 18 is precisely controlled by using various sensors 30a to 34, the liquid feed amount per unit time (unit is, for example, m 3 / hr) by the second liquid feed pump 18 is membrane separation. The concentration of organic matter in the liquid passing downstream through the device 15 is controlled so as not to be too high and not too low, and the nitrification concentration in the aerobic tank 14 is not too high. The absolute value of the liquid feed amount of the second liquid feed pump 18 does not have a great meaning. This is because the liquid feed amount varies depending on various conditions such as the capacity of the aerobic tank 14 and the inflow amount of sewage per unit time. The liquid feed amount of the second liquid feed pump 18 is controlled so that both the organic substance concentration and the nitrification concentration are within an allowable range. The permissible range of the organic substance concentration is preferably 1 to 3 mg / L or 2 to 5 mg / L, and any other value within the range of 0 to 1 mg / L, 0 to 2 mg / L, and 1 to 2 mg / L can be used. You may set it. The allowable range of nitrification concentration is preferably 0 to 5 mg / L, more preferably 1 to 3 mg / L, 0 to 1 mg / L, 0 to 2 mg / L, and 1 to 2 mg / L. Is.

有機物濃度計34は、好ましくは、化学的酸素要求量測定計(COD計)であるが、全有機炭素量測定計(TOC計)あるいは紫外線吸光度計(UV計)でも良い。重力濃縮タンク20に代えて、前述のような機械濃縮機を採用しても良い。最初沈殿スペース12は、そこに流入してくる汚水中の凝集対象物質の70質量%以上を沈殿させる場所であるのが好ましいが、70〜90質量%あるいは80〜90質量%でも良い。 The organic substance concentration meter 34 is preferably a chemical oxygen demand measuring meter (COD meter), but may be a total organic carbon amount measuring meter (TOC meter) or an ultraviolet absorbance meter (UV meter). Instead of the gravity concentrating tank 20, a mechanical concentrator as described above may be adopted. The initial precipitation space 12 is preferably a place where 70% by mass or more of the substance to be aggregated in the sewage flowing into the precipitation space 12 is precipitated, but it may be 70 to 90% by mass or 80 to 90% by mass.

本発明は、汚水処理に利用できる。 The present invention can be used for wastewater treatment.

1,1a,1b 汚水処理システム
12 最初沈殿スペース(産物回収スペースの一例)
14 好気タンク
15 膜分離装置
16 ブロワー
17 塩素混和池(消毒槽の一例)
18 第2送液ポンプ(リバースポンプ)
19 リバース配管
20 重力濃縮タンク(濃縮スペースの一例)
30a 流量計A(第1流量計)
30b 流量計B(第2流量計)
30c 流量計C(第3流量計)
32 NH−N計A(第1アンモニア態窒素濃度計)
33 NH−N計B(第2アンモニア態窒素濃度計)
34 有機物濃度計(化学的酸素要求量測定計、全有機炭素量測定計、紫外線吸光度計など)
35 制御装置
1,1a, 1b Sewage treatment system 12 First settling space (example of product recovery space)
14 Aerobic tank 15 Membrane separation device 16 Blower 17 Chlorine mixing pond (an example of disinfection tank)
18 Second liquid feed pump (reverse pump)
19 Reverse piping 20 Gravity concentration tank (an example of concentration space)
30a Flowmeter A (1st flowmeter)
30b Flowmeter B (second flowmeter)
30c flow meter C (third flow meter)
32 NH 4- N meter A (1st ammonia nitrogen concentration meter)
33 NH 4- N meter B (second ammonia nitrogen concentration meter)
34 Organic matter densitometer (chemical oxygen demand meter, total organic carbon meter, ultraviolet absorbance meter, etc.)
35 Control device

Claims (5)

汚水と該汚水中の凝集対象物質を凝集させるための凝集剤とを含む混合物から前記凝集対象物質を産物として回収する産物回収スペースと、 該産物回収スペースにおいて回収処理を経た汚水中の有機物を、酸素存在下にて活性汚泥を利用して分解するための好気タンクと、
前記好気タンク内に空気を送気可能であって、前記活性汚泥中の微生物による生物処理に必要な送風を行うブロワーと、
前記好気タンク内の固形物と液体とを固液分離する膜分離装置と、
前記好気タンク内に存在する余剰汚泥を、リバースポンプにて前記産物回収スペースに戻すリバース配管と、
前記リバースポンプを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、好気的固形物滞留時間が水温25℃の条件で0.5〜1日の範囲内で、水温15℃の条件で1〜3日の範囲内になるように、前記リバースポンプによる前記余剰汚泥の引き抜き量を調整する汚水処理システム。
A product recovery space for recovering the substance to be aggregated as a product from a mixture containing sewage and a coagulant for aggregating the substance to be aggregated in the sewage, and an organic substance in the sewage that has undergone recovery treatment in the product recovery space. An aerobic tank for decomposing using activated sludge in the presence of oxygen,
A blower that can blow air into the aerobic tank and blows air necessary for biological treatment by microorganisms in the activated sludge.
A membrane separation device for solid-liquid separation of solids and liquids in the aerobic tank,
A reverse pipe that returns excess sludge existing in the aerobic tank to the product recovery space with a reverse pump, and
A control device that controls the reverse pump and
With
The control device reverses the aerobic solids so that the residence time is within the range of 0.5 to 1 day under the condition of water temperature of 25 ° C. and within the range of 1 to 3 days under the condition of water temperature of 15 ° C. Septic systems that adjust the pulling amount of the excess sludge by the pump.
記産物回収スペースの川上側の配管を流れる汚水の流量を測定するための第1流量計と、
前記リバース配管を流れる前記余剰汚泥の流量を測定するための第2流量計と、
前記産物回収スペースと該産物回収スペースから回収した汚泥を送る濃縮スペースとの間を流れる汚泥の流量を測定するための第3流量計と、
前記産物回収スペースと前記好気タンクとの間を流れる前記汚水のアンモニア態窒素濃度を測定するための第1アンモニア態窒素濃度計と、
前記膜分離装置の出口より下流側の液体のアンモニア態窒素濃度を測定するための第2アンモニア態窒素濃度計と、
前記膜分離装置の出口より下流側の液体の有機物濃度を測定するための有機物濃度計と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1アンモニア態窒素濃度計による計測値が、汚水のアンモニア態窒素濃度の下限値以下であるか否かを判別するNH −N計計測値判別部と、
前記有機物濃度計からの計測値から計算された推定BODが、前記推定BODの上限値以上であるか否かを判別する第1推定BOD演算値判別部と、
前記推定BODが、前記推定BODの下限値以下であるか否かを判別する第2推定BOD演算値判別部と、
前記推定BODが前記推定BODの下限値以下である場合において、タンク内流下時間前のNH −N濃度から所定時刻のNH −N濃度を引いて計算される硝化濃度が、前記硝化濃度の上限値以上であるか否かを判別する第1硝化濃度演算値判別部と、
前記推定BODが前記推定BODの下限値を超えている場合において、前記硝化濃度が前記硝化濃度の上限値以上であるか否かを判別する第2硝化濃度演算値判別部と、
前記NH −N計計測値判別部、前記第1推定BOD演算値判別部、前記第2推定BOD演算値判別部、前記第1硝化濃度演算値判別部および前記第2硝化濃度演算値判別部の各種判別結果に基づいて、好気タンクからの余剰汚泥の引き抜き量を決定する余剰汚泥引き抜き量決定部と、
を含み、
前記余剰汚泥引き抜き量決定部は、
前記第1アンモニア態窒素濃度計による計測値が前記アンモニア態窒素濃度の下限値以下である場合に、または
前記第1アンモニア態窒素濃度計による計測値が前記アンモニア態窒素濃度の下限値を超えていて前記推定BODが前記推定BODの上限値未満で下限値を超え且つ前記硝化濃度が前記硝化濃度の上限値未満である場合に引き抜き量を維持し、
前記第1アンモニア態窒素濃度計による計測値が前記アンモニア態窒素濃度の下限値を超えている場合において、前記推定BODが前記推定BODの上限値以上のときに引き抜き量を減少させ、
前記第1アンモニア態窒素濃度計による計測値が前記アンモニア態窒素濃度の下限値を超えている場合において、前記推定BODが前記推定BODの上限値未満で下限値以下のときに、または前記推定BODが前記推定BODの上限値未満で下限値を超えているときで且つ前記硝化濃度が前記硝化濃度の上限値以上のときに引き抜き量を増加させる決定をすることを特徴とする請求項1に記載の汚水処理システム。
A first flow meter for measuring the flow rate of sewage flowing through the upstream side of the pipe before the SL product recovery space,
A second flow meter for measuring the flow rate of the excess sludge flowing through the reverse pipe, and
A third flow meter for measuring the flow rate of sludge flowing between the product recovery space and the concentration space for sending sludge collected from the product recovery space, and
A first ammonia nitrogen concentration meter for measuring the ammonia nitrogen concentration of the sewage flowing between the product recovery space and the aerobic tank, and
A second ammonia nitrogen concentration meter for measuring the ammonia nitrogen concentration of the liquid downstream from the outlet of the membrane separation device, and
An organic substance concentration meter for measuring the organic substance concentration of the liquid downstream from the outlet of the membrane separation device, and
With
The control device is
The NH 4- N meter measurement value determination unit for determining whether or not the value measured by the first ammonia nitrogen concentration meter is equal to or less than the lower limit of the ammonia nitrogen concentration in sewage .
A first estimated BOD calculation value determination unit for determining whether or not the estimated BOD calculated from the measured value from the organic matter densitometer is equal to or higher than the upper limit value of the estimated BOD.
A second estimated BOD calculation value determining unit for determining whether or not the estimated BOD is equal to or less than the lower limit of the estimated BOD,
When the estimated BOD is equal to or less than the lower limit of the estimated BOD, the nitrification concentration calculated by subtracting the NH 4- N concentration at a predetermined time from the NH 4- N concentration before the inflow time into the tank is the nitrification concentration. The first nitrification concentration calculation value determination unit that determines whether or not it is equal to or higher than the upper limit value,
When the estimated BOD exceeds the lower limit of the estimated BOD, the second nitrification concentration calculation value determination unit for determining whether or not the nitrification concentration is equal to or higher than the upper limit of the nitrification concentration,
The NH 4- N meter measurement value discrimination unit, the first estimated BOD calculation value discrimination unit, the second estimated BOD calculation value discrimination unit, the first nitrification concentration calculation value discrimination unit, and the second nitrification concentration calculation value discrimination unit. Excess sludge extraction amount determination unit that determines the amount of excess sludge extracted from the aerobic tank based on the various discrimination results of
Including
The excess sludge withdrawal amount determination unit
When the value measured by the first ammonia nitrogen concentration meter is equal to or less than the lower limit of the ammonia nitrogen concentration, or
The value measured by the first ammonia nitrogen concentration meter exceeds the lower limit of the ammonia nitrogen concentration, the estimated BOD is less than the upper limit of the estimated BOD and exceeds the lower limit, and the nitrification concentration is the upper limit of the nitrification concentration. If it is less than the value, maintain the withdrawal amount and
When the value measured by the first ammonia nitrogen concentration meter exceeds the lower limit of the ammonia nitrogen concentration and the estimated BOD is equal to or more than the upper limit of the estimated BOD, the extraction amount is reduced.
When the value measured by the first ammonia nitrogen concentration meter exceeds the lower limit of the ammonia nitrogen concentration, the estimated BOD is less than the upper limit of the estimated BOD and less than or equal to the lower limit, or the estimated BOD. The first aspect of claim 1, wherein the drawing amount is determined to be increased when the amount is less than the upper limit of the estimated BOD and exceeds the lower limit and the nitrification concentration is equal to or higher than the upper limit of the nitrification concentration. Sewage treatment system.
前記有機物濃度計は、化学的酸素要求量測定計、全有機炭素量測定計および紫外線吸光度計の内の少なくとも1つである請求項に記載の汚水処理システム。 The sewage treatment system according to claim 2 , wherein the organic matter concentration meter is at least one of a chemical oxygen demand meter, a total organic carbon meter, and an ultraviolet absorbance meter. 前記産物回収スペースは、そこに流入してくる前記汚水中の前記凝集対象物質の70質量%以上を回収することを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の汚水処理システム。 The sewage treatment according to any one of claims 1 to 3 , wherein the product recovery space recovers 70% by mass or more of the substance to be aggregated in the sewage flowing into the space. system. 請求項1に記載の汚水処理システムを用いた汚水処理方法であって、
前記産物回収スペースに汚水を入れる前に、汚水に凝集剤を投入する凝集剤投入ステップと、
前記産物回収スペースにて、汚水と凝集剤との混合物から凝集対象物を回収する回収ステップと、
前記産物回収スペースから、回収処理後の汚水を前記好気タンクに送液する好気タンク送液ステップと、
前記好気タンクの前記汚水と活性汚泥との混合物内に空気を吹き込む曝気ステップと、
前記好気タンク内の前記活性汚泥を利用して、前記好気タンクに送り込まれた前記汚水中の有機物を分解する処理を少なくとも含む浄化処理を行う浄化処理ステップと、
前記膜分離装置にて前記好気タンク内の固体と液体の混合物を固液分離する固液分離ステップと、
前記リバース配管によって、前記好気タンク内の余剰汚泥を、前記リバースポンプによって前記産物回収スペースに戻す余剰汚泥リバースステップと、
を含み、
前記余剰汚泥リバースステップにおいて、前記リバースポンプを制御する制御装置を用いて、好気的固形物滞留時間が水温25℃の条件で0.5〜1日の範囲で、水温15℃の条件で1〜3日の範囲内になるように、前記リバースポンプによる前記余剰汚泥の引き抜き量を調整する汚水処理方法。
A sewage treatment method using the sewage treatment system according to claim 1.
Before filling the product recovery space with sewage, a coagulant charging step of adding a coagulant to the sewage and
In the product recovery space, a recovery step of recovering an object to be aggregated from a mixture of sewage and a coagulant, and a recovery step.
An aerobic tank liquid feeding step of feeding the recovered sewage from the product recovery space to the aerobic tank,
An aeration step of blowing air into a mixture of the sewage and activated sludge in the aerobic tank,
A purification treatment step of performing a purification treatment including at least a treatment of decomposing organic matter in the sewage sent into the aerobic tank using the activated sludge in the aerobic tank.
A solid-liquid separation step of solid-liquid separating a mixture of a solid and a liquid in the aerobic tank with the membrane separation device.
The excess sludge reverse step of returning the excess sludge in the aerobic tank to the product recovery space by the reverse pump by the reverse piping, and
Only including,
In the excess sludge reverse step, using the control device that controls the reverse pump, the aerobic solid matter residence time is in the range of 0.5 to 1 day under the condition of water temperature 25 ° C., and 1 under the condition of water temperature 15 ° C. A sewage treatment method for adjusting the amount of excess sludge drawn out by the reverse pump so as to be within the range of ~ 3 days .
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