JP7478656B2 - 下水処理システム - Google Patents

Description

本発明は、下水処理システムに関する。

下水処理システムにおける水処理装置では、一般的に以下の手順で下水を処理する。

最初に、最初沈殿池にて下水中の固形分を除去する。最初沈殿池にて分離される固形分は最初沈殿池汚泥として汚泥処理へと移送される。最初沈殿池にて固形分が分離された最初沈殿池流出水は、反応槽へと移送される。

次に、反応槽にて微生物（以下、活性汚泥）の働きを使用する生物処理により、有機物や窒素などを除去する。反応槽にて有機物や窒素などが除去された反応槽流出水は、最終沈殿池へと移送される。

最後に、最終沈殿池にて活性汚泥を沈降分離する。最終沈殿池にて沈降分離される活性汚泥は反応槽へと返送され、再び、有機物や窒素などを除去するために使用される。最終沈殿池にて活性汚泥が沈殿分離された上澄み水（以下、処理水）は、消毒処理され、公共用水域へと放流される。

一方、下水と雨水とを同一の配管で下水処理場へと集約する合流式下水道における下水処理システムでは、一般的に、最大計画汚水量を超過する下水は、簡易処理される。簡易処理では、最初沈殿池にて下水中の固形分が除去され、最初沈殿池にて固形分が分離された最初沈殿池流出水が、消毒処理され、公共用水域へと放流される。

簡易処理では、生物処理を経ずに、最初沈殿池流出水が公共用水域へと放流されるため、公共用水域への水質悪化が懸念される。

一方、反応槽へと移送される最初沈殿池流出水の流入水量を急激に増加させると、必然的に、最終沈殿池へと移送される反応槽流出水の流入水量が増加する。このため、最終沈殿池に流入する活性汚泥が増加し、最終沈殿池からの活性汚泥の流出が懸念される。

こうした技術分野における背景技術として、特開２０１８－１１８１８４号公報（以下、特許文献１）がある。

特許文献１には、最初沈殿池、最初沈殿池から流入する最初沈殿池流出水を活性汚泥により処理する反応槽、最終沈殿池、最初沈殿池と反応槽とを接続する配管に設置される流量調整弁、反応槽へ流入する最初沈殿池流出水の流量を計測する流量計、及び、反応槽の活性汚泥濃度を計測するＭＬＳＳ計、を有する水処理装置と、ＭＬＳＳ計により計測される活性汚泥濃度の計測値に基づいて、最初沈殿池流出水の流量の上限値を算出する流量上限値算出部、及び、最初沈殿池流出水の流量の上限値を超過しないように流量調整弁の開度を制御する流量調整弁開度制御部、を有する水処理制御装置と、を有する水処理システムが記載されている。

特開２０１８－１１８１８４号公報

特許文献１には、最初沈殿池流出水の流入水量が急激に増加するような場合であっても、反応槽における生物処理量を最大限確保し、最終沈殿池から流出する活性汚泥の流出量を低減する水処理システムが記載されている。

しかし、特許文献１には、最終沈殿池における水面から活性汚泥界面までの距離と最終沈殿池から流出する処理水の越流量とを考慮し、処理水のＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ、浮遊物質）濃度を推定する下水処理システムは記載されていない。

つまり、最終沈殿池における活性汚泥の沈降状況のみでは（最終沈殿池における水面から活性汚泥界面までの距離のみでは）、処理水のＳＳ濃度の推定精度が低下する恐れがあり、最終沈殿池から流出する活性汚泥の流出量を低減することできない恐れがある。

そこで、本発明は、最終沈殿池における水面から活性汚泥界面までの距離と、最終沈殿池から流出する処理水の越流量と、を考慮し、処理水のＳＳ濃度を推定し、運転支援情報として、この推定結果を表示し、運転管理者に対して運転支援する下水処理システムを提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の下水処理システムは、被処理水を処理する反応槽と、反応槽から流出する流出水から活性汚泥を沈降分離し、処理水を流出する最終沈殿池と、反応槽へ流入する流入水の流量を推定する流入水量推定部と、反応槽内の活性汚泥（ＭＬＳＳ）濃度を計測するＭＬＳＳ計と、を有し、更に、流入水量推定部における出力値とＭＬＳＳ計における出力値とに基づいて、最終沈殿池の汚泥界面高さを推定する汚泥界面高さ推定部と、汚泥界面高さ推定部における出力値と流入水量推定部における出力値とである、時刻ｔにおける前記反応槽へ流入する流入水の流量Ｑｉｎ（ｔ）（ｍ３／ｈ）、計算周期Δｔ（ｈ）、前記最終沈殿池の水面積Ａ（ｍ２）、前記最終沈殿池の有効水深Ｈｔａｎｋ（ｍ）、前記汚泥界面高さの推定結果Ｈｓ（ｍ）に基づいて、越流／清澄比Ｒを、後述の実施例１に記載の式（２）を使用し、算出し、越流／清澄比に基づいて、処理水の水質を推定する処理水水質推定部と、処理水水質推定部における出力値を表示する運転支援情報表示部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、最終沈殿池における水面から活性汚泥界面までの距離と、最終沈殿池から流出する処理水の越流量と、を考慮し、処理水のＳＳ濃度を推定し、運転支援情報として、この推定結果を表示し、運転管理者に対して運転支援する下水処理システムを提供することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果については、下記する実施例の説明により明らかにされる。

実施例１に記載する下水処理システム５１を説明する説明図である。 実施例１に記載する運転支援情報表示部１６の表示例１を説明する説明図である。 実施例１に記載する運転支援情報表示部１６の表示例２を説明する説明図である。 実施例２に記載する下水処理システム５２を説明する説明図である。 実施例２に記載する処理水１０４のＳＳ濃度の推定及び表示を説明するフロー図である。 実施例２に記載する運転支援情報表示部１６の表示例３を説明する説明図である。 実施例３に記載する下水処理システム５３を説明する説明図である。 実施例３に記載する運転支援情報表示部１６の表示例４を説明する説明図である。 実施例４に記載する下水処理システム５４を説明する説明図である。 実施例４に記載する運転支援情報表示部１６の表示例５を説明する説明図である。 実施例５に記載する下水処理システム５５を説明する説明図である。

以下、本発明の実施例を、図面を使用し、説明する。なお、実質的に同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。

なお、本実施例に記載する下水処理システムは、処理方式として標準活性汚泥法（活性汚泥を使用し、有機物や窒素などを除去する方法）を使用する。

先ず、実施例１に記載する下水処理システム５１を説明する。

図１は、実施例１に記載する下水処理システム５１を説明する説明図である。

なお、下水処理システム５１は、水処理装置と水処理制御装置とを有する。そして、特に、下水処理システム５１は、下水と雨水とを同一の配管で下水処理場へと集約する合流式下水道に使用されることが好ましい。

（水処理装置の構成）
水処理装置は、主な構成要素として、最初沈殿池１と、反応槽（生物反応槽）の一形態である好気槽２と、最終沈殿池３と、を有する。

最初沈殿池１は、流入する被処理水である下水１００から、下水１００中の固形分を沈降分離し、下水１００中の固形分を除去する。最初沈殿池１にて沈降分離される固形分は、最初沈殿池汚泥として汚泥処理へと移送される。最初沈殿池１にて固形分が沈降分離された最初沈殿池流出水の一部又は全部は、好気槽流入水１０１（好気槽２における被処理水）として、好気槽２へと移送される。なお、最初沈殿池流出水の一部（最大計画汚水量を超過する最初沈殿池流出水）は、簡易処理水１０２として、消毒処理され、公共用水域へと放流される場合がある。

好気槽２は、活性汚泥の働きを使用し、生物処理により、有機物や窒素などを除去する。好気槽２には、好気槽流入水１０１と最終沈殿池３から返送される活性汚泥である返送汚泥１０３とが流入し、活性汚泥中の好気性従属栄養細菌により有機物が酸化（有機物が除去）されると共に、活性汚泥中の硝化細菌によりアンモニア性窒素が硝酸性窒素に酸化され、硝化され（アンモニア性窒素が除去）される。そして、好気槽２にて有機物や窒素などが除去され、好気槽２から流出する好気槽流出水（反応槽流出水（活性汚泥混合液）：最終沈殿池３に流入する最終沈殿池流入水）は、最終沈殿池３へと移送される。

なお、好気槽２には、好気槽２に空気を供給する散気部４が設置される。散気部４には、散気部４に空気を供給するブロワ５が接続される。

最終沈殿池３は、最終沈殿池流入水から活性汚泥を沈降分離（固液分離）する。最終沈殿池３にて活性汚泥が沈殿分離された上澄み水（以下、処理水１０４）は、消毒処理され、公共用水域へと放流される。最終沈殿池３にて沈降分離される活性汚泥の一部は、返送汚泥１０３として、返送ポンプ６により、好気槽２へと返送され、再び、有機物や窒素などを除去する一連の生物処理に使用される。一方、最終沈殿池３にて沈降分離される活性汚泥の残り（数パーセント程度）は、余剰汚泥１０５として、余剰汚泥ポンプ７により、汚泥処理へと移送される。

（水処理装置に設置されるセンサの構成）
次に、水処理装置に設置されるセンサについて説明する。

最初沈殿池１と好気槽２とを接続する流路には、流入水量推定部である流量計８が設置され、好気槽２へ流入する好気槽流入水１０１の流量を計測する。なお、好気槽流入水１０１の流量は、最初沈殿池１の上流側に流量計（図示なし）を設置し、下水１００の流量を計測し、汚泥量計（図示なし）にて汚泥処理へと移送される最初沈殿池汚泥量を計測し、流量計（図示なし）にて簡易処理水１０２の流量を計測し、下水１００の流量から、最初沈殿池汚泥量及び簡易処理水１０２の流量を減算し、推定してもよい。

返送汚泥１０３の流路には、引抜汚泥量計測部の１つである返送汚泥量計９が設置され、返送汚泥１０３の流量を計測する。

余剰汚泥１０５の流路には、引抜汚泥量計測部の１つである余剰汚泥量計１０が設置され、余剰汚泥１０５の流量を計測する。

好気槽２には、ＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ Ｌｉｑｕｏｒ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ、活性汚泥：浮遊物質）計１１と、水温計１２と、ＳＶＩ（Ｓｌｕｄｇｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｉｎｄｅｘ、汚泥容量指標）計１３と、が設置される。そして、ＭＬＳＳ計１１により、好気槽２内のＭＬＳＳ濃度を計測し、水温計１２により好気槽２内の水温を計測し、ＳＶＩ計１３により好気槽２内の活性汚泥のＳＶＩを計測する。なお、最終沈殿池３にも、水温計（図示なし）を設置し、最終沈殿池３内の水温を計測してもよい。また、ＳＶＩ計１３は、好気槽２内の活性汚泥の沈降性指標を計測する汚泥沈降性指標計測部である。

（水処理制御装置の構成）
実施例１に記載する水処理制御装置は、主な構成要素として、汚泥界面高さ推定部１４と、処理水ＳＳ濃度推定部１５と、運転支援情報表示部１６と、を有する。

汚泥界面高さ推定部１４は、流量計８と、返送汚泥量計９と、余剰汚泥量計１０と、ＭＬＳＳ計１１と、水温計１２と、ＳＶＩ計１３と、に接続する。

そして、汚泥界面高さ推定部１４は、流量計８と、返送汚泥量計９と、余剰汚泥量計１０と、ＭＬＳＳ計１１と、水温計１２と、ＳＶＩ計１３とから、好気槽流入水１０１の流量と、返送汚泥１０３の流量と、余剰汚泥１０５の流量と、ＭＬＳＳ濃度と、水温と、ＳＶＩと、を入力し、汚泥界面高さ（最終沈殿池３の底部から活性汚泥界面までの高さ）を推定する。

処理水水質推定部の１つである処理水ＳＳ濃度推定部１５は、流量計８と汚泥界面高さ推定部１４とに接続する。そして、処理水ＳＳ濃度推定部１５は、流量計８と汚泥界面高さ推定部１４とから、好気槽流入水１０１の流量と最終沈殿池３の汚泥界面高さとを入力し、処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。

運転支援情報表示部１６は、処理水ＳＳ濃度推定部１５に接続する。そして、運転支援情報表示部１６は、処理水ＳＳ濃度推定部１５から、推定される処理水１０４のＳＳ濃度を入力し、運転支援情報として、処理水１０４のＳＳ濃度を表示する。

（汚泥界面高さ推定部１４における最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さの推定方法）
次に、汚泥界面高さ推定部１４における最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さの推定方法について説明する。

この推定方法では、単位時間当たりに最終沈殿池３に流入する活性汚泥を１つの汚泥柱とみなし、最終沈殿池３の最上流に設定される汚泥柱を汚泥柱１と定義し、これよりも下流に設定される汚泥柱を汚泥柱２、汚泥柱３、汚泥柱４・・・（汚泥柱２以降）と定義する。そして、各時刻である計算周期（例えば、１～１０分）ごとに、各汚泥柱の位置、界面下降速度、汚泥界面高さ、活性汚泥の濃度を更新する。

位置は、押出し流れの概念に基づいて、最終沈殿池３に流入する最終沈殿池流入水の流量、つまり、好気槽流入水１０１の流量と返送汚泥１０３の流量との合計値に比例した距離（合計値を最終沈殿池３の流通方向に垂直な断面積で除算した値）だけ、水平方向に移動するものとする。つまり、この合計値が大きいほど、この距離も大きい。

界面下降速度は、式（１）において、対象の汚泥柱の活性汚泥濃度、水温、ＳＶＩに基づいて、界面下降速度Ｖ_ｄｏｗｎとして、算出される。汚泥柱の活性汚泥濃度は、汚泥界面高さが低下するにつれて、上昇するため、最終沈殿池３の上流側に比較して、その下流側は、界面下降速度Ｖ_ｄｏｗｎが小さくなる。

汚泥界面高さは、式（１）で算出される界面下降速度Ｖ_{ｄｏｗｎ＿i}に基づいて、算出される。なお、汚泥界面高さの計算値は、最終沈殿池３の流入部（上流側）では最も大きくなり、最終沈殿池３の流入部から最終沈殿池３の流出部（下流側）に向かって徐々に下降し、最終沈殿池３の流出部では最も小さくなる。

そして、最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さは、最終沈殿池３の流出部に到達した汚泥柱の汚泥界面高さとして、算出される。最終沈殿池３に流入してから流出するまでの時間（滞留時間）は、最終沈殿池３の体積を、好気槽流入水１０１の流量と返送汚泥１０３の流量との合計値の累積値で除した値となるため、この合計値が大きいほど、滞留時間は小さくなり、最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さは大きくなる。

活性汚泥濃度について、最終沈殿池３の最上流に設定される汚泥柱１（式（１）におけるＸ_＿１）では、ＭＬＳＳ濃度（ＭＬＳＳ計１１の計測値）を使用する。なお、汚泥柱２以降では、汚泥界面高さに反比例して上昇するものとする。つまり、例えば、汚泥界面高さが１／２に下降すると、ＭＬＳＳ濃度は２倍に上昇する。

そして、汚泥界面高さ推定部１４は、計算周期ごとにおける水平方向及び鉛直方向の変化を追跡し、最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さを推定し、処理水ＳＳ濃度推定部１５に、この汚泥界面高さを出力する。

ここで、Ｖ_{ｄｏｗｎ＿i}（ｔ）（ｍ／ｈ）は時刻ｔにおける汚泥柱ｉ(ｉ:最終沈殿池３の流入部（最上流）から数えた汚泥柱の番号)の界面下降速度、Ｘ_＿ｉ（ｔ）（ｇ／Ｌ）は時刻ｔにおける汚泥柱ｉの活性汚泥（ＭＬＳＳ）濃度、Ｑｉｎ（ｔ）（ｍ^３／ｈ）は時刻ｔにおける好気槽流入水１０１の流量、Ｑｒ（ｔ）（ｍ^３／ｈ）は時刻ｔにおける返送汚泥１０３の流量、Ｑ_ｅｘ（ｔ）（ｍ^３／ｈ）は時刻ｔにおける余剰汚泥１０５の流量、Ａ（ｍ^２）は最終沈殿池３の水面積であり、Ｖ_０（ｍ／ｈ）、ｋ（Ｌ／ｇ）は係数であり、水温やＳＶＩの関数として表される場合がある。なお、例えば、水温が低い場合、Ｖ_０は小さくなり、ｋは大きくなる。また、例えば、ＳＶＩが小さい場合、Ｖ_０は大きくなり、ｋは小さくなる。

なお、水温が高い場合には、活性汚泥は沈降しやすく、水温が低い場合には、活性汚泥は沈降しにくい。また、ＳＶＩが小さい場合には、活性汚泥は沈降しやすく、ＳＶＩが大きい場合には、活性汚泥は沈降しにくい。

このように、最終沈殿池３への活性汚泥の流入負荷、又は、最終沈殿池３の流入部から最終沈殿池３の流出部までの活性汚泥の挙動を模擬する活性汚泥の汚泥沈降モデルは、最終沈殿池３の流入部から最終沈殿池３の流出部までの活性汚泥の沈降過程を模擬し、追跡する。そして、活性汚泥の汚泥沈降モデルを使用することにより、最終沈殿池３における活性汚泥の沈降状況を精度よく推定することができる。

（処理水ＳＳ濃度推定部１５における処理水１０４のＳＳ濃度の推定方法）
次に、処理水ＳＳ濃度推定部１５における処理水１０４のＳＳ濃度の推定方法について説明する。

汚泥界面高さが同様であっても、単位時間当たりの、最終沈殿池３から流出する処理水１０４の越流量が大きいほど、処理水１０４中への活性汚泥の流出量は大きくなり、処理水１０４のＳＳ濃度も大きくなる。つまり、汚泥界面高さのみによる処理水１０４のＳＳ濃度の推定では、処理水１０４の越流量を考慮していないため、処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度が低下する恐れがある。

そこで、実施例１では、最終沈殿池３の流出部における水面から活性汚泥界面までの距離に対する越流高さ（処理水１０４の越流量÷最終沈殿池３の水面積Ａ）を、越流／清澄比Ｒとし、越流／清澄比Ｒを使用し、処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。

ここで、越流／清澄比Ｒを、式（２）を使用し、算出する。

なお、処理水１０４の越流量、つまり、処理水１０４の流量は、好気槽流入水１０１の流量（流量計８の計測値）とみなす。

ここで、Ｒ（－）は越流／清澄比、Ｑｉｎ（ｔ）（ｍ^３／ｈ）は時刻ｔにおける好気槽流入水１０１の流量、Δｔ（ｈ）は計算周期、Ａ（ｍ^２）は最終沈殿池３の水面積、Ｈ_ｔａｎｋ（ｍ）は最終沈殿池３の有効水深、Ｈ_Ｓ（ｍ）は汚泥界面高さの算出結果である。

なお、Ｑｉｎ×Δｔは、計算周期における処理水１０４の越流量であり、Ｑｉｎ×Δｔ／Ａは、処理水１０４の越流部分の高さであり、Ｈ_ｔａｎｋ－Ｈ_Ｓは、最終沈殿池３における清澄部分の高さである。

そして、越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を、推定式（近似式）として、予め構築する。つまり、予め構築する越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を示す推定式を使用し、式（２）にて算出する越流／清澄比Ｒから処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。

このように、実施例１によれば、最終沈殿池３の流出部における水面から活性汚泥界面までの距離（Ｈ_ｔａｎｋ－Ｈ_Ｓ）と最終沈殿池３から流出する処理水１０４の越流量（Ｑｉｎ×Δｔ）とを考慮し、処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。そして、処理水１０４のＳＳ濃度の推定する際に、越流／清澄比Ｒを使用することにより、処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度を向上させることができる。

（下水処理システム５１の構成）
実施例１に記載する下水処理システム５１（水処理装置）は、以下の構成を有する。
（１）好気槽流入水１０１に対して、活性汚泥の働きを使用し、生物処理を実行する好気槽２（反応槽）。
（２）好気槽２から流出する好気槽流出水（反応槽流出水）から活性汚泥を沈降分離し、処理水１０４を流出する最終沈殿池３。
（３）好気槽２へ流入する好気槽流入水１０１の流量を計測する流量計８（流入水量推定部）。
（４）好気槽２のＭＬＳＳ濃度を計測するＭＬＳＳ計１１。
（５）好気槽２の水温を計測する水温計１２。
（６）好気槽２のＳＶＩ（活性汚泥の沈降性指標）を計測するＳＶＩ計１３（汚泥沈降性指標計測部）。
（７）返送汚泥１０３の流量（最終沈殿池３からの引抜汚泥量）を計測する返送汚泥量計９（引抜汚泥量計測部）。
（８）余剰汚泥１０５の流量（最終沈殿池３からの引抜汚泥量）を計測する余剰汚泥量計１０（引抜汚泥量計測部）。

そして、実施例１に記載する下水処理システム５１（水処理制御装置）は、更に、以下の構成を有する。
（１）流量計８の計測値（流入水量推定部の出力値）と、返送汚泥量計９の計測値（引抜汚泥量計測部の出力値）と、余剰汚泥量計１０の計測値（引抜汚泥量計測部の出力値）と、ＭＬＳＳ計１１の計測値（ＭＬＳＳ計１１の出力値）と、水温計１２の計測値（水温計１２の出力値）と、ＳＶＩ計１３の計測値（ＳＶＩ計１３（汚泥沈降性指標計測部）の出力値）と、に基づいて、最終沈殿池３における活性汚泥の沈降状況を示す指標である、最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さを推定する汚泥界面高さ推定部１４。
（２）最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さである汚泥界面高さ推定部１４の出力値と、処理水１０４の越流量を示す指標である、流量計８の計測値（流入水量推定部の出力値）と、に基づいて、越流／清澄比Ｒを算出し、越流／清澄比Ｒに基づいて、処理水１０４のＳＳ濃度（水質）を推定する処理水ＳＳ濃度推定部１５（処理水水質推定部）。
（３）運転支援情報の一つとして、処理水１０４のＳＳ濃度（水質）である処理水ＳＳ濃度推定部１５の出力値（処理水１０４の水質である処理水水質推定部の出力値）を表示する運転支援情報表示部１６。

このように、下水処理システム５１によれば、最終沈殿池３の流出部における水面から活性汚泥界面までの距離（Ｈ_ｔａｎｋ－Ｈ_Ｓ）と処理水１０４の越流量（Ｑｉｎ×Δｔ）とを考慮し、処理水１０４のＳＳ濃度（水質）を推定する。そして、処理水１０４のＳＳ濃度（水質）を推定する際に、越流／清澄比Ｒを使用することにより、処理水１０４のＳＳ濃度（水質）の推定精度を向上させることができる。

そして、下水処理システム５１によれば、最終沈殿池３における活性汚泥の沈降状況を示す指標として最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さと、最終沈殿池３からの活性汚泥の流出を示す指標として処理水１０４の越流量と、の両方を考慮して、現時刻の処理水１０４のＳＳ濃度を精度よく推定することができる。

更に、下水処理システム５１によれば、運転支援情報の一つとして、この推定結果を表示し、運転管理者は、下水１００の処理状況を正確に判断することができ、運転管理者による操作量の変更などを適切にかつ効率的に、運転支援することができ、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出量を低減することができる。そして、運転管理者は、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出状況の実態及び兆候を早期に把握することができ、適切なかつ効率的な運転を実現することができる。

このように、実施例１では、最終沈殿池３における活性汚泥の沈降状況のみではなく、最終沈殿池３の流出部における水面から活性汚泥界面までの距離と、処理水１０４の越流量と、を考慮し、処理水１０４のＳＳ濃度を推定し、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出量を低減する。

なお、処理水１０４のＳＳ濃度（水質）には、処理水１０４の活性汚泥濃度や処理水１０４の濁度も含まれる。また、水質は、処理水１０４のＳＳ（浮遊物質、懸濁物質）、有機物、窒素などの濃度である。

次に、実施例１に記載する運転支援情報表示部１６の表示例１を説明する。

図２Ａは、実施例１に記載する運転支援情報表示部１６の表示例１を説明する説明図である。

表示例１は、下水処理システム５１における現時刻（ｔ）の計測値及び推定値を示す図である。

表示例１では、好気槽流入水１０１の流量が３００（ｍ^３／ｈ）、ＭＬＳＳ濃度が１５００（ｍｇ／Ｌ）、水温が２０（℃）、ＳＶＩが１００（ｍｇ／Ｌ）、返送汚泥１０３の流量（返送汚泥量）が１００（ｍ^３／ｈ）、余剰汚泥１０５の流量（余剰汚泥量）が１（ｍ^３／ｈ）の場合（計測値）に、処理水１０４のＳＳ濃度（推定値）が５（ｍｇ／Ｌ）と推定されている例を示す。

なお、実施例１では、Ｖ_０としてはｅｘｐ（２．０２８）（ＤＳＶＩ）やｅｘｐ（２．０７６）（ＳＳＶＩ）を使用し、ｋとしては０．１０３０＋０．００２５５×ＤＳＶＩや０．０５８３＋０．００４０５×ＳＳＶＩを使用する。また、Ｘとしては計算周期ごとにおける各汚泥柱の活性汚泥濃度を使用する。また、Ａ、Ｈ_ｔａｎｋとしては、最終沈殿池３における設計値を使用する。

次に、実施例１に記載する運転支援情報表示部１６の表示例２を説明する。

図２Ｂは、実施例１に記載する運転支援情報表示部１６の表示例２を説明する説明図である。

表示例２の左側の図は、トレンドデータを示し、好気槽流入水１０１の流量（計測値）、及び、処理水１０４のＳＳ濃度（推定値）、の時間変化を示す図である。

表示例２の左側の図では、好気槽流入水１０１の流量の増加に伴い、処理水１０４のＳＳ濃度が上昇している。つまり、表示例２の左側の図では、流量計８における出力値と処理水ＳＳ濃度推定部１５における出力値との関係を示す。

表示例２の右側の図は、現在の運転情報を示し、現時刻（現在）の好気槽流入水１０１の流量（計測値）、及び、現時刻（現在）の処理水１０４のＳＳ濃度（推定値）を示す。

実施例１によれば、処理水１０４のＳＳ濃度を計測する計測計を設置することなく、処理水１０４のＳＳ濃度を精度よく推定することができる。そして、雨天時における懸念事項である処理水１０４の水質悪化（最終沈殿池３からの活性汚泥の流出）を検知することができる。

なお、実施例１では、下水処理場において標準活性汚泥法を使用する下水処理システム５１を想定しているが、例えば、嫌気好気活性汚泥法や循環式硝化脱窒法などの他の処理法を使用する下水処理システムにも使用することができる。

また、実施例１では、下水処理場における下水１００の処理を想定しているが、食品工場や化学工場などにおける産業排水（被処理水）の処理にも使用することができる。

また、実施例１では、好気槽２にＳＶＩ計１３を設置し、ＳＶＩを計測するが、手分析により定期的に（計測間隔で）ＳＶＩを計測してもよい。なお、手分析によりＳＶＩを計測する場合には、直近のＳＶＩを使用することが好ましい。

また、実施例１では、処理水１０４のＳＳ濃度を推定するが、ＳＳ濃度の代替として濁度を推定してもよい。また、処理水１０４のＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ、生物化学的酸素要求量）やＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ、化学的酸素要求量）などの有機物指標、全窒素やアンモニア態窒素などの窒素指標、全リンやオルトリン酸態リンなどのリン指標を推定してもよい。

また、実施例１では、式（１）に基づいて、界面下降速度により、最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さを推定し、式（２）に基づいて、越流／清澄比Ｒにより、処理水１０４のＳＳ濃度を推定するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、異なる計算式に基づいて、最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さや処理水１０４のＳＳ濃度を推定してもよい。

また、実施例１では、水質は、処理水１０４のＳＳ（懸濁物質）、有機物、窒素などの濃度であるが、他の処理法を使用する下水処理システムでは、水質に処理水１０４のリンの濃度を含む場合もある。

次に、実施例２に記載する下水処理システム５２を説明する。

図３は、実施例２に記載する下水処理システム５２を説明する説明図である。

実施例１では、運転支援情報表示部１６に、過去から現在までの処理水１０４のＳＳ濃度を表示する。一方、実施例２では、運転支援情報表示部１６に、過去から将来までの処理水１０４のＳＳ濃度を表示する。

以下、実施例１と相違する点について説明する。

下水処理システム５２は、下水処理システム５１の構成に加え、水処理制御装置に、将来値推定部１７及び水質基準値設定部１８を有する。

将来値推定部１７は、流量計８と、返送汚泥量計９と、余剰汚泥量計１０と、ＭＬＳＳ計１１と、水温計１２と、ＳＶＩ計１３と、接続し、流量計８と、返送汚泥量計９と、余剰汚泥量計１０と、ＭＬＳＳ計１１と、水温計１２と、ＳＶＩ計１３とから、好気槽流入水１０１の流量と、返送汚泥１０３の流量と、余剰汚泥１０５の流量と、好気槽２内のＭＬＳＳ濃度と、好気槽２内の水温と、好気槽２内の活性汚泥のＳＶＩと、を入力する。

そして、将来値推定部１７は、汚泥界面高さ推定部１４と、処理水ＳＳ濃度推定部１５と、接続し、汚泥界面高さ推定部１４と、処理水ＳＳ濃度推定部１５とに、将来値を出力する。

水質基準値設定部１８は、運転支援情報表示部１６に接続し、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を設定し、運転支援情報表示部１６に処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を出力する。

運転支援情報表示部１６では、処理水ＳＳ濃度推定部１５により推定される処理水１０４のＳＳ濃度の推定値を表示すると共に、水質基準値設定部１８により設定される処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を表示する。

そして、運転支援情報表示部１６では、処理水１０４のＳＳ濃度の推定値と処理水１０４のＳＳ濃度の基準値とを比較し、処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を「超過」又は「超過おそれ」がある場合は、アラートを表示する。

次に、実施例２に記載する処理水１０４のＳＳ濃度の推定及び表示を説明する。

図４は、実施例２に記載する処理水１０４のＳＳ濃度の推定及び表示を説明するフロー図である。

ここで、処理水ＳＳ濃度推定部１５における将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定方法について説明する。

先ず、Ｓ１０１において、将来値推定部１７は、処理水１０４のＳＳ濃度を推定する推定対象期間（時刻ｔ～時刻ｔ＋ｎ・Δｔ）を設定する。なお、ｎは任意の整数とし、必要とする推定対象期間に基づいて設定する。

次に、Ｓ１０２において、水質基準値設定部１８は、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を設定する。なお、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値は、放流水質基準などに基づいて設定する。

次に、Ｓ１０３において、将来値推定部１７は、現時刻ｔにおける、流量計８、返送汚泥量計９、余剰汚泥量計１０、ＭＬＳＳ計１１、水温計１２、ＳＶＩ計１３により計測される、好気槽流入水１０１の流量、返送汚泥１０３の流量、余剰汚泥１０５の流量、ＭＬＳＳ濃度、水温、ＳＶＩを入力する。

次に、Ｓ１０４において、将来値推定部１７は、Ｓ１０３において入力される現時刻ｔにおける計測値に基づいて、推定対象期間における、好気槽流入水１０１の流量、返送汚泥１０３の流量、余剰汚泥１０５の流量、ＭＬＳＳ濃度、水温、ＳＶＩの将来値を推定する。

実施例２では、好気槽流入水１０１の流量、返送汚泥１０３の流量、余剰汚泥１０５の流量、ＭＬＳＳ濃度、水温、ＳＶＩとして、現時刻ｔで計測される計測値（例えば、好気槽流入水１０１の流量（３００ｍ^３／ｈ）、返送汚泥１０３の流量（１００ｍ^３／ｈ）、余剰汚泥１０５の流量（１ｍ^３／ｈ）、ＭＬＳＳ濃度（１５００ｍｇ／Ｌ）、水温（２０℃）、ＳＶＩ（１００ｍｇ／Ｌ））を使用し、推定対象期間における、それぞれの将来値を推定する。

実施例２では、例えば、推定対象期間が、１１：００～１１：１０と設定される場合（１０分後の将来値を推定する場合であって、現時刻ｔが１１：００の場合）には、１１：００までの計測値は実施例１にて使用する実測値を使用し、１１：００～１１：１０の計測値は、１１：００の実測値（実施例１にて使用する実測値）を将来値として使用する。

なお、この将来値の推定は、これに限定されるものではなく、例えば、降雨情報取得部（図示なし）により、降雨量を取得し、この降雨量に基づいて、好気槽流入水１０１の流量を推定してもよく、返送汚泥１０３の流量やＭＬＳＳ濃度は、好気槽流入水１０１の流量の関数として推定してもよい。

次に、Ｓ１０５において、汚泥界面高さ推定部１４は、実施例１にて使用する実測値（所定間隔の時間の実測値：過去の計測値及び現時刻ｔの計測値）、及び、Ｓ１０４において推定される好気槽流入水１０１の流量、返送汚泥１０３の流量、余剰汚泥１０５の流量、ＭＬＳＳ濃度、水温、ＳＶＩの将来値（過去の計測値及び現時刻ｔの計測値、並びに、推定対象期間の推定値：例えば１０分後の将来値）を使用し、現時刻ｔの最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さと、将来の最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さと、を推定する。

次に、Ｓ１０６において、処理水ＳＳ濃度推定部１５は、Ｓ１０５において推定される現時刻ｔの最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さやＳ１０３において入力される所定間隔の時間の実測値である（現時刻ｔの）好気槽流入水１０１の流量を、式（２）に入力し、現時刻ｔの越流／清澄比Ｒを算出すると共に、Ｓ１０５において推定される将来の最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さやＳ１０４において推定される将来の好気槽流入水１０１の流量を、式（２）に入力し、将来の越流／清澄比Ｒを算出する。

そして、予め構築される越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を示す推定式を使用し、現時刻ｔの越流／清澄比Ｒから現時刻ｔの処理水１０４のＳＳ濃度を推定すると共に、将来の越流／清澄比Ｒから将来の（推定対象期間における）処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。

次に、Ｓ１０７において、運転支援情報表示部１６は、現時刻ｔの処理水１０４のＳＳ濃度の推定値と処理水１０４のＳＳ濃度の基準値とを比較する。現時刻ｔの処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値以上の場合（ＮＯ）には、Ｓ１０８に移行する。現時刻ｔの処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値よりも小さい場合（ＹＥＳ）には、Ｓ１０９に移行する。

次に、Ｓ１０８において、運転支援情報表示部１６は、“基準値超過”と表示する。

次に、Ｓ１０９において、運転支援情報表示部１６は、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値と処理水１０４のＳＳ濃度の基準値とを比較する。将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値以上の場合（ＮＯ）には、Ｓ１１０に移行する。将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値よりも小さい場合（ＹＥＳ）には、次の計算周期におけるＳ１０３に移行する。

次に、Ｓ１１０において、運転支援情報表示部１６は、“基準値超過おそれ”と表示する。

これにより、処理水１０４のＳＳ濃度を精度よく推定することができると共に、運転管理者は、雨天時における懸念事項である処理水１０４の水質悪化を早期に検知することができる。そして、運転管理者は、簡易処理水１０２の流量を増加させ、好気槽流入水１０１の流量を低減させるなど、運転条件を切り替えて、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出量を低減することができる。

次に、実施例２に記載する運転支援情報表示部１６の表示例３を説明する。

図５は、実施例２に記載する運転支援情報表示部１６の表示例３を説明する説明図である。

表示例２の左側の図は、トレンドデータを示し、推定対象期間（現時刻ｔ～現時刻ｔ＋ｎ・Δｔの間）について、現時刻ｔの運転条件を継続する場合の好気槽流入水１０１の流量、及び、推定対象期間について、現時刻ｔの運転条件を継続する場合（例えば、推定対象期間において好気槽流入水１０１の流量を一定とする場合）の処理水１０４のＳＳ濃度、の時間変化（過去から将来までの推定値）を示す図である。

表示例２の左側の図では、好気槽流入水１０１の流量の増加に伴い、処理水１０４のＳＳ濃度が上昇し、推定対象期間に、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値以上となる場合を示す。

つまり、好気槽流入水１０１の流量が増加すると、活性汚泥の滞留時間が短くなり、活性汚泥の沈降が不足する場合がある。このため、好気槽流入水１０１の流量と処理水１０４のＳＳ濃度とを表示することにより、処理水１０４の水質悪化を早期に検知することができる。

表示例２の右側の図（上図）は、現在の運転情報を示し、現時刻（現在）の好気槽流入水１０１の流量（計測値）、及び、現時刻（現在）の処理水１０４のＳＳ濃度（推定値）を示す。

また、表示例２の右側の図（下図）は、アラートを表示する。実施例２では、現時刻ｔの運転条件を継続する場合（現時刻ｔにおける好気槽流入水１０１の流量が継続する場合）、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値以上となると予測されるため、アラート表示部において“基準値超過おそれ”と表示する。

なお、実施例２では、アラートとして“基準値超過”又は“基準値超過おそれ”の２種類の区分を表示するが、必ずしもこれに限定されるものではなく、表示文言（文字）や文字の色を変更してもよい。更に、２種類の区分に限定されるものではなく、複数種類の区分を表示してもよい。

特に、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値以上であり、更に、好気槽流入水１０１の流量が現時刻ｔにて増加傾向にある場合や降雨情報取得部により取得される降雨量に基づいて好気槽流入水１０１の流量が増加すると見込まれる場合は、将来の処理水１０４のＳＳ濃度が上昇する可能性が高いため、特に、表示文言（文字）や文字の色を変更することが好ましい。

また、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値以上となる時刻を算出し、アラートとして、表示してもよい。

このように、実施例２に記載する下水処理システム５２は、好気槽流入水１０１の流量と、返送汚泥１０３の流量と、余剰汚泥１０５の流量と、ＭＬＳＳ濃度と、水温と、ＳＶＩと、を入力し、これらの将来値（推定値）を推定し、この推定値（将来値）を、泥界面高さ推定部１４と、処理水ＳＳ濃度推定部１５とに、出力する将来値推定部１７と、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を設定し、運転支援情報表示部１６に処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を出力する水質基準値設定部１８と、を有する。

そして、実施例２では、汚泥界面高さ推定部１４が将来の汚泥界面高さを推定し、処理水ＳＳ濃度推定部１５が将来の処理水１０４のＳＳ濃度を推定し、運転支援情報表示部１６に、トレンドデータ、現在の運転情報、アラートを、運転支援情報表示部１６に、表示する。

このように、実施例２では、少なくとも将来の好気槽流入水１０１の流量に基づいて、処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）が、将来の処理水１０４の水質（処理水１０４のＳＳ濃度）を推定し、運転支援情報表示部１６が、運転支援情報の一つとして、将来の流入水量推定部（流量計８）の出力値と処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）の出力値との関係を表示する。

また、実施例２では、水質基準値設定部１８は、処理水１０４の水質（処理水１０４のＳＳ濃度）の基準値を設定し、処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）における出力値が、水質基準値設定部１８における処理水１０４の水質（処理水１０４のＳＳ濃度）の基準値以上となる場合に、運転支援情報表示部１６が、運転支援情報の一つとして、アラートを表示する。

つまり、実施例２では、将来値推定部１７は、反応槽（好気槽２）へ流入する流入水（好気槽流入水１０１）の流量の将来値（流入水量推定部（流量計８）における将来値）、反応槽（好気槽２）のＭＬＳＳ濃度の将来値（ＭＬＳＳ計１１における将来値）、反応槽（好気槽２）の水温の将来値（水温計１２における将来値）、反応槽（好気槽２）の活性汚泥の沈降性指標（ＳＶＩ）の将来値（汚泥沈降性指標計測部（ＳＶＩ計１３における将来値）、最終沈殿池３からの引抜汚泥量の将来値（返送汚泥１０３の流量の将来値）（引抜汚泥量計測部（返送汚泥量計９）における将来値）、最終沈殿池３からの引抜汚泥量の将来値（余剰汚泥１０５の流量の将来値）（引抜汚泥量計測部（余剰汚泥量計１０）における将来値）、を推定する。

そして、汚泥界面高さ推定部１４は、将来値推定部１７が推定するこれら将来値に基づいて、最終沈殿池３の将来の汚泥界面高さ（汚泥界面高さ推定部１４における将来値）を推定する。処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）は、汚泥界面高さ推定部１４における将来値と流入水量推定部（流量計８）における将来値とに基づいて、将来の処理水１０４の水質（処理水１０４のＳＳ濃度）を推定する。運転支援情報表示部１６は、処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）における将来値（将来までの流入水量推定部（流量計８）における出力値と将来までの処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）における出力値との関係）を表示する。

実施例２によれば、最終沈殿池３における活性汚泥の沈降状況を示す指標として最終沈殿池３の流出部の汚泥界面高さと、最終沈殿池３からの活性汚泥の流出を示す指標として処理水１０４の越流量と、の両方を考慮して、現時刻及び将来の処理水１０４のＳＳ濃度を精度よく推定することができる。

そして、実施例２によれば、運転管理者は、処理水１０４の水質悪化を早期に検知することができると共に、早期に、運転条件を切り替えて、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出量を低減することができる。

次に、実施例３に記載する下水処理システム５３を説明する。

図６は、実施例３に記載する下水処理システム５３を説明する説明図である。

実施例２では、予め構築した越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を示す推定式を使用し、処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。一方、実施例３では、処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度を向上させるため、処理水１０４のＳＳ濃度の指標（処理水１０４の濁度）を計測し、越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を示す推定式を更新する。

以下、実施例２と相違する点について説明する。

下水処理システム５３は、下水処理システム５２の構成に加え、水処理装置に、処理水水質計測部である濁度計１９を有する。処理水１０４の濁度を計測する濁度計１９は、最終沈殿池３の流出部の後流側に設置され、処理水１０４が公共用水域へと放流される流路に設置される。

なお、濁度計１９は、最終沈殿池３の内部、例えば、最終沈殿池３の流出部に設置してもよい。

一般的に、処理水１０４のＳＳ濃度は、連続計測が困難である。一方、処理水１０４のＳＳ濃度と相関がある処理水１０４の濁度は、連続計測が可能である。そこで、予め構築した関係式に基づいて、濁度計１９により連続計測される処理水１０４の濁度から処理水１０４のＳＳ濃度を換算する。

濁度計１９は、処理水ＳＳ濃度推定部１５と運転支援情報表示部１６とに接続する。

処理水ＳＳ濃度推定部１５では、予め構築した推定式を使用し、式（２）にて算出する越流／清澄比Ｒから処理水１０４のＳＳ濃度を推定する。しかし、越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係は、汚泥性状の変化などに影響を受ける可能性がある。そこで、データを拡充し、越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を示す推定式を更新することにより、処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度を維持し、向上させることができる。

実施例３では、越流／清澄比Ｒの計算値から推定される処理水１０４のＳＳ濃度と、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度とを、任意の期間について、データを蓄積し、この蓄積されたデータから予め構築した推定式を更新する。

つまり、越流／清澄比Ｒの計算値から推定される処理水１０４のＳＳ濃度と、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度とが、所定の範囲を超えて、相違する場合（処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度が、予め構築した推定式から、同一の越流／清澄比Ｒの計算値に対して、上下方向に所定の範囲を超えて存在する場合）には、予め構築した推定式を更新する。

次に、実施例３に記載する運転支援情報表示部１６の表示例４を説明する。

図７は、実施例３に記載する運転支援情報表示部１６の表示例４を説明する説明図である。

表示例４は、横軸に越流／清澄比Ｒを、縦軸に処理水１０４のＳＳ濃度を、示すものであり、予め構築した越流／清澄比Ｒと処理水１０４のＳＳ濃度との関係を示す推定式（実線）と、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度（実績値：〇）と、を示す。

また、表示例４は、越流／清澄比Ｒの計算値と、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度（実績値）との関係を示してもよい。

なお、実施例３では、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度（実績値）は、越流／清澄比Ｒの計算値から推定される処理水１０４のＳＳ濃度に対して、所定の範囲内に、存在する。このため、予め構築した推定式を更新することなく、予め構築した推定式に基づいて、越流／清澄比Ｒの計算値から処理水１０４のＳＳ濃度を推定することができる。

一方、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度（実績値）が、越流／清澄比Ｒの計算値から推定される処理水１０４のＳＳ濃度に対して、所定の範囲を超えて存在するような場合は、越流／清澄比Ｒの計算値と、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度（実績値）とに基づいて、予め構築した推定式を更新する。

このように、任意の期間について、蓄積されるデータに基づいて、予め構築した推定式を更新することにより、処理水ＳＳ濃度推定部１５における処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度を向上させることができる。

なお、処理水１０４の濁度の計測値を運転支援情報表示部１６に入力し、処理水１０４の濁度の計測値を運転支援情報表示部１６に表示させてもよい。

なお、実施例３では、処理水１０４の濁度の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度を使用するが、これに限定されるものではなく、例えば、好気槽流入水１０１の流量の計測値と処理水１０４の濁度の計測値とから換算される処理水１０４のＳＳ濃度を使用してもよい。

なお、実施例３のように、最終沈殿池３の流出部の後流側に濁度計１９を設置する場合、例えば、図５に示す運転支援情報表示部１６の表示例３における現在までの処理水１０４のＳＳ濃度を、濁度計１９の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度の換算値としてもよい。

このように、実施例３に記載する下水処理システム５３は、処理水１０４の水質（処理水１０４の濁度）を計測する処理水水質計測部（濁度計１９）を有し、処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）における出力値と処理水水質計測部（濁度計１９）における出力値とに基づいて、処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）において、予め構築した越流／清澄比Ｒと処理水１０４の水質（処理水１０４のＳＳ濃度）との関係を示す推定式を更新する。

実施例３によれば、処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度を維持し、向上させることができると共に、精度よく、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出量を低減することができる。

次に、実施例４に記載する下水処理システム５４を説明する。

図８は、実施例４に記載する下水処理システム５４を説明する説明図である。

実施例３では、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値を表示し、運転管理者が最終沈殿池３からの活性汚泥の流出のおそれを把握する。一方、実施例４では、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過しない範囲で、好気槽流入水１０１の流量が、最大となる好気槽流入水１０１の流量を算出し、表示し、運転管理者が最終沈殿池３からの活性汚泥の流出のおそれを把握し、好気槽流入水１０１の流量の増減を判断する。

以下、実施例３と相違する点について説明する。

下水処理システム５４は、下水処理システム５３の構成に加え、水処理制御装置に、流入水量上限算出部２０を有する。

流入水量上限算出部２０は、処理水ＳＳ濃度推定部１５と、水質基準値設定部１８と、運転支援情報表示部１６と、に接続する。そして、流入水量上限算出部２０は、処理水ＳＳ濃度推定部１５における将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、水質基準値設定部１８において設定される処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過しない範囲で、好気槽流入水１０１の流量が、最大となる好気槽流入水１０１の流量を算出し、運転支援情報表示部１６に出力する。

将来（例えば、３０分後）の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値は、処理水ＳＳ濃度推定部１５において推定される（推定方法は実施例２参照）。そして、この将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値に対応する好気槽流入水１０１の流量は、現時刻の好気槽流入水１０１の流量である。

例えば、この将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過している場合には、現時刻の好気槽流入水１０１の流量で、好気槽流入水１０１を流通される場合には、処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過する。

そこで、この将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過しない範囲で、最大となる好気槽流入水１０１の流量を算出することが好ましい。

なお、この算出方法としては、好気槽流入水１０１の流量を少しずつ低減させ、この好気槽流入水１０１の流量に基づいて、処理水１０４のＳＳ濃度の推定値を推定し、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値と比較する。そして、この将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過しない範囲であって、最大となる好気槽流入水１０１の流量を算出する。

次に、実施例４に記載する運転支援情報表示部１６の表示例５を説明する。

図９は、実施例４に記載する運転支援情報表示部１６の表示例５を説明する説明図である。

表示例５の左側の図は、横軸に好気槽流入水１０１の流量を、縦軸に処理水１０４のＳＳ濃度を、示すものであり、好気槽流入水１０１の流量と処理水１０４のＳＳ濃度との関係（実線）と、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値（点線）と、表示時刻設定部と、を示す。なお、表示時刻設定部において、実施例４では、現時刻から６０分後までの間の３０分後と設定されている。

将来値推定部１７において、将来（例えば、３０分後）の複数の好気槽流入水１０１の流量を設定し、設定される将来の複数の好気槽流入水１０１の流量に基づいて、処理水ＳＳ濃度推定部１５において、複数の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値を推定する。そして、この複数の点を近似し、結んだものが、表示例５における実線である。

また、流入水量上限算出部２０において、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値（点線）と表示例５における実線との交点を、好気槽流入水１０１の流量の上限値として、算出し、運転支援情報表示部１６に、出力する。

表示例５の右側の図は、好気槽流入水１０１の流量に係る情報であり、上段が現時刻における好気槽流入水１０１の流量（３００ｍ^３／ｈ）であり、下段が３０分後における上限の好気槽流入水１０１の流量（２７０ｍ^３／ｈ）である。つまり、実施例４では、運転管理者に、３０分後の好気槽流入水１０１の流量を２７０ｍ^３／ｈとするように、運転支援する。

これにより、運転管理者は、将来の好気槽流入水１０１の流量と将来の処理水１０４のＳＳ濃度との関係、及び、好気槽流入水１０１の流量の上限値を容易に把握することができ、将来の処理水１０４のＳＳ濃度の推定値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過しない範囲で、最大となる好気槽流入水１０１の流量を容易に把握することができ、好気槽流入水１０１の流量の増減を判断することができる。

なお、濁度計１９と流入水量上限算出部２０とを接続し、現時刻の濁度計１９の計測値から換算される処理水１０４のＳＳ濃度の換算値が、処理水１０４のＳＳ濃度の基準値を超過している場合には、好気槽流入水１０１の流量を低減するように、運転支援してもよい。また、好気槽流入水１０１の流量の上限値として、予め設定した基準値などを表示してもよい。

このように、実施例４に記載する下水処理システム５４は、処理水水質推定部（処理水ＳＳ濃度推定部１５）における出力値が、水質基準値設定部１８において設定される処理水１０４の水質（処理水１０４のＳＳ濃度）の基準値を超過しない範囲で、最大となる好気槽流入水１０１の流量を算出する流入水量上限算出部２０を有する。

そして、実施例４では、運転支援情報表示部１６が、運転支援情報の一つとして、流入水量上限算出部２０における出力値を表示する。

実施例４によれば、処理水１０４のＳＳ濃度の推定精度を維持し、向上させることができると共に、最大となる好気槽流入水１０１の流量を確保しつつ、精度よく、最終沈殿池３から流出する活性汚泥の流出量を低減することができる。

次に、実施例５に記載する下水処理システム５５を説明する。

図１０は、実施例５に記載する下水処理システム５５を説明する説明図である。

実施例５では、流入水量上限算出部２０の出力値に基づいて、好気槽流入水１０１の流量を制御する。

以下、実施例４と相違する点について説明する。

下水処理システム５５は、下水処理システム５４の構成に加え、水処理制御装置に、流入水量制御部２１を有し、水処理装置に、可動堰２２を有する。

流入水量制御部２１は、流入水量上限算出部２０と流量計８と可動堰２２とに接続し、流量計８における好気槽流入水１０１の流量が、流入水量上限算出部２０における好気槽流入水１０１の流量の上限となるように、可動堰２２の高さを調整し、好気槽流入水１０１の流量を制御する。

このように、実施例５に記載する下水処理システム５５は、流入水量上限算出部２０における出力値に基づいて、好気槽流入水１０１の流量を制御する流入水量制御部２１を有する。

実施例５によれば、好気槽流入水１０１の流量を自動的に制御することができ、運転管理者の業務負荷を低減することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために、具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を、他の実施例の構成の一部に置換することもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を追加することもできる。また、各実施例の構成の一部について、それを削除し、他の構成の一部を追加し、他の構成の一部と置換することもできる。

51、52、53、54、55・・・下水処理システム、100・・・下水、101・・・好気槽流入水、102・・・簡易処理水、103・・・返送汚泥、104・・・処理水、105・・・余剰汚泥、1・・・最初沈殿池、2・・・好気槽、3・・・最終沈殿池、4・・・散気部、5・・・ブロワ、6・・・返送ポンプ、7・・・余剰汚泥ポンプ、8・・・流量計、9・・・返送汚泥量計、10・・・余剰汚泥量計、11・・・ＭＬＳＳ計、12・・・水温計、13・・・ＳＶＩ計、14・・・汚泥界面高さ推定部、15・・・処理水ＳＳ濃度推定部、16・・・運転支援情報表示部、17・・・将来値推定部、18・・・水質基準値設定部、19・・・濁度計、20・・・流入水量上限算出部、21・・・流入水量制御部、22・・・可動堰。

Claims (10)

1. 被処理水を処理する反応槽と、前記反応槽から流出する流出水から活性汚泥を沈降分離し、処理水を流出する最終沈殿池と、前記反応槽へ流入する流入水の流量を推定する流入水量推定部と、前記反応槽内の活性汚泥（ＭＬＳＳ）濃度を計測するＭＬＳＳ計と、を有する下水処理システムであって、
   前記流入水量推定部における出力値と前記ＭＬＳＳ計における出力値とに基づいて、前記最終沈殿池の汚泥界面高さを推定する汚泥界面高さ推定部と、前記汚泥界面高さ推定部における出力値と前記流入水量推定部における出力値とである、時刻ｔにおける前記反応槽へ流入する流入水の流量Ｑｉｎ（ｔ）（ｍ３／ｈ）、計算周期Δｔ（ｈ）、前記最終沈殿池の水面積Ａ（ｍ２）、前記最終沈殿池の有効水深Ｈｔａｎｋ（ｍ）、前記汚泥界面高さの推定結果Ｈｓ（ｍ）に基づいて、越流／清澄比Ｒを、下記の式を使用し、算出し、前記越流／清澄比に基づいて、前記処理水の水質を推定する処理水水質推定部と、
   

   

   前記処理水水質推定部における出力値を表示する運転支援情報表示部と、を有することを特徴とする下水処理システム。
2. 請求項１に記載する下水処理システムであって、
   前記処理水水質推定部が推定する水質が、処理水のＳＳ濃度であることを特徴とする下水処理システム。
3. 請求項２に記載する下水処理システムであって、
   前記最終沈殿池からの引抜汚泥量を計測する引抜汚泥量計測部と、前記反応槽の活性汚泥の沈降性指標を計測する汚泥沈降性指標計測部と、前記反応槽の水温を計測する水温計と、有し、
   前記汚泥界面高さ推定部は、前記流入水量推定部における出力値と、前記ＭＬＳＳ計における出力値と、前記引抜汚泥量計測部における出力値と、前記汚泥沈降性指標計測部における出力値と、前記水温計における出力値とに基づいて、前記最終沈殿池の汚泥界面高さを推定することを特徴とする下水処理システム。
4. 請求項２に記載する下水処理システムであって、
   前記流入水量推定部における将来値、前記ＭＬＳＳ計における将来値を推定する将来値推定部を有し、
   前記汚泥界面高さ推定部は、前記将来値推定部が推定する将来値に基づいて、前記最終沈殿池の将来の汚泥界面高さを推定し、前記処理水水質推定部は、前記汚泥界面高さ推定部における将来値と前記流入水量推定部における将来値とに基づいて、将来の処理水の水質を推定し、前記運転支援情報表示部は、前記処理水水質推定部における将来値を表示することを特徴とする下水処理システム。
5. 請求項４に記載する下水処理システムであって、
   前記最終沈殿池からの引抜汚泥量を計測する引抜汚泥量計測部と、前記反応槽の活性汚泥の沈降性指標を計測する汚泥沈降性指標計測部と、前記反応槽の水温を計測する水温計と、有し、
   前記将来値推定部は、前記流入水量推定部における将来値、前記ＭＬＳＳ計における将来値、前記引抜汚泥量計測部における将来値、前記汚泥沈降性指標計測部における将来値、前記水温計における将来値、を推定することを特徴とする下水処理システム。
6. 請求項５に記載する下水処理システムであって、
   処理水の水質の基準値を設定する水質基準値設定部を有し、
   前記処理水水質推定部における出力値が、前記水質基準値設定部における基準値以上となる場合に、前記運転支援情報表示部が、アラートを表示することを特徴とする下水処理システム。
7. 請求項６に記載する下水処理システムであって、
   前記処理水の水質を計測する処理水水質計測部を有し、
   前記処理水水質推定部における出力値と前記処理水水質計測部における出力値とに基いて、前記処理水水質推定部にて、予め構築した越流／清澄比と処理水の水質との関係を示す推定式を更新することを特徴とする下水処理システム。
8. 請求項６に記載する下水処理システムであって、
   前記処理水水質推定部における出力値が、前記水質基準値設定部における基準値を超過しない範囲で、最大となる前記反応槽へ流入する流入水の流量を算出する流入水量上限算出部を有することを特徴とする下水処理システム。
9. 請求項８に記載の下水処理システムであって、
   前記運転支援情報表示部が、前記流入水量上限算出部における出力値を表示することを特徴とする下水処理システム。
10. 請求項８に記載する下水処理システムであって、
    前記流入水量上限算出部における出力値に基づいて、前記反応槽へ流入する流入水の流量を制御する流入水量制御部を有することを特徴とする下水処理システム。

Images