JPH02283273A - 膜分離型リアクタの制御装置 - Google Patents
膜分離型リアクタの制御装置Info
- Publication number
- JPH02283273A JPH02283273A JP1103953A JP10395389A JPH02283273A JP H02283273 A JPH02283273 A JP H02283273A JP 1103953 A JP1103953 A JP 1103953A JP 10395389 A JP10395389 A JP 10395389A JP H02283273 A JPH02283273 A JP H02283273A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- amount
- microorganisms
- membrane separation
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 83
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 70
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 5
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 101000860173 Myxococcus xanthus C-factor Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明はリアクタにおいて微生物反応させた１＆、分
離膜で微生物（以下ＳＳと称す）と微生物反応による生
産物（水または溶解性物質）を分離し、回収した微生物
をリアクタに戻して使用する、いわゆる膜分離型リアク
タを安定かつ高効率に運用するための制御装置に関する
ものである。
離膜で微生物（以下ＳＳと称す）と微生物反応による生
産物（水または溶解性物質）を分離し、回収した微生物
をリアクタに戻して使用する、いわゆる膜分離型リアク
タを安定かつ高効率に運用するための制御装置に関する
ものである。
［従来の技術］
第４図は膜分離型リアクタの構成図である。図において
、 （１）はリアクタ、 （２）は分離膜、〈３）はリ
アクタ〈１）から分離膜（２）へ微生物を含んだ懸濁液
を供給するためのバルブ、 （４）は分離膜（２）で濾
過処理された後のａ検水を分！９＋１）１（２）の入口
に戻し循環させるためのポンプ、（５）は分離膜（２）
に濾過圧力を与える紋り弁、（６）は膜分離型リアクタ
から微生物（ＳＳ）を引抜くためのバルブである。
、 （１）はリアクタ、 （２）は分離膜、〈３）はリ
アクタ〈１）から分離膜（２）へ微生物を含んだ懸濁液
を供給するためのバルブ、 （４）は分離膜（２）で濾
過処理された後のａ検水を分！９＋１）１（２）の入口
に戻し循環させるためのポンプ、（５）は分離膜（２）
に濾過圧力を与える紋り弁、（６）は膜分離型リアクタ
から微生物（ＳＳ）を引抜くためのバルブである。
積分離型リアクタは有用な微生物をリアクタから流出さ
せないために、分離膜をリアクタ後段に設置し、微生物
を高ａ麿に保って微生物反応効率を高めようとするシス
テムである。従って、このシステムの運用にあたっては
、出来るだけ微生物濃度を高めるために微生物の引抜き
は余程の異常が無い限り殆ど行われていなかった。
せないために、分離膜をリアクタ後段に設置し、微生物
を高ａ麿に保って微生物反応効率を高めようとするシス
テムである。従って、このシステムの運用にあたっては
、出来るだけ微生物濃度を高めるために微生物の引抜き
は余程の異常が無い限り殆ど行われていなかった。
［発明が解決しようとする課題］
従来の膜分離型リアクタの運用は以上のようであるので
、微生物濃度が高（なると反応効率は上がるが、分離膜
への供給水ＳＳａ度も上がって濾過に要するエネルギ量
は増加する。微生物濃度が高くなり過ぎると、微生物の
高濃度化による反応効率上昇分よりも濾過に要するエネ
ルギ量の増加分の方が大きくなる場合、例えば、膜分離
型リアクタで廃水をメタン醗酵処理する場合には、微生
物の声濃度化によってメタンガス生成量は増大して回収
エネルギ量は増えるが、濾過エネルギ量も増大し、濾過
エネルギ量の増加量が回収エネルギ量の増加量を上回る
場合があるという問題点かあ・） た。
、微生物濃度が高（なると反応効率は上がるが、分離膜
への供給水ＳＳａ度も上がって濾過に要するエネルギ量
は増加する。微生物濃度が高くなり過ぎると、微生物の
高濃度化による反応効率上昇分よりも濾過に要するエネ
ルギ量の増加分の方が大きくなる場合、例えば、膜分離
型リアクタで廃水をメタン醗酵処理する場合には、微生
物の声濃度化によってメタンガス生成量は増大して回収
エネルギ量は増えるが、濾過エネルギ量も増大し、濾過
エネルギ量の増加量が回収エネルギ量の増加量を上回る
場合があるという問題点かあ・） た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反
応効率上昇分を勘案しながら常時適切な条件で運用でき
る、膜分離型リアクタの制御装置を辱ることを目的とす
る。
たもので、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反
応効率上昇分を勘案しながら常時適切な条件で運用でき
る、膜分離型リアクタの制御装置を辱ることを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］
本発明に係わる膜分離５１３アクタの制御装置は、膜分
離型リアクタへの流入水に関する情報を計測する計測器
、上記情報の計測値から予め定められた演算式を用いて
リアクタ内微生物量の設定値を演算する第１の演算器、
リアクタ内微生物濃度を計測する手段、上記リアクタ内
微生＃Ｊａ度の計測値から予め定められた演算式を用い
てリアクタ内故生物量を演算する第２の演算器、第１の
演算器の出力と第２の演算器の出力との差に応じた出力
を発生する調節計のおよび上記調節計の出力に応じて上
記積分離型リアクタからの引抜き微生物量を調節する手
段を備えたものである。
離型リアクタへの流入水に関する情報を計測する計測器
、上記情報の計測値から予め定められた演算式を用いて
リアクタ内微生物量の設定値を演算する第１の演算器、
リアクタ内微生物濃度を計測する手段、上記リアクタ内
微生＃Ｊａ度の計測値から予め定められた演算式を用い
てリアクタ内故生物量を演算する第２の演算器、第１の
演算器の出力と第２の演算器の出力との差に応じた出力
を発生する調節計のおよび上記調節計の出力に応じて上
記積分離型リアクタからの引抜き微生物量を調節する手
段を備えたものである。
また、本発明の別の発明に関わる膜分離型リアクタの制
御装置は、リアクタから分離膜への供給水微生物ｓ崖を
計測するＳＳ計、上記ＳＳ計の計測値と予め定められた
供給水微生物濃度の設定値との差に応じた出力を発生す
る調節計、および上記調節計の出力に応じて上記膜分離
型リアクタからの引抜き微生物量を調節する手段を備え
たものである。
御装置は、リアクタから分離膜への供給水微生物ｓ崖を
計測するＳＳ計、上記ＳＳ計の計測値と予め定められた
供給水微生物濃度の設定値との差に応じた出力を発生す
る調節計、および上記調節計の出力に応じて上記膜分離
型リアクタからの引抜き微生物量を調節する手段を備え
たものである。
さらに、本発明の別の発明に関わる膜分離型リアクタの
制御装置は、膜分離型リアクタへ、の流入水に関する情
報を計測する計測器、上記情報の計測値から予め定めら
れた演算式を用いてリアクタから分離膜・＼の供給水微
生物濃度の設定値を演算する演算器、上記リアクタから
分離膜への供給水微生物濃度を計測するＳＳ計、上記Ｓ
Ｓ計の計測値と上記演算器の出力である供給水微生物濃
度の設定値との差に応じた出力を発生するＣＩ４！ｉ′
ｉ計、および上記ｙ４Ｂ計の出力に応じて上記膜分離型
リアクタからの引抜き微生物量を調節する手段を備えた
ものである。
制御装置は、膜分離型リアクタへ、の流入水に関する情
報を計測する計測器、上記情報の計測値から予め定めら
れた演算式を用いてリアクタから分離膜・＼の供給水微
生物濃度の設定値を演算する演算器、上記リアクタから
分離膜への供給水微生物濃度を計測するＳＳ計、上記Ｓ
Ｓ計の計測値と上記演算器の出力である供給水微生物濃
度の設定値との差に応じた出力を発生するＣＩ４！ｉ′
ｉ計、および上記ｙ４Ｂ計の出力に応じて上記膜分離型
リアクタからの引抜き微生物量を調節する手段を備えた
ものである。
〔作用］
この発明における膜分離型リアクタの制御装置は、リア
クタから分離膜への供給水５５４ｇを計測してこれを適
正値に保つように、また、リアクタへの流入水に関する
情報（流入水量、流入水質等）から、膜分離型リアクタ
として最も効率のよいリアクタ内微生物量あるいは供給
水ＳＳａ度を求め、これを維持するように膜分離型リア
クタがらの引抜き微生物量（ＳＳ量）を調節するように
したので、膜分離型リアクタを濾過エネルギ量と微生物
の高ｌａ度化による効率上昇を勘案しながら常時適切な
条件で運用することができる。
クタから分離膜への供給水５５４ｇを計測してこれを適
正値に保つように、また、リアクタへの流入水に関する
情報（流入水量、流入水質等）から、膜分離型リアクタ
として最も効率のよいリアクタ内微生物量あるいは供給
水ＳＳａ度を求め、これを維持するように膜分離型リア
クタがらの引抜き微生物量（ＳＳ量）を調節するように
したので、膜分離型リアクタを濾過エネルギ量と微生物
の高ｌａ度化による効率上昇を勘案しながら常時適切な
条件で運用することができる。
［実施例コ
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の第一の発明による膜分離型リアクタの
一実施例を示す構成図である。図において、（７）は調
節計、 （８）は水質計、 （９）は流量計、 ＜１０
１、 ＜ １） ） ハ第１． ＄２（７）演算器、
（１２）は微生物濃度計である。 （６ａ）、 （８ａ
）、 （９ａ）、 （１０ａ）、 ＜１） ａｌ、 （
１２ａｌは信号線であり、調節計（７〕とバルブ（６）
とを、水質計（８）と第１の演算器（１０）とを、流量
計（９）と第２の演算器（１））とを、第１の演算器（
１０）と調節計（７）とを、第２の演算器（１））と調
節計（７）とを、微生物濃度計（１２）と第２の演算器
（１））とを、それぞれ接続している。その他は第４図
と同一または同様である。
一実施例を示す構成図である。図において、（７）は調
節計、 （８）は水質計、 （９）は流量計、 ＜１０
１、 ＜ １） ） ハ第１． ＄２（７）演算器、
（１２）は微生物濃度計である。 （６ａ）、 （８ａ
）、 （９ａ）、 （１０ａ）、 ＜１） ａｌ、 （
１２ａｌは信号線であり、調節計（７〕とバルブ（６）
とを、水質計（８）と第１の演算器（１０）とを、流量
計（９）と第２の演算器（１））とを、第１の演算器（
１０）と調節計（７）とを、第２の演算器（１））と調
節計（７）とを、微生物濃度計（１２）と第２の演算器
（１））とを、それぞれ接続している。その他は第４図
と同一または同様である。
このような膜分離型リアクタの制御装置においては、流
入水質、流入水量から、一定の処理水質レベルを維持し
かつ濾過エネルギが最小となるリアクタ内微生物量を求
め、リアクタ内微生物量をこの値に維持することにより
、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反応効率上
昇分（例えば、メタン醗酵におけるメタンガス発生量増
加分）を勘案しながら常時効率良（膜分離型ＩＪ ７ク
タを運用することができる。
入水質、流入水量から、一定の処理水質レベルを維持し
かつ濾過エネルギが最小となるリアクタ内微生物量を求
め、リアクタ内微生物量をこの値に維持することにより
、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反応効率上
昇分（例えば、メタン醗酵におけるメタンガス発生量増
加分）を勘案しながら常時効率良（膜分離型ＩＪ ７ク
タを運用することができる。
第１図の制御装置の制御式は次式で示される。
ネ
Ｓ 、、” Ｇ ２ Ｘ （Ｓ ｔ −Ｓ ｔ ）
・・・（１）＊ Ｓ＋＝ ｆ ｌ （Ｑｉ、 Ｌｌ）・・・（２） Ｓｔ＝ｆ ２ （Ｃ−１ ・・・〈３） く１）式において、Ｓｔは膜分離型リアクタ内微生物量
の設定値、Ｓ、は膜分離型リアクタ内微生物量の計測値
、Ｇ２はｒｔｓｎ計（７）のゲインである。 （２）式
において、Ｑｉ、Ｌｌはそれぞれ流入水の水量、水質で
あり、ｆｌは流入水量、流入水質から膜分離型リアクタ
内微生物量の設定値を演算する演算式である。 （３）
式において、Ｃｒは膜分離型リアクタ内機生物ａ魔であ
り、ｆ２は膜分離型リアクタ内微生物濃度から膜分離型
リアクタ内微生物量を演算する演算式である。 〈１）
式において、膜分離型リアクタ内微生物量の設定値は演
算Ｍ（ｌｔ） ｌの出力として信号線＜１０ ａ）を介
して、膜分離型リアクタ内微生物量の計測値は演算器（
１））の出力とし″′Ｃ信号線（Ｌｌａｌを介して、そ
れぞれ調節計（７）に供給される。 （１）式の演算は
調節計（７）で行われ、膜分離型リアクタからの引抜き
ＳＳ量の目標値は調節計（７）の出力として洋られる。
・・・（１）＊ Ｓ＋＝ ｆ ｌ （Ｑｉ、 Ｌｌ）・・・（２） Ｓｔ＝ｆ ２ （Ｃ−１ ・・・〈３） く１）式において、Ｓｔは膜分離型リアクタ内微生物量
の設定値、Ｓ、は膜分離型リアクタ内微生物量の計測値
、Ｇ２はｒｔｓｎ計（７）のゲインである。 （２）式
において、Ｑｉ、Ｌｌはそれぞれ流入水の水量、水質で
あり、ｆｌは流入水量、流入水質から膜分離型リアクタ
内微生物量の設定値を演算する演算式である。 （３）
式において、Ｃｒは膜分離型リアクタ内機生物ａ魔であ
り、ｆ２は膜分離型リアクタ内微生物濃度から膜分離型
リアクタ内微生物量を演算する演算式である。 〈１）
式において、膜分離型リアクタ内微生物量の設定値は演
算Ｍ（ｌｔ） ｌの出力として信号線＜１０ ａ）を介
して、膜分離型リアクタ内微生物量の計測値は演算器（
１））の出力とし″′Ｃ信号線（Ｌｌａｌを介して、そ
れぞれ調節計（７）に供給される。 （１）式の演算は
調節計（７）で行われ、膜分離型リアクタからの引抜き
ＳＳ量の目標値は調節計（７）の出力として洋られる。
引抜きＳＳ量の目標値は信号線（６ａ）を介してバルブ
（６）に送られ、バルブく６）では目標値になるよう引
抜きＳＳ量を調節する。 く２）式において、流入水量
の計測値は流量計（９）から信号線〈９ａ）を介して、
流入水質の計測値は水質計（８）からイ言号ｍ（８ａ）
を介して、それぞれ演算器（１０１に供給、される。
（６）に送られ、バルブく６）では目標値になるよう引
抜きＳＳ量を調節する。 く２）式において、流入水量
の計測値は流量計（９）から信号線〈９ａ）を介して、
流入水質の計測値は水質計（８）からイ言号ｍ（８ａ）
を介して、それぞれ演算器（１０１に供給、される。
（２）式の演算は演算器（１０）で行われ、演算器（１
０）の出力である膜分離型リアクタ内微生物量の設定値
は信号線（１０ａ）を介してｖ！４節計計重）へ送られ
る。 （３）式において、膿分離型すアクタ内微生物濃
度の計測値は微生物濃度計（１２）から慣号ｍ（１２ａ
）を介して演算器（１））に供給される。 （３）式の
演算は演算器（１））で行われ、演算器（１））の出力
である膜分離型リアクタ内微生物量の計測値は信号線（
１）ａ〉を介して調節計（７）へ送られる。
０）の出力である膜分離型リアクタ内微生物量の設定値
は信号線（１０ａ）を介してｖ！４節計計重）へ送られ
る。 （３）式において、膿分離型すアクタ内微生物濃
度の計測値は微生物濃度計（１２）から慣号ｍ（１２ａ
）を介して演算器（１））に供給される。 （３）式の
演算は演算器（１））で行われ、演算器（１））の出力
である膜分離型リアクタ内微生物量の計測値は信号線（
１）ａ〉を介して調節計（７）へ送られる。
ここで、第１の演算器（１０）における膜分離型リアク
タ内微生物量の設定値、ならびに第２の演算ｉＷ＜１）
１における膜分離型リアクタ内微生物量の計測値の演算
方法のついて１例を説明する。
タ内微生物量の設定値、ならびに第２の演算ｉＷ＜１）
１における膜分離型リアクタ内微生物量の計測値の演算
方法のついて１例を説明する。
まず、第１の演算器（１０）における膜分離型リアクタ
内微生物量の設定値の演算方法から説明する。理解を容
易にするために完全混合型のメタン醗酵プロセスの場合
を例にあげて、発生するメタンガスから帰られるエネル
ギ量と濾過に要するエネルギ量を比較し、回収されるエ
ネルギ量が最大となる微生物量の決定方法の一例を示す
。発生するメタンガスから帰られるエネルギ量は次式で
計算できる。
内微生物量の設定値の演算方法から説明する。理解を容
易にするために完全混合型のメタン醗酵プロセスの場合
を例にあげて、発生するメタンガスから帰られるエネル
ギ量と濾過に要するエネルギ量を比較し、回収されるエ
ネルギ量が最大となる微生物量の決定方法の一例を示す
。発生するメタンガスから帰られるエネルギ量は次式で
計算できる。
Ｅ、＝ａｘ （Ｌｌ−Ｌｏ）ＸＱ： −＝（４＞
ここで、Ｅ９は発生するメタンガスから得られるエネル
ギ量、Ｌｏは処理水質、ａは水質除去量からメタンガス
さらにはエネルギ量への変換定数である。また、処理水
質は処理速度が１次式に従うとすると次式で計算できる
。
ここで、Ｅ９は発生するメタンガスから得られるエネル
ギ量、Ｌｏは処理水質、ａは水質除去量からメタンガス
さらにはエネルギ量への変換定数である。また、処理水
質は処理速度が１次式に従うとすると次式で計算できる
。
Ｌｏ＝Ｌ：Ｘ ｅ ｘｐ （−ＫｘＣ，ｘＶ／Ｑ＋＞・
・・（５） ここで、には１次反応速変定数、■はリアクタ容積であ
る。一方、分離膜の処理水量は流入水量と等しいから、
分離膜の運転条件と処理水量の関係は次式で示される。
・・（５） ここで、には１次反応速変定数、■はリアクタ容積であ
る。一方、分離膜の処理水量は流入水量と等しいから、
分離膜の運転条件と処理水量の関係は次式で示される。
Ｑ ｌ＝ Ａ ｔ Ｘ Ｃｔ Ｘ Ｕ ｔ Ｘ Ｐ ｔ
−＜ ６ ）こ二で、Ａｔは分離膜の
濾過面積、Ｃｒは分離膜での微生物濃度、Ｕ、は分離膜
表面の線速、Ｐｔは分離膜の濾過圧力、ｍ、 ｎ、０
は実験定数である。
−＜ ６ ）こ二で、Ａｔは分離膜の
濾過面積、Ｃｒは分離膜での微生物濃度、Ｕ、は分離膜
表面の線速、Ｐｔは分離膜の濾過圧力、ｍ、 ｎ、０
は実験定数である。
分離膜での微生物のａ縮倍率なりとすると（６）式は次
式となる。
式となる。
Ｑ：”ｂ ＸＡＩＸＣｒｘＵｔｘＰｔ ・・・（
７）（７）式に示すように、ポンプ（３）による供給水
量、ポンプ（４）による循環水量、絞り弁（５）の開度
を調節することにより、膜面流速、膜面ＳＳａ度、濾過
圧力が変化し１分離膜での処理水量を制御する二とがで
きる。本例では、分離膜でのＩＩ！縮倍率と処理水量か
ら供給水量は決まっているので、供給水５ｓａｉ、供給
水量ならびに残りの運転条件のうちの１つ、即ち、循環
水量と絞り弁開度の片方を決めれば、濾過に要するエネ
ルギ量は、ポンプ（３）、ポンプ（４）の流量、吐出圧
力から求められる。
７）（７）式に示すように、ポンプ（３）による供給水
量、ポンプ（４）による循環水量、絞り弁（５）の開度
を調節することにより、膜面流速、膜面ＳＳａ度、濾過
圧力が変化し１分離膜での処理水量を制御する二とがで
きる。本例では、分離膜でのＩＩ！縮倍率と処理水量か
ら供給水量は決まっているので、供給水５ｓａｉ、供給
水量ならびに残りの運転条件のうちの１つ、即ち、循環
水量と絞り弁開度の片方を決めれば、濾過に要するエネ
ルギ量は、ポンプ（３）、ポンプ（４）の流量、吐出圧
力から求められる。
Ｇｔ”Ｇｈ （Ｑｍ、Ｐｔ、 Ｐ−、Ｃｒ）＋Ｇ、
（Ｑ、、 Ｐ、、 Ｃ，）−（８）こ二で、Ｇｆは
濾過に要するエネルギ量５．Ｇｉ（Ｑｈ、 Ｐｊｅ
Ｐ−、Ｃ−）はポンプ（３）の動力、Ｇ、 （Ｑ、、
Ｐ、、 Ｃ，）はポンプ（４）の動力である。
（Ｑ、、 Ｐ、、 Ｃ，）−（８）こ二で、Ｇｆは
濾過に要するエネルギ量５．Ｇｉ（Ｑｈ、 Ｐｊｅ
Ｐ−、Ｃ−）はポンプ（３）の動力、Ｇ、 （Ｑ、、
Ｐ、、 Ｃ，）はポンプ（４）の動力である。
従って、メタンガスから回収されるエネルギ量と濾過に
要するエネルギ量の収支は（９）式となり、エネルギ量
の収支が最も良い条件は（９）式のＣ１についての微分
値がＯの時ＱＣ，値として辱られる。求まるＣｒ値に対
する処理水質は（５）式から得られ、処理水質が許容基
準以下であれば二の値になるように引抜き微生物量を調
節すれば良い。
要するエネルギ量の収支は（９）式となり、エネルギ量
の収支が最も良い条件は（９）式のＣ１についての微分
値がＯの時ＱＣ，値として辱られる。求まるＣｒ値に対
する処理水質は（５）式から得られ、処理水質が許容基
準以下であれば二の値になるように引抜き微生物量を調
節すれば良い。
Ｇ ｔ ” Ｇ 、（Ｇ ｙ ＋ Ｇ Ｈ）
・・・（９）つぎに、リアクタ内微生物量の演算方法
について説明する。リアクタ内微生物量はリアクタの流
動状態が完全混合なので（１０）式で求まる。
・・・（９）つぎに、リアクタ内微生物量の演算方法
について説明する。リアクタ内微生物量はリアクタの流
動状態が完全混合なので（１０）式で求まる。
Ｓ ｔ ” Ｃ−ｘ Ｖ ・・・
（１０）なお、本例では完全混合式リアクタの場合を例
として説明したが、リアクタ内の流動が完全混合でない
場合は、リアクタ内の微生物濃度分布パターンを測定し
ておくことにより、リアクタ内の１点計測でリアクタ内
微生物量を求めることができる。
（１０）なお、本例では完全混合式リアクタの場合を例
として説明したが、リアクタ内の流動が完全混合でない
場合は、リアクタ内の微生物濃度分布パターンを測定し
ておくことにより、リアクタ内の１点計測でリアクタ内
微生物量を求めることができる。
第２図は本発明の第２の発明による膜分離型リアクタの
一実施例を示す構成図である。図において、 （１３）
はＳＳ計である。 （７ａ）、 （１３ａ）は信号線で
あり、調節計（７）と供給水ＳＳ濃度の設定値を設定す
る手動設定器（図示せず）トラ、ＳＳ計（１３）、！１
）節計計重） 、！−４−ツレぞれ接続している。その
他は第１．４図と同一または同様である。
一実施例を示す構成図である。図において、 （１３）
はＳＳ計である。 （７ａ）、 （１３ａ）は信号線で
あり、調節計（７）と供給水ＳＳ濃度の設定値を設定す
る手動設定器（図示せず）トラ、ＳＳ計（１３）、！１
）節計計重） 、！−４−ツレぞれ接続している。その
他は第１．４図と同一または同様である。
膜分離型リアクタ、特に、流動床式、生物床式、固定床
式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でないリアク
タにおいては、リアクタ内微生物濃度（リアクタ内微生
物量）と供給水ＳＳ４度が異なるため、供給水ＳＳ濃度
を適正値に維持することにより、濾過エネルギと微生物
の高ａＫ化による反応効率上昇分（例えば、メタン醗酵
におけるメタンガス発生量）を勘案しながら常時効率よ
く運用することができる。
式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でないリアク
タにおいては、リアクタ内微生物濃度（リアクタ内微生
物量）と供給水ＳＳ４度が異なるため、供給水ＳＳ濃度
を適正値に維持することにより、濾過エネルギと微生物
の高ａＫ化による反応効率上昇分（例えば、メタン醗酵
におけるメタンガス発生量）を勘案しながら常時効率よ
く運用することができる。
第２図の制御装置の制御式は次式で示される。
本 本
Ｓ、＝Ｃｚｘ （Ｃｂ−Ｃｋ＋ ・＝
ｃｏ）（１）式において、Ｓ は膜分離型リアクタから
の引抜きＳＳ量（引抜き微生物量）の目標値、Ｃ、は供
給水５ｓｓｉの計測値、Ｃ１は供給水ＳＳａ度の設定値
、Ｇ、は１Ｊ４節計（７）のゲインである。
Ｓ、＝Ｃｚｘ （Ｃｂ−Ｃｋ＋ ・＝
ｃｏ）（１）式において、Ｓ は膜分離型リアクタから
の引抜きＳＳ量（引抜き微生物量）の目標値、Ｃ、は供
給水５ｓｓｉの計測値、Ｃ１は供給水ＳＳａ度の設定値
、Ｇ、は１Ｊ４節計（７）のゲインである。
供給水５３．１度の設定値は、手動設定器（図示せず）
から信号線（７ａ）を介して、供給水ＳＳａ度の計測値
はＳＳ計（１３）の計測値として信号線＜１３ａ）を介
してそれぞれｖＩ４Ｎ計（７）に供給される。 （１）
）式の演算はｖ４節計重７）で行われ、膜分離型リアク
タからの引抜＆ＳＳ量の目標値はｌＩ１節計ζ７）の出
力として帰られる。引抜＆ＳＳ量目標値は信号線（６ａ
）を介してＩずルブ（６）に送られ、バルブ（６）では
目標値となるよう引抜きＳＳ量を調節する。
から信号線（７ａ）を介して、供給水ＳＳａ度の計測値
はＳＳ計（１３）の計測値として信号線＜１３ａ）を介
してそれぞれｖＩ４Ｎ計（７）に供給される。 （１）
）式の演算はｖ４節計重７）で行われ、膜分離型リアク
タからの引抜＆ＳＳ量の目標値はｌＩ１節計ζ７）の出
力として帰られる。引抜＆ＳＳ量目標値は信号線（６ａ
）を介してＩずルブ（６）に送られ、バルブ（６）では
目標値となるよう引抜きＳＳ量を調節する。
第３図は本発明の第３の発明による膜分離型リアクタの
一実施例を示す構成図である。図において、 信号線
（６ａ）、 （８ａ）、 （９ａ）、 （１０ａ
＋、 ＜１３ａ）は、調節計（７）とバルブ（６）とを
、水質計（８）と演算器（１０）とを、流量計（９）と
演算器（１０）とを、演算器（１））と調節吐く７）と
を、ＳＳ計（１３）と調節計（７）とを、それぞれ接続
している。なお、その他は第１．２図と同一または同様
である。
一実施例を示す構成図である。図において、 信号線
（６ａ）、 （８ａ）、 （９ａ）、 （１０ａ
＋、 ＜１３ａ）は、調節計（７）とバルブ（６）とを
、水質計（８）と演算器（１０）とを、流量計（９）と
演算器（１０）とを、演算器（１））と調節吐く７）と
を、ＳＳ計（１３）と調節計（７）とを、それぞれ接続
している。なお、その他は第１．２図と同一または同様
である。
膜分離型リアクタ、特に、流動床式、生物床式。
固定床式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でない
リアクタにおいては、リアクタ内微生物濃度と供給水Ｓ
Ｓ濃度とが異なるため、流入水質、流入水量から、一定
の処理水質レベルを維持しかつ濾過エネルギが最小とな
る供給水ＳＳ濃度を求め、供給水ＳＳ濃度を二の値に維
持することにより、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化
による反応効率上昇分（例えば、メタン醗酵におけるメ
タンガス発生量）を勘案しながら常時効率底（運用する
ことができる。
リアクタにおいては、リアクタ内微生物濃度と供給水Ｓ
Ｓ濃度とが異なるため、流入水質、流入水量から、一定
の処理水質レベルを維持しかつ濾過エネルギが最小とな
る供給水ＳＳ濃度を求め、供給水ＳＳ濃度を二の値に維
持することにより、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化
による反応効率上昇分（例えば、メタン醗酵におけるメ
タンガス発生量）を勘案しながら常時効率底（運用する
ことができる。
第３図の制御装置の制御式は次式で示される。
（１２）式において、Ｃｋは膜分離型リアクタからの供
給水ＳＳａ度の設定値、Ｇ３はＩＪＲＢ計（７）のゲイ
ンである。 く１３）式において、 ｆ３は流入水量、
流入水質から膜分能型すアクタ内微生物量の設定値を演
算する演算式である。
給水ＳＳａ度の設定値、Ｇ３はＩＪＲＢ計（７）のゲイ
ンである。 く１３）式において、 ｆ３は流入水量、
流入水質から膜分能型すアクタ内微生物量の設定値を演
算する演算式である。
（１２）式において、膜分離型リアクタからの供給水５
ｓａｉの設定値は演算器（１０）の出力として信号線＜
１０ａ）を介して、膜分離型リアクタからの供給水５ｓ
ａｉの計測値はＳＳ計（１３）の出力として信号線（１
３ａｔ を介して、それぞれ調節計（７）に供給される
。 （Ｉ２）式の演算は調節計（７）で行われ、膜分離
型リアクタからの引抜きＳＳ量の目標値は調節計（７）
の出力として辱られる。引抜きＳＳ量の目標値は信号線
（６ａ）を介してバルブ（６）に送られ、バルブく６）
では目標値になるよう引抜きＳＳ量を調節する。 （Ｉ
３）式において、流入水量の計測値は流量計（９）から
信号線（９ａ）を介して、流入水質の計測値は水質計（
８）から信号線（８ａ）を介して、それぞれ演算器（１
０）に供給される。
ｓａｉの設定値は演算器（１０）の出力として信号線＜
１０ａ）を介して、膜分離型リアクタからの供給水５ｓ
ａｉの計測値はＳＳ計（１３）の出力として信号線（１
３ａｔ を介して、それぞれ調節計（７）に供給される
。 （Ｉ２）式の演算は調節計（７）で行われ、膜分離
型リアクタからの引抜きＳＳ量の目標値は調節計（７）
の出力として辱られる。引抜きＳＳ量の目標値は信号線
（６ａ）を介してバルブ（６）に送られ、バルブく６）
では目標値になるよう引抜きＳＳ量を調節する。 （Ｉ
３）式において、流入水量の計測値は流量計（９）から
信号線（９ａ）を介して、流入水質の計測値は水質計（
８）から信号線（８ａ）を介して、それぞれ演算器（１
０）に供給される。
（１３）式の演算は演算器（ｌＯ）で行わ、れ、演算器
（１）の出力である膜分離型リアクタからの供給水ＳＳ
濃度の設定値は信号１）１（１０ａ）を介してＩＪＲＪ
Ｉｉ計（７）へ送られる。
（１）の出力である膜分離型リアクタからの供給水ＳＳ
濃度の設定値は信号１）１（１０ａ）を介してＩＪＲＪ
Ｉｉ計（７）へ送られる。
なお、膜分離型リアクタからの供給水ＳＳ濃度の設定値
は第１図の場合と同様にして求められる。
は第１図の場合と同様にして求められる。
［発明の効果コ
以上のように、この発明によれば、供給水ＳＳ濃度を計
測してこれを適正値に保つように、また、リアクタへの
流入水に関する情報（流入水量、流入水質等）から膜分
離型リアクタとして最も効率のよいリアクタ内微生物量
あるいは供給水Ｓ８４彦を求め、これを維持するように
膜分離型リアクタからの引抜き微生物量なｆＩＩＪｗす
るようにしたので、分離膜での濾過エネルギ量と分離膜
による微生物の高濃度化による効率上昇を勘案しながら
常時適切な条件でリアクタを運用できるという極めて優
れた効果がある。
測してこれを適正値に保つように、また、リアクタへの
流入水に関する情報（流入水量、流入水質等）から膜分
離型リアクタとして最も効率のよいリアクタ内微生物量
あるいは供給水Ｓ８４彦を求め、これを維持するように
膜分離型リアクタからの引抜き微生物量なｆＩＩＪｗす
るようにしたので、分離膜での濾過エネルギ量と分離膜
による微生物の高濃度化による効率上昇を勘案しながら
常時適切な条件でリアクタを運用できるという極めて優
れた効果がある。
′ｆｓ１図は本発明の一実施例による膜分離型リアクタ
の制御装置を示す構成図、第２図、第３図はそれぞれ本
発明の別の発明の一実施例による膜分離型リアクタの制
御装置を示す構成図、第４図は従来の膜分離型リアクタ
の制御装置を示す構成図である。 図において、 （＋）はリアクタ、 （２）は分離嗅、
（３）、 （４）はポンプ、 （５）は絞り弁。 （６）はバルブ、 （７）は１４節計重 （８）は水質
計、 （９）は流量計、 （１０）、 （１））は演算
器、 （１２）は微生物濃度計、 （１３）はＳＳ計
。 （６８）、 （７ａ）、 （８ａ）、 （９ａ）、 （
ｌＯａ）、（ｌｌａ）、（１２ａ）、 ＜１３ａ）は
信号線である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
の制御装置を示す構成図、第２図、第３図はそれぞれ本
発明の別の発明の一実施例による膜分離型リアクタの制
御装置を示す構成図、第４図は従来の膜分離型リアクタ
の制御装置を示す構成図である。 図において、 （＋）はリアクタ、 （２）は分離嗅、
（３）、 （４）はポンプ、 （５）は絞り弁。 （６）はバルブ、 （７）は１４節計重 （８）は水質
計、 （９）は流量計、 （１０）、 （１））は演算
器、 （１２）は微生物濃度計、 （１３）はＳＳ計
。 （６８）、 （７ａ）、 （８ａ）、 （９ａ）、 （
ｌＯａ）、（ｌｌａ）、（１２ａ）、 ＜１３ａ）は
信号線である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）膜分離型リアクタへの流入水に関する情報を計測
する計測器、上記情報の計測値から予め定められた演算
式を用いてリアクタ内微生物量の設定値を演算する第１
の演算器、リアクタ内微生物濃度を計測する手段、上記
リアクタ内微生物濃度の計測値から予め定められた演算
式を用いてリアクタ内微生物量を演算する第２の演算器
、第１の演算器の出力と第２の演算器の出力との差に応
じた出力を発生する調節計、および上記調節計の出力に
応じて上記膜分離型リアクタからの引抜き微生物量を調
節する手段を備えた膜分離型リアクタの制御装置。 - （２）リアクタから分離膜への供給水微生物濃度を計測
するＳＳ計、上記ＳＳ計の計測値と予め定められた供給
水微生物濃度の設定値との差に応じた出力を発生する調
節計、および上記調節計の出力に応じて上記膜分離型リ
アクタからの引抜き微生物量を調節する手段を備えた膜
分離型リアクタの制御装置。 - （３）膜分離型リアクタへの流入水に関する情報を計測
する計測器、上記情報の計測値から予め定められた演算
式を用いてリアクタから分離膜への供給水微生物濃度の
設定値を演算する演算器、上記リアクタから分離膜への
供給水微生物濃度を計測するＳＳ計、上記ＳＳ計の計測
値と上記演算器の出力である供給水微生物濃度の設定値
との差に応じた出力を発生する調節計、および上記調節
計の出力に応じて上記膜分離型リアクタからの引抜き微
生物量を調節する手段を備えた膜分離型リアクタの制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10395389A JPH0759186B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 膜分離型リアクタの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10395389A JPH0759186B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 膜分離型リアクタの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283273A true JPH02283273A (ja) | 1990-11-20 |
| JPH0759186B2 JPH0759186B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=14367780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10395389A Expired - Fee Related JPH0759186B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 膜分離型リアクタの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759186B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004290729A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Kurita Water Ind Ltd | 有機性廃液の消化処理装置 |
| JP2008080303A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Membrane-Tec Co Ltd | 汚泥含有排水の処理装置 |
| JP2009509756A (ja) * | 2005-10-06 | 2009-03-12 | シーメンス・ウォーター・テクノロジーズ・コーポレーション | 膜バイオリアクタシステムの動的制御 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6485067A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-30 | Toshiba Corp | Continuous fermentation device |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP10395389A patent/JPH0759186B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6485067A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-30 | Toshiba Corp | Continuous fermentation device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004290729A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Kurita Water Ind Ltd | 有機性廃液の消化処理装置 |
| JP2009509756A (ja) * | 2005-10-06 | 2009-03-12 | シーメンス・ウォーター・テクノロジーズ・コーポレーション | 膜バイオリアクタシステムの動的制御 |
| JP2008080303A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Membrane-Tec Co Ltd | 汚泥含有排水の処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759186B2 (ja) | 1995-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4130481A (en) | Maintaining optimum settling rate of activated sludge | |
| US8216517B2 (en) | System and method for monitoring an integrated system | |
| Jeison et al. | On-line cake-layer management by trans-membrane pressure steady state assessment in anaerobic membrane bioreactors for wastewater treatment | |
| Piotrowski et al. | Mixed integer nonlinear optimization of biological processes in wastewater sequencing batch reactor | |
| JPH02283273A (ja) | 膜分離型リアクタの制御装置 | |
| WO2021199885A1 (ja) | 好気性生物膜処理方法および装置 | |
| KR20060092660A (ko) | 퍼지제어를 이용한 하·폐수 처리장의 자동제어장치 및 방법 | |
| Guo et al. | Calibration and validation for a real-time membrane bioreactor: A sliding window approach | |
| Simeonov et al. | Modelling and dynamic compensator control of the anaerobic digestion of organic wastes | |
| JP2007249767A (ja) | プロセス制御システム | |
| Becerra-Celis et al. | Nonlinear predictive control for continuous microalgae cultivation process in a photobioreactor | |
| CN106573807A (zh) | 曝气风量计算装置以及水处理系统 | |
| Marsili-Libelli | Optimal control of the activated sludge process | |
| WO1998003434A1 (fr) | Dispositif de regulation de la concentration d'oxygene dissous d'une cuve d'aeration, de regulation de la temperature de ladite cuve, de regulation du debit d'eau brute pour obtenir une surface liquide homogene et equipement de traitement d'eaux usees utilise dans le procede de traitement par boues activees | |
| Becerra-Celis et al. | Control strategy for continuous microalgae cultivation process in a photobioreactor | |
| Von Jeszenszky et al. | Dynamic modelling and control simulation of a biological wastewater treatment process | |
| Clifft et al. | Improved oxygen dissolution control for oxygen activated sludge | |
| EP3688133B1 (en) | Optimization of fermentation processes | |
| Janssen et al. | Reduction of an activated sludge process model to facilitate controller tuning. | |
| Fagervik et al. | Adaptive on-line simulation of bioreactors: fermentation monitoring and modeling system | |
| JPS60106590A (ja) | 下水処理制御装置 | |
| JPH07275882A (ja) | 下水処理制御装置 | |
| Irvine et al. | Kinetic analysis of data from biological systems | |
| Znad et al. | Axial distribution of oxygen concentration in different airlift bioreactor scales: Mathematical modeling and simulation | |
| Wu | Optimization-Based Synthesis and Assessment Frameworks for Bio-Based Chemicals Production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |