JPH04250895A - 活性汚泥処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、活性汚泥処理装置に
おける活性汚泥の状態検出及びその濃度制御の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥処理装置では、活性汚泥の状態
を適正に管理する必要があり、特にその濃度と沈殿率は
良好な反応を継続させるために重要な指標となる。この
ための濃度測定は濃度センサを処理槽内の被処理水に直
接浸して行われるのが普通であり、また沈殿率は汚泥容
量指標（ＳＶＩ）と共に１０００ｃｃのメスシリンダを
用いて定期的に人の手で計測している。また被処理水と
活性汚泥とのバランスを良好に保つために、活性汚泥濃
度の計測後に目標の濃度となるように人為的に汚泥引き
抜きポンプで引き抜いて濃度を所定値に保つ必要がある
。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように濃度セン
サが活性汚泥に常時接触しているので汚れが激しく、ま
た寿命も短くなるので、定期的にセンサを引き上げ、汚
れを除いて点検等を適宜行う必要があり、曝気のための
気泡が混入するため正確な計測を行うことも一般に困難
である。また汚泥引き抜きは作業者の判断で行われるた
め、個人差により濃度にバラツキが生じやすく、回分式
の場合には汚泥引き抜き時期が曝気工程終了直前など特
定の時期に制限されるため作業が面倒である。また、１
日３〜４回程度のサイクルで廃水供給、曝気、沈殿、上
澄水排出の各工程を繰り返しているが、各サイクルで活
性汚泥濃度が一定に保てないため安定した処理が困難で
ある。更に以上の各作業はすべて人手に頼っており、管
理が煩わしく、人件費が高くつく等の問題もある。

【０００４】この発明はこのような点に着目し、活性汚
泥の状態管理を自動化して適正な管理を容易に行えるよ
うにすると共に、管理コストを低減することを目的とし
てなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の活性汚泥処理装置は、被処理水が注入
される測定セルと、処理槽内から一定量の被処理水をサ
ンプリングして上記測定セルに注入するサンプリング手
段と、測定セルの少なくとも複数の異なる水深位置にお
ける被処理水の活性汚泥濃度を個別に検出できる濃度検
出手段と、この濃度検出手段により測定セルに注入され
た直後の活性汚泥濃度の平均値及び時間経過に伴う各水
深位置の活性汚泥濃度を検出して活性汚泥の沈殿率を算
出する演算手段、とを備えている。また、処理槽内にお
ける被処理水の活性汚泥濃度を検出する濃度検出手段と
、余剰汚泥を引き抜く汚泥引き抜き手段と、上記濃度検
出手段で検出される活性汚泥の濃度が目標とする最大値
を超えると同濃度が目標とする最小値以下に達するまで
、各処理サイクルにおいて上記汚泥引き抜き手段を作動
させる制御手段、とを備えている。

【０００６】

【作用】一定量の被処理水が処理槽からサンプリングさ
れて測定セルに注入され、濃度と沈殿率が演算手段によ
って算出される。また、活性汚泥濃度が目標とする最大
値に達すると汚泥引き抜き手段が作動して余剰汚泥が引
き抜かれ、各処理サイクルでの活性汚泥濃度は目標とす
る所定範囲内に保たれる。

【０００７】

【実施例】図１は第１の発明の一実施例である回分式廃
水処理装置のシステム構成図、図２は測定セルの概略図
、図３は動作説明図、図４は制御手順のフローチャート
であり、１は曝気等の各種の処理が行われる処理槽、２
は測定セル、３は濃度センサ、４はサンプル吸引タンク
、５はサンプリングノズル、６は真空ポンプ、７は制御
部である。

【０００８】測定セル２は下水試験方法に準拠するため
に１０００ｃｃのメスシリンダと同じ形状・寸法として
あり、回転ブラシ１１ａを有する洗浄装置１１を備え、
電磁弁１２を備えた注水管１３でサンプル吸引タンク４
に接続され、水位を一定に保つための溢水管１４が設け
られて排水口１５に接続されている。洗浄装置１１は駆
動部１１ｂにより回転ブラシ１１ａを上下させながら回
転し、測定セル２の内面を洗浄するものである。また、
サンプリングノズル５は電磁弁１６を備えた吸引管１７
でサンプル吸引タンク４に接続され、真空ポンプ６は電
磁弁１８を備えた吸引管１９でサンプル吸引タンク４に
接続されている。

【０００９】制御部７は主要部がマイクロコンピュータ
２１で構成されたもので、表示部２２、入出力部２３、
電源部２４等を備えており、入出力部２３には濃度セン
サ３の検出信号が入力されるようになっている。３１は
電磁弁３２を介して上水道等の水源に接続された洗浄水
管であり、サンプル吸引タンク４に接続されると共に、
電磁弁３３を介して測定セル２に接続され、また測定セ
ル２には電磁弁３４を備えた排水管３５が設けられて排
水口１５に接続されている。なお、真空ポンプ６と各電
磁弁は制御部７によって制御されるように構成されてい
るが、これらの駆動電源や配線等は図示を省略してある
。また、制御部７はマイクロコンピュータを用いないで
構成することも可能である。

【００１０】濃度センサ３としては、例えば発光素子と
受光素子を組み合わせて透過光あるいは散乱光を利用し
て検出を行う光センサが用いられており、図２の（Ａ）
のように複数対のセンサユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ……
を順次高さを変えて測定セル２の外面に固定して配置し
てある。なお（Ｂ）に示したように、１対のセンサユニ
ット３Ａ´を測定セル２に沿って上下に移動できるよう
に配置した構成とすることもできる。

【００１１】実施例の装置は上述のような構成であり、
次に図４のフローチャートを参照しながら動作を説明す
る。曝気中の計測は電磁弁１６及び１８を開いて真空ポ
ンプ６を作動させることから開始され、廃水と活性汚泥
が混合された処理槽１内の被処理水がサンプリングノズ
ル５からサンプル吸引タンク４内に吸引される。吸引タ
ンク４内には例えばレベルセンサ（図示せず）が設けら
れており、所定の流入量が検出されると真空ポンプ６を
停止して吸引を終了し、電磁弁１６，１８を閉じる（ス
テップＳ１）。サンプル吸引タンク４は測定セル２より
も高い位置に配置されており、次に電磁弁１２が開かれ
てサンプリングされた被処理水が吸引タンク４から測定
セル２内に落とし込まれる。測定セル２内にもレベルセ
ンサ（図示せず）が設けられており、所定水位になると
電磁弁１２が閉じられ、余分な被処理水は溢水管１４を
通じて排出される（ステップＳ２）。

【００１２】この時、測定セル２内では特別な撹拌機構
を用いないでも十分撹拌されて活性汚泥と水が均一に混
合されており、この状態で光センサにより活性汚泥濃度
（ＭＬＳＳ）が測定されて適宜記憶される。同時に沈殿
率測定のための時間計測タイマがスタートする（時刻Ｔ
０）。この濃度測定は、図２の（Ａ）の場合には複数対
のセンサユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ……の各検出値を制
御部７で読み込んで平均値を求めることにより行われ、
また（Ｂ）の場合には、１対のセンサユニット３Ａ´を
測定セル２に沿って上下に移動させて各高さでの検出値
を平均することにより、あるいは代表的な高さにおける
検出値を平均値とする等の方法によって行われる（ステ
ップＳ３）。なお、測定された濃度は必要に応じて表示
部２２に表示される。

【００１３】その後、時間の経過と共に図３の（Ａ）の
ように上澄水２ａと活性汚泥２ｂとが分離し、活性汚泥
２ｂは沈降してその界面２ｃが次第に低下し、図３の（
Ｂ）のように、汚泥界面２ｃの上と下とで光センサの検
出値が大幅に異なるようになるので、所定時間ΔＴ（例
えば３０分）経過した時の界面の位置を検出して測定は
終了される（ステップＳ４）。ここで、複数対のセンサ
ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ……が用いられている場合に
は、時間ΔＴ経過した時に汚泥界面２ｃを検出している
ユニットとまだ検出していないユニットの間に汚泥界面
２ｃが存在することになる。１個のセンサユニット３Ａ
´を移動させる方式の場合には、その位置を変化させる
ことによって汚泥界面２ｃの位置を検出できる。また、
必要に応じて時間ΔＴが経過するまでの途中の沈降状態
を検出することも可能である。なお、図３の（Ｃ）のよ
うに各センサの界面検出時刻は深い位置にある方が遅く
なる。

【００１４】次いで時間ΔＴ経過後の界面検出結果から
その位置を求めて沈殿率を算出し、更にステップＳ３で
求められた活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）から汚泥容量指標
（ＳＶＩ）が算出されて適宜記憶され、あるいは必要に
応じてこれらの結果が表示部２２に表示されて以後の制
御に利用されるのである（ステップＳ５）。

【００１５】ステップＳ４の計測が終了すると、電磁弁
３４が開かれて測定セル２内のサンプル水が排出され、
電磁弁３２、１２及び３３が開かれて測定セル２とサン
プル吸引タンク４に洗浄水が供給されて洗浄される。特
に測定セル２は洗浄装置１１が駆動されて回転ブラシ１
１ａによって洗浄され、その後各電磁弁が閉じられて一
連の動作が終了し、次の計測動作に対する待機状態に戻
るのである（ステップＳ６）。

【００１６】図５は第２の発明の一実施例のシステム構
成図、図６は動作説明図、図７は制御手順のフローチャ
ートである。なお、この実施例は処理槽に直接センサを
浸して濃度計測を行う従来方式の装置におけるものを示
しているが、第１の発明の測定セルによる計測方式を用
いた装置にも適用できることはもちろんである。

【００１７】図において、１は処理槽、７は制御部であ
ることは前述と同様である。４１は余剰汚泥の計量槽を
兼ねる余剰汚泥貯留槽、４２は処理槽１の底部に配置さ
れている余剰汚泥引き抜きポンプ、４３はこの引き抜き
ポンプ４２の駆動部、４４は余剰汚泥貯留槽４１の水位
計、４５は貯留槽４１に設けられている汚泥排出ポンプ
、４６は処理槽１内に設けらている複数個の活性汚泥濃
度センサであり、この濃度センサ４６の検出値は制御部
７に入力されている。余剰汚泥引き抜きポンプ４２が駆
動されると余剰汚泥は貯留槽４１に移送され、また汚泥
排出ポンプ４５が駆動されると汚泥は脱水機５１に送ら
れて廃棄処理され、残水は図外の調整槽に送られる。

【００１８】この実施例の装置は上述のような構成であ
り、次に図６及び図７を参照しながら動作を説明する。 Ｍ０は処理槽１内の活性汚泥濃度の目標中心値、Ｍｍａ
ｘはその最大値、Ｍｍｉｎは最小値、ｍｉ（ｉ＝１，２
，３……）は各処理サイクルの曝気工程の同一時期にお
ける活性汚泥濃度の検出値であり、この検出値は複数個
の濃度センサ４６による検出値の平均値が用いられる。

【００１９】まず、処理槽１内の活性汚泥濃度が検出さ
れる（ステップＳ１１）。ここで濃度の初期値がｍ１で
あったとすると、反応によって処理サイクルが繰り返さ
れることによって検出される検出値はｍ２、ｍ３……の
ように次第に増加する。そして検出値が図６のように最
大値Ｍｍａｘ以上のｍ４に達したことが検出されると（
ステップＳ１２）、そのサイクルでの曝気工程の終了直
前に余剰汚泥引き抜きポンプ４２の運転が開始される。 この運転は余剰汚泥貯留槽４１の水位増加量Δｈがあら
かじめ設定されている増加量ｈ０に達すると一旦停止し
、そのままの状態で次のサイクルに進む（ステップＳ１
３）。

【００２０】次のサイクルの検出値ｍｉがＭｍａｘ以上
であれば、前サイクルと同様にポンプ４２が運転される
が、図の例ではｍ５≧Ｍｍａｘでないため、この場合に
はステップＳ１４に進んで前サイクルでポンプ４２が運
転されたか否かが判定される。そして運転された場合に
は、ステップＳ１５に進んでｍｉ（ｍ５）≦Ｍｍｉｎで
あるか否かが判定され、Ｍｍｉｎ以下でなければステッ
プＳ１３に移ってポンプ４２が再び運転される。この手
順はｍｉ≦Ｍｍｉｎとなるまで繰り返され、ｍｉ（図６
の例ではｍ８）がＭｍｉｎ以下になればポンプ４２は運
転されず、ポンプ４２を停止したままで次回以降のサイ
クルが繰り返される。このようにして、検出値ｍｉが再
びＭｍａｘ以上になるとポンプ４２が運転されるという
上述の手順が繰り返されるのであり、各処理サイクルで
の活性汚泥濃度は上下に変動しながら、図６のように目
標とする中心値Ｍ０を中心として一定の範囲内に保たれ
ることになる。

【００２１】ここで、１回のサイクルでの水位増加量ｈ
０は数回のサイクルが繰り返された後にｍｉがＭｍｉｎ
以下にまで低下するように小さく選定してある。これは
、ｈ０が大きい場合には１回のサイクルでの汚泥引き抜
き量が大き過ぎ、１回のサイクルだけでｍｉがＭｍａｘ
以上からＭｍｉｎ以下にまで低下するような状態になる
など、活性汚泥濃度の変化が大きくなり過ぎて安定した
制御ができなくなる可能性があるからであり、このよう
な事態を防止して安全を期するために、余剰汚泥貯留槽
４１の底面積等を勘案してｈ０を適正な値に選定する必
要がある。 なお、余剰汚泥貯留槽４１の水位が所定値に達すると汚
泥排出ポンプ４５が運転され、余剰汚泥が排出されて貯
留槽４１のオーバーフローが防止されるのであり、この
汚泥排出ポンプ４５の制御は図７の手順とは別に適宜行
われるように構成してある。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１の
発明の活性汚泥処理装置は、被処理水が注入される測定
セルに処理槽からサンプリングされた一定量の被処理水
を注入し、この測定セル内の被処理水の活性汚泥の濃度
を検出すると共に、その沈降状態から活性汚泥の沈殿率
を算出するようにしたものである。従って、濃度センサ
が活性汚泥に接触しないので掃除や点検の手間を省くこ
とが可能となり、また気泡に影響されないで正確に活性
汚泥の状態を検出することができる。また第２の発明は
、処理槽内の活性汚泥濃度を検出して自動的に余剰汚泥
を引き抜き、活性汚泥の濃度を目標とする所定範囲内に
保つようにしたものであり、個人差による濃度のバラツ
キを解消できると共に、面倒な作業をなくすことができ
る。更に、各発明によって従来人手に頼っていた各種の
作業を自動化することができ、管理の煩わしさをなくす
と共に人件費を低減し、適正な管理を行うことが容易と
なるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例のシステム構成図である
。

【図２】同実施例における測定セルの概略図である。

【図３】同実施例の動作説明図である。

【図４】同実施例の制御手順のフローチャートである。

【図５】第２の発明の一実施例のシステム構成図である
。

【図６】同実施例の動作説明図である。

【図７】同実施例の制御手順のフローチャートである。

【符号の説明】

１　　処理槽 ２　　測定セル ３　　濃度センサ ４　　サンプル吸引タンク ５　　サンプリングノズル ６　　真空ポンプ ７　　制御部 ４１　　計量槽を兼ねる余剰汚泥貯留槽４２　　余剰汚
泥引き抜きポンプ ４４　　水位計 ４６　　活性汚泥濃度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　測定セルと、処理槽内から一定量の被
   処理水をサンプリングして上記測定セルに注入するサン
   プリング手段と、前記測定セルの少なくとも複数の異な
   る水深位置における被処理水の活性汚泥濃度を個別に検
   出できる濃度検出手段と、この濃度検出手段により測定
   セルに注入された直後の活性汚泥濃度の平均値及び時間
   経過に伴う各水深位置の活性汚泥濃度を検出して活性汚
   泥の沈殿率を算出する演算手段、とを備えたことを特徴
   とする活性汚泥処理装置。
2. 【請求項２】　　処理槽内における被処理水の活性汚泥
   濃度を検出する濃度検出手段と、余剰汚泥を引き抜く汚
   泥引き抜き手段と、上記濃度検出手段で検出される活性
   汚泥の濃度が目標とする最大値を超えると同濃度が目標
   とする最小値以下に達するまで、各処理サイクルにおい
   て上記汚泥引き抜き手段を作動させる制御手段、とを備
   えたことを特徴とする活性汚泥処理装置。