JPH0475079B2 - - Google Patents
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- JPH0475079B2 JPH0475079B2 JP58172760A JP17276083A JPH0475079B2 JP H0475079 B2 JPH0475079 B2 JP H0475079B2 JP 58172760 A JP58172760 A JP 58172760A JP 17276083 A JP17276083 A JP 17276083A JP H0475079 B2 JPH0475079 B2 JP H0475079B2
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- sludge
- nitrification rate
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- nitrification
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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
- 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
- Activated Sludge Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は廃水を生物学的に処理する活性汚泥
プロセス制御方法に関する。
プロセス制御方法に関する。
この種制御方法の従来例を第１図により述べ
る。第１図は溶存酸素制御方式（以下DO制御方
式と称す）や汚泥滞留時間制御方式（以下SRT
制御方式と称す）を採用したもので、図において
１は廃水等の流入水が導入されるエアレーシヨン
タンクで、このタンク１の流出口近辺には溶存酸
素計（DO計）２と混合浮遊物濃度計（MLSS計）
３が配設され、タンクの底部には後述のブロアか
ら酸素が供給されるパイプ１ａが配置される。前
記エアレーシヨンタンク１の流出水は最終沈殿池
４に導入される。前記DO計２の出力はDO制御
部５内のDO調節計５ａに入力される。DO調節
計５ａの出力は風量調節計５ｂに与えられる。こ
の風量調節計５ｂはDO調節計５ａの出力値によ
つて酸素供給通路６に介挿された弁５ｃの開閉度
が制御される。なお、５ｄはブロア、５ｅは流量
計である。前記最終沈殿池４内には汚泥界面計
（SL計）７（あるいは汚泥濃度分布計（SCD計））
が配設される。この汚泥界面計７の出力と前記混
合浮遊物濃度計３の出力はSRT制御部８のコン
トローラ８ａに入力される。コントローラ８ａに
は返送汚泥濃度計（CR計）９の出力も入力され
る。CR計９は返送汚泥路１０に設けられる。返
送汚泥路１０は最終沈殿池４に一端が接続され、
途中に返送汚泥ポンプ８ｂを有して他端がエアレ
ーシヨンタンク１に接続される。８ｃは余剰汚泥
ポンプで、このポンプ８ｃは最終沈殿池４内の汚
泥を余剰汚泥として引き出すものである。前記返
送汚泥ポンプ８ｂと余剰汚泥ポンプ８ｃはコント
ローラ８ａにより制御される。
る。第１図は溶存酸素制御方式（以下DO制御方
式と称す）や汚泥滞留時間制御方式（以下SRT
制御方式と称す）を採用したもので、図において
１は廃水等の流入水が導入されるエアレーシヨン
タンクで、このタンク１の流出口近辺には溶存酸
素計（DO計）２と混合浮遊物濃度計（MLSS計）
３が配設され、タンクの底部には後述のブロアか
ら酸素が供給されるパイプ１ａが配置される。前
記エアレーシヨンタンク１の流出水は最終沈殿池
４に導入される。前記DO計２の出力はDO制御
部５内のDO調節計５ａに入力される。DO調節
計５ａの出力は風量調節計５ｂに与えられる。こ
の風量調節計５ｂはDO調節計５ａの出力値によ
つて酸素供給通路６に介挿された弁５ｃの開閉度
が制御される。なお、５ｄはブロア、５ｅは流量
計である。前記最終沈殿池４内には汚泥界面計
（SL計）７（あるいは汚泥濃度分布計（SCD計））
が配設される。この汚泥界面計７の出力と前記混
合浮遊物濃度計３の出力はSRT制御部８のコン
トローラ８ａに入力される。コントローラ８ａに
は返送汚泥濃度計（CR計）９の出力も入力され
る。CR計９は返送汚泥路１０に設けられる。返
送汚泥路１０は最終沈殿池４に一端が接続され、
途中に返送汚泥ポンプ８ｂを有して他端がエアレ
ーシヨンタンク１に接続される。８ｃは余剰汚泥
ポンプで、このポンプ８ｃは最終沈殿池４内の汚
泥を余剰汚泥として引き出すものである。前記返
送汚泥ポンプ８ｂと余剰汚泥ポンプ８ｃはコント
ローラ８ａにより制御される。
上記のように構成された制御方法を用いて廃水
等を処理すると、DO制御やSRT制御を行わない
時に比較して処理水質の安定化、ブロア消費電力
量の削減を計ることができる。しかし、浄化の主
役をなす活性汚泥の微生物活性度は水温、PH、流
入負荷、毒物等の因子によつて変化するために、
DOやSRT制御を同一設定値のもとで長時間運転
すると、処理水質、汚泥状態の悪化や過剰曝気状
態を呈する場合がある。例えば、水温が10℃上昇
すると活性汚泥微生物の生化学反応は２倍になる
ことが知られている。従つて、同一のDO、SRT
値で運転を続けるとエアレーシヨンタンク１内の
反応が進み過ぎてしまう。特に押し出し流れ型の
エアレーシヨンタンクを使用した場合には、エア
レーシヨンタンク中間付近で基質の分解が終了
し、それ以降から出口までは自己酸化による汚泥
の減少と過剰曝気による電力の無駄が生ずること
になる。以上のようなエアレーシヨンタンク内の
基質濃度分布状態説明を第２図に示す。第２図に
おいて、入口とはエアレーシヨンタンクの流入水
が導入される側、出口とは流出水側であり、曲線
（Ｔ＋10）℃とは前述したように水温が10℃上昇
したときの反応曲線であり、過剰曝気エリアとは
10℃水温が上昇したときの場合である。なおＴ℃
曲線は理想制御の場合のものである。
等を処理すると、DO制御やSRT制御を行わない
時に比較して処理水質の安定化、ブロア消費電力
量の削減を計ることができる。しかし、浄化の主
役をなす活性汚泥の微生物活性度は水温、PH、流
入負荷、毒物等の因子によつて変化するために、
DOやSRT制御を同一設定値のもとで長時間運転
すると、処理水質、汚泥状態の悪化や過剰曝気状
態を呈する場合がある。例えば、水温が10℃上昇
すると活性汚泥微生物の生化学反応は２倍になる
ことが知られている。従つて、同一のDO、SRT
値で運転を続けるとエアレーシヨンタンク１内の
反応が進み過ぎてしまう。特に押し出し流れ型の
エアレーシヨンタンクを使用した場合には、エア
レーシヨンタンク中間付近で基質の分解が終了
し、それ以降から出口までは自己酸化による汚泥
の減少と過剰曝気による電力の無駄が生ずること
になる。以上のようなエアレーシヨンタンク内の
基質濃度分布状態説明を第２図に示す。第２図に
おいて、入口とはエアレーシヨンタンクの流入水
が導入される側、出口とは流出水側であり、曲線
（Ｔ＋10）℃とは前述したように水温が10℃上昇
したときの反応曲線であり、過剰曝気エリアとは
10℃水温が上昇したときの場合である。なおＴ℃
曲線は理想制御の場合のものである。
上記のように従来は水温が10℃上昇しただけエ
アレーシヨンタンク内の生化学反応過程に不都合
が発生するのはタンク内の上記反応過程を連続的
に、しかも安定かつ精度よく計測することができ
なかつたことと、BOD酸化、硝化などの水質因
子とDO、SRT制御設定値との関連が明確でなか
つたからである。
アレーシヨンタンク内の生化学反応過程に不都合
が発生するのはタンク内の上記反応過程を連続的
に、しかも安定かつ精度よく計測することができ
なかつたことと、BOD酸化、硝化などの水質因
子とDO、SRT制御設定値との関連が明確でなか
つたからである。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、エアレーシヨンタンク内の生化学反応の指標
として硝化率を採用し、DO制御やSRT制御の各
設定値を目標硝化率となるように時系的に修正制
御するようにした活性汚泥プロセス制御方法を提
供することを目的とする。
で、エアレーシヨンタンク内の生化学反応の指標
として硝化率を採用し、DO制御やSRT制御の各
設定値を目標硝化率となるように時系的に修正制
御するようにした活性汚泥プロセス制御方法を提
供することを目的とする。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
するに第１図と同一部分は同一符号を付して説明
する。
するに第１図と同一部分は同一符号を付して説明
する。
第３図において、エアレーシヨンタンク１内の
所定個所に酸化還元電位計（ORP計）３１を配
設する。このORP計３１はエアレーシヨンタン
ク１が完全混合型の場合には流入水や返送汚泥等
の導入口付近は避けて均一に混合されている場所
に配置する。また、タンク１が押し出し流れ型の
場合には流出口付近に配置する。前記ORP計３
１の出力は硝化率変換器３２に入力されて、出力
に硝化率が得られる。この硝化率は偏差検出回路
３３に入力され、設定硝化率との偏差出力がこの
回路３３から送出される。偏差検出回路３３の出
力に得られた偏差出力値はDO制御部５に入力さ
れる。また、SRT制御部８は硝化率変換器３２
の出力が入力され、両制御部の設定値は前記偏差
出力値と硝化率で変更される構成になつている。
所定個所に酸化還元電位計（ORP計）３１を配
設する。このORP計３１はエアレーシヨンタン
ク１が完全混合型の場合には流入水や返送汚泥等
の導入口付近は避けて均一に混合されている場所
に配置する。また、タンク１が押し出し流れ型の
場合には流出口付近に配置する。前記ORP計３
１の出力は硝化率変換器３２に入力されて、出力
に硝化率が得られる。この硝化率は偏差検出回路
３３に入力され、設定硝化率との偏差出力がこの
回路３３から送出される。偏差検出回路３３の出
力に得られた偏差出力値はDO制御部５に入力さ
れる。また、SRT制御部８は硝化率変換器３２
の出力が入力され、両制御部の設定値は前記偏差
出力値と硝化率で変更される構成になつている。
なお、ORPより硝化率に変換する理由は、
ORP計３１が妨害イオンの影響を受け易く、ま
た、長期間高精度を維持できないからである。
ORP計３１が妨害イオンの影響を受け易く、ま
た、長期間高精度を維持できないからである。
第４図は第３図における実施例の要部の概略構
成を示すシステム構成図で、この第４図を用いて
第３図の動作を述べるに、前述した偏差出力値で
あるORP計による硝化率演算出力は最適DO、
SRT設定値が決定される設定値決定部４０に供
給される。この決定部４０で決定されたDO設定
値（DOSET）はDO制御部５に与えられ、また
SRT設定値（SRTSET）はSRT制御部８に与え
られる。DO制御部５は硝化率によつて決定され
たDOSETにより弁５ｃの開度を制御して、エアレ
ーシヨンタンク１への送風量を制御する。な
お、DO制御部５には処理プロセス部４１から
DO計２によるDO濃度や送風量の計測値が供
給される。この処理プロセス部４１からは、
MLSS計３によるMLSS、CR計９による返送汚泥
濃度、SL計７による汚泥濃度等の計測値ｆが
SRT制御部８に供給される。SRT制御部８は前
記SRTSETと処理プロセス部４１からの各値から
処理プロセス部４１に余剰汚泥量、余剰汚泥ポン
プ８ｃの起動、停止等の値ｇを与える。
成を示すシステム構成図で、この第４図を用いて
第３図の動作を述べるに、前述した偏差出力値で
あるORP計による硝化率演算出力は最適DO、
SRT設定値が決定される設定値決定部４０に供
給される。この決定部４０で決定されたDO設定
値（DOSET）はDO制御部５に与えられ、また
SRT設定値（SRTSET）はSRT制御部８に与え
られる。DO制御部５は硝化率によつて決定され
たDOSETにより弁５ｃの開度を制御して、エアレ
ーシヨンタンク１への送風量を制御する。な
お、DO制御部５には処理プロセス部４１から
DO計２によるDO濃度や送風量の計測値が供
給される。この処理プロセス部４１からは、
MLSS計３によるMLSS、CR計９による返送汚泥
濃度、SL計７による汚泥濃度等の計測値ｆが
SRT制御部８に供給される。SRT制御部８は前
記SRTSETと処理プロセス部４１からの各値から
処理プロセス部４１に余剰汚泥量、余剰汚泥ポン
プ８ｃの起動、停止等の値ｇを与える。
第５図は上記動作説明のさらに詳細な動作を述
べるためのフロチヤートで、第５図において、ま
ずORP計測値読み込みを行う（ORPで示す）。そ
の後、ORPを硝化率（ρM）に変換し、設定硝化
率（ρS）とρMとの偏差（Δρ）をとる。その後、
ΔρからDO設定値（DOS）を得る。図中、ORPC
はサンプリング型ORP調節計を示す。DOSは最
大値DOXと最小値DONで上下限値がチエツクされ
た後、DOS値の変更がなされる。DOS値がDO設
定範囲DON＜DOS＜DOXの間にあるときはDO計
測値が読み込まれる。（DOM）。そして、その範
囲が逸脱したときは後述の処理に移る。前記
DOMはDOS値と偏差（ΔDO）が取られて送風量
設定値GSが設定される。このGSは最大値GSXと最
小値GSNで上下限値がチエツクされる。チエツク
後、送風量が設定される。その後、送風量が読み
込まれる。（GSM）。このGSMは設定値と偏差
（ΔGS）が取られ、このΔGSにより風量調節計
（GSＣ）の弁開度（MV）が制御される。
べるためのフロチヤートで、第５図において、ま
ずORP計測値読み込みを行う（ORPで示す）。そ
の後、ORPを硝化率（ρM）に変換し、設定硝化
率（ρS）とρMとの偏差（Δρ）をとる。その後、
ΔρからDO設定値（DOS）を得る。図中、ORPC
はサンプリング型ORP調節計を示す。DOSは最
大値DOXと最小値DONで上下限値がチエツクされ
た後、DOS値の変更がなされる。DOS値がDO設
定範囲DON＜DOS＜DOXの間にあるときはDO計
測値が読み込まれる。（DOM）。そして、その範
囲が逸脱したときは後述の処理に移る。前記
DOMはDOS値と偏差（ΔDO）が取られて送風量
設定値GSが設定される。このGSは最大値GSXと最
小値GSNで上下限値がチエツクされる。チエツク
後、送風量が設定される。その後、送風量が読み
込まれる。（GSM）。このGSMは設定値と偏差
（ΔGS）が取られ、このΔGSにより風量調節計
（GSＣ）の弁開度（MV）が制御される。
前記DO設定範囲が逸脱した処理はDOS＝DON
あるいはDOS＝DOX比較部で比較され、DO上下
限逸脱積算時間（ts）を得る。なお、DTはDO上
下限逸脱経過時間である。このtsが設定時間
（Ts）以上になつたとき、SRT制御部により、
SRT設定値を修正する動作に移る。その変更幅
ΔSRTは偏差（Δ）のPI演算等により決定され
る。決定されたSRT設定値（SRTS）は最大値
SRTXと最小値SRTNで上下限値がチエツクされ
た後、SRTSが設定されてSRT制御部８にその
SRTSが供給される。
あるいはDOS＝DOX比較部で比較され、DO上下
限逸脱積算時間（ts）を得る。なお、DTはDO上
下限逸脱経過時間である。このtsが設定時間
（Ts）以上になつたとき、SRT制御部により、
SRT設定値を修正する動作に移る。その変更幅
ΔSRTは偏差（Δ）のPI演算等により決定され
る。決定されたSRT設定値（SRTS）は最大値
SRTXと最小値SRTNで上下限値がチエツクされ
た後、SRTSが設定されてSRT制御部８にその
SRTSが供給される。
以上のようにDO、SRT制御が行われるが、
DO設定値の変更周期は普通30分〜60分程度であ
るのに対してSRT設定値の変更周期は現在の
SRT設定値と同じかそれ以上である。このこと
を考慮して制御部は硝化率偏差に基づくDO制御
のみとし、SRT設定値は手動により修正するよ
うにしてもよい。このような場合には第４図の構
成は第６図に示すようになる。
DO設定値の変更周期は普通30分〜60分程度であ
るのに対してSRT設定値の変更周期は現在の
SRT設定値と同じかそれ以上である。このこと
を考慮して制御部は硝化率偏差に基づくDO制御
のみとし、SRT設定値は手動により修正するよ
うにしてもよい。このような場合には第４図の構
成は第６図に示すようになる。
次に、ORP計による硝化率を上述のように制
御指標とした理由について述べる。
御指標とした理由について述べる。
(A) 通常の都市下水処理場では流入基質の
BOD：窒素Ｎ：燐Ｐの比率が適正な比率と言
われている100：５：１に比較してＮとＰが過
多となつている。このため、最小律の法則
（Liebig.1843）にしたがつてBOD成分について
は生物処理の限界付近まで除去される。しか
し、ＮとＰは除去されないで処理水とともに流
出してしまう。このうちＮは主としてエアレー
シヨンタンク内で第７図および第８図のように
変化する。第７図は硝化と脱窒の模式説明で、
図において、７１は有機生窒素、７２は無機性
窒素である。有機性窒素７１はタンパク質７１
ａとアミノ酸７１ｂからなり、タンパク質分解
菌７３によりタンパク質７１ａがアミノ酸７１
ｂに分解される。前記無機性窒素７２はNH+ 4
７２ａ、NO- 2７２ｂ、NO- 3７２ｃからなる。
７５はニトロソモナス（Nitrosomonas）、７
６はニトロバクター（Nitrobacter）、７７は
窒素ガスである。
BOD：窒素Ｎ：燐Ｐの比率が適正な比率と言
われている100：５：１に比較してＮとＰが過
多となつている。このため、最小律の法則
（Liebig.1843）にしたがつてBOD成分について
は生物処理の限界付近まで除去される。しか
し、ＮとＰは除去されないで処理水とともに流
出してしまう。このうちＮは主としてエアレー
シヨンタンク内で第７図および第８図のように
変化する。第７図は硝化と脱窒の模式説明で、
図において、７１は有機生窒素、７２は無機性
窒素である。有機性窒素７１はタンパク質７１
ａとアミノ酸７１ｂからなり、タンパク質分解
菌７３によりタンパク質７１ａがアミノ酸７１
ｂに分解される。前記無機性窒素７２はNH+ 4
７２ａ、NO- 2７２ｂ、NO- 3７２ｃからなる。
７５はニトロソモナス（Nitrosomonas）、７
６はニトロバクター（Nitrobacter）、７７は
窒素ガスである。
第８図は標準活性汚泥法エアレーシヨンタン
ク内のBOD酸化と硝化過程の分布特性模式説
明図で、図中、ドツド部分は有機窒素を示し、
斜線部分はアンモニア、縦線部分はBODを示
し、図示左側がエアレーシヨンタンク入口で、
図示右側がエアレーシヨンタンク出口である。
ク内のBOD酸化と硝化過程の分布特性模式説
明図で、図中、ドツド部分は有機窒素を示し、
斜線部分はアンモニア、縦線部分はBODを示
し、図示左側がエアレーシヨンタンク入口で、
図示右側がエアレーシヨンタンク出口である。
上記第７図および第８図に示したように窒素
Ｎは変化される。一般に、NH+ 4−ＮからNO- 2
−Ｎ、NO- 3−Ｎへの反応を硝化といい、その
変換割合を硝化率ρと称し、それを次式で定義
している。
Ｎは変化される。一般に、NH+ 4−ＮからNO- 2
−Ｎ、NO- 3−Ｎへの反応を硝化といい、その
変換割合を硝化率ρと称し、それを次式で定義
している。
ρ＝（NO-／2−Ｎ）＋（NO-／3−Ｎ）
／（NH+／4−Ｎ）＋（NO-／2−Ｎ）＋（NO-／3−Ｎ）×
100（％） 一般的にはＮ成分過多のため、エアレーシヨ
ンタンク出口（あるいは処理水）のρは10〜
100％である。このため、充分除去の行われて
いるBOD成分に対して、未硝化のまま処理水
として放流されることが多い。また、NO- 2−
ＮはCODとして検出されるため、見かけ上
COD成分があまり除去されていない結果を呈
することもある。
／（NH+／4−Ｎ）＋（NO-／2−Ｎ）＋（NO-／3−Ｎ）×
100（％） 一般的にはＮ成分過多のため、エアレーシヨ
ンタンク出口（あるいは処理水）のρは10〜
100％である。このため、充分除去の行われて
いるBOD成分に対して、未硝化のまま処理水
として放流されることが多い。また、NO- 2−
ＮはCODとして検出されるため、見かけ上
COD成分があまり除去されていない結果を呈
することもある。
(B) 前記硝化率ρは活性汚泥プロセスの最も重要
な操作量である送風量と余剰汚泥量SRTに密
接な関係がある。
な操作量である送風量と余剰汚泥量SRTに密
接な関係がある。
第９図Ａ〜ＤはDO設定値や硝化率応答特性
等を示したもので、第９図ＡはDO制御設定値
として１、３、５（mg／）に設定した場合の
各水質指標の経時変化を示したもので、この図
から、設定値を大幅に変更したにもかかわら
ず、COD成分の変化は第９図Ｂに示すように
ほとんどない。これに対して硝化率ρは第９図
Ｄに示すように25〜75（％）と大幅に変化して
いる。また、DO設定値変更に対する硝化率ρ
の速応性、再現性も極めて優れていることが実
験により確認した。なお、第９図ＣはNH3−
Ｎ、NO3−ＮとＮとの関係を示す特性図であ
る。
等を示したもので、第９図ＡはDO制御設定値
として１、３、５（mg／）に設定した場合の
各水質指標の経時変化を示したもので、この図
から、設定値を大幅に変更したにもかかわら
ず、COD成分の変化は第９図Ｂに示すように
ほとんどない。これに対して硝化率ρは第９図
Ｄに示すように25〜75（％）と大幅に変化して
いる。また、DO設定値変更に対する硝化率ρ
の速応性、再現性も極めて優れていることが実
験により確認した。なお、第９図ＣはNH3−
Ｎ、NO3−ＮとＮとの関係を示す特性図であ
る。
第１０図はSRTと硝化率の関係を示す特性
図で、この図は硝化菌が他栄養細菌に比べ、そ
の世代時間が長いため、SRTが硝化反応の律
速因子となつていることを示すものである。
図で、この図は硝化菌が他栄養細菌に比べ、そ
の世代時間が長いため、SRTが硝化反応の律
速因子となつていることを示すものである。
これらのことから硝化率ρを制御する方式と
して短時間の制御にはDO設定値の修正（また
は送風量の変更）を、長期的にはSRT設定値
の修正が有効である。
して短時間の制御にはDO設定値の修正（また
は送風量の変更）を、長期的にはSRT設定値
の修正が有効である。
(C) 硝化反応はBOD酸化反応に比べ、単位基質
当りの必要酸素量が３〜４倍大きい。第１１図
は硝化率ρをそれぞれ30％、70％で制御した場
合の必要空気量の経時変化を示したものであ
る。この第１１図から明らかのように必要以上
の硝化率で運転することは省エネルギーの立場
からも好ましくない。
当りの必要酸素量が３〜４倍大きい。第１１図
は硝化率ρをそれぞれ30％、70％で制御した場
合の必要空気量の経時変化を示したものであ
る。この第１１図から明らかのように必要以上
の硝化率で運転することは省エネルギーの立場
からも好ましくない。
(D) 硝化率が極端に低い場合（例えば10％以下）
BOD除去率も低下することが知られている。
また、逆に極端に高い場合（例えば90％以上）、
第７図に示した脱窒現象が最終沈殿池で発生
し、活性汚泥が浮上し易くなる。
BOD除去率も低下することが知られている。
また、逆に極端に高い場合（例えば90％以上）、
第７図に示した脱窒現象が最終沈殿池で発生
し、活性汚泥が浮上し易くなる。
(E) 硝化反応は第７図から明らかのように一種の
酸化還元反応である。一般に活性汚泥プロセス
における酸化還元電位は消化反応に最も強く影
響されるが、その他の種々の影響因子（妨害物
資）も存在する。これらの妨害物資の種類とそ
の濃度がほぼ安定して存在している期間は硝化
率と酸化還元電位は１対１の関係になる。しか
し、前記種類やその濃度が変動すると両者の関
係が変化する。第１２図は硝化率ρと酸化還元
電位（ORP）の関係を示した特性図で、特に、
第１２図は実処理施設のエアレーシヨンタンク
内で測定したORPと硝化率の関係を示したも
のである。この特性図から明らかのように
ORPと硝化率の関係は硝化率が20〜80％まで
はほぼ直線的に変化する。ただし、処理施設や
妨害物質の種類や濃度によつて直線範囲や傾斜
が図示△印を結んだ特性や黒丸印を結んだ特性
のように多少異なる。そこで、一定期間毎（例
えば数カ月）に硝化率とORP値の関係を関係
式として求め、この関係式を一定期間毎に修正
する。そして、硝化率の管理目標値に対する
ORP値（上記と修正関係式）で、ORP一定制
御を行つて硝化率を長期間安定に制御する。従
つて、前記式で示した硝化率ρは各形態の窒素
Ｎを連続的に測定することができれば、その硝
化率を求めることが可能であるが、このために
は、最低３本の検出センサが必要となる。しか
し、保守の面から３本のセンサを用いるのは好
ましくない。ここでは前記ORP計を用いれば
硝化率を１本のセンサで得ることができる利点
があり、保守の面で極めて有利となる。
酸化還元反応である。一般に活性汚泥プロセス
における酸化還元電位は消化反応に最も強く影
響されるが、その他の種々の影響因子（妨害物
資）も存在する。これらの妨害物資の種類とそ
の濃度がほぼ安定して存在している期間は硝化
率と酸化還元電位は１対１の関係になる。しか
し、前記種類やその濃度が変動すると両者の関
係が変化する。第１２図は硝化率ρと酸化還元
電位（ORP）の関係を示した特性図で、特に、
第１２図は実処理施設のエアレーシヨンタンク
内で測定したORPと硝化率の関係を示したも
のである。この特性図から明らかのように
ORPと硝化率の関係は硝化率が20〜80％まで
はほぼ直線的に変化する。ただし、処理施設や
妨害物質の種類や濃度によつて直線範囲や傾斜
が図示△印を結んだ特性や黒丸印を結んだ特性
のように多少異なる。そこで、一定期間毎（例
えば数カ月）に硝化率とORP値の関係を関係
式として求め、この関係式を一定期間毎に修正
する。そして、硝化率の管理目標値に対する
ORP値（上記と修正関係式）で、ORP一定制
御を行つて硝化率を長期間安定に制御する。従
つて、前記式で示した硝化率ρは各形態の窒素
Ｎを連続的に測定することができれば、その硝
化率を求めることが可能であるが、このために
は、最低３本の検出センサが必要となる。しか
し、保守の面から３本のセンサを用いるのは好
ましくない。ここでは前記ORP計を用いれば
硝化率を１本のセンサで得ることができる利点
があり、保守の面で極めて有利となる。
以上のような理由によつてこの発明ではORP
計による硝化率を用いている。
計による硝化率を用いている。
最後に、第３図の実施例によつてSRTを５日
から10日にステツプ状の変更を与えた場合の各種
指標の経日変化を第１３図Ａ〜Ｆに示す。第１３
図Ａは流入水特性図、第１３図ＢはSRT設定値
特性図、第１３図ＣはMLSS濃度の経日変化特性
図、第１３図はＤはDO濃度の経日変化特性図、
第１３図Ｅは送風量の経日変化特性図、第１３図
Ｆは硝化率の経日変化特性図である。
から10日にステツプ状の変更を与えた場合の各種
指標の経日変化を第１３図Ａ〜Ｆに示す。第１３
図Ａは流入水特性図、第１３図ＢはSRT設定値
特性図、第１３図ＣはMLSS濃度の経日変化特性
図、第１３図はＤはDO濃度の経日変化特性図、
第１３図Ｅは送風量の経日変化特性図、第１３図
Ｆは硝化率の経日変化特性図である。
上記各特性図はSRTを外乱因子と考えて、(a)
定風量運転（GS＝6000m3／hr）、(b)DO一定制御
（DOS値＝2.6mg／）、(c)硝化率一定制御（ρS＝50
％）のそれぞれにおけるMLSS濃度、DO濃度、
送風量、硝化率の経日変化を示したものである。
定風量運転（GS＝6000m3／hr）、(b)DO一定制御
（DOS値＝2.6mg／）、(c)硝化率一定制御（ρS＝50
％）のそれぞれにおけるMLSS濃度、DO濃度、
送風量、硝化率の経日変化を示したものである。
上記の結果から、SRTが２倍になつたため、
MLSS濃度が増加し、(a)定風量運転では内生呼吸
の増加によりDO濃度が徐々に低下し、(b)DO一
定制御では硝化率が徐々に増加していることが判
る。このことは定風量運転では汚泥増加に伴う反
応速度の増大よりも、むしろDO値の低下による
反応速度の低下の方が大きいため、硝化率は徐々
に低下してくるものである。これに対して、硝化
率一定制御では、汚泥増加による除去速度の増加
分だけ、DO値を低下させているので、硝化率は
変更前と同じ50±５％の範囲に維持されている。
以上のように、従来、実施されていた定風量運転
やDO一定制御では外乱（ここではSRT）によ
り、処理水質、特に窒素成分を一定に維持するこ
とができなかつた。しかし、硝化率をフイードバ
ツクして適正なDO値になるように時系列的に修
正することにより、上記のことが可能になつた。
MLSS濃度が増加し、(a)定風量運転では内生呼吸
の増加によりDO濃度が徐々に低下し、(b)DO一
定制御では硝化率が徐々に増加していることが判
る。このことは定風量運転では汚泥増加に伴う反
応速度の増大よりも、むしろDO値の低下による
反応速度の低下の方が大きいため、硝化率は徐々
に低下してくるものである。これに対して、硝化
率一定制御では、汚泥増加による除去速度の増加
分だけ、DO値を低下させているので、硝化率は
変更前と同じ50±５％の範囲に維持されている。
以上のように、従来、実施されていた定風量運転
やDO一定制御では外乱（ここではSRT）によ
り、処理水質、特に窒素成分を一定に維持するこ
とができなかつた。しかし、硝化率をフイードバ
ツクして適正なDO値になるように時系列的に修
正することにより、上記のことが可能になつた。
以上述べたように、この発明によれば、反応過
程を把握する水質指標として硝化率を採用し、こ
れを一定に維持するためのDO設定値、SRT設定
値を適正な値に時系列的に修正するようにしたの
で以下のような効果が生じる。
程を把握する水質指標として硝化率を採用し、こ
れを一定に維持するためのDO設定値、SRT設定
値を適正な値に時系列的に修正するようにしたの
で以下のような効果が生じる。
(1) 硝化反応過程そのものを指標としていること
から、希望する処理水質を長期間安定に維持す
ることが可能である。
から、希望する処理水質を長期間安定に維持す
ることが可能である。
(2) 処理プロセスの環境因子であるDO濃度や
Ｆ／Ｍ比を一定に維持する従来の方法に加え
て、他の因子である水温、流入負荷等の変化に
も充分対応でき、希望する処理水質に維持でき
る。
Ｆ／Ｍ比を一定に維持する従来の方法に加え
て、他の因子である水温、流入負荷等の変化に
も充分対応でき、希望する処理水質に維持でき
る。
(3) 硝化反応に伴う消費酸素量はBOD除去反応
のそれに比べて単位除去基質当り３〜４倍必要
である。このことは硝化反応過程を監視制御す
ることがプロア電力量の節約ができる利点とな
る。
のそれに比べて単位除去基質当り３〜４倍必要
である。このことは硝化反応過程を監視制御す
ることがプロア電力量の節約ができる利点とな
る。
(4) 硝化はバルキングと密接な関係があり、良好
な処理状態を維持するためには硝化の監視を
ORP計を用いれば保守点検が容易となる。
な処理状態を維持するためには硝化の監視を
ORP計を用いれば保守点検が容易となる。
(5) 硝化反応は一種の酸化還元反応であるから硝
化の指標としてORP計を用いれば上述と同様
の効果が得られる。
化の指標としてORP計を用いれば上述と同様
の効果が得られる。
第１図は従来の活性汚泥プロセス制御方法の構
成説明図、第２図はエアレーシヨンタンク内の基
質濃度分布特性図、第３図はこの発明の一実施例
を示す構成説明図、第４図はこの発明の要部のシ
ステム構成図、第５図は第３図の動作説明のため
のフロチヤート、第６図は第４図におけるシステ
ム構成のDO制御のみのブロツク図、第７図は硝
化と脱窒の模式説明図、第８図は標準活性汚泥法
エアレーシヨンタンク内のBOD酸化と硝化過程
の分布特性図、第９図ＡからＤはDO設定値のス
テツプ応答特性図、第１０図はSRTと硝化率の
関係を示す特性図、第１１図は硝化率設定値と送
風量との特性図、第１２図はエアレーシヨンタン
ク内のORPと硝化率の関係を示す特性図、第１
３図ＡからＦはSRTを５日から10日にステツプ
状の変更の与えた場合の各種指標の経日変化を示
す特性図である。 １……エアレーシヨンタンク、４……最終沈殿
池、５……DO制御部、８……SRT制御部、３１
……ORP計、３２……硝化率変換器、３３……
偏差検出回路。
成説明図、第２図はエアレーシヨンタンク内の基
質濃度分布特性図、第３図はこの発明の一実施例
を示す構成説明図、第４図はこの発明の要部のシ
ステム構成図、第５図は第３図の動作説明のため
のフロチヤート、第６図は第４図におけるシステ
ム構成のDO制御のみのブロツク図、第７図は硝
化と脱窒の模式説明図、第８図は標準活性汚泥法
エアレーシヨンタンク内のBOD酸化と硝化過程
の分布特性図、第９図ＡからＤはDO設定値のス
テツプ応答特性図、第１０図はSRTと硝化率の
関係を示す特性図、第１１図は硝化率設定値と送
風量との特性図、第１２図はエアレーシヨンタン
ク内のORPと硝化率の関係を示す特性図、第１
３図ＡからＦはSRTを５日から10日にステツプ
状の変更の与えた場合の各種指標の経日変化を示
す特性図である。 １……エアレーシヨンタンク、４……最終沈殿
池、５……DO制御部、８……SRT制御部、３１
……ORP計、３２……硝化率変換器、３３……
偏差検出回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エアレーシヨンタンクに廃水を導入してその
タンク内の溶存酸素を検出した後、そのタンク内
の溶存酸素を溶存酸素制御部で制御するとともに
前記タンク内の混合浮遊物濃度の検出値と最終沈
殿池の汚泥濃度分布値および最終沈殿池からエア
レーシヨンタンクに返送する返送汚泥濃度値を汚
泥滞留時間制御部で制御する生物化学反応プロセ
ス制御方法において、 前記エアレーシヨンタンク内に酸化還元電位計
を配設し、この酸化還元電位計でエアレーシヨン
タンク内の酸化還元電位を測定し、一方、各形態
の窒素を測定することにより求めた硝化率と酸化
還元電位との関係を求め、その関係を一定期間毎
に再度求めて修正し、硝化率の管理目票値に対応
する酸化還元電位値で、酸化還元電位一定制御を
行つて硝化率を制御し、得られた硝化率と予め設
定された硝化率との偏差を得、この偏差値により
溶存酸素制御部を制御してエアレーシヨンタンク
への送風量を制御し、かつ得られた硝化率で汚泥
滞留時間制御部の余剰汚泥量を制御するとともに
エアレーシヨンへの返送汚泥量を制御することを
特徴とする活性汚泥プロセス制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172760A JPS6064698A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 活性汚泥プロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58172760A JPS6064698A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 活性汚泥プロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064698A JPS6064698A (ja) | 1985-04-13 |
| JPH0475079B2 true JPH0475079B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=15947820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58172760A Granted JPS6064698A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 活性汚泥プロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064698A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62227499A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-06 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 回分式活性汚泥処理方法 |
| KR20000049300A (ko) * | 1999-04-13 | 2000-08-05 | 니시야마 쇼고 | 오수의 활성 슬러지 처리 시스템 및 방법 |
| CZ2009292A3 (cs) * | 2009-05-11 | 2010-08-04 | Hach Lange Gmbh | Zpusob automatického rízení prerušované aerace v aktivacním procesu cistíren odpadních vod |
| CN110054293A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-26 | 大连安能杰科技有限公司 | 一种基于nadh控制曝气量的污水处理生化工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422955A (en) * | 1977-07-21 | 1979-02-21 | Nippon Paint Co Ltd | Controller for disposal of organic waste water |
| JPS5523678A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-20 | Nec Corp | Color pick up unit |
| JPS5564896A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-15 | Nippon Steel Corp | Automatic control method for oxidation-reduction potential in aerobic active sludge treatment |
| JPS5939392A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | 活性汚泥水処理における最終沈澱池の汚泥処理方法 |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP58172760A patent/JPS6064698A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422955A (en) * | 1977-07-21 | 1979-02-21 | Nippon Paint Co Ltd | Controller for disposal of organic waste water |
| JPS5523678A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-20 | Nec Corp | Color pick up unit |
| JPS5564896A (en) * | 1978-11-07 | 1980-05-15 | Nippon Steel Corp | Automatic control method for oxidation-reduction potential in aerobic active sludge treatment |
| JPS5939392A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | 活性汚泥水処理における最終沈澱池の汚泥処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6064698A (ja) | 1985-04-13 |
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