JPH07114685B2 - 下水処理装置 - Google Patents
下水処理装置Info
- Publication number
- JPH07114685B2 JPH07114685B2 JP58140423A JP14042383A JPH07114685B2 JP H07114685 B2 JPH07114685 B2 JP H07114685B2 JP 58140423 A JP58140423 A JP 58140423A JP 14042383 A JP14042383 A JP 14042383A JP H07114685 B2 JPH07114685 B2 JP H07114685B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- activated sludge
- amount
- aeration tank
- sludge
- filamentous fungus
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、下水中の有機物を活性汚泥と呼ばれる微生物
群の働きにより分解除去するのに使用される下水処理装
置に関する。
群の働きにより分解除去するのに使用される下水処理装
置に関する。
微生物利用プロセスにおいては微生物の代謝機能及び増
殖機能が応用され、有用物質の生産，有害物質の処理な
どに適用されている。これらのプロセスでは、微生物が
反応の生体であるので微生物の管理がきわめて重要であ
る。
殖機能が応用され、有用物質の生産，有害物質の処理な
どに適用されている。これらのプロセスでは、微生物が
反応の生体であるので微生物の管理がきわめて重要であ
る。
下水処理プロセスの場合では、活性汚泥と呼ばれる微生
物群が系内で培養され、この活性汚泥が下水中の有機物
を除去している。活性汚泥は沈殿池で分離されて循環し
再び下水処理に利用される。
物群が系内で培養され、この活性汚泥が下水中の有機物
を除去している。活性汚泥は沈殿池で分離されて循環し
再び下水処理に利用される。
活性汚泥微生物の管理が不適当であると、活性汚泥フロ
ツク（活性汚泥の集合凝集塊）の沈降性が悪化して系内
から流出する。
ツク（活性汚泥の集合凝集塊）の沈降性が悪化して系内
から流出する。
この原因は、活性汚泥微生物中において糸状菌、例えば
スフアエロチルス（Sphaerotilus）の異常増殖にある。
この異常増殖は、通常（１）エアレーシヨンタンクの溶
存酸素濃度が適切でない、（２）有機物負荷が適切でな
いなどの理由に起因する。したがつて、糸状菌の異常増
殖あるいはその兆候が認められた時には前記理由
（１），（２）が適切になるようにプロセスを操作すれ
ば良い。ところが、糸状菌の検出は経験の深い人が、主
に顕微鏡を用いて目視により判断したり、あるいは写真
撮影結果から糸状菌量をキルビメータ等により測定して
いる。このため、判断するのに時間を要し、また、目視
の場合には判断が主観的であつて誤差が大きいという問
題点がある。
スフアエロチルス（Sphaerotilus）の異常増殖にある。
この異常増殖は、通常（１）エアレーシヨンタンクの溶
存酸素濃度が適切でない、（２）有機物負荷が適切でな
いなどの理由に起因する。したがつて、糸状菌の異常増
殖あるいはその兆候が認められた時には前記理由
（１），（２）が適切になるようにプロセスを操作すれ
ば良い。ところが、糸状菌の検出は経験の深い人が、主
に顕微鏡を用いて目視により判断したり、あるいは写真
撮影結果から糸状菌量をキルビメータ等により測定して
いる。このため、判断するのに時間を要し、また、目視
の場合には判断が主観的であつて誤差が大きいという問
題点がある。
このため、実質的にはプロセスの溶存酸素濃度や有機物
負荷の制御目標値を設定することができない。したがつ
て、制御操作は糸状菌が異常繁殖した後に実施されるこ
とになり、糸状菌検出の初期の段階で未然にその異常増
殖を防止できない。このため、プロセスの処理水質が悪
化したり、活性汚泥の一部が流出する欠点がある。
負荷の制御目標値を設定することができない。したがつ
て、制御操作は糸状菌が異常繁殖した後に実施されるこ
とになり、糸状菌検出の初期の段階で未然にその異常増
殖を防止できない。このため、プロセスの処理水質が悪
化したり、活性汚泥の一部が流出する欠点がある。
一方、同じ微生物利用プロセスでも糸状菌，子のう菌，
放射菌，担子菌などの糸状性微生物による有用物質、例
えば抗生物質の生産プロセスがある。例えば、ペニシリ
ン生産プロセスではペニシリウム クリソジナム（Pen.
chrysogenum）などが培養され、またストレプトマイシ
ン生成プロセスではストレプトマイセス グリセウス
（Streptmyces griseus）などが培養されて抗生物質を
生産する。糸状菌の増殖速度及び基質消費速度は撹拌力
の影響を強く受けることが知られている。これは菌体の
培養液の粘度が増加する為に、菌体への酸素供給及び菌
体の酸素吸収速度が低下することに主な原因がある。
放射菌，担子菌などの糸状性微生物による有用物質、例
えば抗生物質の生産プロセスがある。例えば、ペニシリ
ン生産プロセスではペニシリウム クリソジナム（Pen.
chrysogenum）などが培養され、またストレプトマイシ
ン生成プロセスではストレプトマイセス グリセウス
（Streptmyces griseus）などが培養されて抗生物質を
生産する。糸状菌の増殖速度及び基質消費速度は撹拌力
の影響を強く受けることが知られている。これは菌体の
培養液の粘度が増加する為に、菌体への酸素供給及び菌
体の酸素吸収速度が低下することに主な原因がある。
ところが、培養槽内の糸状菌量を計測することが困難で
あるために、糸状菌の増殖速度を計測することができな
い。通常、糸状菌量は遠沈後乾燥させて固形物重量とし
て算出している。しかし、この方法では計測に少なくと
も３時間以上も時間がかかるため、酸素供給を適切に維
持し生産効率を向上できない欠点を有する。
あるために、糸状菌の増殖速度を計測することができな
い。通常、糸状菌量は遠沈後乾燥させて固形物重量とし
て算出している。しかし、この方法では計測に少なくと
も３時間以上も時間がかかるため、酸素供給を適切に維
持し生産効率を向上できない欠点を有する。
なお水中の浮遊物を光電変換装置を利用して計測する公
知例として特開昭54−143296号公報があるが、その具体
的方法は全く示されていない。
知例として特開昭54−143296号公報があるが、その具体
的方法は全く示されていない。
本発明の目的は、活性汚泥中の糸状菌量の検出を速やか
に、誤差少なく行うことができ、糸状菌量検出の初期の
段階で未然にその異常増殖を防止できるようにした下水
処理装置を提供することにある。
に、誤差少なく行うことができ、糸状菌量検出の初期の
段階で未然にその異常増殖を防止できるようにした下水
処理装置を提供することにある。
本発明は、下水中の有機物を活性汚泥と呼ばれる微生物
群により分解除去するための曝気槽と、該曝気槽から下
水と活性汚泥との混合物を抜き出して活性汚泥を重力沈
降させる沈殿池と、該沈殿池で沈降した活性汚泥を前記
曝気槽に返送する手段とを具備する下水処理装置におい
て、 前記曝気槽内の微生物群を拡大して観察する観察手段
と、 該観察手段によって得た像を撮像して輝度情報に変換す
る撮像手段と、 該輝度情報から輝度分布を求めて、活性汚泥中の糸状菌
よりも低い輝度でかつ活性汚泥中のズーグレア性微生物
塊よりも高い輝度レベルと、糸状菌よりも高い輝度で液
部分よりも低い輝度レベルとよりなる二つの輝度レベル
を設定する手段と、 二つの該輝度レベルの間にある画素を加算して糸状菌量
を求める手段と、 該糸状菌量を予め設定された設定値と比較し、その偏差
に基づいて前記曝気槽内の溶存酸素濃度と有機物負荷よ
りなる因子のうちの１つの目標値を演算する手段と、 前記曝気槽内の前記因子の値を計測する手段と、 該因子の計測値を目標値と比較し、その偏差に基づいて
培養条件を制御する培養条件制御手段と、 を具備したことを特徴とする下水処理装置によって達成
される。
群により分解除去するための曝気槽と、該曝気槽から下
水と活性汚泥との混合物を抜き出して活性汚泥を重力沈
降させる沈殿池と、該沈殿池で沈降した活性汚泥を前記
曝気槽に返送する手段とを具備する下水処理装置におい
て、 前記曝気槽内の微生物群を拡大して観察する観察手段
と、 該観察手段によって得た像を撮像して輝度情報に変換す
る撮像手段と、 該輝度情報から輝度分布を求めて、活性汚泥中の糸状菌
よりも低い輝度でかつ活性汚泥中のズーグレア性微生物
塊よりも高い輝度レベルと、糸状菌よりも高い輝度で液
部分よりも低い輝度レベルとよりなる二つの輝度レベル
を設定する手段と、 二つの該輝度レベルの間にある画素を加算して糸状菌量
を求める手段と、 該糸状菌量を予め設定された設定値と比較し、その偏差
に基づいて前記曝気槽内の溶存酸素濃度と有機物負荷よ
りなる因子のうちの１つの目標値を演算する手段と、 前記曝気槽内の前記因子の値を計測する手段と、 該因子の計測値を目標値と比較し、その偏差に基づいて
培養条件を制御する培養条件制御手段と、 を具備したことを特徴とする下水処理装置によって達成
される。
本発明において、培養条件制御手段としては、曝気槽へ
の曝気空気量及び返送汚泥量の少なくとも１つを制御す
る手段を備えることが望ましい。
の曝気空気量及び返送汚泥量の少なくとも１つを制御す
る手段を備えることが望ましい。
本発明は、糸状菌の顕微鏡像を画像処理して、糸状菌量
が検出できることを発見したことに基づくものであり、
この検出値を用いて微生物利用プロセスの制御指標、例
えば溶存酸素濃度，有機物負荷、微生物の代謝あるいは
増殖能力などに影響を及ぼす因子を制御するようにした
ことにある。
が検出できることを発見したことに基づくものであり、
この検出値を用いて微生物利用プロセスの制御指標、例
えば溶存酸素濃度，有機物負荷、微生物の代謝あるいは
増殖能力などに影響を及ぼす因子を制御するようにした
ことにある。
第９図は本発明を下水処理プロセスに適用した例であ
る。
る。
曝気槽10には下水流入管20からの汚水と返送汚泥管30か
らの返送汚泥とが流入する。一方、ブロワー40と散気装
置60から曝気槽10に空気を供給する。曝気槽10内の返送
汚泥と汚水は撹拌混合される。返送汚泥すなわち活性汚
泥は供給された空気中の酸素を吸収して、汚水中の溶解
性有機物を好気性代謝により分解し、炭酸ガスと水とに
する。除去された有機物の一部は活性汚泥の菌体増殖に
充てられる。活性汚泥と汚水の混合後は沈殿池70に導か
れ、ここで活性汚泥の菌体が重力沈降する。一方、有機
物を除去された汚水は処理水管80を経て、図示しない塩
素滅菌工程を経て放流される。沈殿池70内に沈降した活
性汚泥は汚泥排出管から引き抜かれ、増殖分は余剰汚泥
として余剰汚泥ポンプ100により排出され、一方、残り
の大部分の活性汚泥は返送汚泥ポンプ110により再び曝
気槽10に返送される。
らの返送汚泥とが流入する。一方、ブロワー40と散気装
置60から曝気槽10に空気を供給する。曝気槽10内の返送
汚泥と汚水は撹拌混合される。返送汚泥すなわち活性汚
泥は供給された空気中の酸素を吸収して、汚水中の溶解
性有機物を好気性代謝により分解し、炭酸ガスと水とに
する。除去された有機物の一部は活性汚泥の菌体増殖に
充てられる。活性汚泥と汚水の混合後は沈殿池70に導か
れ、ここで活性汚泥の菌体が重力沈降する。一方、有機
物を除去された汚水は処理水管80を経て、図示しない塩
素滅菌工程を経て放流される。沈殿池70内に沈降した活
性汚泥は汚泥排出管から引き抜かれ、増殖分は余剰汚泥
として余剰汚泥ポンプ100により排出され、一方、残り
の大部分の活性汚泥は返送汚泥ポンプ110により再び曝
気槽10に返送される。
曝気槽10内の活性汚泥をサンプリング管120により採取
し糸状菌検出装置130に導き糸状菌量ｆを計測する。糸
状菌量設定器140には糸状菌量の目標値ｆ＊が設定され
ており、その偏差Δｆを式（１）により求める。
し糸状菌検出装置130に導き糸状菌量ｆを計測する。糸
状菌量設定器140には糸状菌量の目標値ｆ＊が設定され
ており、その偏差Δｆを式（１）により求める。
Δｆ＝ｆ−ｆ＊ …（１） 第２図に糸状菌検出装置130の詳細な構成を示す。
サンプリング管120を介して採取した混合液はポンプ131
により検出板132に導かれた後に排液管133から排出され
る。排液は普通曝気槽10に戻される。検出板132の上面
には僅かな間隙を有して光学顕微鏡などの観察装置133
が配置されている。検出板132は光学顕微鏡の焦点が合
うような厚さの薄いものが望ましい。なお、光学顕微鏡
観察の定法に従つて、サンプル液をスライドグラス上に
滴下し、カバーグラスをかぶせて検鏡するようにするこ
ともできる。光学顕微鏡が明視野のときは検鏡対象は黒
く、液は白くうつる。
により検出板132に導かれた後に排液管133から排出され
る。排液は普通曝気槽10に戻される。検出板132の上面
には僅かな間隙を有して光学顕微鏡などの観察装置133
が配置されている。検出板132は光学顕微鏡の焦点が合
うような厚さの薄いものが望ましい。なお、光学顕微鏡
観察の定法に従つて、サンプル液をスライドグラス上に
滴下し、カバーグラスをかぶせて検鏡するようにするこ
ともできる。光学顕微鏡が明視野のときは検鏡対象は黒
く、液は白くうつる。
ビジコンカメラ134は観察装置133より得た像を輝度情報
に変換する。像は例えば256×256の画素に分割される。
濃淡情報処理装置135はビジコンカメラ134で得た輝度情
報をＡ−Ｄ変換してデイジタル信号に変換する。第３図
に変換された画像の例を示す。Ｚは活性汚泥フロツクの
うち凝集性及び沈降性に優れた、例えばズーグレア（Zo
ogloea）性微生物塊で、Ｆは沈降性の悪い糸状菌を示
す。Ｂは背景すなわち液である。なお、微生物塊Ｚにお
いてハツチングを施した部分は黒く見えることを意味し
ている。
に変換する。像は例えば256×256の画素に分割される。
濃淡情報処理装置135はビジコンカメラ134で得た輝度情
報をＡ−Ｄ変換してデイジタル信号に変換する。第３図
に変換された画像の例を示す。Ｚは活性汚泥フロツクの
うち凝集性及び沈降性に優れた、例えばズーグレア（Zo
ogloea）性微生物塊で、Ｆは沈降性の悪い糸状菌を示
す。Ｂは背景すなわち液である。なお、微生物塊Ｚにお
いてハツチングを施した部分は黒く見えることを意味し
ている。
第４図は第３図におけるＡ−Ａ線上の輝度分布を示した
ものである。第４図よりわかるように、液部分Ｂは明る
い為に輝度が高く、フロツク部分Ｚは黒く映るため輝度
が低くなる。一方糸状菌Ｆは両者の中間の輝度となる。
ただし、暗視野による検鏡のときは、検鏡対象が白く、
液部分が黒くうつるので、第４図の輝度分布は上下逆と
なる。
ものである。第４図よりわかるように、液部分Ｂは明る
い為に輝度が高く、フロツク部分Ｚは黒く映るため輝度
が低くなる。一方糸状菌Ｆは両者の中間の輝度となる。
ただし、暗視野による検鏡のときは、検鏡対象が白く、
液部分が黒くうつるので、第４図の輝度分布は上下逆と
なる。
第２図における輝度設定回路136は糸状菌Ｆのみを抽出
するために、フロツク部Ｚよりも高い輝度でかつ糸状菌
よりも低い輝度レベルSlと糸状菌Ｆよりも高い輝度で液
部分Ｂよりも低い輝度レベルSbを設定する。糸状菌抽出
回路137は設定信号Sl,Shとｉ行ｊ列の画素の輝度信号S
ijによつて糸状菌Ｆの画素を抽出する。すなわち、ｉ行
ｊ列の糸状菌Ｆの画素をfijとすると、次式 Sl≦Sij≦Shのときfij＝１ …（２） Sij＜SlまたはSij＞fhのときfij＝０ …（３） によつて、糸状菌Ｆに対応する画素のみの信号を“1"レ
ベルする。第４図に示す場合の処理例を第５図に示し、
第６図に第３図から抽出された糸状菌Ｆの画像例を示
す。ただし、（２），（３）式は明視野の場合を示す。
暗視野の場合は不等号は全て逆となる。
するために、フロツク部Ｚよりも高い輝度でかつ糸状菌
よりも低い輝度レベルSlと糸状菌Ｆよりも高い輝度で液
部分Ｂよりも低い輝度レベルSbを設定する。糸状菌抽出
回路137は設定信号Sl,Shとｉ行ｊ列の画素の輝度信号S
ijによつて糸状菌Ｆの画素を抽出する。すなわち、ｉ行
ｊ列の糸状菌Ｆの画素をfijとすると、次式 Sl≦Sij≦Shのときfij＝１ …（２） Sij＜SlまたはSij＞fhのときfij＝０ …（３） によつて、糸状菌Ｆに対応する画素のみの信号を“1"レ
ベルする。第４図に示す場合の処理例を第５図に示し、
第６図に第３図から抽出された糸状菌Ｆの画像例を示
す。ただし、（２），（３）式は明視野の場合を示す。
暗視野の場合は不等号は全て逆となる。
糸状菌量演算回路138は、糸状菌抽出回路137によつて抽
出された画素信号fijの“1"レベルを加算して糸状菌量
を求める。すなわち、次式で糸状菌量fvを求める。
出された画素信号fijの“1"レベルを加算して糸状菌量
を求める。すなわち、次式で糸状菌量fvを求める。
一画面のみにおける糸状菌量fvだけではばらつきが出る
ので、複数の画面について糸状菌量fvを演算し、その平
均値で評価する方が望ましい。ｎ画面の平均値▲▼
は次式のようになる。
ので、複数の画面について糸状菌量fvを演算し、その平
均値で評価する方が望ましい。ｎ画面の平均値▲▼
は次式のようになる。
本発明者らは、この考え方に基づいて下水処理プロセス
曝気槽より得た活性汚泥混合液を用いて、実際の糸状菌
の長さＬをキルピメータを用いて測定して糸状菌検出装
置130で検出した糸状菌量▲▼とを比較したところ
第７図に示すような関係になつた。丸印が糸状菌検出装
置130による検出値である。この関係を式で示すと
（６）式のようになる。
曝気槽より得た活性汚泥混合液を用いて、実際の糸状菌
の長さＬをキルピメータを用いて測定して糸状菌検出装
置130で検出した糸状菌量▲▼とを比較したところ
第７図に示すような関係になつた。丸印が糸状菌検出装
置130による検出値である。この関係を式で示すと
（６）式のようになる。
ここで、a,bは定数である。
このようにして糸状菌量の絶対値を画像処理により客観
的に、しかも迅速に計測することができる。
的に、しかも迅速に計測することができる。
ところで、糸状菌は溶存酸素が低濃度だと繁殖し易い性
質がある。また、有機物負荷に対しては第８図に示すよ
うに適切な負荷範囲が存在する。第８図は横軸に有機物
負荷F/Mを示し、縦軸に汚泥容量指標SVIを示したもの
で、SVIが大きくなると糸状菌量も多くなる。このこと
から分るように糸状菌量の増加を抑制するためには溶存
酸素濃度を高くすることと有機物負荷を適切な値に維持
すれば良いことが分る。
質がある。また、有機物負荷に対しては第８図に示すよ
うに適切な負荷範囲が存在する。第８図は横軸に有機物
負荷F/Mを示し、縦軸に汚泥容量指標SVIを示したもの
で、SVIが大きくなると糸状菌量も多くなる。このこと
から分るように糸状菌量の増加を抑制するためには溶存
酸素濃度を高くすることと有機物負荷を適切な値に維持
すれば良いことが分る。
溶存酸素濃度目標値演算回路160は糸状菌量の計測値信
号ｆと糸状菌量設定器140に設定されている目標値ｆ＊
との偏差信号Δｆを入力し、第10図に示すような関係の
溶存酸素濃度目標値DO＊を出力する。目標値DO＊には上
限値DOmaxと下限値DOminを設けて過曝気の防止と最低DO
レベルを確保するようにしている。調節計150は溶存酸
素濃度目標値DO＊と溶存酸素濃度計170で検出した計測
値DOの偏差ΔDOを入力する。偏差ΔDOは次式で計算す
る。
号ｆと糸状菌量設定器140に設定されている目標値ｆ＊
との偏差信号Δｆを入力し、第10図に示すような関係の
溶存酸素濃度目標値DO＊を出力する。目標値DO＊には上
限値DOmaxと下限値DOminを設けて過曝気の防止と最低DO
レベルを確保するようにしている。調節計150は溶存酸
素濃度目標値DO＊と溶存酸素濃度計170で検出した計測
値DOの偏差ΔDOを入力する。偏差ΔDOは次式で計算す
る。
ΔDO＝DO−DO＊ …（７） 調節計150は濃度偏差ΔDOが正のときは溶存酸素濃度を
低下させるために、曝気空気量が減少するようにブロワ
ー40を操作する。例えば、ブロワー40の回転数を低下さ
せる。一方、濃度偏差ΔDOが負の場合には溶存酸素濃度
を増加させるために、曝気空気量が増加するようにブロ
ワー40を操作する。
低下させるために、曝気空気量が減少するようにブロワ
ー40を操作する。例えば、ブロワー40の回転数を低下さ
せる。一方、濃度偏差ΔDOが負の場合には溶存酸素濃度
を増加させるために、曝気空気量が増加するようにブロ
ワー40を操作する。
なお、糸状菌の増殖や死滅による糸状菌量の増滅は急激
には起らないので、これらの溶存酸素濃度目標値DO＊の
変更操作は１日に１回前後実施するようにしても良い。
には起らないので、これらの溶存酸素濃度目標値DO＊の
変更操作は１日に１回前後実施するようにしても良い。
このようにして、溶存酸素濃度を変更することによつて
糸状菌の異常繁殖を抑制することができる。
糸状菌の異常繁殖を抑制することができる。
第11図には、第１図で示した有機物負荷制御の具体例を
示す。有機物負荷F/Mは次式で定義される。
示す。有機物負荷F/Mは次式で定義される。
F/M＝流入有機物量／曝気槽内活性汚泥固形物量 …
（８） 流入有機物は通常は操作出来ないので、曝気槽内活性汚
泥固形物量を操作することになる。曝気槽内活性汚泥固
形物量は次式で与えられる。
（８） 流入有機物は通常は操作出来ないので、曝気槽内活性汚
泥固形物量を操作することになる。曝気槽内活性汚泥固
形物量は次式で与えられる。
Mt＝Vl×Ma …（９） ここで、Mt:曝気槽内活性汚泥固形物量 Vl:曝気槽内混合液量 Ma:曝気槽内活性汚泥濃度（汚泥濃度と略称する。） である。
曝気槽内混合液量Vlは不変であるので、活性汚泥固形物
量Mtを操作するには汚泥濃度Maを操作すればよい。曝気
槽内活性汚泥濃度Maを制御するには通常返送汚泥量を操
作することにより行う。しかし、返送汚泥量の操作範囲
には限界があるので余剰汚泥量も操作するようにしてい
る。
量Mtを操作するには汚泥濃度Maを操作すればよい。曝気
槽内活性汚泥濃度Maを制御するには通常返送汚泥量を操
作することにより行う。しかし、返送汚泥量の操作範囲
には限界があるので余剰汚泥量も操作するようにしてい
る。
以下具体的に説明する。曝気槽10内の活性汚泥をサンプ
リング管120によつて糸状菌検出装置130に導いて検出す
る。具体的には、上述したように糸状菌量▲▼を求
め糸状菌量信号ｆを得る。検出信号ｆが目標値ｆ＊より
大きく糸状菌量偏差Δｆが正極性で大きいと過負荷状態
である。この場合には汚泥濃度Maを大きくして有機物負
荷F/Mを低下させる。汚泥濃度Maを大きくするには返送
汚泥量が増加するように返送汚泥ポンプ110の回転数を
高くする。あるいはプロセス内の活性汚泥量が増加する
ように余剰汚泥量を減少させる。余剰汚泥量を減少させ
るには余剰汚泥ポンプ100の運転時間を短くする。
リング管120によつて糸状菌検出装置130に導いて検出す
る。具体的には、上述したように糸状菌量▲▼を求
め糸状菌量信号ｆを得る。検出信号ｆが目標値ｆ＊より
大きく糸状菌量偏差Δｆが正極性で大きいと過負荷状態
である。この場合には汚泥濃度Maを大きくして有機物負
荷F/Mを低下させる。汚泥濃度Maを大きくするには返送
汚泥量が増加するように返送汚泥ポンプ110の回転数を
高くする。あるいはプロセス内の活性汚泥量が増加する
ように余剰汚泥量を減少させる。余剰汚泥量を減少させ
るには余剰汚泥ポンプ100の運転時間を短くする。
一方、糸状菌偏差Δｆが負であれば、逆に返送汚泥ポン
プ110の回転数を低くするか、又は余剰汚泥ポンプ100の
運転時間を長くする。
プ110の回転数を低くするか、又は余剰汚泥ポンプ100の
運転時間を長くする。
これらの具体的操作方法について以下に説明する。汚泥
濃度演算回路190は偏差信号Δｆを入力し、第１図に示
すような関係で汚泥濃度目標値Ma＊を演算する。ここ
で、第12図に示すように目標値Ma＊には上限値Mamax及
び下限値Maminを設定する。汚泥濃度計200によつて検出
した汚泥濃度Maと目標値Ma＊を比較し偏差ΔMaを求め調
節計15に加える。
濃度演算回路190は偏差信号Δｆを入力し、第１図に示
すような関係で汚泥濃度目標値Ma＊を演算する。ここ
で、第12図に示すように目標値Ma＊には上限値Mamax及
び下限値Maminを設定する。汚泥濃度計200によつて検出
した汚泥濃度Maと目標値Ma＊を比較し偏差ΔMaを求め調
節計15に加える。
ΔMa＝Ma−Ma＊ …（10） 調節計151は汚泥濃度偏差信号ΔMaが正のときは汚泥濃
度Maが減少するように、返送汚泥ポンプ110の回転数を
減少させるか、又は、余剰汚泥ポンプ100の運転時間を
長くする。逆に、汚泥濃度偏差ΔMaが負のときは汚泥濃
度Maが増加するように返送汚泥ポンプ110の回転数を増
加させるか、又は余剰汚泥ポンプ100の運転時間を短く
する。
度Maが減少するように、返送汚泥ポンプ110の回転数を
減少させるか、又は、余剰汚泥ポンプ100の運転時間を
長くする。逆に、汚泥濃度偏差ΔMaが負のときは汚泥濃
度Maが増加するように返送汚泥ポンプ110の回転数を増
加させるか、又は余剰汚泥ポンプ100の運転時間を短く
する。
なお、糸状菌の増殖、死滅、あるいは活性汚泥微生物相
の変化は急激には起らないので、返送汚泥ポンプ110及
び余剰汚泥ポンプ100の変更操作頻度は１日１回前後実
施するだけでも所期の効果を奏し得る。
の変化は急激には起らないので、返送汚泥ポンプ110及
び余剰汚泥ポンプ100の変更操作頻度は１日１回前後実
施するだけでも所期の効果を奏し得る。
次に、汚泥濃度を制御する場合、流入下水量が少ないと
有機物負荷が低すぎて、糸状菌が繁殖する場合もありう
る。この場合には流入下水流量を検出して、この検出値
が小さい場合には、返送汚泥ポンプ110又は余剰汚泥ポ
ンプ100の操作方向を逆に操作する。具体的には汚泥濃
度偏差ΔMaが正の時に返送汚泥ポンプ100の回転数を増
加させるか、又は余剰汚泥ポンプの起動頻度を減少させ
る。
有機物負荷が低すぎて、糸状菌が繁殖する場合もありう
る。この場合には流入下水流量を検出して、この検出値
が小さい場合には、返送汚泥ポンプ110又は余剰汚泥ポ
ンプ100の操作方向を逆に操作する。具体的には汚泥濃
度偏差ΔMaが正の時に返送汚泥ポンプ100の回転数を増
加させるか、又は余剰汚泥ポンプの起動頻度を減少させ
る。
このようにして、汚泥濃度Maを変更することで、有機物
負荷を制御できるので、糸状菌の異常繁殖を避けること
ができる。
負荷を制御できるので、糸状菌の異常繁殖を避けること
ができる。
本発明によれば、活性汚泥中の糸状菌を速やかに且つ誤
差少なく計測することができ、糸状菌検出の所期の段階
でその異常増殖を防止することができるという効果が得
られる。
差少なく計測することができ、糸状菌検出の所期の段階
でその異常増殖を防止することができるという効果が得
られる。
第１図は汚泥濃度目標値を示す特性図、第２図は糸状菌
検出装置の一例を示す構成図、第３図は微生物の画像の
一例を示す概略図、第４図は微生物画像の輝度レベルを
示す特性図、第５図は輝度レベルの２値化の一例を示す
概略図、第６図は糸状菌の画像を示す概略図、第７図は
糸状菌検出装置の検出特性図、第８図は下水処理プロセ
スの特性図、第９図は本発明の一実施例による下水処理
プロセスの構成図、第10図は溶存酸素濃度目標値の特性
図、第11図は第１図の一部を詳細に記載した他の構成
図、である。 10……曝気槽、40……ブロワー、70……沈殿池、100…
…余剰汚泥ポンプ、110……返送汚泥ポンプ、130……糸
状菌検出装置。
検出装置の一例を示す構成図、第３図は微生物の画像の
一例を示す概略図、第４図は微生物画像の輝度レベルを
示す特性図、第５図は輝度レベルの２値化の一例を示す
概略図、第６図は糸状菌の画像を示す概略図、第７図は
糸状菌検出装置の検出特性図、第８図は下水処理プロセ
スの特性図、第９図は本発明の一実施例による下水処理
プロセスの構成図、第10図は溶存酸素濃度目標値の特性
図、第11図は第１図の一部を詳細に記載した他の構成
図、である。 10……曝気槽、40……ブロワー、70……沈殿池、100…
…余剰汚泥ポンプ、110……返送汚泥ポンプ、130……糸
状菌検出装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 俊二 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭52−89942（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−124993（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】下水中の有機物を活性汚泥と呼ばれる微生
物群により分解除去するための曝気槽と、該曝気槽から
下水と活性汚泥との混合物を抜き出して活性汚泥を重力
沈降させる沈殿池と、該沈殿池で沈降した活性汚泥を前
記曝気槽に返送する手段とを具備する下水処理装置にお
いて、 前記曝気槽内の微生物群を拡大して観察する観察手段
と、 該観察手段によって得た像を撮像して輝度情報に変換す
る撮像手段と、 該輝度情報から輝度分布を求めて、活性汚泥中の糸状菌
よりも低い輝度でかつ活性汚泥中のズーグレア性微生物
塊よりも高い輝度レベルと、糸状菌よりも高い輝度で液
部分よりも低い輝度レベルとよりなる二つの輝度レベル
を設定する手段と、 二つの該輝度レベルの間にある画素を加算して糸状菌量
を求める手段と、 該糸状菌量を予め設定された設定値と比較し、その偏差
に基づいて前記曝気槽内の溶存酸素濃度と有機物負荷よ
りなる因子のうちの１つの目標値を演算する手段と、 前記曝気槽内の前記因子の値を計測する手段と、 該因子の計測値を目標値と比較し、その偏差に基づいて
培養条件を制御する培養条件制御手段と を具備したことを特徴とする下水処理装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記培養
条件制御手段として前記曝気槽への曝気空気量及び返送
汚泥量の少なくとも１つを制御する手段を備えたことを
特徴とする下水処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140423A JPH07114685B2 (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 下水処理装置 |
| US06/634,536 US4564444A (en) | 1983-07-28 | 1984-07-26 | Filamentous microorganism detector and an apparatus with the detector for controlling the process using microorganisms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58140423A JPH07114685B2 (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 下水処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030675A JPS6030675A (ja) | 1985-02-16 |
| JPH07114685B2 true JPH07114685B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15268352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58140423A Expired - Lifetime JPH07114685B2 (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 下水処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4564444A (ja) |
| JP (1) | JPH07114685B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3811097A1 (de) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 | Orpegen Med Molekularbioforsch | Verfahren zur steuerung biologischer klaerstufen |
| JPS6133296A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-17 | Nishihara Environ Sanit Res Corp | 汚水処理方法 |
| US4769776A (en) * | 1985-08-30 | 1988-09-06 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for measuring the concentration of filamentous microorganisms in a mixture including microorganisms |
| US4620930A (en) * | 1985-12-16 | 1986-11-04 | Polybac Corporation | Process for rapidly determining biological toxicity of wastewater |
| GB8622748D0 (en) * | 1986-09-22 | 1986-10-29 | Ici Plc | Determination of biomass |
| JPS6435347A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Sumitomo Electric Industries | Detection of intrusion of various bacteria |
| FR2640724B1 (fr) * | 1988-12-16 | 1991-05-10 | Saps Anticorrosion | Procede et installation perfectionnes pour detruire le foisonnement filamenteux |
| DK96989D0 (da) * | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Faxe Kalkbrud Aktieselskabet | Fremgangsmaade til overvaagning af biologiske processer |
| JPH0790234B2 (ja) * | 1989-08-25 | 1995-10-04 | 株式会社日立製作所 | 活性汚泥による下水処理方法及び装置 |
| FR2659981B1 (fr) * | 1990-03-22 | 1992-07-24 | Vef Sa | Procede et dispositif d'analyse bacteriologique. |
| JP2510771B2 (ja) * | 1990-07-25 | 1996-06-26 | 株式会社日立製作所 | 培養生体の活性診断方法及びシステム |
| WO1992015964A1 (en) * | 1991-02-28 | 1992-09-17 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | On-line image processing for real-time control of a process |
| GB2254414A (en) * | 1991-03-21 | 1992-10-07 | Univ London | Volume measurement of microbial organisms. |
| JPH08287261A (ja) * | 1995-11-27 | 1996-11-01 | Hitachi Ltd | 画像認識システム及び画像認識制御システム |
| US6106718A (en) * | 1998-07-01 | 2000-08-22 | Biochem Technology, Inc. | Enhanced denitrification process by monitoring and controlling carbonaceous nutrient addition |
| JP6024232B2 (ja) * | 2012-06-20 | 2016-11-09 | 株式会社明電舎 | 活性汚泥濃度制御方法 |
| JP6318755B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2018-05-09 | 東レ株式会社 | 糸状性細菌検出装置および糸状性細菌の検出方法 |
| US10375901B2 (en) | 2014-12-09 | 2019-08-13 | Mtd Products Inc | Blower/vacuum |
| CN110118771A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-08-13 | 亳州学院 | 一种用于活性污泥微生物的智能镜检装置及镜检方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3557954A (en) * | 1969-07-16 | 1971-01-26 | Allis Chalmers Mfg Co | Sewage treatment apparatus and method |
| US3558255A (en) * | 1970-01-26 | 1971-01-26 | Keene Corp | Control system for waste water treatment plants |
| US3986932A (en) * | 1975-03-21 | 1976-10-19 | Robertshaw Controls Company | Control of aerobic fermentation processes |
| JPS51124993A (en) * | 1975-04-25 | 1976-10-30 | Toshiba Corp | Automatic examination device for cell |
| JPS5289942A (en) * | 1976-01-23 | 1977-07-28 | Suntory Ltd | Device for observing infinitesimal article in liquid |
| US4130481A (en) * | 1977-02-14 | 1978-12-19 | Fmc Corporation | Maintaining optimum settling rate of activated sludge |
| US4197088A (en) * | 1977-09-23 | 1980-04-08 | Akro-Medic Engineering, Inc. | Method for qualitative and quantitative determination of immunological reactions |
| US4339799A (en) * | 1977-11-15 | 1982-07-13 | New York University | Tomographic scanner |
| DE2757742B2 (de) * | 1977-12-23 | 1979-10-18 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwasser |
| US4338024A (en) * | 1980-05-02 | 1982-07-06 | International Remote Imaging Systems, Inc. | Flow analyzer and system for analysis of fluids with particles |
| US4437161A (en) * | 1981-06-29 | 1984-03-13 | Siemens Gammasonics Inc. | Medical imaging apparatus |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58140423A patent/JPH07114685B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-07-26 US US06/634,536 patent/US4564444A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4564444A (en) | 1986-01-14 |
| JPS6030675A (ja) | 1985-02-16 |
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