JPH07115025B2 - Sviを用いたバルキング制御方法 - Google Patents

Sviを用いたバルキング制御方法

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JPH07115025B2
JPH07115025B2 JP62007908A JP790887A JPH07115025B2 JP H07115025 B2 JPH07115025 B2 JP H07115025B2 JP 62007908 A JP62007908 A JP 62007908A JP 790887 A JP790887 A JP 790887A JP H07115025 B2 JPH07115025 B2 JP H07115025B2
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    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は活性汚泥法における水質の制御方法に関するも
のである。
B.発明の概要 本発明は、活性汚泥処理法において、曝気槽を複数に区
分し、流入汚水量,流入水濁度および汚泥溶量指標の3
因子をもとに区分された個別曝気槽への流入汚水量注入
点を変更するようにしたものである。
また、上記3因子の相互作用を考慮し、更には流入汚水
量注入点制御と汚泥滞留時間制御とを組合せることによ
つてバルキング現象を抑制するようにしたものである。
C.従来の技術 都市下水や食品工場廃水などのように有機質を多量に含
む廃水を処理する手段として、流入水を曝気槽に注入
し、適度に曝気した後に最終沈殿池に流出して汚泥を沈
殿させ、上澄粋を放流する活性汚泥法が使用されてい
る。
D.発明が解決しようとする問題点 活性汚泥法による処理に携わる生物は細菌,原生動物な
どの微生物が大部分であり種類もきわめて多い混合培養
系である。混合培養系では生物種間に複雑な相互作用が
存在する一つの微生物生態系とみなすことができる。良
好な水質を維持するためには、これらの微生物生態系を
可能な限り安定に保ち、適切な管理および制御が行なわ
れなければならない。しかし、流入基質組成や水温等の
条件により微生物の種類,数量はダイナミツクに変動
し、バルキングもその一つである。バルキングとは、汚
泥中に糸状性微生物が大量に発生し、活性汚泥の沈降特
性が悪化する現象で、その結果、最終沈殿池での固液分
離が悪化し、処理水中への汚泥の流出を招くことにな
る。このバルキング現象の抑制、すなわち、糸状性微生
物の量の減少、または撲滅させる方法として、従来は返
送汚泥の塩素殺菌や溶存酸素濃度(DO)レベルを変更す
るなどの多くの対策案が提案されているが、何れも再現
性に乏しいものとなつている。その理由の一つに混合培
養系の解析が十分行なわれていないうえに、バルキング
時に出現する糸状性微生物の種類が多く、しかもその種
類毎に適正な環境条件の異なる点が挙げられ、ある種の
バルキングにある方法が有効であつても、他のバルキン
グには効果がでない問題点を有している。
そこで本発明が目的とするところは、バルキングの発生
を予測したり、あるいはバルキング状態になつているも
のを正常の汚泥に戻す従来確立されてない手法を確立
し、この手法に基いてバルキング発生を前提とした制御
方法を提供せんとするものである。
E.問題点を解決するための手段 第1の本発明は廃水の活性汚泥処理法において、曝気槽
を区分してステツプエアレーシヨン可能となし、流入粋
の流入点決定を流入汚水量(QS)、流入水濁度(Tbi
および汚泥容量指標(SVI)より決定する。また変更の
ための基準値としては、QS(QSO),SVI(SVIO)を用い
るが、それぞれの因子は独立して変動するため、各因子
の相互作用を考慮した基準値決定が採られる。
第2の本発明は、第1の発明に基く注入水注入点制御
に、更に汚泥滞留時間(SRT)制御を組合せたものであ
る。
F.作用 流入負荷の増大時、あるいはSVIが大きいバルキング状
態のときでも、流入汚水量の注入点を変更することによ
つて最終沈殿池に対する曝気槽内の汚泥量の比重を高
め、曝気槽から最終沈殿池への流出汚泥量を減少させ、
処理水中への汚泥の流出を防止する。
また、汚泥の定量引抜きの場合、注入点変更に伴つて返
送汚泥濃度(余剰汚泥濃度もほぼ同じ)が変化し、余剰
汚泥として1日に引抜く汚泥量(kg/d)が変化してSRT
を一定に維持できなくなる。そこで注入点の変更制御に
SRT制御を組合せて、注入点を変更してもSRTは一定に制
御できる。
G.実施例 以下図に基いて本発明の一実施例を詳述する。
第1図は、代表的な都市下水の活性汚泥処理フローに本
発明を適用した場合を示したものである。同図において
1は曝気槽で、この曝気槽1は1A〜1N(図では1E)に区
分されてステツプエアレーシヨン可能となつている。2
は曝気槽1の流入路側に設置されたQS計、3は同じくT
bi計で、これら各計測器によつて測定されたQS値とTbi
値は制御装置4に出力される。5A〜5Eはゲートまたはバ
ルブ(以下はバルブで説明する)で、各バルブ5A〜5Eは
区分曝気槽1A〜1Eに夫々対応して設けられ、開閉用のモ
ータ6A〜6Eを介して各回路(区分曝気槽)への流入量を
調整する。7は汚泥容量(SV)計、8は活性汚泥浮遊物
質濃度(MLSS)計で、夫々は曝気槽1の流出側(ここで
は1E)に配設され、計測されたSV値とMLSS値はSVI演算
部9に出力されて次式によつてSVI値が求められる。
(ここでSVtは、SV測定開始後t分後のSV値で、tは通
常30分、MLSSはSV測定用汚泥サンプ時のサンプリング汚
泥のMLSS濃度)求められたSVI値は制御装置4に出力さ
れるが、SVI値は間欠測定となるので、次回の値が出力
されるまで今回値がホールドされる。またMLSS値の一方
は、直接制御装置4にも出力される。10は最終沈殿池、
11は返送汚泥ポンプで、最終沈殿池10より曝気槽1に汚
泥を返送するためのポンプである。12は返送汚泥濃度
(CR)計、13は返送汚泥流量(QR)計、14は余剰汚泥流
量(QW)計で、これら各計測器によつて計測された各値
は夫々制御装置4に出力される。なお、CR計12とQW計14
は何れか一方側のみでよい。15は余剰汚泥ポンプであ
る。
以上のような装置においてその動作を説明する。曝気槽
1において、流入された廃水に対して適度の曝気が行な
われるが、一般に、流入水を区分曝気槽1Aに100%導水
する標準的な活性汚泥法に比べて、本発明に採用された
ステツプエアレーシヨン法の場合が、曝気槽全体に滞留
している汚泥量は増加するが、その逆に、最終沈殿池10
に滞留している汚泥量は、ステツプエアレーシヨン法の
方が減少する。これは、ステツプエアレーシヨン法の場
合、曝気槽1から最終沈殿池10へ流出する活性汚泥量
(または濃度)が減少するために起こる現象である。
本発明は、このようなステツプエアレーシヨン法が採ら
れるが、各計測器によつて計測された値に基いて制御装
置4が所定の演算をし、その出力は曝気槽1への流入水
の流入点を変更するために設けられたバルブ5A〜5Eの開
度信号と、余剰汚泥量制御のための余剰汚泥ポンプ15の
オン,オフ信号(あるいは余剰汚泥ポンプの回転数制御
信号)となる。制御装置4における制御アルゴリズム
は、大別して各回路1A〜1Eへの流入水注入点決定アルゴ
リズムと、SRT制御アルゴリズムよりなるが、流入水注
入点決定アルゴリズムは、QS,Tbi,SVIにより決定され
る。
以下にこれら各因子がプロセスの状態量にどのように影
響するかを具体的に述べる。
(a)流入水注入点決定アルゴリズムについて 先ず因子QSについては、流入汚水量QSが増加すると、一
般に最終沈殿池10における表面積負荷が増大し、処理水
中よりキヤリーオーバーする汚泥が増大する。したがつ
てQS計2にてQS値を測定し、流入汚水量が増加して前も
つて定められたある条件以上となつた時点で制御装置4
は順次出力を発生し、流入水の注入点を回路の前段から
後段へと変更する。すなわち、今迄バルブ5Aみのを開い
て回路1Aに100%注入していたものが、ある条件により
モータ6Bに指令を発してバルブ5Bを開き、1A,1Bを夫々5
0%,50%のステツプエアレーシヨンに変更し、以下同様
に条件毎に1A〜1Eのステツプエアレーシヨンとすること
により曝気槽1から最終沈殿池10への流出MLSS濃度を低
下させる。この結果として最終沈殿池10から処理水への
キヤリーオーバーする汚泥を減らすことができる。
次に因子Tbiであるが、これは流入水の生物化学的酸素
要求量(BOD)や、化学的酸素消費量(COB)の代りに用
いたもので、流入水増加時や、後述するSVI増加時の注
入点切替え時点決定の判断要因となる。一般に、降雨時
の流入特性は、降雨初期に流入濁度が急激に増大し、こ
の状態が数10分継続してそれ以後は急激に低下する。流
入汚水量が同一の場合、流入水濁度Tbi(またはBOD,COD
および全有機炭素TOCなど)が高い程、流入水の曝気槽
の滞留時間(反応時間)が長い方が有利である。したが
つてTbi計3によつてTbi値を測定し、このTbi値によつ
て流入水増大時やSVI増時に流入水の注入点の変更タイ
ミングを早めたり、遅らせたりする要因とする。流入濁
度が高い程、曝気槽1内の反応時間を長くしなければな
らないが、このような場合には変更タイミングを遅らせ
る方向に作用させることによつて対応する。
次にSVI信号であるが、SVI値が増加すると、最終沈殿池
10における汚泥の沈降速度が減少し、その結果、最終沈
殿池からの汚泥のキヤリーオーバーが増加する。したが
つて、流入汚水量増加と同様に、SVI増加時もSVI値があ
る条件以上となつた時点で注入水の注入点を回路の後段
に変更し、最終沈殿池よりの汚泥のキヤリーオーバーを
防止する要因となる。以上は、流入水の注入点を回路の
前段(1A側)より後段(1E側)に変更する場合について
述べてきたが、流入汚水量やSVI値などが逆に減少する
場合には、注入点を前段側に戻す操作が行なわれる。ま
た、上記においては、流入汚水量とSVIを別々に説明し
てきたが、実際のプラントにおいては、夫々独立して変
動するため、例えば流入汚水量とSVIは共に増大する場
合もある。このような場合、流入水注入点の変更タイミ
ングを各因子一方だけ増大した場合より早めるようにす
る必要がある。以上の点をまとめると次のようになる。
流入水注入点変更のための因子として、流入汚水量値,
流入水濁度値,SVI値を用いる。また変更のための基準値
として流入汚水量(QSO)SVI(SVIO)を用いるが、夫々
の因子が独立した変動するために、各因子の相互作用を
考慮して、変更のための各因子の基準値を定める。
第2図は、この基準値決定方法の一例を示したもので、
例えばTbiが一定の場合を示したもので、SVIが増加する
につれてQSの基準値が低下することがわかる。これはSV
Iが増加するに従つてQSの基準値を低下させ、早目に注
入点を変更する必要があることを示しており、このよう
な基準値を制御装置4にテーブルとして備えておくこと
により予測制御する。
(b)SRT制御アルゴリズムについて 前記(a)項によつて、流入負荷の増大時、またはSVI
が大きいバルキング状態のときでも、汚水量の注入点を
変更することによつて、最終沈殿池に対する曝気槽内の
汚泥量の比率を高め、曝気槽から最終沈殿への流出汚泥
量を減少させ、その結果、処理水中への汚泥の流出を防
止することができる。
ところで、最終沈殿池より引抜く汚泥が定量引抜きの場
合、注入点変更に伴なつて返送汚泥濃度が変化し、余剰
汚泥として引抜く汚泥量(kg/d)が変化してSRTを一定
に維持することができなくなる。
そこで、本発明は更に制御効率を向上させるためにSRT
制御を組合せるもので、以下にその制御アルゴリズムを
示す。
先ず処理系内に滞留している汚泥量を算出する。ここで
処理系内とは、主として曝気槽1と最終沈殿池10を指す
が、その他汚泥貯留槽がある場合や、返送回路に滞留し
ている汚泥量が無視できない場合にはこれを加算する。
曝気槽内汚泥量MAは、例えば曝気槽1内に設置したMLSS
計8の測定値を用いて次の回帰式により算出する。
MA(kg)=f(MLSSi・az) ……(2) 例えばMA(kg)=a1+a2・MLSSE (ここでi=1〜n,z=1〜m,a1・a2:回帰係数,MLS
SE:回路1Eに設置したMLSS計の出力) また、最終沈殿池汚泥量MSは、例えば次の回帰式を用い
て算出する。
MS(kg)=f(QS・QR・MLSSE・SVI) ……(3) 1日に余剰汚泥量として引抜く汚泥量MWは次式により決
定される。
ただし、流入水の注入点を変更すると、曝気槽内の汚泥
分布が変化するので、(2)式に示した回帰式の回帰係
数を変更する必要がある。このためには、予め各注入方
式に対応した回帰係数を求めておき、制御装置4に入力
しておく必要がある。なお、最終沈殿池の場合には、式
中にSVI,QS,QRなどの各因子が入つているのでその必要
はない。
このようなSRT制御を組合せることによつて、注入点を
変更しても、SRTは一定に制御することが可能となる。
H.発明の効果 以上本発明はQS,Tbi,SVIの因子にて流入汚水量の注入
点を変更することによつて、SVIが大きいバルキング状
態時や流入負荷の増大時でも曝気槽内の汚泥量比率を高
め、曝気槽から最終沈殿池への流出汚泥量を減少させて
処理水中への汚泥流出を防止することができるものであ
る。また、この注入点変更制御に、更にSRT制御を組合
せることによつて、より向上した活性汚泥法における質
的制御が可能となるなどの効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は注入
点変更時の基準値決定のための説明図である。 1……曝気槽、2……流入汚水量計、3……流入水濁度
計、4……制御装置、7……汚泥容量計、8……活性汚
泥浮遊物質濃度計、9……汚泥容量指標演算部、10……
最終沈殿池。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】曝気槽の流入側に流入汚水量(QS)計と流
    入水濁度(Tbi)計を設けると共に、曝気槽に汚泥容量
    (SV)計と活性汚泥浮遊物質濃度(MLSS)計を設け、且
    つ汚泥容量(SV)値と活性汚泥浮遊物質濃度(MLSS)値
    に基づいて汚泥容量指標(SVI)を求めるSVI演算部とを
    備え、これら各計測器によって測定された値を夫々制御
    装置に導入して水質制御する活性汚泥処理において、前
    記曝気槽を複数に区分したステップエアレーションの曝
    気槽となし、この区分曝気槽への流入汚水注入点の変更
    因子として、前記流入汚水量,流入濁度および汚泥容量
    指標を用いたことを特徴とするSVIを用いたバルキング
    制御方法。
  2. 【請求項2】区分曝気槽への流入汚水注入点の変更制御
    は、流入汚水量,流入水濁度および汚泥容量指標の相互
    作用に基づく基準値をあらかじめ設定して前記制御装置
    に記憶させ、この記憶された基準値によって行うことを
    特徴とした特許請求の範囲第1項記載のSVIを用いたバ
    ルキング制御方法。
  3. 【請求項3】曝気槽の流入側に流入汚水量計と流入水濁
    度計を設け、前記曝気槽に汚泥容量計と活性汚泥浮遊物
    質濃度計を設け、且つ汚泥容量値と活性汚泥浮遊物質濃
    度値に基づいて汚泥容量指標を求めるSVI演算部とを備
    え、これら各計測器によって測定された値を夫々制御装
    置に導入して水質制御する活性汚泥処理において、前記
    曝気槽を複数に区分したステップエアレーションの曝気
    槽となし、この区分曝気槽への流入汚水量注入点の変更
    制御を前記流入汚水量,流入水濁度および汚泥容量指標
    を用い行うと共に、この流入汚水量注入点変更制御と、
    汚泥の滞留時間を制御する汚泥滞留時間制御とを組合せ
    て制御することを特徴とするSVIを用いたバルキング制
    御方法。
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