JPH07136683A - 回分式活性汚泥法の制御方法 - Google Patents
回分式活性汚泥法の制御方法Info
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- JPH07136683A JPH07136683A JP5285413A JP28541393A JPH07136683A JP H07136683 A JPH07136683 A JP H07136683A JP 5285413 A JP5285413 A JP 5285413A JP 28541393 A JP28541393 A JP 28541393A JP H07136683 A JPH07136683 A JP H07136683A
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】排水処理を行なう際に、排水中の窒素、リンの
除去率が大幅に向上するように制御する。 【構成】排水が流入する単一反応槽内で、攪拌・曝気の
組み合わせ工程，活性汚泥の沈殿工程，処理水の排出工
程からなる処理サイクルを繰り返して、排水中の窒素、
リンを除去する回分式活性汚泥法の制御を行なうに当た
って、反応槽にＯＲＰ計を設置し、攪拌工程におけるＯ
ＲＰ曲線上の屈曲点を検出して屈曲点の出現時間を測定
し、現在までの処理サイクルにおける屈曲点の出現時間
に基づき、次回の処理サイクルの攪拌・曝気組み合わせ
工程の曝気時間を決定する。この結果、硝化、脱窒、リ
ン吸収、リン放出の時間配分が適切となるので、窒素、
リンの除去率が大幅に向上する。
除去率が大幅に向上するように制御する。 【構成】排水が流入する単一反応槽内で、攪拌・曝気の
組み合わせ工程，活性汚泥の沈殿工程，処理水の排出工
程からなる処理サイクルを繰り返して、排水中の窒素、
リンを除去する回分式活性汚泥法の制御を行なうに当た
って、反応槽にＯＲＰ計を設置し、攪拌工程におけるＯ
ＲＰ曲線上の屈曲点を検出して屈曲点の出現時間を測定
し、現在までの処理サイクルにおける屈曲点の出現時間
に基づき、次回の処理サイクルの攪拌・曝気組み合わせ
工程の曝気時間を決定する。この結果、硝化、脱窒、リ
ン吸収、リン放出の時間配分が適切となるので、窒素、
リンの除去率が大幅に向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、下水や生活排水を生物
学的に処理する方法であり、特に排水中の窒素およびリ
ンを除去するプロセスの制御方法に関する。
学的に処理する方法であり、特に排水中の窒素およびリ
ンを除去するプロセスの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】下水や生活排水の処理は有機物除去が主
体であり、活性汚泥法に代表される生物学的処理法が一
般に用いられてきた。しかし近年になって、湖沼等の閉
鎖性水域では富栄養化が大きな問題となっており、この
原因となる窒素、リンの除去が重要となってきた。その
ため、有機物に加えて窒素、リンを除去できる処理法が
活性汚泥法の改良法として開発されてきており、代表的
な方法としてＡ2 Ｏ法，回分式活性汚泥法，間欠曝気式
活性汚泥法などが挙げられる。これらの方法は、微生物
が好気条件、嫌気条件に交互におかれ有機物、窒素、リ
ンの除去がなされるため、嫌気好気活性汚泥法と総称さ
れている。
体であり、活性汚泥法に代表される生物学的処理法が一
般に用いられてきた。しかし近年になって、湖沼等の閉
鎖性水域では富栄養化が大きな問題となっており、この
原因となる窒素、リンの除去が重要となってきた。その
ため、有機物に加えて窒素、リンを除去できる処理法が
活性汚泥法の改良法として開発されてきており、代表的
な方法としてＡ2 Ｏ法，回分式活性汚泥法，間欠曝気式
活性汚泥法などが挙げられる。これらの方法は、微生物
が好気条件、嫌気条件に交互におかれ有機物、窒素、リ
ンの除去がなされるため、嫌気好気活性汚泥法と総称さ
れている。
【０００３】はじめに、窒素、リンの除去を目的とした
下水処理について、その原理を簡単に述べる。下水中の
有機物は、活性汚泥を構成する微生物の食物となり分解
除去される。窒素は好気性の条件下で、硝化菌の働きに
よりＮＨ4 −Ｎ（アンモニア性窒素）がＮＯ3 −Ｎ（硝
酸性窒素）に酸化され、次いで嫌気性の条件下で脱窒菌
の働きによりＮＯ3 −ＮがＮ2 （窒素ガス）に還元され
て除去される。硝化、脱窒の関係を整理すると次のよう
になる。
下水処理について、その原理を簡単に述べる。下水中の
有機物は、活性汚泥を構成する微生物の食物となり分解
除去される。窒素は好気性の条件下で、硝化菌の働きに
よりＮＨ4 −Ｎ（アンモニア性窒素）がＮＯ3 −Ｎ（硝
酸性窒素）に酸化され、次いで嫌気性の条件下で脱窒菌
の働きによりＮＯ3 −ＮがＮ2 （窒素ガス）に還元され
て除去される。硝化、脱窒の関係を整理すると次のよう
になる。
【０００４】 反応 窒素の形態変化 反応条件 微生物 硝化反応 アンモニア性窒素→硝酸性窒素 好気性（溶存酸素あり） 硝化菌 脱窒反応 硝酸性窒素 →窒素ガス 嫌気性（溶存酸素なし） 脱窒菌 リンは反応槽の運転条件を好気性、嫌気性に交互に変え
ることにより、細胞内にリンを多量に蓄積する性質を持
つ活性汚泥をつくりだし、この活性汚泥を利用して除去
する。即ち、この活性汚泥は嫌気性条件でリンを放出
し、好気性条件でリンを吸収する性質があるため、好気
性条件でリンの吸収を行ない、リンを多量に吸収した活
性汚泥を余剰汚泥として処理系から除くことにより脱リ
ンを行う。この関係は下記のように整理することができ
る。
ることにより、細胞内にリンを多量に蓄積する性質を持
つ活性汚泥をつくりだし、この活性汚泥を利用して除去
する。即ち、この活性汚泥は嫌気性条件でリンを放出
し、好気性条件でリンを吸収する性質があるため、好気
性条件でリンの吸収を行ない、リンを多量に吸収した活
性汚泥を余剰汚泥として処理系から除くことにより脱リ
ンを行う。この関係は下記のように整理することができ
る。
【０００５】 反応 槽内のリン濃度 反応条件 リン除去 リンの放出 増加 嫌気性（溶存酸素なし） ー リンの吸収 減少 好気性（溶存酸素あり） 活性汚泥抜き出し このように窒素，リンの除去においては、好気性、嫌気
性の２条件が不可欠であるが、厳密には脱窒のための嫌
気性条件と脱リンのための嫌気性条件とは異なってお
り、脱窒が終了し反応槽内にＮＯ3 −Ｎに起因する酸素
分子がなくなった後で活性汚泥からのリンの放出が起こ
り、これが次の曝気工程におけるリンの吸収につながっ
ている。
性の２条件が不可欠であるが、厳密には脱窒のための嫌
気性条件と脱リンのための嫌気性条件とは異なってお
り、脱窒が終了し反応槽内にＮＯ3 −Ｎに起因する酸素
分子がなくなった後で活性汚泥からのリンの放出が起こ
り、これが次の曝気工程におけるリンの吸収につながっ
ている。
【０００６】次に、小規模下水処理向けの代表的な嫌気
好気活性汚泥法の一つである、回分式活性汚泥法につい
て説明する。回分式活性汚泥法は単一の反応槽内で曝
気、攪拌、沈殿、処理水の排出を行なう処理法であり、
近年設置数が増加しつつある。回分式活性汚泥法におけ
る窒素、リンの除去法は特公平０３─８８３９号公報に
記載されているが、その概要は下記のように要約するこ
とができる。図３は回分式活性汚泥法に用いられる装置
の要部構成を示す模式図であり、図３には装置構成とと
もに、水および空気の経路を実線の矢印、制御信号を点
線の矢印で表わしてある。図３において、この装置は主
として、下水１が流入し処理が行われる反応槽２、処理
水３を排出する処理水排出装置４から構成される。制御
系は、溶存酸素濃度を測定するＤＯ計５、ＤＯ測定値お
よび制御シーケンスに基づいてＤＯ制御用のインバータ
ー６、曝気ブロワ７、曝気攪拌装置８に制御信号を出力
する制御装置９からなっている。
好気活性汚泥法の一つである、回分式活性汚泥法につい
て説明する。回分式活性汚泥法は単一の反応槽内で曝
気、攪拌、沈殿、処理水の排出を行なう処理法であり、
近年設置数が増加しつつある。回分式活性汚泥法におけ
る窒素、リンの除去法は特公平０３─８８３９号公報に
記載されているが、その概要は下記のように要約するこ
とができる。図３は回分式活性汚泥法に用いられる装置
の要部構成を示す模式図であり、図３には装置構成とと
もに、水および空気の経路を実線の矢印、制御信号を点
線の矢印で表わしてある。図３において、この装置は主
として、下水１が流入し処理が行われる反応槽２、処理
水３を排出する処理水排出装置４から構成される。制御
系は、溶存酸素濃度を測定するＤＯ計５、ＤＯ測定値お
よび制御シーケンスに基づいてＤＯ制御用のインバータ
ー６、曝気ブロワ７、曝気攪拌装置８に制御信号を出力
する制御装置９からなっている。
【０００７】この装置における代表的な運転方法は、攪
拌・曝気の組み合わせ工程，活性汚泥の沈殿工程，処理
水の排出工程からなる処理サイクル（以下、単にサイク
ルと記すこともある）の１サイクルを６時間に設定し、
サイクル開始後４時間内に反応槽２において攪拌、曝気
を断続的に数回繰り返し（断続曝気処理工程）、その後
沈殿を１時間、処理水排出を１時間行なうものであり、
断続曝気処理期間に硝化、脱窒、リン放出、リン吸収の
反応が進行し、窒素、リンの除去が行なわれる。こうし
た運転において、ＤＯは原水質や運転条件にもよるが２
ｍｇ／ｌ程度に制御され、ＤＯの設定値が適切な場合は
窒素、リンの除去は良好である。
拌・曝気の組み合わせ工程，活性汚泥の沈殿工程，処理
水の排出工程からなる処理サイクル（以下、単にサイク
ルと記すこともある）の１サイクルを６時間に設定し、
サイクル開始後４時間内に反応槽２において攪拌、曝気
を断続的に数回繰り返し（断続曝気処理工程）、その後
沈殿を１時間、処理水排出を１時間行なうものであり、
断続曝気処理期間に硝化、脱窒、リン放出、リン吸収の
反応が進行し、窒素、リンの除去が行なわれる。こうし
た運転において、ＤＯは原水質や運転条件にもよるが２
ｍｇ／ｌ程度に制御され、ＤＯの設定値が適切な場合は
窒素、リンの除去は良好である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】回分式活性汚泥法にお
いて窒素、リンを効率良く除去するためにはＤＯ制御が
不可欠であり、制御運転時にＤＯを適切な値に設定する
ことが重要であるが、問題はＤＯ設定値の決定方法が確
立されていないことである。そのため、ＤＯを高めに設
定した場合は、主として硝化、脱窒が進行して、リン放
出が不十分となって脱リン効率が低下し、ＤＯを低めに
設定した場合は、リン除去は良好であるが、硝化が完結
せず脱窒効率が低下するという現象が起こる。これに対
応するため、処理水中の窒素、リンの濃度を分析し、分
析結果に基づいてＤＯ設定値を決める方法が実施されて
いるが、水質分析を高頻度で行うことは事実上困難であ
るから、原水質や運転条件の変化に対応するＤＯ設定が
難しく、結果としてＤＯ設定値が不適切となり、処理水
質の低下を招いている。
いて窒素、リンを効率良く除去するためにはＤＯ制御が
不可欠であり、制御運転時にＤＯを適切な値に設定する
ことが重要であるが、問題はＤＯ設定値の決定方法が確
立されていないことである。そのため、ＤＯを高めに設
定した場合は、主として硝化、脱窒が進行して、リン放
出が不十分となって脱リン効率が低下し、ＤＯを低めに
設定した場合は、リン除去は良好であるが、硝化が完結
せず脱窒効率が低下するという現象が起こる。これに対
応するため、処理水中の窒素、リンの濃度を分析し、分
析結果に基づいてＤＯ設定値を決める方法が実施されて
いるが、水質分析を高頻度で行うことは事実上困難であ
るから、原水質や運転条件の変化に対応するＤＯ設定が
難しく、結果としてＤＯ設定値が不適切となり、処理水
質の低下を招いている。
【０００９】また、異なる問題点として、断続曝気処理
工程中における曝気時間と攪拌時間の比率を決定する方
法も確立されていないことが挙げられる。現在は、処理
水質の分析結果を参考に上記の比率が決定されている
が、比率の設定は前記のＤＯ設定とも関連しており、経
験的要素が多いために不適切となって、窒素、リンの除
去率が低下することもしばしば起きている。
工程中における曝気時間と攪拌時間の比率を決定する方
法も確立されていないことが挙げられる。現在は、処理
水質の分析結果を参考に上記の比率が決定されている
が、比率の設定は前記のＤＯ設定とも関連しており、経
験的要素が多いために不適切となって、窒素、リンの除
去率が低下することもしばしば起きている。
【００１０】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、原水質や運転条件の変動の如何
にかかわらず、常に高い脱窒、脱リン効率の得られる回
分式活性汚泥法の制御方法を提供することにある。
のであり、その目的は、原水質や運転条件の変動の如何
にかかわらず、常に高い脱窒、脱リン効率の得られる回
分式活性汚泥法の制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の制御方法は、以下の如く行なう。排水が
流入する単一の反応槽内で、攪拌・曝気の組み合わせ工
程，活性汚泥の沈殿工程，処理水の排出工程からなる処
理サイクルを繰り返し、排水を処理する回分式活性汚泥
法の制御を行なうに当たり、反応槽内にＯＲＰ計を設置
し、攪拌工程におけるＯＲＰ曲線上の屈曲点を検出して
屈曲点の出現時間を測定し、かつ、現在までのサイクル
における屈曲点の出現時間に基づき次回のサイクルの攪
拌・曝気組み合わせ工程の曝気時間を決定する。
めに、本発明の制御方法は、以下の如く行なう。排水が
流入する単一の反応槽内で、攪拌・曝気の組み合わせ工
程，活性汚泥の沈殿工程，処理水の排出工程からなる処
理サイクルを繰り返し、排水を処理する回分式活性汚泥
法の制御を行なうに当たり、反応槽内にＯＲＰ計を設置
し、攪拌工程におけるＯＲＰ曲線上の屈曲点を検出して
屈曲点の出現時間を測定し、かつ、現在までのサイクル
における屈曲点の出現時間に基づき次回のサイクルの攪
拌・曝気組み合わせ工程の曝気時間を決定する。
【００１２】この際、次回のサイクルの攪拌・曝気組み
合わせ工程の曝気時間は、次回のサイクルの直前のサイ
クルの屈曲点の出現時間に基づき、もしくは、次回のサ
イクルの時刻に対応する前日のサイクルにおける屈曲点
の出現時間に基づいて決定することができる。
合わせ工程の曝気時間は、次回のサイクルの直前のサイ
クルの屈曲点の出現時間に基づき、もしくは、次回のサ
イクルの時刻に対応する前日のサイクルにおける屈曲点
の出現時間に基づいて決定することができる。
【００１３】
【作用】上記の制御方法は、所定の時間（例えば２時
間）に設定された攪拌・曝気工程においてＯＲＰの屈曲
点を検出することにより、脱窒時間とリン放出時間を測
定することができ、しかも曝気時間は各処理サイクル毎
に設定してあることから、結果として、一つの攪拌・曝
気工程における脱窒、リン放出、曝気時間を確定するこ
とができる。したがって、１サイクルにおいて複数回の
攪拌・曝気工程が設定されている場合、それぞれの工程
の脱窒、リン放出、曝気時間を合計することにより、断
続曝気工程全体として脱窒、リン放出、曝気時間を確定
することができるから、現在までのサイクルにおける屈
曲点の出現時間に基づいて、次回のサイクルの曝気時間
を調節すれば、常に適切な脱窒、リン放出、曝気時間比
率を維持することができる。その結果、有機物、窒素、
リンのそれぞれの除去率の高い良好な処理水質が得られ
る。
間）に設定された攪拌・曝気工程においてＯＲＰの屈曲
点を検出することにより、脱窒時間とリン放出時間を測
定することができ、しかも曝気時間は各処理サイクル毎
に設定してあることから、結果として、一つの攪拌・曝
気工程における脱窒、リン放出、曝気時間を確定するこ
とができる。したがって、１サイクルにおいて複数回の
攪拌・曝気工程が設定されている場合、それぞれの工程
の脱窒、リン放出、曝気時間を合計することにより、断
続曝気工程全体として脱窒、リン放出、曝気時間を確定
することができるから、現在までのサイクルにおける屈
曲点の出現時間に基づいて、次回のサイクルの曝気時間
を調節すれば、常に適切な脱窒、リン放出、曝気時間比
率を維持することができる。その結果、有機物、窒素、
リンのそれぞれの除去率の高い良好な処理水質が得られ
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明による回分式活性汚泥法の制御
方法の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明
が適用される回分式活性汚泥法の装置および制御システ
ムの要部構成を示す模式図である。図１の図３と共通す
る部分には同一符号を用いてあり、矢印線の扱いも図３
と同じである。図１において、この装置は図３に示した
装置と基本的に同じであるが、異なる点はＤＯ計５とイ
ンバーター６を備えることなく、反応槽２にＯＲＰ計１
０を設置したことである。
方法の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明
が適用される回分式活性汚泥法の装置および制御システ
ムの要部構成を示す模式図である。図１の図３と共通す
る部分には同一符号を用いてあり、矢印線の扱いも図３
と同じである。図１において、この装置は図３に示した
装置と基本的に同じであるが、異なる点はＤＯ計５とイ
ンバーター６を備えることなく、反応槽２にＯＲＰ計１
０を設置したことである。
【００１５】この装置系における本発明の制御方法を、
制御に伴う水質のの変化とともに、図２も併用参照して
説明する。図２（ａ）はＮＯX −Ｎ（硝化に伴って生成
する亜硝酸性窒素と硝酸性窒素の和）の変化と経過時間
の関係、図２（ｂ）はＰＯ4−Ｐ（正リン酸性リン）の
変化と経過時間の関係、図２（ｃ）はＯＲＰの変化と経
過時間の関係をそれぞれ示す線図であり、図２（ｃ）に
は併せて反応槽２の運転条件を併記してある。
制御に伴う水質のの変化とともに、図２も併用参照して
説明する。図２（ａ）はＮＯX −Ｎ（硝化に伴って生成
する亜硝酸性窒素と硝酸性窒素の和）の変化と経過時間
の関係、図２（ｂ）はＰＯ4−Ｐ（正リン酸性リン）の
変化と経過時間の関係、図２（ｃ）はＯＲＰの変化と経
過時間の関係をそれぞれ示す線図であり、図２（ｃ）に
は併せて反応槽２の運転条件を併記してある。
【００１６】はじめに本発明の制御方法を適用した回分
式活性汚泥法における各工程の時間配分について説明す
る。図２（ａ）〜（ｃ）は本発明による制御を実施中
に、任意のサイクルを取り出し、１サイクルの最初から
最後までのＮＯX −Ｎ、ＰＯ4−Ｐ、ＯＲＰの変化を示
した線図である。図２（ｃ）において、本発明では１サ
イクル時間ＴS4を６時間、断続曝気時間ＴS3を４時間、
沈殿時間を１時間、処理水排出時間を１時間に設定して
ある。また断続曝気時間ＴS3において、１回目の攪拌・
曝気時間ＴS1を２時間、２回目の攪拌・曝気時間ＴS2も
２時間に設定してある。さらに１回目の攪拌・曝気時間
ＴS1に注目すると、後述のようにＴS1はあらかじめ決め
られており、曝気時間ＴN1も同様に決められているた
め、時間ＴS1において残り時間がＴN1時間になると攪拌
が終了して曝気が始まっており、攪拌時間はＴD1＋ＴP1
となっている。また、２回目の攪拌・曝気時間ＴS2にお
いても同様の運転がなされている。なお、下水１はサイ
クルの開始から２回目の攪拌が終了まで流入している。
式活性汚泥法における各工程の時間配分について説明す
る。図２（ａ）〜（ｃ）は本発明による制御を実施中
に、任意のサイクルを取り出し、１サイクルの最初から
最後までのＮＯX −Ｎ、ＰＯ4−Ｐ、ＯＲＰの変化を示
した線図である。図２（ｃ）において、本発明では１サ
イクル時間ＴS4を６時間、断続曝気時間ＴS3を４時間、
沈殿時間を１時間、処理水排出時間を１時間に設定して
ある。また断続曝気時間ＴS3において、１回目の攪拌・
曝気時間ＴS1を２時間、２回目の攪拌・曝気時間ＴS2も
２時間に設定してある。さらに１回目の攪拌・曝気時間
ＴS1に注目すると、後述のようにＴS1はあらかじめ決め
られており、曝気時間ＴN1も同様に決められているた
め、時間ＴS1において残り時間がＴN1時間になると攪拌
が終了して曝気が始まっており、攪拌時間はＴD1＋ＴP1
となっている。また、２回目の攪拌・曝気時間ＴS2にお
いても同様の運転がなされている。なお、下水１はサイ
クルの開始から２回目の攪拌が終了まで流入している。
【００１７】このような運転においてＯＲＰの変化を見
ると、１回目の攪拌運転中に屈曲点Ａ1 、２回目の攪拌
運転中に屈曲点Ａ2 が出現している。即ち、ＯＲＰの屈
曲点は脱窒が終了した時点で出現することから、１回目
の攪拌・曝気時間ＴS1において、曝気終了後屈曲点Ａ1
が出現するまでの時間ＴD1が脱窒時間となり、その後曝
気を開始するまでの経過時間ＴP1がリン放出時間とな
る。これは、屈曲点Ａ1を検出する（検出方法は後述）
ことにより、脱窒時間ＴD1、リン放出時間ＴP1を測定す
ることが可能であり、あらかじめ設定した曝気時間ＴN1
とともに、ＴS1時間内のＴD1とＴP1のそれぞれの時間を
決定することができることを意味している。図２ではＴ
D1は２５分、ＴP1は３５分、ＴN1は６０分である。２回
目の攪拌・曝気時間ＴS2についてはＴD2３０分、ＴP2３
０分、ＴN2６０分であり、後述のようにＴN1とＴN2は等
しくなっている。
ると、１回目の攪拌運転中に屈曲点Ａ1 、２回目の攪拌
運転中に屈曲点Ａ2 が出現している。即ち、ＯＲＰの屈
曲点は脱窒が終了した時点で出現することから、１回目
の攪拌・曝気時間ＴS1において、曝気終了後屈曲点Ａ1
が出現するまでの時間ＴD1が脱窒時間となり、その後曝
気を開始するまでの経過時間ＴP1がリン放出時間とな
る。これは、屈曲点Ａ1を検出する（検出方法は後述）
ことにより、脱窒時間ＴD1、リン放出時間ＴP1を測定す
ることが可能であり、あらかじめ設定した曝気時間ＴN1
とともに、ＴS1時間内のＴD1とＴP1のそれぞれの時間を
決定することができることを意味している。図２ではＴ
D1は２５分、ＴP1は３５分、ＴN1は６０分である。２回
目の攪拌・曝気時間ＴS2についてはＴD2３０分、ＴP2３
０分、ＴN2６０分であり、後述のようにＴN1とＴN2は等
しくなっている。
【００１８】次に以上の時間配分における水質について
説明する。図２（ａ）においてＮＯ X −Ｎは、はじめ時
間とともに減少し、攪拌工程の脱窒時間ＴD1で零とな
り、次いで曝気時間ＴN1で硝化が進行して増加する。次
の攪拌・曝気時間ＴS2においてもほぼ同様の変化を繰り
返すが、通常は曝気時間ＴN2においてアンモニア性窒素
が全て硝化される。沈殿、排出時間にはＮＯX −Ｎ濃度
は殆ど変化しないが、脱窒が進行し若干低下することも
ある。このように断続曝気処理期間中に硝化，脱窒が繰
り返されるため、処理水排出時点においてＮＯX −Ｎ濃
度は低く、通常１ｍｇ／ｌ以下である。また図２には示
してないが、アンモニア性窒素は硝化により消失し、処
理水中には殆ど検出されない。この結果、処理水中の窒
素濃度は低くなり、高い窒素除去率が得られる。
説明する。図２（ａ）においてＮＯ X −Ｎは、はじめ時
間とともに減少し、攪拌工程の脱窒時間ＴD1で零とな
り、次いで曝気時間ＴN1で硝化が進行して増加する。次
の攪拌・曝気時間ＴS2においてもほぼ同様の変化を繰り
返すが、通常は曝気時間ＴN2においてアンモニア性窒素
が全て硝化される。沈殿、排出時間にはＮＯX −Ｎ濃度
は殆ど変化しないが、脱窒が進行し若干低下することも
ある。このように断続曝気処理期間中に硝化，脱窒が繰
り返されるため、処理水排出時点においてＮＯX −Ｎ濃
度は低く、通常１ｍｇ／ｌ以下である。また図２には示
してないが、アンモニア性窒素は硝化により消失し、処
理水中には殆ど検出されない。この結果、処理水中の窒
素濃度は低くなり、高い窒素除去率が得られる。
【００１９】一方、ＰＯ4 −Ｐは攪拌工程のリン放出時
間ＴP1では増加するが、曝気時間Ｔ N1において活性汚泥
に吸収されて低下する。これは次の攪拌・曝気時間ＴS2
においても同様であり、最後の曝気段階である曝気時間
ＴN2において吸収され低濃度となる。ＰＯ4 −Ｐは沈
殿、排出の過程で少し増加することがあるが、基本的に
は低濃度に維持されるから、リン除去率も高くなる。
間ＴP1では増加するが、曝気時間Ｔ N1において活性汚泥
に吸収されて低下する。これは次の攪拌・曝気時間ＴS2
においても同様であり、最後の曝気段階である曝気時間
ＴN2において吸収され低濃度となる。ＰＯ4 −Ｐは沈
殿、排出の過程で少し増加することがあるが、基本的に
は低濃度に維持されるから、リン除去率も高くなる。
【００２０】なお、有機物は攪拌・曝気のサイクル中で
活性汚泥により除去されることは良く知られており、詳
細な説明は省略する。以上のように、図２に示した時間
配分で回分式活性汚泥法の運転を行うことにより良好な
窒素、リン除去が可能となるが、重要な点は適切な反応
時間配分を常に安定して維持することにあり、とくにリ
ン放出時間ＴP1およびＴP2の維持は不可欠である。そこ
で本発明では、あらかじめＴS1及びＴS2を設定してお
き、その範囲内でＴP1及びＴP2があらかじめ設定した値
となるように、曝気時間ＴN1およびＴN2を制御する。Ｔ
S1及びＴS2は同じ時間に設定するので、この時間をＴS
とし、またＴN1とＴN2も同じ時間に設定するので、それ
をＴN とすると、曝気時間ＴN を調節する方法は下記の
（１）式による。
活性汚泥により除去されることは良く知られており、詳
細な説明は省略する。以上のように、図２に示した時間
配分で回分式活性汚泥法の運転を行うことにより良好な
窒素、リン除去が可能となるが、重要な点は適切な反応
時間配分を常に安定して維持することにあり、とくにリ
ン放出時間ＴP1およびＴP2の維持は不可欠である。そこ
で本発明では、あらかじめＴS1及びＴS2を設定してお
き、その範囲内でＴP1及びＴP2があらかじめ設定した値
となるように、曝気時間ＴN1およびＴN2を制御する。Ｔ
S1及びＴS2は同じ時間に設定するので、この時間をＴS
とし、またＴN1とＴN2も同じ時間に設定するので、それ
をＴN とすると、曝気時間ＴN を調節する方法は下記の
（１）式による。
【００２１】 ＴN ,n＝ＴN,n-1 ＋Ｋ1 ［（ＴP1＋ＴP2）−ＴPS］ （１） 但し、ＴN,n ：次回のサイクルにおける攪拌・曝気時
間ＴS の曝気時間 ＴN,n-1 ：現在のサイクルにおける攪拌・曝気時間ＴS
の曝気時間 Ｋ1 ：定数 ＴP1＋ＴP2：現在のサイクルにおけるリン放出時間の合
計 ＴPS ：リン放出時間の合計の設定値 即ち、現在のサイクルのリン放出時間の合計を設定値と
比較し、次回のサイクルの曝気時間を決定する。なお、
水量または水質の変動が毎日規則的に繰り返され、しか
も１サイクル時間を６時間に設定した場合は、１日が４
サイクル運転となるので、前日の同時刻の運転結果か
ら、当日の曝気時間を決定することもできる。その場合
の演算は（１）式と同じでよいが、 ＴN,n-1 ：次回のサイクルに対応した前日のサイクルに
おける攪拌・曝気時間ＴS の曝気時間 と解釈して用い、同様に、 ＴP1＋ＴP2：次回のサイクルに対応した前日のサイクル
におけるリン放出時間の合計 と解釈して用いる。
間ＴS の曝気時間 ＴN,n-1 ：現在のサイクルにおける攪拌・曝気時間ＴS
の曝気時間 Ｋ1 ：定数 ＴP1＋ＴP2：現在のサイクルにおけるリン放出時間の合
計 ＴPS ：リン放出時間の合計の設定値 即ち、現在のサイクルのリン放出時間の合計を設定値と
比較し、次回のサイクルの曝気時間を決定する。なお、
水量または水質の変動が毎日規則的に繰り返され、しか
も１サイクル時間を６時間に設定した場合は、１日が４
サイクル運転となるので、前日の同時刻の運転結果か
ら、当日の曝気時間を決定することもできる。その場合
の演算は（１）式と同じでよいが、 ＴN,n-1 ：次回のサイクルに対応した前日のサイクルに
おける攪拌・曝気時間ＴS の曝気時間 と解釈して用い、同様に、 ＴP1＋ＴP2：次回のサイクルに対応した前日のサイクル
におけるリン放出時間の合計 と解釈して用いる。
【００２２】ここで、各時間設定について説明する。１
サイクル時間ＴS4は通常６時間程度に設定し、沈殿１時
間、排出１時間として、４時間程度を断続曝気時間ＴS3
に設定する。その結果、１回目及び２回目の攪拌・曝気
時間ＴS1、ＴS2は２時間程度に設定することになる。ま
た、ＴS1とＴS2は等しくする。次にリン放出時間の合計
の設定に関しては、従来の知見からリン放出時間は処理
時間の２０〜４０％を充てる必要があることが分かって
いるため、断続曝気処理時間ＴS3の２０〜４０％を計算
し、リン放出時間の合計の設定値ＴPSとする。図２の場
合、ＴPSは６０分でありＴS3は４時間であるから、２５
％に相当している。最後に曝気時間ＴN1及びＴN2は前述
の（１）式に基づいて決定され、各脱窒時間ＴD1及びＴ
D2もその結果として得られるが、窒素はこの硝化、脱窒
の繰り返しにおいて良好に除去される。
サイクル時間ＴS4は通常６時間程度に設定し、沈殿１時
間、排出１時間として、４時間程度を断続曝気時間ＴS3
に設定する。その結果、１回目及び２回目の攪拌・曝気
時間ＴS1、ＴS2は２時間程度に設定することになる。ま
た、ＴS1とＴS2は等しくする。次にリン放出時間の合計
の設定に関しては、従来の知見からリン放出時間は処理
時間の２０〜４０％を充てる必要があることが分かって
いるため、断続曝気処理時間ＴS3の２０〜４０％を計算
し、リン放出時間の合計の設定値ＴPSとする。図２の場
合、ＴPSは６０分でありＴS3は４時間であるから、２５
％に相当している。最後に曝気時間ＴN1及びＴN2は前述
の（１）式に基づいて決定され、各脱窒時間ＴD1及びＴ
D2もその結果として得られるが、窒素はこの硝化、脱窒
の繰り返しにおいて良好に除去される。
【００２３】屈曲点Ａ1 、Ａ2 の検出は以下のようにし
て行なう。即ち、きざみ時間をΔｔとして時間経過に伴
うＯＲＰ曲線の傾きを求め、最新の傾きをα2 ，Δｔ時
間前の傾きをα1 とし、α2 ／α1 を計算する。ＯＲＰ
曲線の傾きがほぼ一定の場合は、α2 ／α1 は約１であ
るが、屈曲点ではα2 ／α1 は１．５〜３と急激に大き
くなる。そこで、しきい値βを設け、（α2 ／α1 ）＞
βとなった時、屈曲点と判断することができる。
て行なう。即ち、きざみ時間をΔｔとして時間経過に伴
うＯＲＰ曲線の傾きを求め、最新の傾きをα2 ，Δｔ時
間前の傾きをα1 とし、α2 ／α1 を計算する。ＯＲＰ
曲線の傾きがほぼ一定の場合は、α2 ／α1 は約１であ
るが、屈曲点ではα2 ／α1 は１．５〜３と急激に大き
くなる。そこで、しきい値βを設け、（α2 ／α1 ）＞
βとなった時、屈曲点と判断することができる。
【００２４】ところで、本発明の制御方法では、リン除
去が不必要の場合は、ＴP1およびＴ P2の設定値を小さく
して脱窒優先の運転とすることもできる。また、図２で
は下水１の流入は、１回目の攪拌・曝気時間および２回
目の攪拌時間を通して連続的であるが、例えばそれぞれ
の攪拌時間にのみ流入させてもよく、その場合も本発明
の制御方法は問題なく適用される。曝気時間のＤＯは空
気量を調節し２〜３ｍｇ／ｌとするが、水質をより安定
化するためには、２ｍｇ／ｌ程度に制御することが望ま
しい。但し、ＤＯ制御は本発明においては必要不可欠な
要素では無い。また、本実施例では攪拌・曝気工程は２
回としてあるが、これを２回に限定することなく、例え
ば１サイクルを８時間とし、２時間の攪拌・曝気工程を
３回設けることも可能である。
去が不必要の場合は、ＴP1およびＴ P2の設定値を小さく
して脱窒優先の運転とすることもできる。また、図２で
は下水１の流入は、１回目の攪拌・曝気時間および２回
目の攪拌時間を通して連続的であるが、例えばそれぞれ
の攪拌時間にのみ流入させてもよく、その場合も本発明
の制御方法は問題なく適用される。曝気時間のＤＯは空
気量を調節し２〜３ｍｇ／ｌとするが、水質をより安定
化するためには、２ｍｇ／ｌ程度に制御することが望ま
しい。但し、ＤＯ制御は本発明においては必要不可欠な
要素では無い。また、本実施例では攪拌・曝気工程は２
回としてあるが、これを２回に限定することなく、例え
ば１サイクルを８時間とし、２時間の攪拌・曝気工程を
３回設けることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】従来の回分式活性汚泥法の制御方法では
ＤＯ制御がなされていたが、ＤＯの設定値を決める方法
が不明確であり、しかも曝気と攪拌の時間比率を決める
方法も確立されておらず、原水質や運転条件の変動に対
応した迅速なＤＯ設定や時間配分を決定することができ
ず、処理水質が低下するという問題があった。
ＤＯ制御がなされていたが、ＤＯの設定値を決める方法
が不明確であり、しかも曝気と攪拌の時間比率を決める
方法も確立されておらず、原水質や運転条件の変動に対
応した迅速なＤＯ設定や時間配分を決定することができ
ず、処理水質が低下するという問題があった。
【００２６】これに対処するためになされた本発明の制
御方法は、以下の利点を有する。即ち、本発明の制御方
法は反応槽にＯＲＰ計を設置し、攪拌工程におけるＯＲ
Ｐ曲線の屈曲点の出現時間を検出することにより、脱
窒、リン放出時間を測定するとともに曝気時間を決定す
るものであり、曝気時間は現在のサイクルまたは時間的
に対応した前日のサイクルに基づいて、常に修正演算が
行なわれ決定される。
御方法は、以下の利点を有する。即ち、本発明の制御方
法は反応槽にＯＲＰ計を設置し、攪拌工程におけるＯＲ
Ｐ曲線の屈曲点の出現時間を検出することにより、脱
窒、リン放出時間を測定するとともに曝気時間を決定す
るものであり、曝気時間は現在のサイクルまたは時間的
に対応した前日のサイクルに基づいて、常に修正演算が
行なわれ決定される。
【００２７】その結果、本発明の制御方法を実施するこ
とにより、原水質や運転条件の変動に対応して迅速に曝
気時間を決定し、しかも結果的に攪拌時間も決定するこ
とができるので、曝気と攪拌の時間比率も速やかに決め
ることができる。また、ＯＲＰ屈曲点の検出から、リン
の除去に不可欠であるリン放出時間の測定が可能であ
り、適切なリン放出時間を確保した曝気時間の設定が可
能である。そのため、常に高率で安定した窒素、リンの
同時除去を達成することができる。
とにより、原水質や運転条件の変動に対応して迅速に曝
気時間を決定し、しかも結果的に攪拌時間も決定するこ
とができるので、曝気と攪拌の時間比率も速やかに決め
ることができる。また、ＯＲＰ屈曲点の検出から、リン
の除去に不可欠であるリン放出時間の測定が可能であ
り、適切なリン放出時間を確保した曝気時間の設定が可
能である。そのため、常に高率で安定した窒素、リンの
同時除去を達成することができる。
【図１】本発明の方法が適用される装置の要部構成を示
す模式図。
す模式図。
【図２】本発明者の制御方法が適用される装置の反応槽
における水質とＯＲＰの変化を示し、（ａ）はＮＯX −
Ｎ、（ｂ）はＰＯ4 −Ｐ、（Ｃ）はＯＲＰのそれぞれ時
間経過に対する関係線図。
における水質とＯＲＰの変化を示し、（ａ）はＮＯX −
Ｎ、（ｂ）はＰＯ4 −Ｐ、（Ｃ）はＯＲＰのそれぞれ時
間経過に対する関係線図。
【図３】従来の方法が適用される装置の要部構成を示す
模式図。
模式図。
１ 下水 ２ 反応槽 ３ 処理水 ４ 処理水排出装置 ５ ＤＯ計 ６ インバーター ７ 曝気ブロワ ８ 曝気攪拌装置 ９ 制御装置 １０ ＯＲＰ計
Claims (3)
- 【請求項１】排水が流入する単一の反応槽内で、攪拌・
曝気の組み合わせ工程，活性汚泥の沈殿工程，処理水の
排出工程からなる処理サイクルを繰り返して排水を処理
する回分式活性汚泥法の制御を行なうに当たり、反応槽
にＯＲＰ計を設置し、攪拌工程におけるＯＲＰ曲線上の
屈曲点を検出して屈曲点の出現時間を測定し、かつ、現
在までの処理サイクルにおける屈曲点の出現時間に基づ
き次回の処理サイクルの攪拌・曝気組み合わせ工程の曝
気時間を決定することを特徴とする回分式活性汚泥法の
制御方法。 - 【請求項２】請求項１記載の制御方法において、次回の
処理サイクルの攪拌・曝気組み合わせ工程の曝気時間
は、次回の処理サイクルの直前の処理サイクルの屈曲点
の出現時間に基づいて決定することを特徴とする回分式
活性汚泥法の制御方法。 - 【請求項３】請求項１記載の制御方法において、次回の
処理サイクルの攪拌・曝気組み合わせ工程の曝気時間
は、次回の処理サイクルの時刻に対応する前日の処理サ
イクルにおける屈曲点の出現時間に基づいて決定するこ
とを特徴とする回分式活性汚泥法の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5285413A JPH07136683A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 回分式活性汚泥法の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5285413A JPH07136683A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 回分式活性汚泥法の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07136683A true JPH07136683A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17691202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5285413A Pending JPH07136683A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 回分式活性汚泥法の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07136683A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301935B6 (cs) * | 2009-05-11 | 2010-08-04 | Hach Lange Gmbh | Zpusob automatického rízení prerušované aerace v aktivacním procesu cistíren odpadních vod |
| JP2021151645A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友重機械エンバイロメント株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
| CN114426334A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种反硝化除磷菌的快速富集培养方法 |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP5285413A patent/JPH07136683A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301935B6 (cs) * | 2009-05-11 | 2010-08-04 | Hach Lange Gmbh | Zpusob automatického rízení prerušované aerace v aktivacním procesu cistíren odpadních vod |
| JP2021151645A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 住友重機械エンバイロメント株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
| CN114426334A (zh) * | 2020-10-10 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种反硝化除磷菌的快速富集培养方法 |
| CN114426334B (zh) * | 2020-10-10 | 2023-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种反硝化除磷菌的快速富集培养方法 |
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