JPH0759186B2 - 膜分離型リアクタの制御装置 - Google Patents
膜分離型リアクタの制御装置Info
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- JPH0759186B2 JPH0759186B2 JP10395389A JP10395389A JPH0759186B2 JP H0759186 B2 JPH0759186 B2 JP H0759186B2 JP 10395389 A JP10395389 A JP 10395389A JP 10395389 A JP10395389 A JP 10395389A JP H0759186 B2 JPH0759186 B2 JP H0759186B2
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はリアクタにおいて微生物反応させた後、分離
膜で微生物（以下SSと称す）と微生物反応による生産物
（水または溶解性物質）を分離し、回収した微生物をリ
アクタに戻して使用する、いわゆる膜分離型リアクタを
安定かつ高効率に運用するための制御装置に関するもの
である。
膜で微生物（以下SSと称す）と微生物反応による生産物
（水または溶解性物質）を分離し、回収した微生物をリ
アクタに戻して使用する、いわゆる膜分離型リアクタを
安定かつ高効率に運用するための制御装置に関するもの
である。
［従来の技術］ 第４図は膜分離型リアクタの構成図である。図におい
て、（１）はリアクタ、（２）は分離膜、（３）はリア
クタ（１）から分離膜（２）へ微生物を含んだ懸濁液を
供給するためのポンプ、（４）は分離膜（２）で濾過処
理された後の濃縮水を分離膜（２）の入口に戻し循環さ
せるためのポンプ、（５）は分離膜（２）に濾過圧力を
与える絞り弁、（６）は膜分離型リアクタから微生物
（SS）を引抜くためのバルブである。
て、（１）はリアクタ、（２）は分離膜、（３）はリア
クタ（１）から分離膜（２）へ微生物を含んだ懸濁液を
供給するためのポンプ、（４）は分離膜（２）で濾過処
理された後の濃縮水を分離膜（２）の入口に戻し循環さ
せるためのポンプ、（５）は分離膜（２）に濾過圧力を
与える絞り弁、（６）は膜分離型リアクタから微生物
（SS）を引抜くためのバルブである。
膜分離型リアクタは有用な微生物をリアクタから流出さ
せないために、分離膜をリアクタ後段に設置し、微生物
を高濃度に保って微生物反応効率を高めようとするシス
テムである。従って、このシステムの運用にあたって
は、出来るだけ微生物濃度を高めるために微生物の引抜
きは余程の異常が無い限り殆ど行われていなかった。
せないために、分離膜をリアクタ後段に設置し、微生物
を高濃度に保って微生物反応効率を高めようとするシス
テムである。従って、このシステムの運用にあたって
は、出来るだけ微生物濃度を高めるために微生物の引抜
きは余程の異常が無い限り殆ど行われていなかった。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の膜分離型リアクタの運用は以上のようであるの
で、微生物濃度が高くなると反応効率は上がるが、分離
膜への供給水SS濃度も上がって濾過に要するエネルギ量
は増加する。微生物濃度が高くなり過ぎると、微生物の
高濃度化による反応効率上昇分よりも濾過に要するエネ
ルギ量の増加分の方が大きくなる場合、例えば、膜分離
型リアクタで廃水をメタン醗酵処理する場合には、微生
物の高濃度化によってメタンガス生成量は増大して回収
エネルギ量は増えるが、濾過エネルギ量も増大し、濾過
エネルギ量の増加量が回収エネルギ量の増加量を上回る
場合があるという問題点があった。
で、微生物濃度が高くなると反応効率は上がるが、分離
膜への供給水SS濃度も上がって濾過に要するエネルギ量
は増加する。微生物濃度が高くなり過ぎると、微生物の
高濃度化による反応効率上昇分よりも濾過に要するエネ
ルギ量の増加分の方が大きくなる場合、例えば、膜分離
型リアクタで廃水をメタン醗酵処理する場合には、微生
物の高濃度化によってメタンガス生成量は増大して回収
エネルギ量は増えるが、濾過エネルギ量も増大し、濾過
エネルギ量の増加量が回収エネルギ量の増加量を上回る
場合があるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反
応効率上昇分を勘案しながら常時適切な条件で運用でき
る、膜分離型リアクタの制御装置を得ることを目的とす
る。
たもので、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反
応効率上昇分を勘案しながら常時適切な条件で運用でき
る、膜分離型リアクタの制御装置を得ることを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ この発明に係わる膜分離型リアクタの制御装置は、膜分
離型リアクタへの流入水量と流入水質とを計測する計測
器、上記計測器による計測値から予め定められた演算式
を用いて微生物による有用物質の生産量と濾過に要する
エネルギー量の収支が最大となるリアクタ内微生物量の
設定値を演算する第１の演算器、リアクタ内微生物濃度
を計測する手段、上記リアクタ内微生物濃度の計測値か
ら予め定められた演算式を用いてリアクタ内微生物量を
演算する第２の演算器、第１の演算器の出力と第２の演
算器の出力の差に応じてリアクタからの引き抜き微生物
量の目標値を出力する調節計、および上記調節計の出力
である目標値になるように上記膜分離型リアクタからの
引き抜き微生物量を調節する手段を備えたものである。
離型リアクタへの流入水量と流入水質とを計測する計測
器、上記計測器による計測値から予め定められた演算式
を用いて微生物による有用物質の生産量と濾過に要する
エネルギー量の収支が最大となるリアクタ内微生物量の
設定値を演算する第１の演算器、リアクタ内微生物濃度
を計測する手段、上記リアクタ内微生物濃度の計測値か
ら予め定められた演算式を用いてリアクタ内微生物量を
演算する第２の演算器、第１の演算器の出力と第２の演
算器の出力の差に応じてリアクタからの引き抜き微生物
量の目標値を出力する調節計、および上記調節計の出力
である目標値になるように上記膜分離型リアクタからの
引き抜き微生物量を調節する手段を備えたものである。
さらに、本発明の別の発明に係わる膜分離型リアクタの
制御装置は、膜分離型リアクタへの流入水量と流入水質
とを計測する計測器、上記計測器による計測器から予め
定められた演算式を用いて微生物による有用物質の生産
量と濾過に要するエネルギー量の収支が最大となるリア
クタ内微生物量の設定値を演算する演算器、上記リアク
タから分離膜への供給水微生物濃度を計測するSS計、上
記SS計の計測値と上記演算器の出力である供給水微生物
濃度の設定値との差に応じてリアクタからの引き抜き微
生物量の目標値を出力する調節計、および上記調節計の
出力である目標値になるように上記膜分離型リアクタか
らの引き抜き微生物量を調節する手段を備えたものであ
る。
制御装置は、膜分離型リアクタへの流入水量と流入水質
とを計測する計測器、上記計測器による計測器から予め
定められた演算式を用いて微生物による有用物質の生産
量と濾過に要するエネルギー量の収支が最大となるリア
クタ内微生物量の設定値を演算する演算器、上記リアク
タから分離膜への供給水微生物濃度を計測するSS計、上
記SS計の計測値と上記演算器の出力である供給水微生物
濃度の設定値との差に応じてリアクタからの引き抜き微
生物量の目標値を出力する調節計、および上記調節計の
出力である目標値になるように上記膜分離型リアクタか
らの引き抜き微生物量を調節する手段を備えたものであ
る。
［作用］ この発明における膜分離型リアクタの制御装置は、リア
クタから分離膜への供給水SS濃度を計測してこれを適正
値に保つように、また、リアクタへの流入水に関する情
報（流入水量、流入水質等）から、膜分離型リアクタと
して最も効率のよいリアクタ内微生物量あるいは供給水
SS濃度を求め、これを維持するように膜分離型リアクタ
からの引抜き微生物量（SS量）を調節するようにしたの
で、膜分離型リアクタを濾過エネルギ量と微生物の高濃
度化による効率上昇を勘案しながら常時適切な条件で運
用することができる。
クタから分離膜への供給水SS濃度を計測してこれを適正
値に保つように、また、リアクタへの流入水に関する情
報（流入水量、流入水質等）から、膜分離型リアクタと
して最も効率のよいリアクタ内微生物量あるいは供給水
SS濃度を求め、これを維持するように膜分離型リアクタ
からの引抜き微生物量（SS量）を調節するようにしたの
で、膜分離型リアクタを濾過エネルギ量と微生物の高濃
度化による効率上昇を勘案しながら常時適切な条件で運
用することができる。
［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。第１図
は本発明の第一の発明による膜分離型リアクタの一実施
例を示す構成図である。図において、（７）は調節計、
（８）は水質計、（９）は流量計、（10）、（11）は第
１、第２の演算器、（12）は微生物濃度計である。（6
a）、（8a）、（9a）、（10a）、（11a）、（12a）は信
号線であり、調節計（７）とバルブ（６）とを、水質計
（８）と第１の演算器（10）とを、流量計（９）と第２
の演算器（11）とを、第１の演算器（10）と調節計
（７）とを、第２の演算器（11）と調節計（７）とを、
微生物濃度計（12）と第２の演算器（11）とを、それぞ
れ接続している。その他は第４図と同一または同様であ
る。
は本発明の第一の発明による膜分離型リアクタの一実施
例を示す構成図である。図において、（７）は調節計、
（８）は水質計、（９）は流量計、（10）、（11）は第
１、第２の演算器、（12）は微生物濃度計である。（6
a）、（8a）、（9a）、（10a）、（11a）、（12a）は信
号線であり、調節計（７）とバルブ（６）とを、水質計
（８）と第１の演算器（10）とを、流量計（９）と第２
の演算器（11）とを、第１の演算器（10）と調節計
（７）とを、第２の演算器（11）と調節計（７）とを、
微生物濃度計（12）と第２の演算器（11）とを、それぞ
れ接続している。その他は第４図と同一または同様であ
る。
このような膜分離型リアクタの制御装置においては、流
入水質、流入水量から、一定の処理水質レベルを維持し
かつ濾過エネルギが最小となるリアクタ内微生物量を求
め、リアクタ内微生物量をこの値に維持することによ
り、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反応効率
上昇分（例えば、メタン醗酵におけるメタンガス発生量
増加分）を勘案しながら常時効率良く膜分離型リアクタ
を運用することができる。
入水質、流入水量から、一定の処理水質レベルを維持し
かつ濾過エネルギが最小となるリアクタ内微生物量を求
め、リアクタ内微生物量をこの値に維持することによ
り、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反応効率
上昇分（例えば、メタン醗酵におけるメタンガス発生量
増加分）を勘案しながら常時効率良く膜分離型リアクタ
を運用することができる。
第１図の制御装置の制御式は次式で示される。
Sw＝G2×（St−▲S* t▼ …（１） ▲S* t▼＝f1（Qi，Li） …（２） St＝f2（Cr） …（３） （１）式において、▲S* t▼は膜分離型リアクタ内微生
物量の設定値、Stは膜分離型リアクタ内微生物量の計測
値、G2は調節計（７）のゲインである。（２）式におい
て、Qi、Liはそれぞれ流入水の水量、水質であり、f1は
流入水量、流入水質から膜分離型リアクタ内微生物量の
設定値を演算する演算式である。（３）式において、Cr
は膜分離型リアクタ内微生物濃度であり、f2は膜分離型
リアクタ内微生物濃度から膜分離型リアクタ内微生物量
を演算する演算式である。（１）式において、膜分離型
リアクタ内微生物量の設定値は演算器（10）の出力とし
て信号線（10a）を介して、膜分離型リアクタ内微生物
量の計測値は演算器（11）の出力として信号線（11a）
を介して、それぞれ調節計（７）に供給される。（１）
式の演算は調節計（７）で行われ、膜分離型リアクタか
らの引抜きSS量の目標値は調節計（７）の出力として得
られる。引抜きSS量の目標値は信号線（6a）を介してバ
ルブ（６）に送られ、バルブ（６）では目標値になるよ
う引抜きSS量を調節する。（２）式において、流入水量
の計測値は流量計（９）から信号線（9a）を介して、流
入水質の計測値は水質計（８）から信号線（8a）を介し
て、それぞれ演算器（10）に供給される。（２）式の演
算は演算器（10）で行われ、演算器（10）の出力である
膜分離型リアクタ内微生物量の設定値は信号線（10a）
を介して調節計（７）へ送られる。（３）式において、
膜分離型リアクタ内微生物濃度の計測値は微生物濃度計
（12）から信号線（12a）を介して演算器（11）に供給
される。（３）式の演算は演算器（11）で行われ、演算
器（11）の出力である膜分離型リアクタ内微生物量の計
測値は信号線（11a）を介して調節計（７）へ送られ
る。
物量の設定値、Stは膜分離型リアクタ内微生物量の計測
値、G2は調節計（７）のゲインである。（２）式におい
て、Qi、Liはそれぞれ流入水の水量、水質であり、f1は
流入水量、流入水質から膜分離型リアクタ内微生物量の
設定値を演算する演算式である。（３）式において、Cr
は膜分離型リアクタ内微生物濃度であり、f2は膜分離型
リアクタ内微生物濃度から膜分離型リアクタ内微生物量
を演算する演算式である。（１）式において、膜分離型
リアクタ内微生物量の設定値は演算器（10）の出力とし
て信号線（10a）を介して、膜分離型リアクタ内微生物
量の計測値は演算器（11）の出力として信号線（11a）
を介して、それぞれ調節計（７）に供給される。（１）
式の演算は調節計（７）で行われ、膜分離型リアクタか
らの引抜きSS量の目標値は調節計（７）の出力として得
られる。引抜きSS量の目標値は信号線（6a）を介してバ
ルブ（６）に送られ、バルブ（６）では目標値になるよ
う引抜きSS量を調節する。（２）式において、流入水量
の計測値は流量計（９）から信号線（9a）を介して、流
入水質の計測値は水質計（８）から信号線（8a）を介し
て、それぞれ演算器（10）に供給される。（２）式の演
算は演算器（10）で行われ、演算器（10）の出力である
膜分離型リアクタ内微生物量の設定値は信号線（10a）
を介して調節計（７）へ送られる。（３）式において、
膜分離型リアクタ内微生物濃度の計測値は微生物濃度計
（12）から信号線（12a）を介して演算器（11）に供給
される。（３）式の演算は演算器（11）で行われ、演算
器（11）の出力である膜分離型リアクタ内微生物量の計
測値は信号線（11a）を介して調節計（７）へ送られ
る。
ここで、第１の演算器（10）における膜分離型リアクタ
内微生物量の設定値、ならびに第２の演算器（11）にお
ける膜分離型リアクタ内微生物量の計測値の演算方法の
ついて１例を説明する。
内微生物量の設定値、ならびに第２の演算器（11）にお
ける膜分離型リアクタ内微生物量の計測値の演算方法の
ついて１例を説明する。
まず、第１の演算器（10）における膜分離型リアクタ内
微生物量の設定値の演算方法から説明する。理解を容易
にするために完全混合型のメタン醗酵プロセスの場合を
例にあげて、発生するメタンガスから得られるエネルギ
量と濾過に要するエネルギ量を比較し、回収されるエネ
ルギ量が最大となる微生物量の決定方法の一例を示す。
発生するメタンガスから得られるエネルギ量は次式で計
算できる。
微生物量の設定値の演算方法から説明する。理解を容易
にするために完全混合型のメタン醗酵プロセスの場合を
例にあげて、発生するメタンガスから得られるエネルギ
量と濾過に要するエネルギ量を比較し、回収されるエネ
ルギ量が最大となる微生物量の決定方法の一例を示す。
発生するメタンガスから得られるエネルギ量は次式で計
算できる。
Eg＝ａ×（Li−Lo）×Qi …（４） ここで、Egは発生するメタンガスから得られるエネルギ
量、Loは処理水質、ａは水質除去量からメタンガスさら
にはエネルギ量への変換定数である。また、処理水質は
処理速度が１次式に従うとすると次式で計算できる。
量、Loは処理水質、ａは水質除去量からメタンガスさら
にはエネルギ量への変換定数である。また、処理水質は
処理速度が１次式に従うとすると次式で計算できる。
Lo＝Li×exp（−Ｋ×Cr×V/Qi） …（５） ここで、Ｋは１次反応速度定数、Ｖはリアクタ容積であ
る。一方、分離膜の処理水量は流入水量と等しいから、
分離膜の運転条件と処理水量の関係は次式で示される。
る。一方、分離膜の処理水量は流入水量と等しいから、
分離膜の運転条件と処理水量の関係は次式で示される。
Qi＝Af×▲Cm f▼×▲Un f▼×▲Po f▼ …（６） ここで、Afは分離膜の濾過面積、Cfは分離膜での微生物
濃度、Ufは分離膜表面の線速、Pfは分離膜の濾過圧力、
ｍ、ｎ、ｏは実験定数である。分離膜での微生物の濃縮
倍率をｂとすると（６）式は次式となる。
濃度、Ufは分離膜表面の線速、Pfは分離膜の濾過圧力、
ｍ、ｎ、ｏは実験定数である。分離膜での微生物の濃縮
倍率をｂとすると（６）式は次式となる。
Qi＝bm×Af×▲Cm r▼×▲Un f▼×▲Po f▼ …（７） （７）式に示すように、ポンプ（３）による供給水量、
ポンプ（４）による循環水量、絞り弁（５）の開度を調
節することにより、膜面流速、膜面SS濃度、濾過圧力が
変化し、分離膜での処理水量を制御することができる。
本例では、分離膜での濃縮倍率と処理水量から供給水量
は決まっているので、供給水SS濃度、供給水量ならびに
残りの運転条件のうちの１つ、即ち、循環水量と絞り弁
開度の片方を決めれば、濾過に要するエネルギ量は、ポ
ンプ（３）、ポンプ（４）の流量、吐出圧力から求めら
れる。
ポンプ（４）による循環水量、絞り弁（５）の開度を調
節することにより、膜面流速、膜面SS濃度、濾過圧力が
変化し、分離膜での処理水量を制御することができる。
本例では、分離膜での濃縮倍率と処理水量から供給水量
は決まっているので、供給水SS濃度、供給水量ならびに
残りの運転条件のうちの１つ、即ち、循環水量と絞り弁
開度の片方を決めれば、濾過に要するエネルギ量は、ポ
ンプ（３）、ポンプ（４）の流量、吐出圧力から求めら
れる。
Gf＝Gk（Qk，Pf，Pm，Cr） ＋Gj（Qj，Pm，Cr） …（８） ここで、Gfは濾過に要するエネルギ量、、Gk（Qk，Pf，
Pm，Cr）はポンプ（３）の動力、Gj（Qj，Pm，Cr）はポ
ンプ（４）の動力である。従って、メタンガスから回収
されるエネルギ量と濾過に要するエネルギ量の収支は
（９）式となり、エネルギ量の収支が最も良い条件は
（９）式のCrについての微分値が０の時のCr値として得
られる。求まるCr値に対する処理水質は（５）式から得
られ、処理水質が許容基準以下であればこの値になるよ
うに引抜き微生物量を調節すれば良い。
Pm，Cr）はポンプ（３）の動力、Gj（Qj，Pm，Cr）はポ
ンプ（４）の動力である。従って、メタンガスから回収
されるエネルギ量と濾過に要するエネルギ量の収支は
（９）式となり、エネルギ量の収支が最も良い条件は
（９）式のCrについての微分値が０の時のCr値として得
られる。求まるCr値に対する処理水質は（５）式から得
られ、処理水質が許容基準以下であればこの値になるよ
うに引抜き微生物量を調節すれば良い。
Gt＝Gg−（Gk＋Gj） …（９） つぎに、リアクタ内微生物量の演算方法について説明す
る。リアクタ内微生物量はリアクタの流動状態が完全混
合なので（10）式で求まる。
る。リアクタ内微生物量はリアクタの流動状態が完全混
合なので（10）式で求まる。
St＝Cr×Ｖ …（10） なお、本例では完全混合式リアクタの場合を例として説
明したが、リアクタ内の流動が完全混合でない場合は、
リアクタ内の微生物濃度分布パターンを測定しておくこ
とにより、リアクタ内の１点計測でリアクタ内微生物量
を求めることができる。
明したが、リアクタ内の流動が完全混合でない場合は、
リアクタ内の微生物濃度分布パターンを測定しておくこ
とにより、リアクタ内の１点計測でリアクタ内微生物量
を求めることができる。
第２図は本発明の第２の発明による膜分離型リアクタの
一実施例を示す構成図である。図において、（13）はSS
計である。（7a）、（13a）は信号線であり、調節計
（７）と供給水SS濃度の設定値を設定する手動設定器
（図示せず）とを、SS計（13）と調節計（７）とをそれ
ぞれ接続している。その他は第１、４図と同一または同
様である。
一実施例を示す構成図である。図において、（13）はSS
計である。（7a）、（13a）は信号線であり、調節計
（７）と供給水SS濃度の設定値を設定する手動設定器
（図示せず）とを、SS計（13）と調節計（７）とをそれ
ぞれ接続している。その他は第１、４図と同一または同
様である。
膜分離型リアクタ、特に、流動床式、生物床式、固定床
式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でなりリアク
タにおいては、リアクタ内微生物濃度（リアクタ内微生
物量）と供給水SS濃度が異なるため、供給水SS濃度を適
正値に維持することにより、濾過エネルギと微生物の高
濃度化による反応効率上昇分（例えば、メタン醗酵にお
けるメタンガス発生量）を勘案しながら常時効率よく運
用することができる。
式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でなりリアク
タにおいては、リアクタ内微生物濃度（リアクタ内微生
物量）と供給水SS濃度が異なるため、供給水SS濃度を適
正値に維持することにより、濾過エネルギと微生物の高
濃度化による反応効率上昇分（例えば、メタン醗酵にお
けるメタンガス発生量）を勘案しながら常時効率よく運
用することができる。
第２図の制御装置の制御式は次式で示される。
▲S* w▼＝G1×（Ck−▲C* k▼ …（11） （１）式において、S*は膜分離型リアクタからの引抜き
SS量（引抜き微生物量）の目標値、Ckは供給水SS濃度の
計測値、▲C* k▼は供給水SS濃度の設定値、G1は調節計
（７）のゲインである。供給水SS濃度の設定値は、手動
設定器（図示せず）から信号線（7a）を介して、供給水
SS濃度の計測値はSS計（13）の計測値として信号線（13
a）を介してそれぞれ調節計（７）に供給される。（1
1）式の演算は調節計（７）で行われ、膜分離型リアク
タからの引抜きSS量の目標値は調節計（７）の出力とし
て得られる。引抜きSS量目標値は信号線（6a）を介して
バルブ（６）に送られ、バルブ（６）では目標値となる
よう引抜きSS量を調節する。
SS量（引抜き微生物量）の目標値、Ckは供給水SS濃度の
計測値、▲C* k▼は供給水SS濃度の設定値、G1は調節計
（７）のゲインである。供給水SS濃度の設定値は、手動
設定器（図示せず）から信号線（7a）を介して、供給水
SS濃度の計測値はSS計（13）の計測値として信号線（13
a）を介してそれぞれ調節計（７）に供給される。（1
1）式の演算は調節計（７）で行われ、膜分離型リアク
タからの引抜きSS量の目標値は調節計（７）の出力とし
て得られる。引抜きSS量目標値は信号線（6a）を介して
バルブ（６）に送られ、バルブ（６）では目標値となる
よう引抜きSS量を調節する。
第３図は本発明の第３の発明による膜分離型リアクタの
一実施例を示す構成図である。図において、信号線（6
a）、（8a）、（9a）、（10a）、（13a）は、調節計
（７）とバルブ（６）とを、水質計（８）と演算器（1
0）とを、流量計（９）と演算器（10）とを、演算器（1
1）と調節計（７）とを、SS計（13）と調節計（７）と
を、それぞれ接続している。なお、その他は第１、２図
と同一または同様である。
一実施例を示す構成図である。図において、信号線（6
a）、（8a）、（9a）、（10a）、（13a）は、調節計
（７）とバルブ（６）とを、水質計（８）と演算器（1
0）とを、流量計（９）と演算器（10）とを、演算器（1
1）と調節計（７）とを、SS計（13）と調節計（７）と
を、それぞれ接続している。なお、その他は第１、２図
と同一または同様である。
膜分離型リアクタ、特に、流動床式、生物床式、固定床
式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でないリアク
タにおいては、リアクタ内微生物濃度と供給水SS濃度と
が異なるため、流入水質、流入水量から、一定の処理水
質レベルを維持しかつ濾過エネルギが最小となる供給水
SS濃度を求め、供給水SS濃度をこの値に維持することに
より、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反応効
率上昇分（例えば、メタン醗酵におけるメタンガス発生
量）を勘案しながら常時効率良く運用することができ
る。
式のようなリアクタ内流動状態が完全混合でないリアク
タにおいては、リアクタ内微生物濃度と供給水SS濃度と
が異なるため、流入水質、流入水量から、一定の処理水
質レベルを維持しかつ濾過エネルギが最小となる供給水
SS濃度を求め、供給水SS濃度をこの値に維持することに
より、濾過エネルギ量と微生物の高濃度化による反応効
率上昇分（例えば、メタン醗酵におけるメタンガス発生
量）を勘案しながら常時効率良く運用することができ
る。
第３図の制御装置の制御式は次式で示される。
▲S* w▼＝G3×（Ck−▲C* k▼ …（12） ▲C* k▼＝f3（Qi，Li） …（13） （12）式において、▲C* k▼は膜分離型リアクタからの
供給水SS濃度の設定値、G3は調節計（７）のゲインであ
る。（13）式において、f3は流入水量、流入水質から膜
分離型リアクタ内微生物量の設定値を演算する演算式で
ある。
供給水SS濃度の設定値、G3は調節計（７）のゲインであ
る。（13）式において、f3は流入水量、流入水質から膜
分離型リアクタ内微生物量の設定値を演算する演算式で
ある。
（12）式において、膜分離型リアクタからの供給水SS濃
度の設定値は演算器（10）の出力として信号線（10a）
を介して、膜分離型リアクタからの供給水SS濃度の計測
値はSS計（13）の出力として信号線（13a）を介して、
それぞれ調節計（７）に供給される。（12）式の演算は
調節計（７）で行われ、膜分離型リアクタからの引抜き
SS量の目標値は調節計（７）の出力として得られる。引
抜きSS量の目標値は信号線（6a）を介してバルブ（６）
に送られ、バルブ（６）では目標値になるよう引抜きSS
量を調節する。（13）式において、流入水量の計測値は
流量計（９）から信号線（9a）を介して、流入水質の計
測値は水質計（８）から信号線（8a）を介して、それぞ
れ演算器（10）に供給される。（13）式の演算は演算器
（10）で行われ、演算器（10）の出力である膜分離型リ
アクタからの供給水SS濃度の設定値は信号線（10a）を
介して調節計（７）へ送られる。
度の設定値は演算器（10）の出力として信号線（10a）
を介して、膜分離型リアクタからの供給水SS濃度の計測
値はSS計（13）の出力として信号線（13a）を介して、
それぞれ調節計（７）に供給される。（12）式の演算は
調節計（７）で行われ、膜分離型リアクタからの引抜き
SS量の目標値は調節計（７）の出力として得られる。引
抜きSS量の目標値は信号線（6a）を介してバルブ（６）
に送られ、バルブ（６）では目標値になるよう引抜きSS
量を調節する。（13）式において、流入水量の計測値は
流量計（９）から信号線（9a）を介して、流入水質の計
測値は水質計（８）から信号線（8a）を介して、それぞ
れ演算器（10）に供給される。（13）式の演算は演算器
（10）で行われ、演算器（10）の出力である膜分離型リ
アクタからの供給水SS濃度の設定値は信号線（10a）を
介して調節計（７）へ送られる。
なお、膜分離型リアクタからの供給水SS濃度の設置値は
第１図の場合と同様にして求められる。
第１図の場合と同様にして求められる。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、供給水SS濃度を計測
してこれを適正値に保つように、また、リアクタへの流
入水に関する情報（流入水量、流入水質等）から膜分離
型リアクタとして最も効率のよいリアクタ内微生物量あ
るいは供給水SS濃度を求め、これを維持するように膜分
離型リアクタからの引抜き微生物量を調節するようにし
たので、分離膜での濾過エネルギ量と分離膜による微生
物の高濃度化による効率上昇を勘案しながら常時適切な
条件でリアクタを運用できるという極めて優れた効果が
ある。
してこれを適正値に保つように、また、リアクタへの流
入水に関する情報（流入水量、流入水質等）から膜分離
型リアクタとして最も効率のよいリアクタ内微生物量あ
るいは供給水SS濃度を求め、これを維持するように膜分
離型リアクタからの引抜き微生物量を調節するようにし
たので、分離膜での濾過エネルギ量と分離膜による微生
物の高濃度化による効率上昇を勘案しながら常時適切な
条件でリアクタを運用できるという極めて優れた効果が
ある。
第１図は本発明の一実施例による膜分離型リアクタの制
御装置を示す構成図、第２図、第３図はそれぞれ本発明
の別の発明の一実施例による膜分離型リアクタの制御装
置を示す構成図、第４図は従来の膜分離型リアクタの制
御装置を示す構成図である。 図において、（１）はリアクタ、（２）は分離膜、
（３）、（４）はポンプ、（５）は絞り弁、（６）はバ
ルブ、（７）は調節計、（８）は水質計、（９）は流量
計、（10）、（11）は演算器、（12）は微生物濃度計、
（13）はSS計、（6a）、（7a）、（8a）、（9a）、（10
a）、（11a）、（12a）、（13a）は信号線である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
御装置を示す構成図、第２図、第３図はそれぞれ本発明
の別の発明の一実施例による膜分離型リアクタの制御装
置を示す構成図、第４図は従来の膜分離型リアクタの制
御装置を示す構成図である。 図において、（１）はリアクタ、（２）は分離膜、
（３）、（４）はポンプ、（５）は絞り弁、（６）はバ
ルブ、（７）は調節計、（８）は水質計、（９）は流量
計、（10）、（11）は演算器、（12）は微生物濃度計、
（13）はSS計、（6a）、（7a）、（8a）、（9a）、（10
a）、（11a）、（12a）、（13a）は信号線である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】膜分離型リアクタへの流入水量と流入水質
とを計測する計測器、上記計測器による計測値から予め
定められた演算式を用いて微生物による有用物質の生産
量と濾過に要するエネルギー量の収支が最大となるリア
クタ内微生物量の設定値を演算する第１の演算器、リア
クタ内微生物濃度を計測する手段、上記リアクタ内微生
物濃度の計測値から予め定められた演算式を用いてリア
クタ内微生物量を演算する第２の演算器、第１の演算器
の出力と第２の演算器の出力との差に応じてリアクタか
らの引抜き微生物量の目標値を出力する調節計、および
上記調節計の出力である目標値になるように上記膜分離
型リアクタからの引抜き微生物量を調節する手段を備え
た膜分離型リアクタの制御装置。 - 【請求項２】膜分離型リアクタへの流入水量と流入水質
とを計測する計測器、上記計測器による計測値から予め
定められた演算式を用いて微生物による有用物質の生産
量と濾過に要するエネルギー量の収支が最大となるリア
クタ内微生物量の設定値を演算する演算器、上記リアク
タから分離膜への供給水微生物濃度を計測するSS計、上
記SS計の計測値と上記演算器の出力である供給水微生物
濃度の設定値との差に応じてリアクタからの引抜き微生
物量の目標値を出力する調節計、および上記調節計の出
力である目標値になるように上記膜分離型リアクタから
の引抜き微生物量を調節する手段を備えた膜分離型リア
クタの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10395389A JPH0759186B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 膜分離型リアクタの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10395389A JPH0759186B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 膜分離型リアクタの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283273A JPH02283273A (ja) | 1990-11-20 |
| JPH0759186B2 true JPH0759186B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=14367780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10395389A Expired - Fee Related JPH0759186B2 (ja) | 1989-04-24 | 1989-04-24 | 膜分離型リアクタの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759186B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4288975B2 (ja) * | 2003-03-25 | 2009-07-01 | 栗田工業株式会社 | 有機性廃液の消化処理装置 |
| CA2622930C (en) * | 2005-10-06 | 2016-01-19 | Siemens Water Technologies Corp. | Dynamic control of membrane bioreactor system |
| JP4979321B2 (ja) * | 2006-09-29 | 2012-07-18 | メンブレンテック株式会社 | 汚泥含有排水の処理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6485067A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-30 | Toshiba Corp | Continuous fermentation device |
-
1989
- 1989-04-24 JP JP10395389A patent/JPH0759186B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02283273A (ja) | 1990-11-20 |
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