JPH08192184A - 下水処理プロセスの制御方法 - Google Patents
下水処理プロセスの制御方法Info
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- JPH08192184A JPH08192184A JP609495A JP609495A JPH08192184A JP H08192184 A JPH08192184 A JP H08192184A JP 609495 A JP609495 A JP 609495A JP 609495 A JP609495 A JP 609495A JP H08192184 A JPH08192184 A JP H08192184A
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Abstract
下しないように制御する。 【構成】第1、第2の二つの曝気槽を用いる2槽式間欠
曝気法において、第1のORP計を設置した第1曝気槽
で、所定の時間曝気を行った後攪拌工程に移行し、この
第1曝気槽の攪拌工程に出現する第1のORP計のOR
P屈曲点を検出した後、第1曝気槽に有機物として例え
ば酢酸を添加することにより、リン放出速度を上げ所定
のリンの放出量を確保して、リン放出に配分する時間を
短縮し、その時間短縮分は、処理工程の1周期内で窒素
除去の時間を長くとれるので、窒素除去率が低下するの
を防ぐことができる。
Description
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。
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(嫌気−無酸素−好気法)、回分式活性
汚泥法、間欠曝気式活性汚泥法(以下、間欠曝気法と略
称する)等が挙げられる。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
除去が行なわれる。
処理について、その原理を簡単に述べておく。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。
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
ンを行なう。この関係は下記のように整理することがで
きる。
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、間欠曝気法では脱窒が終了し槽内にNO3 −Nに起
因する酸素分子が無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。
時間的に設定でき、しかも既存の施設にも比較的容易に
適用できることから注目されている方法であり、本発明
者らは従来の間欠曝気法を大幅に改善する方法として、
排水が流入する第1曝気槽と、この第1曝気槽に直列に
連結した第2曝気槽の二つの曝気槽を用い、その後段に
最終沈澱池を設けた装置と、その制御方法(以下、2槽
式間欠曝気法とする)を特開平6─55190号公報に
より開示している。
(b)を参照して説明する。図2は特開平6─5519
0号公報に記載の間欠曝気法及び制御システムを説明す
るための要部構成を示す模式図であり、図2では、水お
よび空気の経路を実線の矢印、制御信号系統を点線の矢
印で表わしてあり、この装置は主として、下水1が流入
し活性汚泥によって有機物、窒素、リンが除去される第
1曝気槽2aと第2曝気槽2b、重力沈降によって活性
汚泥が分離され処理水3が得られる最終沈澱池4、沈降
した活性汚泥を第1曝気槽2aに返送する返送汚泥ポン
プ5から構成してある。第1曝気槽2aと第2曝気槽2
bの容積比はおよそ1:1であり、処理水の滞留時間の
合計は最終沈澱池4も含めて16〜32時間である。制
御系は第1曝気槽2a内の酸化還元電位を測定する第1
のORP計6a、第2曝気槽2b内の酸化還元電位を測
定する第2のORP計6b、およびこれらORP計の値
に基づいて第1曝気ブロワ7a、第2曝気ブロワ7b、
第1攪拌ポンプ8a、第2攪拌ポンプ8bへの制御信号
を出力する制御装置9からなっている。
的な考えかたは、排水が流入する第1曝気槽2aと、こ
の第1曝気槽に直列に連結した第2曝気槽2bの二つの
曝気槽を用い、第1曝気槽2aで硝化、脱窒を一定時間
に制御することによりリン放出時間を確保し、第2曝気
槽2bでは硝化、脱窒を行なうとともに、リン放出を防
止しつつ制御の1周期を所定の時間に維持し、高い窒
素、リン除去率を得ることにある。その具体的な方法
を、制御に伴うORPの変化とともに、図3(a)、
(b)を併用参照して説明する。図3(a)、(b)
は、制御を実施中に、任意のタイミングで曝気開始時間
を零点として、時間の経過に伴うORPの変化を示した
ものであり、図3(a)は第1曝気槽のORP、図3
(b)は第2曝気槽のORPのそれぞれ時間経過に対す
る関係線図である。
いて述べる。硝化とリン吸収を行なう曝気時間をTe 、
脱窒時間をTf とし、Te とTf の和である時間Tg が
あらかじめ設定した時間Tgsと一致するように、曝気時
間Te を調節する。ここで第1のORP計6aのORP
の変化を見ると、脱窒終了後に屈曲点Aが出現してお
り、屈曲点Aを検出することによって時間Tg を測定
し、TgsとTg の差に基づいて曝気時間Te を調節す
る。その結果、後述のように1周期はほぼTds時間に維
持されているため、リン放出時間がTds−Tgsとして確
保されることになる。
ある。硝化とリン吸収のための曝気時間をTb 、脱窒が
進行する攪拌時間をTC とし、Tb とTC の和である時
間T d があらかじめ設定した時間Tdsと一致するよう
に、曝気時間Tb を調節し、併せて時間Td 後1周期が
終了したとして、第1曝気槽2a、第2曝気槽2bを同
時に曝気状態に復帰させる。これは、第2のORP系6
bのORPの変化から屈曲点Bを検出して時間Td を測
定し、TdsとTd の差に基づいて曝気時間Tb を調節す
ることにより行なう。この結果、脱窒が終了すると直ち
に曝気状態となるため、第2曝気槽2bにおいてリンが
放出されることなく、高い窒素、リン除去率が得られ
る。
開平6−55190号公報に記載の2槽式間欠曝気法に
ついて説明したが、この方式のような生物学的脱窒素法
は、その後の研究によって次のような問題があることが
わかった。即ち、冬期などで15℃以下の低い水温条件
で運転を行うと、硝化、脱窒速度の低下から窒素の除去
率が低下することである。このような15℃以下の低水
温条件では、硝化工程、脱窒工程に時間を長くとればよ
いが、一定のリンの放出時間を確保するような運転を行
っているので、硝化、脱窒時間をある程度以上長くする
ことができずに、脱窒が不十分となる。この場合、第2
曝気槽2bでは脱窒が完了しない状態で強制的に次の運
転周期に移行している。
あり、その目的は窒素の除去率の低下を防止することが
できる2槽式間欠曝気法による下水処理プロセスの制御
方法を提供することにある。
めに、本発明の2槽式間欠曝気法の運転制御は次のよう
に行なう。第1、第2の二つの曝気槽を用いる間欠曝気
法において、第1のORP計を設置した第1曝気槽で、
所定の時間曝気を行った後攪拌工程に移行し、この第1
曝気槽の攪拌工程に出現する第1のORP計のORP屈
曲点を検出した後、第1曝気槽に有機物として例えば酢
酸を添加する。
0分間曝気を行った後攪拌工程に移行する。この攪拌工
程では初めに脱窒反応が起こり、第1曝気槽2aに設置
した第1のORP計6aのORP屈曲点が出現した後リ
ンの放出が起こる。一般にリンの放出速度は有機物の供
給量に依存することが知られているので、ORP屈曲点
が出現した後、第1曝気槽2aに有機物として酢酸を添
加することにより、リン放出速度を上げることができ
る。良好なリン除去を行うためには、第1曝気槽2aの
攪拌工程で所定のリンの放出量を確保する必要があるの
で、このようにリン放出速度を上げることにり、リン放
出に配分する時間が少なくてよく、その時間短縮分は窒
素除去の時間にに配分することができる。
けるリン放出時間が短縮され、その分窒素除去に時間を
長くとれるので、窒素除去率が低下するのを防ぐことが
できる。
する。図1は2槽式間欠曝気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2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2
と同じである。図1において、この装置は図2に示した
装置と基本的に同じであるが、異なる点は酢酸添加ポン
プ10と酢酸貯留槽11を備えていることにある。
1曝気槽2aの攪拌工程の脱窒の終了時に検出される第
1のORP計6aのORP屈曲点が出現した後に、酢酸
添加ポンプ10を用いて酢酸貯留槽11から第1曝気槽
2aに酢酸を添加する。ORP屈曲点の検出は制御装置
9で行なわれ、ORP屈曲点検出の判定結果に基づき、
起動の信号が制御装置9から酢酸添加ポンプ10に自動
的に送られる。
気槽2aに設置した第1のORP計6aの屈曲点を検出
する必要があり、これはORP変化曲線の傾きが急変す
る点を屈曲点としている。詳細な検出方法については、
本発明者らが出願中の特開平5−220495号公報に
記載されているので、ここではその説明を省略する。リ
ンの放出は有機物を利用する反応であり、その利用する
有機物の種類によってリンの放出速度は異なる。一般的
に酢酸はリンの放出に利用される有機物として知られて
おり、酢酸によって得られるリン放出速度は、有機物の
混合した下水によって得られるリンの放出速度よりも高
い。このため、第1曝気槽2aに酢酸を添加することに
より、通常の下水を処理する場合よりもリンの放出速度
は高くなる。したがって、リンの放出速度を高くするこ
とによって、所定のリン放出量を確保するために必要な
時間を減少させ、その分、第1のORP計6aのORP
屈曲点出現時間の設定値を大きくすることができる。こ
のことを窒素除去の観点から言い換えれば、第1曝気槽
2aにおける硝化、脱窒工程に、より多くの時間を配分
することができるので、窒素除去量が増加することにな
る。
のORP屈曲点出現時間の設定値は、あらかじめ酢酸を
添加した場合のリン放出速度を実験により求めておくこ
とにより決定することができる。通常、第1のORP計
6aのORP屈曲点の出現時間の設定値は60分程度に
設定するが、酢酸を添加することにより、70〜90分
程度までORP屈曲点の出現時間の設定値を大きくする
ことができる。また、酢酸の添加量も、あらかじめその
利用速度を実験によって求めておき、計算値より若干多
く添加しておけば、リン放出速度が酢酸濃度によって律
速することはない。
内に添加する有機物は、第2曝気槽2bで分解除去され
るので処理水3中の有機物濃度が高くなることもない。
以上、本発明の実施例について説明したが、これまで説
明した酢酸に代えて他の有機物を添加してもよく、微生
物に摂取されやすく、比較的高いリン放出速度を得るこ
とができる糖類等の生物易分解性有機物を使用すること
ができる。
制御方法に関して説明した。従来、水温が15℃以下と
低い場合、硝化、脱窒速度の低下から窒素の除去率が低
下するという問題があった。本発明の方法は、この問題
に対処するためになされたものであり、以下の利点を有
する。
曝気槽で所定の時間曝気を行った後攪拌工程に移行し、
この第1曝気槽の攪拌工程に出現するORP計のORP
屈曲点を検出した後、第1曝気槽に有機物として、酢酸
を添加する。酢酸を添加することにより、リンの放出速
度を高め、1周期内のリンの放出時間を減少させる。し
たがって、その時間減少分は処理工程の1周期内で硝
化、脱窒に配分する時間を増加させて、1周期内でより
多くの窒素を除去し、水温が低い場合でも良好な窒素除
去率を得ることが可能である。
要部構成を示す模式図
適用される下水処理装置の要部構成を示す模式図
おける第1曝気槽、第2曝気槽のORPの変化を示し、
(a)は第1曝気槽のORP、(b)は第2曝気槽のO
RPのそれぞれ時間経過に対する関係線図
Claims (2)
- 【請求項1】第1のORP計を設置した第1曝気槽と、
この第1曝気槽に直列に連結し第2のORP計を設置し
た第2曝気槽を備え、排水を第1曝気槽へ流入させて、
前記二つの曝気槽において曝気を行なう好気状態と、曝
気を停止して攪拌を行う嫌気状態を交互に繰り返して処
理を行った後、この処理水を最終沈殿池から放流させ、
沈澱汚泥は曝気槽へ返送するとともに余剰汚泥として抜
き出し、排水中の窒素、リンを除去する間欠曝気式活性
汚泥法による下水処理プロセスの制御方法において、第
1曝気槽で所定の時間曝気を行なった後攪拌工程に移行
し、攪拌工程に出現する第1のORP計のORP屈曲点
を検出した後、第1曝気槽に有機物を添加することを特
徴とする下水処理プロセスの制御方法。 - 【請求項2】請求項1記載の方法において、有機物が生
物易分解性有機物であることを特徴とする下水処理プロ
セスの制御方法。
Priority Applications (1)
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JP00609495A JP3250934B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 下水処理プロセスの制御方法 |
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1995
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