JPH09192686A

JPH09192686A - 活性汚泥濃度測定制御装置

Info

Publication number: JPH09192686A
Application number: JP8021859A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kato; 武男加藤; Takitaro Ozaka; 滝太郎尾坂; Hirohisa Hatada; 裕久畠田; Koji Isemura; 浩司伊勢村; Keiji Hisamoto; 圭司久本
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-29
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: JP3720110B2

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥濃度の安定した制御が可能で、しかも低
コストで、既存の施設にも容易に取り付けることのでき
るできる連続式の活性汚泥濃度測定制御装置を提供す
る。【解決手段】前記生物反応槽内の活性汚泥濃度を測定
する測定手段と、測定された実際の活性汚泥濃度と設定
目標値との差を演算して、余剰汚泥の引抜手段を制御す
る制御手段とを設けて、設定された特定の時間に余剰汚
泥を引き抜くようにしたものである。また、攪拌装置の
停止時には測定を行わないようにし、且つ、その測定値
は、複数回の測定結果の平均値或いはある特定の測定値
を基準値とするかを選択できる。更に、測定サンプル採
取用のストレーナにはカバーを設けて紙などの大きな夾
雑物が付着しないようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、生物反応槽内へ
汚水を連続的に流入させながら、その流入分だけ沈殿槽
へ流出させて、その沈殿槽内で水と汚泥を分離するよう
にした連続式活性汚泥法の排水処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】汚水や排水を処理する装置は、特開平7-
185586号ほか種々の方式が公知である。従来の連続式活
性汚泥法の排水処理装置においては、上記のように汚泥
を含んだ処理水を一旦沈殿槽へ流出させて、この沈殿槽
で水と汚泥とを分離するようにしている。したがって、
生物反応槽の汚泥は沈殿槽へ流出した分減少することに
なるから、沈殿槽で分離した汚泥を再び反応槽へ返送す
る必要がある。ただし、反応槽内での活動により汚泥自
身も増殖するから、汚泥濃度を適正に保つためその増殖
分を処理系から抜き出してやる必要がある。即ち、沈殿
槽内で分離された汚泥は、通常はそのまま反応槽へ返送
されるが、定期的若しくは必要時にこの返送用の汚泥を
返送せずに汚泥濃縮槽へ引き抜いて、この汚泥濃縮槽か
ら排出するようにしている。

【０００３】上記において、増殖した余剰汚泥を引き抜
く方法として、一般には、タイマーなどによって定期的
に引き抜くことが行われている。

【０００４】他方、より精度の高い汚泥濃度の制御を行
うことを目的として、反応槽内の汚泥濃度を測定して、
その汚泥濃度や返送汚泥の濃度、沈殿槽内の汚泥量等か
ら余剰汚泥量を算出して、目標汚泥量との差に基づいて
引き抜く方法が考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の引抜方法に
おいて、タイマーなどで定期的に引き抜く方法では、汚
泥の流入変動などによって余剰汚泥の量も変化するか
ら、それに合わせてタイマーの設定時間を頻繁に変更し
なければならず、非常な手間を要する欠点がある。

【０００６】後者の方法では、このような欠点がない
が、半面、余剰汚泥量を算出するための流量計や制御の
ための調節弁等が多くなり、装置が複雑となってコスト
高となるのみならず、流入変動の大きい小規模処理場で
は、流入量が少ないときは沈殿槽で汚泥の滞留を生じ、
流入量の多い場合には、沈殿槽の汚泥が不足する問題が
あった。

【０００７】また、汚泥濃度の測定を行う場合、従来に
おいては連続的に汚泥濃度を測定しているが、このよう
な測定方法では、汚泥の引抜を行うときの濃度が必ずし
もその反応槽の通常の状態とは限らず、場合によっては
引き抜きすぎたり或いは引き抜き不足を生ずる欠点があ
り、反応槽内の汚泥濃度は不安定とならざるを得ない欠
点がある。

【０００８】更に、反応槽の汚泥濃度を平均化するた
め、反応槽内を攪拌装置で攪拌するようにしているが、
この攪拌装置は常時運転されているとは限らず、汚泥濃
度を測定する際に攪拌停止状態にあると、汚泥が沈殿し
ているから、正しい汚泥濃度が得られないという不都合
を生じる。

【０００９】この発明は、汚泥濃度の安定した制御が可
能で、しかも低コストで、既存の施設にも容易に取り付
けることのできる連続式の活性汚泥濃度測定制御装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、汚水を流入させる生物反応槽と、その
生物反応槽から流出させた汚水を活性汚泥と水とに分離
する沈殿槽とを有し、その沈殿槽内で分離された活性汚
泥を前記生物反応槽内へ返送するようにした連続式活性
汚泥法の排水処理系において、前記生物反応槽内の活性
汚泥濃度を測定する測定手段と、その測定手段によって
測定された実際の活性汚泥濃度と設定目標値との差を演
算して、予め設定された特定時にその差が最小となるよ
うに前記系内の余剰汚泥を引き抜く引抜手段を制御する
制御手段とを備えていることを特徴とするものである。

【００１１】同じく、この出願の請求項２の発明は、生
物反応槽内の活性汚泥濃度を測定して、その測定結果に
基づいて活性汚泥濃度を手動若しくは自動制御するもの
において、生物反応槽の攪拌装置の運転・非運転状態に
応じて、測定若しくは制御を、実行、延期又は中止する
手段を備えていることを特徴とする。

【００１２】同じく、この出願の請求項３の発明は、生
物反応槽内の活性汚泥濃度を測定して、その測定結果に
基づいて活性汚泥濃度を手動若しくは自動制御するもの
において、複数回の測定結果の平均値を求める平均値演
算手段と、その平均値を前記汚泥濃度の制御のための基
準値とするか或いはある特定の測定値を基準値とするか
を選択するための基準値選択手段を備えていることを特
徴とするものが提供される。

【００１３】更に、この出願の請求項４の発明では、生
物反応槽内に設けたストレーナより吸い込んだ汚水をサ
ンプリングして、その反応槽内の活性汚泥濃度を測定す
るものにおいて、前記ストレーナの周囲を、流動する汚
水中の夾雑物が前記ストレーナの吸引部に付着するのを
防止するためのカバーで囲んだことを特徴とするものが
提供される。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態を示
す連続式の活性汚泥濃度測定制御装置の汚水及び汚泥の
流れと制御信号の流れを示す系統図である。

【００１５】図１において、(１)は、原水が流入する原
水槽であって、砂を取り出す沈砂槽(２)と原水ポンプ槽
(３)を備えている。(４)は、流量調整槽であって、前記
原水ポンプ槽(３)の原水が原水ポンプ(５)によってこの
流量調整槽(４)に供給される。この流量調整槽(４)の原
水は流量調整ポンプ(６)によって、オキシデーションデ
ィッチと呼ばれる生物反応槽(７)へ供給される。

【００１６】上記生物反応槽(７)においてその反応槽
(７)内の汚泥との接触によって浄化された水は、汚泥と
共に沈殿槽(８)へ流出し、その沈殿槽(８)内において汚
泥を沈殿させることによって、水と汚泥とに分離され
る。上澄み水となって分離された水は、消毒槽(９)で消
毒されて排出される。他方、沈殿した汚泥は、返送汚泥
ポンプ(10)によって前記反応槽(７)へ返送される。この
反応槽(７)への返送通路(16)の途中に返送汚泥バルブ(1
1)が設けられて、このバルブ(11)を一定時間開閉するこ
とで、汚泥の返送を行うか行わないかを選択できる。

【００１７】また、前記返送汚泥ポンプ(10)の下流側よ
り分岐した通路(17)によって、返送用汚泥を返送しない
で汚泥濃縮槽(12)へ溜めることができるようにしてあ
る。(13)は、この汚泥濃縮槽(12)への通路(17)の途中に
設けた余剰汚泥バルブで、このバルブ(13)の開閉によっ
て、一定時間汚泥を引き抜くことができる。また、汚泥
濃縮槽(12)においては、更に汚泥と上澄み水とに分離し
た後、沈殿した濃縮汚泥は、汚泥引抜ポンプ(14)によっ
て汚泥貯留槽(15)へ送り出され、上澄み水となった脱離
液は、通路(18)によって原水ポンプ槽(３)へ戻すように
なっている。(19)は、この原水ポンプ槽(３)への通路(1
8)の途中に設けた脱離液返送バルブである。

【００１８】(20)は、生物反応槽の汚泥濃度を測定する
測定部であり、生物反応槽内へ設置したストレーナ(21)
より吸込管(22)を通して吸い込んだサンプリング液が供
給されて、この測定部(20)で汚泥濃度を測定するように
なっている。

【００１９】(23)は、生物反応槽内の水を攪拌する攪拌
装置であるが、この攪拌装置(23)の運転・非運転状態を
検出する検出手段(24)が設けられている。

【００２０】(25)は、マイクロコンピュータからなる制
御部であり、この制御部(25)には、前記測定部(20)で測
定された汚泥濃度値と、攪拌状態検出手段(24)からの検
出信号、及び、どの測定結果を基準値として使用するか
を設定する基準値設定手段(26)からの値が入力される。
更に、この制御部(25)からの制御信号は、返送汚泥バル
ブ(11)、余剰汚泥バルブ(13)、脱離液返送バルブ(19)及
び汚泥引抜ポンプ(14)へ出力されて、これらを開閉若し
くは駆動制御する。

【００２１】(27)は、測定部(20)と制御部(25)からなる
活性汚泥濃度測定制御装置である。

【００２２】次ぎに、上記制御部(25)による余剰汚泥の
引抜制御の方法を、図２に示すフローチャートに基づい
て説明する。

【００２３】まず、プログラムがスタートすると、現時
刻が予め設定された測定時刻であるかどうかを判断しな
がらその時刻になるまで待機する（ステップ１、２、図
中（）付き数字で示す、以下同様）。測定時刻の場合に
は、前記攪拌状態検出手段(24)から入力された攪拌検出
信号によって、攪拌装置(23)が運転されているか否かを
判断する（ステップ３）。即ち、前述したように、攪拌
装置(23)が運転されていないときは、反応槽の汚泥が沈
下してその反応槽内の汚泥濃度を正しく測定することが
できないから、運転状態になるまで待つものである。そ
して、運転中でないときは、運転中開始まで待つことに
なるが（ステップ４、５）、予め設定された次回の測定
時刻近くなると、同じようなときに２回測定することと
なって無意味となるか、或いは次回の測定ができなくな
るから、次回の測定時刻との間にある時間間隔があくよ
うに、途中でこの回の測定待機を停止する（ステップ４
のＮＯのとき）。

【００２４】例えば、攪拌装置(23)が図３のように間欠
運転されるような場合において、図のＴ1、Ｔ2…の時刻
（例えば６０分毎）で測定を行うこととされている場
合、攪拌装置(23)の停止期間ＴSのときに測定時刻Ｔ2が
くると、運転が開始されるまで待つが、次回の測定時刻
Ｔ3までの時間Ｔ0以後は、そのＴ2の待機を停止する。

【００２５】なお、攪拌装置(23)の運転状態を検出する
ための検出手段はどのようなものでも良く、例えば、攪
拌装置(23)が制御部(25)によって制御運転されるもので
あるときは、簡単にその制御のプログラムから取り出せ
ばよいし、或いは、運転・非運転に同期するような他の
手段があれば、それを用いても良い。

【００２６】さて、上記ステップにおいて、測定時刻に
なると測定を行うが（ステップ６）、その測定と同時に
汚泥濃度の制御を行うわけではなく、余剰汚泥の引抜制
御は、予め決められた設定時刻に行うようにしている。
この判断が、ステップ７であって、制御時刻であれば次
のステップである制御に移ることになる。この場合の制
御時刻は、予め１日１回ある時刻にといったように定め
られており、制御時刻に達していない場合には、その測
定された汚泥濃度値は、制御部(25)の記憶手段によって
記憶される。

【００２７】上記制御ステップにおいては、まず、脱離
液返送バルブ(19)を開いて、汚泥濃縮槽(12)の脱離液を
抜くとともに、濃縮汚泥引抜ポンプ(14)を駆動して、濃
縮汚泥を汚泥貯留槽(15)へ抜き出す（ステップ８）。こ
れは、沈殿槽(８)内の汚泥を引き抜く際に、その引き抜
かれた汚泥によって濃縮槽(12)が溢れないようにするた
めで、その回若しくは駆動時間は、前回の制御時に演算
されたデータに基づいている。そして、次回の制御のた
めに、次のステップ９で、バルブ(19)の開時間及びポン
プ(14)の駆動時間を演算してその結果を記憶しておく。
同時に、今回の沈殿槽からの汚泥の引抜時間を演算す
る。この汚泥引抜時間は、前記測定された汚泥濃度に基
づいて算出されるもので、その時の測定値は、前述した
ように、基準値設定手段(26)によって予め設定された方
法により、その設定が数回の平均値である場合にはその
平均値に基づいて、特定時間に測定された値である場合
には、その値に基づいて演算される。

【００２８】次ぎに、汚泥濃縮槽(12)の汚泥を引き抜く
際、前ステップ９で演算した汚泥引抜のための時間が、
返送汚泥バルブ(11)及び余剰汚泥バルブ(13)の開閉に要
する時間より長いか否かを演算する（ステップ１０）。
これは、バルブの開閉に要する時間より短い場合には、
開閉のみで終わるため意味がないからである。

【００２９】その後、余剰汚泥バルブ(13)を開いて、前
記算出された時間沈殿槽(８)内の余剰汚泥を濃縮槽(12)
へ引き抜くと共に、その直後、返送汚泥バルブ(11)を閉
じて、返送側に汚泥が流れないようにする（ステップ１
１）。返送汚泥バルブ(11)を閉じるのは、返送側に流れ
ると汚泥の引抜量が不正確となるためであり、余剰汚泥
バル(13)が開いている時間に応じた量だけ汚泥が引き抜
かれる。但し、このとき返送汚泥ポンプ(10)が運転中で
ないと、引抜はできないことになるので、そのとき同時
に返送汚泥ポンプを駆動する信号を出力してもよい。さ
らに、返送汚泥ポンプが運転中かどうかを判断して（ス
テップ１２）、運転停止状態のときは前記各バルブ(11)
(13)を引抜停止側に戻して、一定時間後に運転中となる
まで待って処理を続行する（ステップ１３、１４）か、
或いはそうでないときは、警報を発して停止する（ステ
ップ１５）。同じくステップ１２において運転中のとき
は、そのまま必要時間引抜きを行って、再び測定開始時
刻待機となる（ステップ１６）。

【００３０】上記実施形態では、汚泥の返送のオンーオ
フ、余剰汚泥の引抜き及び脱離液返送のオンーオフをバ
ルブ(11)(13)(19)の開閉により行うようにしているが、
ポンプの運転・停止などによって行うこともでき、他
方、濃縮汚泥の引抜をポンプ(14)の運転・停止によって
行うようにしているが、この場合もバルブの開閉などで
行うようにしても良い。

【００３１】図４は、上記ステップ９において、基準値
設定手段の設置に応じて、基準値を算出する場合におい
て、数回の測定値の平均を求める場合の具体例を示す測
定タイミングのチャートである。図のように、生物反応
槽の汚泥濃度が変化しながら漸増する場合、この図で
は、１日８回の測定を行うようにしており、これを平均
したものから目標値を引いたΔＭがその１日の増殖分と
考えることができ、この平均値に基づいて汚泥を引く抜
くものである。

【００３２】他方、図５は、同じくステップ９におい
て、１日の特定時刻の汚泥濃度若しくは汚泥量がその１
日分の増加量ΔＭに相当すると考えられる場合に、その
時刻の測定値を代用特性として、引抜量算出の基準値と
する場合を示している。

【００３３】上記平均値と特定時刻の測定値の何れを選
択するかは、その処理場の特性などに応じて決められ
る。一般に、比較的安定した系では、１日のうちでの濃
度変動がかなり激しい場合でも、平均値若しくは特定時
刻での汚泥濃度は、１日当たりの増殖分と考えることが
可能である。他方、その都度毎に汚泥濃度が目標値とな
るように制御するものでは、図のように原水流入量の変
動によって、特に小規模の処理場では常時汚泥濃度も短
いサイクルで激しく変動し、システムが複雑な割に流入
変動などの外乱に対応しきれない不都合があるが、上記
のようにすることによって、簡易でしかも比較的安定し
た制御を行うことができるのである。

【００３４】図４及び５では、１日に１回引き抜くもの
として説明したが、これに限られるものではなく、１日
に数回或いは数日に１回といったようにする場合もあ
り、その場合の平均値や測定時刻もそれに応じて決める
ことが望ましい。

【００３５】また、目標値との差分だけ１度に抜くより
も、１回の引抜量に上限を設け、これを数回に分けて目
標値となるよう引き抜くことで、短サイクルでの一時的
引抜過剰や汚泥濃縮槽(12)のオーバーフローを防止する
ようにする。

【００３６】図６及び図７は、前記生物反応槽(７)内に
設置される汚水の吸込管(22)とその先端のストレーナ(2
1)の取付け構造を示している。図において、(31)は、反
応槽(７)の外部の適当な位置に設置される傾斜状の取付
け台で、この取付け台(31)の先端に、ガイド支柱(32)の
上端部分が固定されている。ガイド支柱(32)の下端に
は、平面から見て概略５角形状に形成されたこの発明の
カバー(33)が、その頂点部分のパイプ(34)において外嵌
して固定されている。更に、そのパイプ(34)の上部側に
は、短尺のスリーブ(35)が、ガイド支柱(32)に沿って上
下方向へ摺動自在に、そのガイド支柱(32)へ外嵌して取
り付けられ、前記パイプ(34)の上端へ乗ることで下降し
ないよう保持されている。

【００３７】ガイド支柱(32)と平行に配置された吸込管
(22)は、その下端近傍において、前記スリーブ(33)より
突出した支持プレート(36)へ、Ｕ型ボルト(37)によって
固定されている。この吸込管(22)の下端は、前記カバー
(33)内において、直角に水平方向に折れ曲がった後、そ
の上向きの先端部分に、同じくカバー(33)に囲まれるよ
うにしてストレーナ(21)が取り付けられている。

【００３８】カバー(33)は、上下両側が開放されてお
り、その開放部分からカバー(33)内に入った水を、スト
レーナ(21)から吸入して、吸込管(22)から前記の測定部
(20)へサンプリング液を取り込む。その際、反応槽(７)
内の水は、前記攪拌装置(23)によって攪拌されて図の水
平方向に流動しているが、活性汚泥カバー(33)が、その
流動液とストレーナ(21)を遮るように位置しているの
で、流動液とともに流動している紙等の比較的大型の夾
雑物が、ストレーナ(21)の吸い込み口に付着して塞ぐこ
とがない。

【００３９】なお、吸込管(22)の上端は、その途中のユ
ニオン(38)によって、測定部(20)側と分離できるように
なっており、このユニオン(38)を外すことで、ストレー
ナ(21)をその吸込管(２)とともに引き上げて、メンテナ
ンスを行うことができる。なお、引き上げた吸込管(22)
を元の位置に下ろして設置する際、スリーブ(33)の下端
に設けたスリット(39)を、カバー(33)のパイプ(34)上端
に設けた突起(40)へ係合させるようにすることで、スト
レーナ(21)がカバー(33)内へ確実に設置されるよう位置
決めできるようになっている。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、活性
汚泥濃度を測定して、決められた時間毎に目標値との間
の差分だけ余剰汚泥を引き抜くものであるから、常時余
剰濃度を演算しては引抜制御を行うものに比較して、制
御が簡単であるのみならず、短いサイクルでの濃度変動
にも拘わらず、安定した制御を行うことができる効果が
ある。しかも、多くの流量計や調節弁が不要で、低コス
トで既存の処理施設にも簡単に設置できる。

【００４１】また、この出願の請求項２の発明では、反
応槽内の攪拌装置が停止されるような場合において、攪
拌停止時に汚泥濃度を測定することによる測定誤差を回
避でき、安定した余剰汚泥の引抜制御を行うことができ
る。

【００４２】更に、この出願の請求項３の発明では、数
回の汚泥濃度の測定値を平均してその平均値を基準値と
して引き抜き量を演算するものと、代表的な時刻の測定
値を基準値として引き抜き量を演算するものとを任意に
選択でき、その結果その処理場に適した処理方法が得ら
れるという効果がある。

【００４３】加えて、この出願の請求項４の発明では、
生物反応槽の汚泥濃度測定用のサンプルを採取するた
め、反応槽内に浸漬されたストレーナの周囲をカバーで
囲んでいるため、紙などの大きな夾雑物がストレーナの
吸い込み口に付着して、採取不能になるといった欠点を
解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す排水処理系の系統
図である。

【図２】同じく制御の流れを示すフローチャートであ
る。

【図３】汚泥濃度の測定タイミングと攪拌装置の運転タ
イミングとの関係を示すタイムチャートである。

【図４】汚泥引抜量を算出する汚泥濃度の基準値を数回
の平均から求める場合の汚泥濃度の変動と測定タイミン
グを示すタイムチャートである。

【図５】同じく汚泥引抜量を算出する汚泥濃度の基準値
を代表的な時刻での測定値とする場合の汚泥濃度の変動
と測定タイミングを示すタイムチャートである。

【図６】生物反応槽内での汚泥濃度測定用サンプルを採
取するためのストレーナと吸込管の側面図である。

【図７】同じくストレーナ部分の拡大斜視図である。

【符号の説明】

(７) 生物反応槽 (８) 沈殿槽 (20) 測定部 (21) ストレーナ (23) 攪拌装置 (25) 制御部 (26) 基準値設定手段 (33) カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊勢村浩司大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者久本圭司大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】汚水を流入させる生物反応槽と、その生
物反応槽から流出させた汚水を活性汚泥と水とに分離す
る沈殿槽とを有し、その沈殿槽内で分離された活性汚泥
を前記生物反応槽内へ返送するようにした連続式活性汚
泥法の排水処理系において、前記生物反応槽内の活性汚
泥濃度を測定する測定手段と、その測定手段によって測
定された実際の活性汚泥濃度と設定目標値との差を演算
して、予め設定された特定時にその差が最小となるよう
に前記系内の余剰汚泥を引き抜く引抜手段を制御する制
御手段とを備えていることを特徴とする活性汚泥濃度測
定制御装置。
【請求項２】生物反応槽内の活性汚泥濃度を測定し
て、その測定結果に基づいて活性汚泥濃度を手動若しく
は自動制御するものにおいて、生物反応槽の攪拌装置の
運転・非運転状態に応じて、測定若しくは制御を、実
行、延期又は中止する手段を備えていることを特徴とす
る活性汚泥濃度測定制御装置。
【請求項３】生物反応槽内の活性汚泥濃度を測定し
て、その測定結果に基づいて活性汚泥濃度を手動若しく
は自動制御するものにおいて、複数回の測定結果の平均
値を求める平均値演算手段と、その平均値を前記汚泥濃
度の制御のための基準値とするか或いはある特定の測定
値を基準値とするかを選択するための基準値選択手段を
備えていることを特徴とする活性汚泥濃度測定制御装
置。
【請求項４】生物反応槽内に設けたストレーナより吸
い込んだ汚水をサンプリングして、その反応槽内の活性
汚泥濃度を測定するものにおいて、前記ストレーナの周
囲を、流動する汚水中の夾雑物が前記ストレーナの吸引
部に付着するのを防止するためのカバーで囲んだことを
特徴とする活性汚泥濃度測定制御装置。