JPH10165976A - 下水処理装置 - Google Patents

下水処理装置

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JPH10165976A
JPH10165976A JP8342533A JP34253396A JPH10165976A JP H10165976 A JPH10165976 A JP H10165976A JP 8342533 A JP8342533 A JP 8342533A JP 34253396 A JP34253396 A JP 34253396A JP H10165976 A JPH10165976 A JP H10165976A
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JP
Japan
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aeration tank
bod
sewage
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amt
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JP8342533A
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English (en)
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Hiroyuki Yamada
裕之 山田
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御遅れなく、曝気槽の流入下水の状態(水
質)に応じた最適量の空気を曝気槽に送り込み、活性汚
泥を用いて効率よく下水の有機物を生物化学的に除去す
る。 【解決手段】 曝気槽4に流入する下水の通流路に、曝
気槽4に流入する下水量を計測する流量計5と、曝気槽
4に流入する下水中の有機炭素系の有機物濃度を計測す
る第1の微生物電極センサ6と、曝気槽4に流入する下
水中の有機窒素系の有機物濃度を計測する第2の微生物
電極センサ7とを設け、曝気槽4の活性汚泥の濃度を計
測する汚泥濃度センサ(MLSS計25)と、流量計5
の計測流量及び各センサの計測濃度に基づき曝気槽4の
有機炭素系の有機物についての、生物化学的酸素要求量
C−BOD,有機窒素系の有機物についての生物化学的
酸素要求量N−BOD,活性汚泥量Mを求め,所定の送
風量算出式からブロア9の目標風量WREF を算出する演
算手段と、ブロア9の送風量を目標風量WREF に制御す
る運転制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、曝気槽の流入下水
の有機物を槽内の活性汚泥により生物化学的に除去する
下水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種下水処理装置は、曝気槽に
下水の有機物を食する微生物が活性汚泥として存在す
る。
【0003】そして、ブロアにより曝気槽に空気を送り
込み、曝気槽の下水及び活性汚泥を曝気して前記微生物
に有機物を資化するに必要な酸素を供給し、前記微生物
により前記有機物を除去する。
【0004】この活性汚泥を用いた有機物の除去プロセ
スにおいては、曝気槽の下水の溶存酸素の不足に基づく
前記微生物の活性度の低下やいわゆる酸欠による死滅,
腐敗を防止するため、生物化学的酸素要求量BODに関
連する曝気槽の流入下水の有機物濃度が制御指標として
重要である。
【0005】そして、従来装置にあっては、曝気槽に流
入する下水の通流路に曝気槽に流入する下水の有機炭素
系の有機物濃度を計測する微生物電極センサを設け、こ
の計測濃度に基づいて曝気槽に空気を送り込むブロアの
送風量を制御することが行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来装置の場合、
微生物電極センサにより下水の有機炭素系の有機物濃度
のみを計測してポンプの送風量を制御するため、曝気槽
の下水の有機物の除去に必要な酸素要求量BODを正確
に求めて下水の状態に応じた最適量の空気を曝気槽に送
り込むことができない。
【0007】すなわち、曝気槽の流入下水の有機物には
有機炭素系のものと有機窒素系のものとがあり、それら
を除去するための酸素要求量BODは、有機炭素系のも
のの除去に必要な有機炭素系の酸素要求量C−BOD
と,有機窒素系のものの除去に必要な有機窒素系の酸素
要求量N−BODとを合わせた酸素要求量T−BODに
なる。
【0008】そして、従来装置にあっては、微生物電極
センサの計測により曝気槽の流入下水の酸素要求量C−
BODのみが測定され、この酸素要求量C−BODにし
たがってブロアの送風量が制御され、この場合、流入下
水の有機窒素系の有機物の硝化に必要な酸素要求量N−
BODが考慮されないため、総合的な酸素要求量T−B
ODにしたがってブロアの送風量が制御されず、下水の
状態に応じた最適量の空気を曝気槽に送り込むことがで
きない問題点がある。
【0009】この結果、曝気槽の溶存酸素の不足が生
じ、活性汚泥の微生物の活性度が低下して有機物の十分
な除去が行えなくなる事態が生じ、場合によっては、酸
欠により微生物自体が死滅,腐敗して下水の有機物量が
増大して水質が一層劣化し、効果的な下水処理が行えな
くなる。
【0010】なお、酸素要求量C−BODの測定結果に
設定値を加算し、測定結果より一定量多い酸素要求量に
基づいてブロアの送風量を制御し、曝気槽に送り込む空
気量を測定結果に基づく場合より一定量多くして前記の
不都合を解消することが考えられるが、この場合は、下
水の水質によって送風量の過不足が生じ、送風量が不足
すると前記の問題が生じ、送風量が過剰になるとエネル
ギーを無駄に浪費し、バルキング等の諸処理の問題を招
来する。
【0011】また、曝気槽の有機物濃度をその排水側
(後方)に設置した濃度計(DO計)等で計測し、曝気
処理後の水質変化にしたがってブロアの送風量を制御す
ることも考えられるが、この場合は有機物濃度の変化に
対する送風量制御が遅れ、曝気槽の有機物濃度の変化に
追従して迅速にブロアの送風量を制御することができ
ず、いわゆる制御の遅れが生じる。
【0012】ところで、活性汚泥の微生物を生存させ続
けるため、曝気槽には流入下水の酸素要求量BODの大
小によらず、常にその生命維持に必要な最小限の空気を
送り込むことが必要である。
【0013】本発明は、制御遅れなく、曝気槽の流入下
水の状態(水質)に応じた最適量の空気を曝気槽に送り
込み、活性汚泥を用いて効率よく下水の有機物を生物化
学的に除去し得るようにすることを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の下水処理装置においては、曝気槽に流入
する下水の通流路に、曝気槽に流入する下水量を計測す
る流量計と、曝気槽に流入する下水中の有機炭素系の有
機物濃度を計測する第1の微生物電極センサと、曝気槽
に流入する下水中の有機窒素系の有機物濃度を計測する
第2の微生物電極センサとを設け、曝気槽の活性汚泥の
濃度を計測する汚泥濃度センサと、流量計の計測流量及
び各センサの計測濃度に基づき、曝気槽の有機炭素系の
有機物についての生物化学的酸素要求量C−BOD,曝
気槽の有機窒素系の有機物についての生物化学的酸素要
求量N−BOD,曝気槽の活性汚泥量Mを求め、下記数
2の送風量算出式からブロアの目標風量WREF を算出す
る演算手段と、ブロアの送風量を目標風量WREF に制御
する運転制御手段とを備える。
【0015】
【数2】WREF =α×(C−BOD)+β×(N−BO
D)+γ×M (αは生物化学的酸素要求量C−BODの単位当りの送
風量,βは生物化学的酸素要求量N−BODの単位当り
の送風量,γは活性汚泥量Mの単位当りの必須送風量)
【0016】したがって、流量計の計測流量及び各セン
サの計測濃度に基づき、曝気槽に流入する下水の状態か
ら曝気槽の下水の有機炭素系及び有機窒素系の酸素要求
量C−BOD,N−BOD,活性汚泥量Mが求められ、
送風量算出の演算により、両酸素要求量C−BOD,N
−BODを考慮し、しかも、活性汚泥の微生物の生命維
持に必要な必須酸素量を加味して目標風量WREF が求め
られる。
【0017】そして、運転制御手段によりブロアの送風
量が目標風量WREF になるように制御されるため、制御
の遅れなく、曝気槽の流入下水の状態に応じた最適量の
空気が曝気槽に送り込まれる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の1形態につき、図
1を参照して説明する。図1に示すように、生活排水や
工場排水等の連続的に流れる下水は水路1を通って最初
沈殿池2に導かれ、この池2において、比較的大きな浮
遊物質が除去された後、水路3を通って曝気槽4に導か
れる。
【0019】このとき、曝気槽4に流入する下水の通流
路を形成する水路3に、流量計5及び第1,第2の微生
物電極センサ6,7が設けられ、流量計5は曝気槽4に
流入する下水量を計測し、第1の微生物電極センサ6は
曝気槽4に流入する下水中の有機炭素系の有機物濃度を
計測し、第2の微生物電極センサ7は曝気槽4に流入す
る下水中の有機窒素系の有機物濃度を計測する。
【0020】両微生物電極センサ6,7は、有機炭素系
のセンサ6が例えばガルバニ型酸素電極と多孔質膜に酵
母菌を固定した微生物膜とを組合せて形成され、有機窒
素系のセンサ7はセンサ6の前記酵母菌を硝化菌に代え
て形成される。
【0021】そして、両微生物電極センサ6,7の微生
物膜中の固定化微生物(菌)が下水に接すると、下水中
の有機炭素系の有機物は微生物電極センサ6の微生物に
より資化され、下水中の有機窒素系の有機物は微生物電
極センサ7の微生物により資化される。
【0022】このとき、両微生物電極センサ6,7の固
定化微生物の呼吸が活発になり、それぞれのガルバニ型
酸素電極に拡散する酸素量が減少してその電流値が減少
する。
【0023】この電流値の減少が下水中の有機炭素系,
有機窒素系それぞれの有機物濃度に比例するため、両微
生物電極センサ6,7それぞれの電流量の減少変化から
曝気槽4に流入する下水の有機炭素系,有機窒素系の有
機物濃度が検出されて計測される。
【0024】なお、両微生物電極センサ6,7の応答速
度は10分程度の短時間であり、曝気槽4に流入する下
水の水質変化に比して十分に高速に有機物濃度の計測が
行える。
【0025】そして、流量計5の計測流量の信号及び両
微生物電極センサ6,7の計測濃度の信号が演算手段を
形成するマイクロコンピュータ構成の演算装置8に供給
され、この装置8からブロア9の運転制御手段を形成す
る送風制御装置10に目標風量WREF の信号が与えられ
る。
【0026】送風制御装置10は目標風量WREF とブロ
ア9の送風路11に設けられた流量計12の計測風量と
に基づき、この計測風量が目標風量WREF になるように
ブロア9のモータを駆動し、ブロア9の送風量を目標風
量WREF に制御する。
【0027】そして、送風路11の先端が曝気槽4の底
部の散気板13に取付けられ、曝気槽4の活性汚泥の微
生物が下水の有機物を資化するのに必要な酸素を供給す
るため、ブロア9から送風路11,散気板13の各散気
孔を介して曝気槽4に目標風量WREF の空気が送り込ま
れ、曝気槽4の流入下水及び活性汚泥が曝気処理され
る。
【0028】さらに、曝気槽4により処理された下水
は、活性汚泥とともに水路14を通って最終沈殿池15
に導かれ、所要滞留時間の経過後、最終沈殿池15の上
澄水のみが水路16を通って後処理の工程に排水され、
最終的に河川等に放出される。
【0029】一方、最終沈殿池15に沈殿した汚泥は、
一部が返送路17の返送汚泥ポンプ18により曝気槽4
に返送され、残りが排出路19の余剰汚泥ポンプ20に
より汚泥処理工程に排出される。
【0030】なお、返送路17には返送汚泥の量,濃度
を計測する返送汚泥流量計21,返送汚泥濃度計22が
設けられ、排出路19には余剰汚泥の量,濃度計測する
余剰汚泥流量計23,余剰汚泥濃度計24が設けられ、
これらの計測結果の信号は演算装置8等に送られる。
【0031】つぎに、曝気槽4には槽内の活性汚泥の濃
度を計測するため、汚濃濃度センサとして、例えば光学
式のMLSS(Mixed Liquor Suspended Solid)計25
が設けられ、このMLSS計25の計測濃度の信号が演
算装置8に供給される。
【0032】そして、演算装置8は流量計5の計測流量
の信号及び第1,第2の微生物電極センサ6,7,ML
SS計25の計測濃度の信号に基づき、流量計5の計測
流量と両微生物電極センサ6,7の計測濃度とから曝気
槽4の有機炭素系の有機物濃度についての酸素要求量C
−BOD(C−BOD負荷量),有機窒素系の有機物濃
度についての酸素要求量N−BOD(N−BOD負荷
量)それぞれを算出して求めるとともに、MLSS計2
5の計測濃度から曝気槽4の活性汚泥量M(微生物総
量)を算出して求める。
【0033】さらに、酸素要求量C−BOD,N−BO
D及び活性汚泥量Mに基づき、前記数2の送風量算出式
から目標風量WREF を求め、この目標風量WREF の信号
を送風制御装置10に送る。
【0034】そして、送風制御装置10によりブロア9
の送風量が目標風量WREF に制御されるため、ブロア9
から曝気槽4に、有機炭素系の有機物濃度に基づく酸素
要求量C−BODだけでなく、有機窒素系の有機物濃度
に基づく酸素要求量N−BODを考慮し、しかも、活性
汚泥の微生物の生命維持に必要な酸素量(必須酸素量)
を加味した最適量の空気が送り込まれる。
【0035】そのため、曝気槽4の流入下水に基づく総
合的な酸素要求量T−BODを送風制御の指標とし、曝
気槽4の流入下水の状態に応じた過不足のない最適量の
空気を曝気槽4に供給することができ、エネルギの浪費
なく、効果的に下水の有機物を生物化学的に除去するこ
とができる。
【0036】そして、曝気槽4の直前の水路3に流量計
5,微生物電極センサ6,7を設け、曝気槽4に流入す
る下水の状態から曝気槽4の流入下水量及び酸素要求量
C−BOD,N−BODを求めてブロア9の送風量を制
御するため、曝気槽4の排出側(水路14側)又は水路
14にDO計を設け、このDO計の計測結果を制御指標
にしてブロア9の送風量を制御する場合のような制御の
遅れがなく、曝気槽4の流入下水の水質変化に応答性よ
く追従して曝気槽4に送り込む空気量を制御することが
できる。
【0037】なお、微生物電極センサ及び汚泥濃度セン
サ等の構成は本実施の形態のものに限られるものではな
い。
【0038】また、曝気槽4にDO計を設け、必要に応
じて、目標風量WREF を、DO計の計測結果を加味して
調整するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。流量計5の計測流量及び微生物電極センサ6,7,
汚泥濃度センサ(MLSS計25)の計測濃度に基づ
き、曝気槽4に流入する下水の有機炭素系及び有機窒素
系の酸素要求量C−BOD,N−BOD,活性汚泥量M
を求め、送風量算出式の演算により、両酸素要求量C−
BOD,N−BODを考慮し、しかも、活性汚泥の微生
物の生命維持に必要な酸素量を加味して目標風量WREF
を求め、運転制御手段によりブロア9の送風量が目標風
量WREF になるように制御したため、制御の遅れなく、
曝気槽4の流入下水の状態に応じた最適量の空気を曝気
槽4に送り込むことができ、曝気槽4の総合的な酸素要
求量T−BODを送風量制御の指標とし、エネルギの浪
費なく効果的に下水の有機物を生物化学的に除去するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の1形態の構成説明図である。
【符号の説明】
4 曝気槽 5 流量計 6,7 第1,第2の微生物電極センサ 8 演算装置 9 ブロア 25 汚泥濃度センサとしてのMLSS計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブロアの送風量を制御して曝気槽に空気
    を送り込み、前記曝気槽に流入した下水及び活性汚泥を
    曝気して下水中の有機物を前記活性汚泥により生物化学
    的に除去する下水処理装置において、 前記曝気槽に流入する下水の通流路に、 前記曝気槽に流入する下水量を計測する流量計と、 前記曝気槽に流入する下水中の有機炭素系の有機物濃度
    を計測する第1の微生物電極センサと、 前記曝気槽に流入する下水中の有機窒素系の有機物濃度
    を計測する第2の微生物電極センサとを設け、 前記曝気槽の前記活性汚泥の濃度を計測する汚泥濃度セ
    ンサと、 前記流量計の計測流量及び前記各センサの計測濃度に基
    づき、前記曝気槽の有機炭素系の有機物についての生物
    化学的酸素要求量C−BOD,前記曝気槽の有機窒素系
    の有機物についての生物化学的酸素要求量N−BOD,
    前記曝気槽の活性汚泥量Mを求め、下記数1の送風量算
    出式から前記ブロアの目標風量WREF を算出する演算手
    段と、 前記ブロアの送風量を前記目標風量WREF に制御する運
    転制御手段とを備えたことを特徴とする下水処理装置。 【数1】WREF =α×(C−BOD)+β×(N−BO
    D)+γ×M (αは生物化学的酸素要求量C−BODの単位当りの送
    風量,βは生物化学的酸素要求量N−BODの単位当り
    の送風量,γは活性汚泥量Mの単位当りの必須送風量)
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