JPH1119682A - 活性汚泥法による排水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転条件等の変動に対応して、指標の運転条
件を予測し、運転員に適切な情報を与えるようにした活
性汚泥法による排水処理装置を提供する。 【解決手段】 本排水処理装置は、原水槽、薬液を排水
に注入して前処理を行い、かつ排水を温度調整する中和
槽、排水を酸素曝気しつつ排水中の有機物を酸化分解、
凝集させる曝気槽、及び凝集汚泥を沈澱させる沈澱槽を
備え、活性汚泥法により排水を浄化し、浄化した濁度の
低い処理水を流出させる。本装置は、装置本体１２と、
装置本体を監視し、プロセス制御するプロセスコンピュ
ータ１４と、及びプロセスコンピュータの上位のワーク
ステーション１６と、必要に応じて運転員に運転ガイダ
ンスを与える運転支援装置１８とから構成されている。
ワークステーションは、運転条件及びプロセス状態量を
変数とし、変数間の因果関係を規定するように、変数の
実績値に基づいて構築されたニューラルネットモデルを
有し、ニューラルネットモデルにより入力変数から出力
変数を予測演算し、運転支援装置により出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、活性汚泥法による
排水処理装置に関し、更に詳細には、活性汚泥法による
排水処理装置の運転条件及びプロセス状態量の変動に対
応して、運転員に対して適切な運転ガイダンスを与える
ようにした、活性汚泥法による排水処理装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】活性汚泥法による排水処理方法は、排水
の生物処理法の一つであって、排水中の各種の有機物を
培養基として、溶存酸素の存在下で微生物の混合集団を
連続培養し、酸化分解、凝集、沈澱の各作用により主と
して排水中の有機物を除去する処理方法である。技報堂
出版の「水処理工学」によれば、活性汚泥処理プロセス
は、浄化機能を有するフロック状の生物増殖体を必要に
応じて生物反応系で絶えず循環し、曝気槽内で基質（排
水のＢＯＤ成分）と浄化微生物の比率が一定となるよう
に人為的に操作し、溶存酸素の存在のもとで、異種個体
群の微生物によって構成されるフロックと基質とを十分
に接触せしめて、これを好気的に酸化、分解する処理プ
ロセスであると定義されている。

【０００３】活性汚泥法により排水を処理する排水処理
装置は、一般には、図１に示すように、排水を収容する
原水槽２０、薬液を排水に注入して前処理を行い、かつ
排水の温度を調整する中和槽２２、排水を酸素により曝
気しつつ排水中の主として有機物を酸化、分解、凝集さ
せる曝気槽２６、及び凝集した汚泥フロックを沈澱さ
せ、上澄みを浄化水として流出させる沈澱槽２８から構
成されている。排水は、原水槽２０に一旦収容された
後、中和槽２２でｐＨ調整され、かつ微生物の増殖に必
要な栄養源、例えばリン酸溶液が与えられた後、曝気槽
２６に入る。曝気槽２６で、排水は、酸素により曝気さ
れ、排水中の有機物が、酸化分解してフロックとなって
成長した後、沈澱槽２８に入る。沈澱槽２８では、排水
は、浄化水と、微生物フロック、即ち活性汚泥とに分離
し、分離上層水は処理水として外部に送水され、濃縮活
性汚泥の一部は連続的に曝気槽２６に返送され、再度、
排水と共に流入した新しい流入基質と混合される。

【０００４】ところで、活性汚泥法による排水処理装置
により、排水を安定して処理するためには、少なくとも
以下の条件が満足されていることが必要である。 １）曝気槽に対する汚泥負荷が一定であること。 ２）曝気槽内で好気性微生物による排水中の有機物の分
解率を一定値以上に維持するために、曝気槽内の排水中
の溶存酸素が一定値以上になるように排水に酸素を供給
して、酸素の供給が有機物除去の律速因子とならないよ
うにすること。 ３）沈澱槽内で活性汚泥が完全に分離され、分離された
活性汚泥が少なくとも曝気槽内の活性汚泥濃度より濃縮
されていること。 ４）曝気槽内の活性汚泥濃度を一定に維持するために、
沈澱槽内で沈澱した濃縮活性汚泥の一部が、連続的に曝
気槽に返送されること。 そこで、活性汚泥法による排水処理装置では、中和槽内
の排水に対する薬液注入及び温度調整、曝気槽内の排水
に対する酸素供給、沈澱槽から曝気槽への汚泥の返送等
を制御するために、種々の制御ループが設けられ、更に
は、原水槽から曝気槽への排水の流量変動を緩やかにす
るために均流液面制御ループが設けられている。

【０００５】活性汚泥法による排水処理装置の運転で
は、このような種々の制御ループにより、運転条件及び
プロセス状態量を制御しているにもかかわらず、制御の
難しい生物活性による活性汚泥法を実施しているため
に、受け入れる排水の性状、排水中の基質により、運転
条件及びプロセス状態量が時々に変動し、様々な異常事
態が発生する。例えば、曝気槽２６では、バルキングや
発泡現象といった異常事態が発生する。本明細書で、運
転条件とは、流量、例えば排水の導入流量、薬液及び酸
素の供給流量、返送活性汚泥の流量、沈澱槽内の固液界
面位置等を言う。プロセス状態量とは、温度、圧力、濃
度、ｐＨ値、濁度等を言う。従来、そのような異常事態
の際には、受け入れた排水を分析して排水の性状、基質
を調べ、それに応じて、温度調整及びｐＨ調整を排水に
施して運転条件及びプロセス状態量を調節したり、最悪
の場合には、排水の受入れを一時停止して異常事態の自
然解消を待つ等の対策を講じている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、それらの対策
は、いずれも、異常状態が発生した後の事後的な対策で
あって、運転条件又はプロセス状態量の変化を検知して
運転の異常状態の発生を予測して、或いは異常状態の発
生の予徴を事前に検知して、かかる異常状態の発生を回
避する対策を施すことは、困難であった。また、異常事
態が生じたとき、個々の制御ループにより運転条件又は
プロセス状態量を新たに設定し、排水処理装置を局所的
に安定化させることはできるものの、運転条件及びプロ
セス状態量を新たに設定して異常事態に対処する場合、
運転の安定化指標である沈澱槽内の固液界面位置や処理
水の濁度を予測し、固液界面位置及び処理水の濁度を望
ましい値に維持するように、運転条件及びプロセス状態
量を設定することは、トライ・アンド・エラー手法に頼
らざるを得ないのが現状である。更に言えば、運転の異
常状態が現実に発生した時には、運転員は、それまでの
運転で得た知識、経験、永年の勘等の個人的な蓄積及び
能力に依存して対処しており、従来の対策は、明確な定
性的或いは定量的な根拠に基づき、運転員の個人差に無
関係に普遍的に適用できるものではなかった。

【０００７】以上の現状に照らして、本発明の目的は、
運転条件及びプロセス状態量の変動に対応して、指標と
する運転条件及びプロセス状態量を予測し、運転員に客
観的情報を適切に与えることができるような、活性汚泥
法による排水処理装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、運転状態を
支配する因子、即ち運転条件及びプロセス状態量からな
る入力変数と、活性汚泥処理後の処理水の性状を示す濁
度及び固液界面位置からなる出力変数との間の因果関係
を規定するモデルを、活性汚泥法による排水処理装置の
運転実績データを用いてニューラルネットにより構築
し、入力変数を或る値に設定変更した場合の出力変数の
挙動の予測、並びに望ましい出力変数をある評価関数の
基で実現するために必要な最適運転条件の推算を行い、
その予測又は推算結果を運転ガイダンスとしてオペレー
タに提示することにより、活性汚泥処理設備の運転支援
が可能となることを見出し、本発明を完成した。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明に係る
活性汚泥法による排水処理装置は、排水を受け入れる原
水槽、薬液を排水に注入して前処理を行い、かつ排水の
温度を調整する中和槽、排水を酸素により曝気しつつ排
水中の主として有機物を酸化、分解、凝集させる曝気
槽、及び凝集した汚泥を沈澱させる沈澱槽を備え、活性
汚泥法により排水を処理し、受け入れた排水より濁度の
低い処理水を流出させる排水処理装置において、排水処
理装置の運転条件及びプロセス状態量を変数とし、変数
間の因果関係を規定するように、変数の実績値に基づい
て構築されたニューラルネットモデルを有する演算処理
装置を備え、ニューラルネットモデルにより入力変数か
ら出力変数を予測演算するようにしたことを特徴として
いる。

【００１０】ニューラルネットワークとは、神経回路網
を意味し、神経細胞（ニューロン）がシナプスによって
互いに結合して作られる系を総称していう。神経細胞間
の結合様式、学習の方法などによって、パーセプトロン
のほかにさまざまなモデルが提案されている。本発明で
使用するニューラルネットモデルは、ニューラルネット
ワークによるモデルであって、運転条件及びプロセス状
態量の実績データをニューラルネットに与えて、訓練す
ることにより構築される。本発明で使用するニューラル
ネットモデルは、入力層、中間層及び出力層の３層構造
からなるもので、ニューラルネットワークの訓練を行う
場合には、この入力層及び出力層に教師信号が与えられ
る。上位層からの信号は、重み付けされた後に下位層に
て集計され、シグモイド関数を経て下位層に出力され
る。３層構造のニューラルネットモデルでは、入力層が
上位層で中間層が下位層の第１階層と、中間層が上位層
で出力層が下位層の第２階層で構成される。各層間の重
み付けは、最急降下法による逆伝播学習により行われ
る。この入出力データにより学習調整された入出力間の
重み係数が、ニューラルネットモデルとなる。予測演算
装置は、既知の構成のコンピュータであって、ニューラ
ルネットモデルは、既知の構成のコンピュータ内に構築
され、内蔵される。好適には、排水処理装置本体の運転
を監視、制御するプロセスコンピュータの上位装置とし
て設けられたワークステーション内に構築する。

【００１１】出力変数及び入力変数の数は、実用的には
制約はなく、出力変数を処理水の濁度とし、入力変数を
処理水の濁度に影響する運転条件及びプロセス状態量と
して、ニューラルネットモデルにより処理水の濁度を予
測する。また、出力変数を処理水の濁度及び沈澱槽内の
固液界面位置とし、入力変数を処理水の濁度及び沈澱槽
内の固液界面位置の少なくとも一方に関係する運転条件
及びプロセス状態量として、ニューラルネットモデルに
より処理水の濁度及び沈澱槽内の固液界面位置を予測す
る。また、処理水の濁度及び沈澱槽内の固液界面位置の
少なくとも一方に関係する運転条件及びプロセス状態量
が、中和槽への薬液供給流量、曝気槽内の排水の温度、
曝気槽内の排水中の溶存酸素濃度、及び沈澱槽から曝気
槽に返送する返送汚泥流量であるとすることもできる。

【００１２】更には、上述のニューラルネットモデルと
は逆のモデルを構築し、入力変数が、処理水の濁度及び
沈澱槽内の固液界面位置であって、出力変数が、中和槽
への薬液供給流量、曝気槽内の排水の温度、曝気槽内の
排水中の溶存酸素濃度、及び沈澱槽から曝気槽に返送す
る返送汚泥流量それぞれの最適値を予測演算することも
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。 実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る活性汚泥法による排水処
理装置の実施の形態の一例であって、図１は本実施形態
例の活性汚泥法による排水処理装置の全体的構成を示す
ブロック図、図２は排水処理装置本体の構成を示すフロ
ーシートである。本実施形態例の活性汚泥法による排水
処理装置１０（以下、簡単に排水処理装置１０と言う）
は、図１に示すように、排水処理装置本体１２と、排水
処理装置本体１２を監視し、プロセス制御するプロセス
コンピュータ１４と、及びプロセスコンピュータ１４の
上位コンピュータとして設けられたワークステーション
１６と、必要に応じて運転員に運転ガイダンスを与える
運転支援装置１８とから構成されている。

【００１４】装置本体１２は、図２に示すように、排水
を受け入れて、収容する原水槽２０、原水槽２０と一体
的に形成され、排水にｐＨ調整及び栄養源供給等の前処
理及び温度調整を施す中和槽２２、前処理され、かつ温
度調整された排水を中和槽２２から曝気槽２６に送水す
るポンプ２４、排水を酸素により曝気しつつ排水中の主
として有機物を酸化、分解、凝集させる曝気槽２６、及
び汚泥フロックを沈澱させ、上澄みを処理水として流出
させる沈澱槽２８を備えている。

【００１５】原水槽２０は、アンモニア排出設備の排水
を含む単一又は複数の排水系統から、排水を受け入れて
収容する。排水が、原水槽２０から中和槽２２に一定流
量で流入するように流量制御されている。

【００１６】中和槽２２には、薬液供給管３０が接続さ
れ、ｐＨ調整用のアルカリ又は酸水溶液及び微生物の栄
養源として供されるＮＨ₃ 及びリン酸の混合薬液（以
下、簡単に薬液と言う）が供給される。また、前処理さ
れた排水の温度を所定温度に温度調節する手段として、
蒸気管３２が、中和槽２２に接続されていて、排水の温
度が低い時に排水に蒸気を注入して排水温度を上昇させ
る。逆に、排水の温度が高いときには、排水を冷却して
排水温度を低下させるために、冷却水管３４により供給
された水と熱交換して排水を冷却する水冷却器３６が、
中和槽２２から曝気槽２６への送水管に設けられてい
る。曝気槽２６の槽内の排水温度を制御するに当たっ
て、曝気槽２６に加熱・冷却装置を設置せずに、上述の
ように、曝気槽２６の上流で曝気槽２６に供給する排水
の温度を調節することにより、曝気槽２６内の温度分布
を均一に維持し、微生物の失活や活性低下が生じないよ
うにすることができる。尚、本実施形態例のように、加
熱媒体として水蒸気を、冷却媒体としては冷却水（再冷
水や冷水等）を使用するのが、入手の容易さなどの点で
望ましい。

【００１７】曝気槽２６には、曝気用の酸素を供給する
酸素供給管３８が接続されている。沈澱槽２８は、攪拌
機を備え、排水を攪拌しつつ凝集した汚泥フロックを沈
澱させる。沈澱槽２８で沈澱した汚泥の一部を曝気槽２
６に戻すために、返送汚泥管４０が沈澱槽２８の底部か
ら曝気槽２６まで設けられている。汚泥の残部は汚泥管
４２を介して系外に排出される。また、沈澱槽２８で汚
泥を沈澱させた上澄みは、浄化された処理水として処理
水管４４を介して系外に送水される。

【００１８】排水処理装置１０は、運転条件及びプロセ
ス状態量を検出して運転状態を認識し、かつ運転条件及
びプロセス状態量を設定値に制御するために、以下に列
挙するように、運転条件及びプロセス状態量を検出し
て、データとして出力する各種の計器と、計器から出力
されたデータに基づいて、運転条件及びプロセス状態量
をフィードバック制御する多数の制御ループとを備えて
いる。下に列挙する計器、流量調節弁及び調節器は、既
知の構成を備え、計装用として一般的に使用されている
ものである。

【００１９】中和槽２２回り 中和槽２２に供給する薬液の流量を計測するために、薬
液供給管３０に設けられた薬液流量計４６ 薬液の流量を調節するために、薬液供給管３０に設けら
れた薬液流量調節弁４８ 薬液流量計４６の測定値に基づいて、薬液の流量調節弁
４８の弁開度を調節し、注入する薬液の流量をフィード
バック制御する薬液流量調節器５０ 中和槽２２に供給する蒸気の流量を調節するために、蒸
気管３２に設けられた蒸気流量調節弁５２ 水冷却器３６に供給する冷却水の流量を調整するため
に、冷却水管３４に設けられた冷却水流量調節弁５４

【００２０】曝気槽２６回り 曝気槽２６内の排水の温度を測定する排水温度計５６ 排水温度計５６の測定値に基づいて、蒸気流量調節弁５
２又は冷却水流量調節弁５４の弁開度を調節し、排水温
度をフィードバック制御する排水温度調節器５８ 曝気槽２６に供給する酸素の流量を計測するために、酸
素供給管３８に設けられた酸素流量計６０ 酸素の流量を調節するために、酸素供給管３８に設けら
れた酸素流量調節弁６２ 酸素流量計６０の測定値に基づいて、酸素流量調節弁６
２の弁開度を調節し、供給する酸素の流量をフィードバ
ック制御する酸素流量調節器６４ 溶存酸素濃度を検出し、酸素流量調節器６４の酸素流量
設定値を変更する溶存酸素濃度検出計６６ 沈澱槽２８から曝気槽２６へ戻す汚泥の流量を計測する
ために、返送汚泥管４０に設けられた返送汚泥流量計６
８ 汚泥の流量を調節するために、返送汚泥管４０に設けら
れた返送汚泥流量調節弁７０ 返送汚泥流量計６８の測定値に基づいて、返送汚泥流量
調節弁７０の弁開度を調節し、返送汚泥流量をフィード
バック制御する返送汚泥流量調節器７２

【００２１】沈澱槽２８回り 沈澱槽２８内の排水の固液の分離界面を計測する界面計
７４ 沈澱槽２８より排出される処理水の濁度を測定するため
に、処理水管４４に設けられた濁度計７６

【００２２】本実施形態例の排水処理装置１０は、受け
入れた排水を活性汚泥法により処理し、所定濁度以下の
処理水にして系外に流出させることを目的にしているか
ら、処理水の濁度が、排水処理装置１０の運転上、最も
重要な指標である。処理水の濁度を所定値以下にするた
めに重要な運転指標は、沈澱槽２８内の固液界面の位置
である。固液界面が上昇することは沈澱槽２８内で沈澱
する汚泥の量が増加していることを意味し、排水中の懸
濁質及び基質の量が増加したか、又は曝気槽２６での凝
集反応が進行し過ぎることを意味している。固液界面が
上昇すると、汚泥が沈澱槽２８から処理水と共に流出
し、処理水の濁度が上がるおそれがある。一方、固液界
面が低下するということは、沈澱槽２８内で沈澱する汚
泥量が減少していることを意味し、排水中の懸濁質及び
基質の量が減少したか、又は曝気槽２６内の凝集反応が
円滑に進行していないので、汚泥の形成具合が不良であ
るを意味している。汚泥の形成具合が不良であれば、処
理水の濁度が大きくなる。よって、濁度計７６及び界面
計７４の測定値が、排水処理装置１０を運転する上で最
も重要な目的データである。

【００２３】一方、処理水の濁度及び沈澱槽２８内の固
液界面位置に影響する主要因子、即ち運転に影響する主
要な運転条件及びプロセス状態量は、排水処理装置１０
の運転状態を解析した結果、中和槽２２への薬液の供給
流量、曝気槽２６内の排水の温度、曝気槽２６内の排水
中の溶存酸素濃度、及び沈澱槽２８から曝気槽２６への
返送汚泥の流量である。即ち、本実施形態例では、薬液
供給流量計４６、温度計５６、溶存酸素濃度検出計６
６、及び返送汚泥流量計６８の測定値が、排水処理装置
１０を運転する上で最も重要な入力変数データとなる。

【００２４】そこで、本実施形態例では、薬液供給量、
曝気槽内温度、溶存酸素濃度及び返送汚泥量を入力変数
とし、処理水の濁度及び沈澱槽の固液界面位置を出力変
数（目的データ）とし、薬液供給流量計４６、温度計５
６、溶存酸素濃度検出計６６、及び返送汚泥流量計６８
からそれぞれ出力された薬液供給量、曝気槽内温度、溶
存酸素濃度及び返送汚泥流量の入力変数実績データ、及
び濁度計７６及び界面計７４からそれぞれ出力された処
理水の濁度及び沈澱槽の固液界面位置の出力変数実績デ
ータに基づいて、入力変数と出力変数との間の因果関係
を規定するニューラルネットモデルを予めワークステシ
ョーン１６内に構築している。

【００２５】運転員は、定期的に或いは所望時に、原水
槽２０内の排水の性状、薬液の供給量、曝気槽２６の排
水温度、曝気槽２６内の排水中の溶存酸素濃度、及び返
送汚泥流量を設定し、処理水の濁度及び沈澱槽２８内の
固液界面位置の予測値を得ることができる。予測された
沈澱槽２８内の固液界面高さ及び処理水の濁度は、ワー
クステーション１６からプロセスコンピュータ１４を介
して運転支援装置１８に出力され、運転支援装置１８に
より運転員にガイダンスされる。また、入力変数データ
は、定期的に或いは不定期的に、上述した各計器から測
定値がプロセスコンピュータ１４に入力され、更にワー
クステーション１６に送られる。ワークステーション１
６は、構築された内蔵のニューラルネットモデルにより
測定値に基づいて演算処理し、沈澱槽２８内の固液界面
高さ及び処理水の濁度を予測値として出力する。更に、
ニューラルネットモデルは、出力変数の予測値と、出力
変数の実際の計測値との乖離を認識して、ニューラルネ
ットモデルの予測演算能力を自動的に向上させることも
できる。

【００２６】実際に則して説明すると、オペレータが、
プロセスコンピュータ１４に表示される運転監視用の活
性汚泥プロセスの監視画面上で、入力変数として薬液の
供給量、曝気槽２６の排水温度、曝気槽２６内の排水中
の溶存酸素濃度、及び返送汚泥流量の運転条件及びプロ
セス状態量を設定する。これら設定値は、プロセスコン
ピュータ１４を介して、ワークステーション１６に送ら
れて、ニューラルネットモデルにより演算処理され、沈
澱槽の界面高さ及びその処理水の濁度の挙動が、その出
力値として予測され、運転支援装置１８により運転員に
ガイダンスされる。よって、運転員は、実際の事態が招
来する前に先立って、招来する事態を認識し、時間的余
裕を持って必要な対策を講ずることができる。

【００２７】また、上述のように構築したニューラルネ
ットモデルとは逆モデルを構築し、上述した薬液の供給
量、曝気槽２６の排水温度、曝気槽２６内の排水中の溶
存酸素濃度、及び返送汚泥流量から処理水の濁度及び沈
澱槽２８内の固液界面位置を求めるフローとは逆に、上
述の出力変数を入力変数として与え、上述した入力変数
の最適な値を出力変数として推算する最適化演算処理を
行うこともできる。例えば、出力変数の所望値、入力変
数値の上下限制約幅、更には評価関数を設定して、予測
演算に使用したニューラルネットモデルの逆モデルを使
用して、最適な入力変数値を演算することができる。こ
れらの最適値は、ワークステーション１６からプロセス
コンピュータ１４を介して運転支援装置１８から運転員
にガイダンスされる。運転員は、得た最適な運転条件及
びプロセス状態量を排水処理装置１０の運転条件変更の
ために使用することもできるし、また、運転員の経験に
照らして、これらガイダンスされた最適値を運転条件の
変更に使用するのを保留することもできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、活性汚泥法により排水
を処理し、受け入れた排水より濁度の低い処理水を流出
させる排水処理装置において、排水処理装置の運転条件
及びプロセス状態量を変数とし、変数の実績値に基づい
て変数間の因果関係を規定するように構築されたニュー
ラルネットモデルを有する演算処理装置を備えることに
より、入力変数から出力変数をニューラルネットモデル
により予測演算することができる。本発明に係る排水処
理装置では、排水処理装置の異常状態に至る前の異常兆
候の検知により、異常状態の発生に十分先立って、異常
状態の対処に必要な客観的な情報を運転員に対して与え
ることができるので、排水処理運転が安定し、濁度の高
い処理水が流出するような事態が生じることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】活性汚泥法による排水処理装置の一般的な構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明に係る活性汚泥法による排水処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図３】排水処理装置本体の構成を示すフローシートで
ある。

【符号の説明】

１０ 活性汚泥法による排水処理装置の実施形態例 １２ 排水処理装置本体 １４ プロセスコンピュータ １６ ワークステーション １８ 運転支援装置 ２０ 原水槽 ２２ 中和槽 ２４ ポンプ ２６ 曝気槽 ２８ 沈澱槽 ３０ 薬液供給管 ３２ 蒸気管 ３４ 冷却水管 ３６ 水冷却器 ３８ 酸素供給管 ４０ 返送汚泥管 ４２ 汚泥管 ４４ 処理水管 ４６ 薬液流量計 ４８ 薬液流量調節弁 ５０ 薬液流量調節器 ５２ 蒸気流量調節弁 ５４ 冷却水流量調節弁 ５６ 排水温度計 ５８ 排水温度調節器 ６０ 酸素流量計 ６２ 酸素流量調節弁 ６４ 酸素流量調節器 ６６ 溶存酸素濃度検出計 ６８ 返送汚泥流量計 ７０ 返送汚泥流量調節弁 ７２ 返送汚泥流量調節器 ７４ 界面計 ７６ 濁度計

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年９月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】上記目的を達成するために、本発明に係る
活性汚泥法による排水処理装置は、排水を受け入れる原
水槽、薬液を排水に注入して前処理を行い、かつ排水の
温度を調整する中和槽、排水を酸素により曝気しつつ排
水中の主として有機物を酸化、分解、凝集させる曝気
槽、及び凝集した汚泥を沈澱させる沈澱槽を備え、活性
汚泥法により排水を処理し、濁度の低い処理水を流出さ
せる排水処理装置において、 排水処理装置の運転条件及びプロセス状態量を変数と
し、変数間の因果関係を規定するように、変数の実績値
に基づいて構築されたニューラルネットモデルを有する
演算処理装置を備え、 ニューラルネットモデルにより入力変数から出力変数を
予測演算するようにしたことを特徴としている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、実施形態例を挙げ、添付
図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細
に説明する。 実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る活性汚泥法による排水処
理装置の実施の形態の一例であって、図１は本実施形態
例の活性汚泥法による排水処理装置の全体的構成を示す
ブロック図、図３は排水処理装置本体の構成を示すフロ
ーシートである。本実施形態例の活性汚泥法による排水
処理装置１０（以下、簡単に排水処理装置１０と言う）
は、図２に示すように、排水処理装置本体１２と、排水
処理装置本体１２を監視し、プロセス制御するプロセス
コンピュータ１４と、及びプロセスコンピュータ１４の
上位コンピュータとして設けられたワークステーション
１６と、必要に応じて運転員に運転ガイダンスを与える
運転支援装置１８とから構成されている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】装置本体１２は、図３に示すように、排水
を受け入れて、収容する原水槽２０、原水槽２０と一体
的に形成され、排水にｐＨ調整及び栄養源供給等の前処
理及び温度調整を施す中和槽２２、前処理され、かつ温
度調整された排水を中和槽２２から曝気槽２６に送水す
るポンプ２４、排水を酸素により曝気しつつ排水中の主
として有機物を酸化、分解、凝集させる曝気槽２６、及
び汚泥フロックを沈澱させ、上澄みを処理水として流出
させる沈澱槽２８を備えている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、活性汚泥法により排水
を処理し、濁度の低い処理水を流出させる排水処理装置
において、排水処理装置の運転条件及びプロセス状態量
を変数とし、変数の実績値に基づいて変数間の因果関係
を規定するように構築されたニューラルネットモデルを
有する演算処理装置を備えることにより、入力変数から
出力変数をニューラルネットモデルにより予測演算する
ことができる。本発明に係る排水処理装置では、排水処
理装置の異常状態に至る前の異常兆候の検知により、異
常状態の発生に十分先立って、異常状態の対処に必要な
客観的な情報を運転員に対して与えることができるの
で、排水処理運転が安定し、濁度の高い処理水が流出す
るような事態が生じることはない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 義章 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排水を受け入れる原水槽、薬液を排水に
   注入して前処理を行い、かつ排水の温度を調整する中和
   槽、排水を酸素により曝気しつつ排水中の主として有機
   物を酸化、分解、凝集させる曝気槽、及び凝集した汚泥
   を沈澱させる沈澱槽を備え、活性汚泥法により排水を処
   理し、受け入れた排水より濁度の低い処理水を流出させ
   る排水処理装置において、 排水処理装置の運転条件及びプロセス状態量を変数と
   し、変数間の因果関係を規定するように、変数の実績値
   に基づいて構築されたニューラルネットモデルを有する
   演算処理装置を備え、 ニューラルネットモデルにより入力変数から出力変数を
   予測演算するようにしたことを特徴とする活性汚泥法に
   よる排水処理装置。
2. 【請求項２】 出力変数を処理水の濁度とし、入力変数
   を処理水の濁度に影響する運転条件及びプロセス状態量
   として、ニューラルネットモデルにより処理水の濁度を
   予測することを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥法
   による排水処理装置。
3. 【請求項３】 出力変数を処理水の濁度及び沈澱槽内の
   固液界面位置とし、入力変数を処理水の濁度及び沈澱槽
   内の固液界面位置の少なくとも一方に関係する運転条件
   及びプロセス状態量として、ニューラルネットモデルに
   より処理水の濁度及び沈澱槽内の固液界面位置を予測す
   ることを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥法による
   排水処理装置。
4. 【請求項４】 処理水の濁度及び沈澱槽内の固液界面位
   置の少なくとも一方に関係する運転条件及びプロセス状
   態量が、中和槽への薬液供給流量、曝気槽内の排水の温
   度、曝気槽内の排水中の溶存酸素濃度、及び沈澱槽から
   曝気槽に返送する返送汚泥流量であることを特徴とする
   請求項３に記載の活性汚泥法による排水処理装置。
5. 【請求項５】 演算処理装置は、排水処理装置本体の運
   転を監視、制御するプロセスコンピュータの上位装置と
   して設けられたワークステーションの一部として構成さ
   れ、 更に、排水処理装置の運転員に運転ガイダンスを行う運
   転支援装置が、プロセスコンピュータの出力装置として
   設けられ、 予測演算された出力変数は、ワークステーションからプ
   ロセスコンピュータを介して運転支援装置により出力さ
   れることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか
   １項に記載の活性汚泥法による排水処理装置。
6. 【請求項６】 入力変数が、処理水の濁度及び沈澱槽内
   の固液界面位置であって、出力変数が、中和槽への薬液
   供給流量、曝気槽内の排水の温度、曝気槽内の排水中の
   溶存酸素濃度、及び沈澱槽から曝気槽に返送する返送汚
   泥流量それぞれの最適値であることを特徴とする請求項
   １に記載の活性汚泥法による排水処理装置。