JPS58199096A - 曝気槽制御方法 - Google Patents

曝気槽制御方法

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JPS58199096A
JPS58199096A JP57079949A JP7994982A JPS58199096A JP S58199096 A JPS58199096 A JP S58199096A JP 57079949 A JP57079949 A JP 57079949A JP 7994982 A JP7994982 A JP 7994982A JP S58199096 A JPS58199096 A JP S58199096A
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JP
Japan
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aeration tank
organic matter
inflow water
concentration
flow rate
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JP57079949A
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English (en)
Inventor
Makoto Shiotani
塩谷 真
Shiyouichi Masui
増位 庄一
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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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  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、活性汚泥式水処理プロセスの曝気槽の制御方
法に関する。
従来、曝気槽の制御は、曝気槽内の混合液浮遊物質濃度
ML88 (Mixed Liquor 5uspen
ded8o1id)を指標とし、それが一定になるよう
に返送汚泥量を操作していた。すなわち、曝気槽入口の
MLS8は流入水量をQs、流入水浮遊物質濃度を81
.返送汚泥流量をQB%返送汚泥濃度を8mとすると、 で表わされるから、目標とするMLS8をMとおいて、
必要返送汚泥量Qi8mを、 によって決め、具体的には、 で決まる返送汚泥流量Qmを操作することによりML8
8を目標値にするよう制御していた。
上述の従来の制御では、ML88をほぼ一定にすること
ができるので、有機物濃度の除去速度をほぼ一定にする
ことはできるが、現実には、流入有機物11度が時間的
に変動し、また、流入水量に大きく支配される滞留時間
も時間的に変動するため、曝気槽を出る時の有機物濃度
は一定にすることができない、という欠点を有する。
本発明の目的は、上記の欠点を除去する曝気槽制御方法
を提供することにある。この目的を達成する売め、本発
明においては時間的にその有機物濃度と流量が変動して
曝気槽へ流入する水でも、曝気槽を出る時にはその有機
物濃度がほぼ一定になるように制御する点に特徴がある
つぎに、第1図を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明を適用する活性汚泥式水処理系を示し、
鯉初の沈殿池(図示せず)を経た汚水10は曝気mll
の流入口におか、nた計測装置12で時刻tにおける有
機物濃度B OD (t)、流入水tQ、、(t)、お
よび流入水浮遊物質#度5t(t)とが計測された後、
曝気槽11に流入する。曝気槽内における汚水の水位は
水位計111を設ければ計測できる。曝気槽11を出た
汚水112は最終沈殿池13に送られ、沈殿層131と
液体層132に分離される。沈殿池における汚水の水位
は水位計133を設ければ計測で・きる。
沈殿層における汚泥濃度は計測装[134で計測され返
送汚泥−濃度5ii(t)として後述のように利用され
る。なお、5s(t)は通常は汚泥136や171に関
して測定されるが、測定個所によシ本願発明の本質が変
わるものではない。液体層132の汚水は放流水135
として河川などに放流されるが、沈殿層131の物質は
汚泥136としてその一部がポンプ14によシ余剰汚泥
141として外部に送出されるとともに、ポンプ15と
モータ16によυ開閉される弁17を通った返送汚泥流
量Qm(t)分だけの汚泥171が曝気槽11に返送さ
れる。
本発明によシ曝気槽11を出る時の有機物濃度を一定に
するためKは、ある時点で曝気槽に入る流入水が曝気槽
を出る時の有機物濃度を予測して返送汚泥1g、(t)
・5s(t)を決めなり−ればならない。曝気槽内の有
機物除去反応は槽内の混合・拡散を考直しなければ、次
のEr1ckson−pan式で記述される。
・・・・・・・・・(4) ここに、 L:有機物濃度 S:汚泥濃度 μm:最大増殖率(最大増殖速度) Y:収率係数(基質吸着定数) K−二解離定数(Monod定数) KD:自己酸化率(汚泥分解率) Kc:基質転化率 である。
ここで、曝気槽では、はぼに@<L、また、汚泥の増分
は少ないので、Sを一定とすると、(4)。
(5)式は、 ここに、 に=    +Kc−Km  :定数  ・旧・・・・
・(8)Y 8**=8 (t=to)=8(to)・・・・・・・
・・(9) S(to):汚泥濃度の初期値(曝気槽に入った直後、
すなわち入口の浮遊物質濃度) Ql’(to):流入水量の初期値 8z(to)、二流入水浮遊物質濃度の初期値Qm(t
・):返送汚泥流量の初期値 8[0・):返送汚泥濃度の初期値 となる。時刻tにおける流入水の滞留時間をτ(1)、
曝気槽入口での流入水の有機物濃度をBOD(t)、曝
気槽出口の有機物濃度を1out(t+τ(t))とす
ると、時刻1.の流入水の有機物濃度の除去分は、=に
−8(to) ・τ(to) ・・・・・・・・・aυ となる。60式は誓き直すと、 となり、除去すべき有機物濃度と汚泥濃度の比をさらに
滞留時間で除したものが一定になることを示している。
これは逆に1時刻〔t+丁(t)〕に曝曝気出出の有機
物濃度■、Out (t+τ(t))を希望値にするに
はS −S (t)がα3式を満足するように返送汚泥
量Qm(t)・S m (t)を決めれば良いことを意
味スル。ソ(7)7’cメ(7)Qil(t) ・Ss
 (t)は(9)式と03式から、Loutを一定値(
目標値)として、・・・・・・・・・(2) BOIXt) L ou を 中(k−r(t)    −8(す)−Q・(゛)□ BOIXt)Lout ′:′に−r(t)  °Q・(0°−°−°(1!9
但し、I式ヲ出すKti、QI(t)〉Qm(t) t
、as式ヲ出すには、 BOIXt)−L ou t k −y(t)  〉S・(1) なる関係を仮定した。
また、目標のl、Outを小さくし、0にまですると、
09式はさらに簡単になり、 BOD(t) Qu(t)・S冨(t)*k 、t(t)・Qs(t)
となる。これは、流入有機物濃度が同じでも、滞留時間
が長ければわずかな返送汚泥量により有機物は十分除去
され、滞留時間が雉かければ返送汚泥量は多くなければ
ならないことを示す。
要するに、以上に述べた方法はKg<L、8=一定とみ
なせる場合に返送汚泥量Qm(t)・8 m (t)を
1式によって近似的に決定し、具体的には返送汚泥量Q
m(1)を、 に従って決定すれば曝気槽出口の有機物濃度をほぼ一定
にできる、という原理を利用するものである。
つぎに、Sが時間とともに変化する場合に、(4)式、
(5)式から目標値I、outを求める方法について説
明する。
曝気槽入口の有機物礫fL(t)(前述のBODCl)
に相当する)および浮遊吻貞濃* 8 (lは、曝気槽
流入水中の有愼′@磯度L t (t)、浮遊物質濃度
をS L(t)、流入水1をQt(t)、返送汚泥流量
をQm(t)として、次式、 で決められ、また、滞留時間τ、(t)は、曝気槽への
流入水量の時間積分が曝気轡容積■に等しくなる時間τ
、 τ(t)=τ          ・・・・・・・・・
0ここに、 として決められるから、返送汚泥流量Qm(t)を各種
の値に変化させて(4)式、(5)式を計算することに
より、曝気槽出口の有機物濃度1out (t+τ(t
))もそれに応じて変化する量として計算される。
従って、もし曝気槽出口の有機物濃度を目標値Lout
にしたければ、Qm (t)をkD返し変化させ上述の
計算を行なって、 Lout (t+r(t)) =Lout    ・・
・・・・−@になる返送汚泥流量Ql(t)を見出せば
良い。
要するに、この方法はSが時間とともに変化する場合に
上述のように(4)式、(5)式をQl(t)を変えて
繰シ返し計算し、滞留時間後の有機物濃度Lout (
t+r(t))が目標値1outに等しくなるQm(t
)を見つけ、そのように実際の返送汚泥流量を操作すれ
ば嵐い、という原理を利用するものである。
以下、実施例にもとづき本発明の詳細な説明する。
第2図は本発明の第1の実施例のブロック構成を示す。
第1の実施例による曝気槽制御は、第2図に示すように
、目標値入力部21、定数入力部22、滞留時間算出部
23、測定値入力部24、返送汚泥流量決定部25、そ
れに、弁制御部26とにより実行される。
第1の実施例では、まず、第1図における曝気槽11の
出口における有機物濃度の目標値Loutを目標値入力
部21を通じて、曝気槽内の有機物除去反応を示す(8
)式にて定義される定数kを定数入力部22を通じて、
流入水の有機物凝度BOD(t)、浮遊物質濃度5L(
t)、流tQt(t)、それに、返送汚泥濃度S m 
(t)の測定値を測定値入力部24を通じて、返送汚泥
流量決定部25へ入力する。同時に、滞留時間算出部2
3において、あらかじめ与えられた流入量の予測値Q+
(t)を用いて滞留時間τ(1)を次のに)式、 τ(t)=丁          ・・・・旧・・四こ
こに、 ■=@気槽の容積 によって算出し、返送汚泥流量決定部25へ入力する。
返送汚泥流量決定部25では、00式に従って返送汚泥
流量Ql(t)を算出しその情報を弁制御部26へ送る
。弁制御部26ではQm(t)を出すのに盛装な弁開度
等を計算し、第1図における弁駆動用のモータ16へ情
報を送る。
第3図は本発明の第2の実施例のブロック構成を示す。
第2の実施例による曝気槽制御は、第3図に示すように
、流入水量予測値入力部31、定数入力部32、目標値
入力部33、測定値入力部34、返送汚泥流量の初期値
設定部35、滞留時間算出部36、有機物濃度計算部3
7、収束判定部38、返送汚泥流量変更部39、それに
、弁制御部3゜とにより実行される。
第2の実施例では、まず、返送汚泥流量の初期値設定部
35にて与えられた返送汚泥流量の初期値をQm(t)
t ((9)式のQB (to)に相当し繰返し計算の
第1(i=1)回目に求められる値)と仮定し、これと
流入水量予測値、入力部1で入力された流入水量予測値
Q、+(t’)(t≦1/ )とを用いて滞留時間算出
部36において滞留時間τ(1)を算出する。
ここに、 τ(t)−τ        ・・・・・・・・・(至
)を算出する。次に、算出された滞留時間τ(1)と定
数入力部32で入力された曝気槽内有機物除去反応を示
す(4)、 (5)式中の定数itm、 Ye Km 
s KDIKcと測定値入力部34で入力された曝気槽
流入水中の有機物濃度L + (t)、浮遊物質濃度S
 + (t)、流入水tQ+(t)、返送汚泥濃度8 
m (t)の測定値とを用いて有機物濃度計算部37に
おいて、まず、曝気槽入口の有機物濃度L (t)およ
び浮遊物質濃度S (t)とを(17)式、α神式に従
って計算し、次に、そのL(t)、 5(t)を有機物
除去反応の式(4)、 (5)式の有機*mtLs汚泥
濃度Sの初期値として使い、(4)。
(5)式を数値計算して滞留時間τ(1)後の有機物濃
度Lout(t+τ(t))を計算する。次に、収束判
定部38において、37で計算されたLout (t+
r(t))と目標値入力部33で入力された曝気槽出口
の有機物濃度の目標値1outとの差の絶対値をつくり
、それが所定の微小な値1よりも小さいか否かを判定し
、小さければ弁制御部30にてその時の返送汚泥流量Q
m(t)を出すのに必要な弁開度等を計算し、第1図に
おける弁駆動用のモータへ情報を送り、εよりも小さく
なければ返送汚泥流量変更部39に5て35で設定した
返送汚泥流量の値をQm(t)xに変更して再び滞留時
間計算部36へ戻り上記計算を繰シ返す。
以上説明したごとく、本発明によれば、曝気槽内有機物
除去反応を記述するモデルに基づき制御を行なうため、
流入水の有機物濃度や流量が時間的に変化しても、曝気
槽出口の有機物濃度をほぼ一定に制御できるという効果
がある。また、必要とされる量しか返送汚泥流量を返送
しないため、動力の省エネルキーにもなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する活性汚泥式水処理系を示し、
第2図と第3図は本発明のそれぞれ第1および第2の実
施例を示す。 Y−J 2 図 1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、曝気槽入口における流入水量と、該流入水の浮遊物
    質濃度と、該流入水の流入有機物#度と、最終沈殿池か
    らの返送汚泥の凝度とを第1の時点において実時間で測
    定するステップと、上目ピ流入水の曝気槽中における滞
    留時間を上記流入水量の予測値を用いて算出するステッ
    プと、上記第1の時点より上記滞留時間だけ経過した第
    2の時点での上記曝気槽出口側における流出有機物S度
    が目標値になるようにする返送汚泥流量を求める演算を
    おこなうステップとからなることを%微とする曝気槽制
    御方法。 2、上記演算は、上記流入有機物濃度と上記目標値との
    差を上記滞留時間に比例する量で割算し友値から上記浮
    遊物質濃度を引算した値に上記流入量と上記返送汚泥濃
    度の逆数とを乗算した結果を上記返送汚泥流量とする演
    算であることを特徴とする特許請求の範囲第1項の曝気
    槽制御方法。 3、上記演算は、上記第1の時点における所定の返送汚
    泥流量にたいしてEr1ckson−Fan式を数値計
    算することにより上記第2の時点における流出有機物濃
    度を計算するステップと、該有機物濃度と上記目標値と
    の差分が所定の範囲内におるか否かを判定するステップ
    と、該差分が所定の範囲内にないときに上記返送汚泥流
    量を変更するステップとを上記差分が所定の範囲に入る
    まで繰返す演算であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項の曝気槽制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115259413A (zh) * 2022-07-25 2022-11-01 苏州水星环保工业系统有限公司 一种用于精准曝气系统的风量控制方法

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