JPS5839598B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ポンプにより活性汚泥と廃水（以下、混合
液と称す）を循環させるとともに酸素含有ガスを廃水中
に供給するような態様で、廃水を処理する水処理装置に
関する。

特に、この発明は廃水に含まれる有機物負荷量に応じて
供給すべき酸素含有ガスを自動的に調整しうる水処理装
置に関する。

一般に、水処理装置は、活性汚泥を含む汚水に酸素含有
ガスを溶解させて、廃水に含まれる有機物中の炭素を炭
酸ガスに変化させて無害化して大気へ放出する。

したがって、汚水に含まれる有機物が多いと、当然供給
すべき酸素または酸素含有ガスも増える。

活性汚泥に含まれる微生物が、十分に水中に溶けた酸素
を利用して、廃水に含まれる炭素を炭酸ガスにする。

したがって、水処理装置の課題として、先ず酸素含有ガ
スを効率的に水中に溶解させる必要がある。

ところが、曝気槽の深さが浅い（たとえば４ｍ）場合、
水に吹き込んだ空気または酸素含有ガスは１０秒ぐらい
で上へあがってくるので、酸素と水とが接触する時間が
極めて短かく、したがって水中に溶ける酸素の量も少な
い。

その結果、汚水に含まれる有機物が多いと、それを分解
するのに十分な酸素含有ガスを供給することができない
。

一方、水に溶解する酸素含有ガスの量は、圧力に比例し
て増加するということが、ヘンリの法則により知られる
ところである。

そこで、圧力を増大するために、曝気槽の深さを非常に
深くすることが考えられ、現実に１００ｍぐらいの深井
戸タイプの水処理装置が利用されている。

さらに、廃水への酸素含有ガスの溶解度を高めるために
、廃水中に吹き込まれる気泡の径を小さくすれば、酸素
含有気泡と水との接触面積が増加するので溶解度が高く
なる。

たとえば１００ｍの深井戸タイプの曝気槽では、圧力が
通常の浅い曝気槽の１０倍になるので、１１倍の酸素含
有ガスが溶解することになる。

加えて、酸素含有ガス、たとえば空気を供給汚水に吹き
つげて供給するので、乱流効果により、酸素気泡が非常
に小さくなる。

たとえば、１ｍ／秒の流速で水を下降させている場合に
、乱流効果が生じて気泡が極めて微細になる。

気泡が微細化するとともに、廃水と気泡との接触時間が
より長くなり、したがって酸素含有ガスの溶解度がより
高くなる。

すなわち、水への酸素含有ガスの溶解度を上昇させるた
めには、圧力を高くすることと、水中に入る気泡の径を
小さくし、かつ廃水と気泡との接触時間を長くすればよ
いことが知られている。

本願出願人が出願前に調査した先行技術によれば、たと
えば、１９６９年１１月４日にＯｗｅｎＥ、Ｂｒｏｏｋ
ｓ他に与えられたアメリカ合衆国特許番号第３４．７６
３６６号は、混合液下降径路としての内管と混合液上昇
径路としての外管とを有し、上昇流路からポンプにより
水を下降流路へ循環する、そのようなケミカルリアクタ
の気液接触装置を開示している。

処理すべき液に対してはガスが絶えず供給されている。

また、１９７４年４月１６日にＲ１ｃｈａｒｄ Ｅ 、
５ｐｅｅｃｅに与えられたアメリカ合衆国特許第３８
０４２５５号もまた基本的には、上記アメリカ合衆国特
許第３４７６３６６号に記憶されるような、ポンプを用
いて水を循環させるとともに、水にガスを吹き込む装置
を開示しており、かつ廃水処理を主たる対象としている
。

しかしながら、これらのＵＳ特許はいずれも、共給すべ
きガスの量を、処理すべき水の負荷量に応じて可変にす
るということは何ら教示も示唆もしていない。

他方、Ｊ ＡＷＷＡ （Ｊｎｕｒｎａｌ Ａｒｎｅｒｉ
ｃａｎＷａｔｅｒ Ｗｏｒｋｓ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏ
ｎ ） Ｊａｎｕａｒｙ １９７１第６３巻、ページ６
ないし９に記載される、ＲｌＥ、 ５ｐｅｅｃｅ著によ
るｒＨＹＰＯＬＩＭＮＩＯＮＡＥＲＡＴＩＯＮＪという
題の論文においては、ダムにおける深層のエアレーショ
ンを目的とした装置が開示されている。

この装置は、ポンプによる水の循環方式と、酸素の溶解
度の上昇を目的とした深井戸方式とを併用している。

しかしながら、この装置においても、供給すべき酸素含
有ガスの量が深層の有機物負荷状態に応じて可変にされ
ていない。

以上のように、先行技術においては水中に酸素含有ガス
を吹き込むとともにポンプにより水を循環させる技術が
開示されるが、汚水の負荷、もしくは汚濁量の負荷（す
なわち水量×有機物濃度）の変動に対する酸素含有ガス
を可変にすることは従来何ら考慮されていなかった。

したがって、有機物負荷が過剰な場合、必要な酸素含有
ガス流量が不足し、他方、有機物負荷が少ない場合は酸
素含有ガスが過剰になる。

前者の場合は有機物の分解が不充分となり、後者の場合
には過曝気現象を引き起こして固液分離が困難・となり
、いずれも好ましくない現象を生じる。

従来は、一般的にポンプによる揚水流量および酸素含有
ガスの供給流量は、その水処理装置の最大処理負荷を基
準にして一定流量に予め設定されていた。

したがって、汚濁負荷にかかわらず必要以上の酸素含有
ガスの供給が行われていたので、ガス供給のための動力
費が高くついて不経済であるのみならず、汚濁負荷が大
幅に低下した状態が長期にわたれば、酸素ガスの溶存量
が過剰になって活性汚泥が自己消化し、上述したごとく
運転の継続が不能になるか、もしくは次の正常運転の再
開にトラブルを招くことがある。

この発明の水処理装置は、深さ方向にのびるように配置
され廃水を下降させる下降流路と、前記下降流路に隣接
して深さ方向にのびるように配置され前記下降流路を介
して供給される前記廃水を上昇させる上昇流路と、前記
上昇流路から前記下降流路へ前記廃水を循環させるため
の循環手段とを含む。

前記下降流路には酸素含有ガスを供給するためのガス供
給手段が設けられて、下降流路に供給される廃水内に酸
素含有ガスを吹き込む。

処理されるべき廃水に含まれる有機物負荷に相関する情
報が取り出される。

取り出された有機物負荷相関情報に応答して、前記酸素
含有ガスの供給流量が制御されて、それによって有機物
負荷に適した酸素含有ガスの供給流量が供給される。

好ましい実施例では、有機物負荷相関情報を取り出すた
めに、前記上昇流路から出てくる排ガスに含まれる炭酸
ガスの濃度を検出する手段が設けられる。

前記有機物負荷相関情報は前記炭酸ガス濃度を表わす情
報である。

また、有機物負荷相関情報を取り出すために、前記上昇
流路から出てくる排ガスに含まれる酸素ガスの濃度を検
出する手段が設けられてもよい。

この場合、有機物負荷相関情報は前記酸素ガスの濃度を
あられす情報である。

さらに好ましい実施例では、前記循環手段により揚水さ
れて下降流路へ循環される混合液の流量はあらかじめ定
められる量に設定される。

そして、供給している酸素含有ガスの流量が、前記あら
かじめ定める循環流量に対応する酸素含有ガスの流量を
越えたかどうかが判定される。

前記あらかじめ定められるポンプ循環流量に対応する酸
素含有ガス流量を越えた場合、前記循環手段のあらかじ
め定める流量を越える循環流量になるように前記循環手
段が制御される。

さらに他の好ましい実施例によれば、被処理水または廃
水に含まれる有機物負荷量が直接検出される。

この検出出力に応答して、有機物負荷量をそれに対応す
る必要な酸素供給流量との間のあらかじめ定められた関
数関係に従って、必要な酸素供給流量が演算される。

前記関数関係はあらかじめ記憶手段に記憶されている。

前記ガス供給流量制御手段は制御サイクルごとに、前制
御サイクル時の酸素含有ガス供給流量と前記相関情報域
り出し手段から取り出した情報とを比較して酸素含有ガ
ス供給流量を制御する。

それゆえに、この発明の主たる目的は、廃水の汚濁量の
負荷の変動に応じて供給すべき酸素含有ガスの流量を制
御しうる水処理装置を提供することである。

この発明の他の目的は、廃水の汚濁量の負荷の変動に応
じて供給すべき酸素含有ガスの流量を制御できるととも
に、あらかじめ定められた循環混合液流量に対応する酸
素含有ガスの流量を越えたときにそれを判定して前記あ
らかじめ定められる循環混合液流量を増加しうる水処理
装置を提供することである。

この発明のこれらおよび他の目的、特徴、局面および利
点は、添付図面とともに行なう以下の詳細な説明からよ
りいっそう明らかとなろう。

第１図はこの発明の基礎となる水処理装置の機械的な構
成およびこの発明の特徴の制御構成を概略的に示す。

この水処理装置は、ポンプ循環システムを用いた深井戸
タイプの廃水処理装置であるこの形式の水処理装置は、
基本的には、深さ方向に沿って配置され、供給された混
合液の下降流路Ａを形式する内部管２と、深さ方向に沿
って前記内部管２を包囲するように配置されて上昇流路
Ｂを形式する外部管４とを含みそれらの管はいずれも地
中深く、たとえば地中１００ｍに埋設される。

前記内部管２と前記外部管４とはその底部において連通
する。

前記外部管４は、前記外部管の横方向の大きさよりも大
きい幅を有するタンクまたは槽６に、その上部において
連結されている。

内部管２はこのタンク６を貫通してタンク上方まで延び
る。

前記タンク６の底部には可変容量型ポンプ８が連結され
、このポンプ８を介して前記内部管２から戒る下降流路
Ａへ至る流路Ｃが形式される。

これによって、上昇流路Ｂを介して上昇した混合液が前
記町変容量型ポンプ８によって揚水されて、流路Ｃを介
して下降流路Ａへ循環される。

他方、前記内部管２またはタンク６０入口には同じく、
都市下水などの被処理水、すなわち廃水の供給管１０が
連結される。

廃水が供給管１０を介して内部管２またはタンク６へ供
給される。

内部管２と外部管４との間を活性汚染を含む廃水が流れ
る場合、抵抗および２個の管間の気泡の保持量の相違に
よりヘッド差があるため、たとえば下降流路Ａと上昇流
路Ｂとの間には０．５〜７ｍものレベル差が形式されて
いるので、下降流路Ａに供給された都市下水などの廃水
は、下降流路Ａおよび上昇流路Ｂを介して循環される。

要すれば、可変容量型ポンプ８によって下降流路Ａへの
揚水流量を変更することによって前記ヘッド差の調節に
基づき混合液の循環速度を変更することができる。

これについては後でより詳細に説明する。

さらに、前記下降流路Ａの上部側には、ノズル１２が設
けられる。

このノズル１２には、酸素含有ガスの給気流路１４を介
して可変容量型ブロア１６に連結される。

この可変容量型ブロア１６の駆動により、酸素含有ガス
が給気流路１４およびノズル１２を介して汚水中に供給
される。

供給された酸素含有ガスは混合液中に溶解され、汚水中
に含まれる有機物中の炭素を炭酸ガスに変化させる。

先に説明したように、この実施例の水処理装置は下降流
路Ａと上昇流路Ｂとの間に０．５〜７ｍものレベル差が
設けられた１００ｍもの水深を有する深井戸タイプの水
処理装置であるため、内部管２および外部管４の底部の
圧力は極めて高く、したがって汚水中に供給された酸素
含有ガスがよく溶解され、かつまたブロア１６およびノ
ズル１２を通じて酸素含有ガスが吹き込まれるとともに
、ポンプ８によって循環される混合液の流量により、乱
流が生じ、そのため汚水中に供給されたガスの気泡が極
めて微細になる。

したがって、水との接触時間も長くなり、酸素が極めて
よく水に溶ける。

上記タンク６に隣接して、固液分離装置１８が設けられ
、それにより活性汚泥と浄水とに分離される。

浄水はそのまま後処理装置２０へ給送され、他方、活性
汚泥は、汚泥かきよせ器３３によって汚泥ピット３４に
かきよせられる。

そして返送用ポンプ２２を介して返送管２４を介して下
降流路Ａへ供給されるとともに、余剰汚泥は余剰汚泥後
処理装置２６へ給送される。

この発明の特徴は、処理されるべき汚水の有機物負荷量
に応じてブロア１６を介して汚水中に供給される酸素含
有ガス流量を変化させる点にある。

その目的で、有機物負荷量を検出するための手段２８と
、この検出手段２８の検出出力に応答して、検出した有
機物負荷量に適した酸素含有ガス供給流量を演算するた
めの制御機構１００とが設けられる。

制御機構１００は、予め定められたプログラムに基づき
、必要な酸素含有ガス供給流量を演算し、その演算した
値に基つき、可変容量型ブロア１６に設けられた流量制
御機構１６Ａを制御するとともに、町変容量型ポンプ８
に設げられた揚水流量変更機構８ａにも制御信号を与え
る。

本願発明の特徴である有機物負荷量検出手段２８、と制
御機構１００間の説明は以下に詳細に説明する。

第２図はこの発明の特徴をなす制御態様の基本原理を説
明するためのグラフである。

一般的に、有機物負荷量Ｘと必要な酸素含有ガス供給流
量Ａとの関係は直線関係にあることが知られている。

すなわち、 Ａ＝ａｘ の関係が成立する。

ここにおいて、ａは水処理装置によって予め定められた
定数であり、上記関数は予め設定される。

ゆえに、ある有機物付加量をＸ。

とすれば、上記関係から、必要な酸素含有ガス供給流量
Ａ。

がａＸｏ どなる。理論的には、上記関数に従って正確
にその必要な酸素含有ガス供給量が求められるが、現実
には、供給する酸素供給流量はある幅をもって制御され
るので、それに対応させるために、通常必要な酸素含有
ガス供給流量にはある許容範囲が定められている。

理想的な値からの許容範囲をＣとすれば、図示のように
、全体的な許容範囲は、Ａ＝ａｘの直線をはさんでそれ
ぞれＡ ＝ ａ ｘ ＋ ｃとＡ−ａＸ−ｃの２本の直
線の間になる。

したがって、処理されるべき汚水に含まれる有機物負荷
を正確に検出しさえすれば、きめ細かく必要な酸素供給
流量を制御することが可能である。

有機物負荷量を直接検出するために、たとえば、紫外線
フィルタを透過した光の変化によって測定できる。

そして、上記第２図に示されたＡ−ａＸの関数を予め記
憶しておき、上記紫外線フィルタを用いて得られる光量
によりモニタされて測定された有機物負荷量にしたがっ
て必要な酸素含有ガス供給流量が演算もしくは読み出さ
れることができる。

第３図は上述した第２図の基本原理を実現するためのフ
ローダイアグラムである。

このフローダイアグラムを通じて、この発明の基本原理
をより詳細に説明する。

この説明に先立ち、まず、可変容量型ブロア１６（第１
図）により現在供給されている酸素含有ガス供給流量を
ＡＰとする。

この酸素供給流量ＡＰは前サイクルにおいて演算により
決定された量である。

もちろん、この現在酸素含有ガス供給流量ＡＰは、ブロ
ア１６から直接供給されている供給流量を実測した値で
もよい。

このような情況を想定した上で以下に詳細に説明する。

（１） 酸素含有ガス供給流量が多すぎる場合 まず、ステップＳ１において、処理されるべき汚水に含
まれる有機物負荷量が紫外線フィルタによって測定され
る。

その測定値をＸ。とする。

次に、ステップＳ２において、予めメモリ、たとえばリ
ードオンリメモリに記憶されたＡａｘの関数から、必要
な酸素含有ガス供給流量Ａｏが演算される。

次にステップＳ３で、現在の酸素含有ガス供給流量を記
憶する記憶装置に記憶された供給流量ＡＰ （この量は
、前述したように、通常、記サイクルにおいて決定され
た流量であってもよ（、又は現に供給している酸素含有
ガス供給量を直接検出して一時記憶された量でもよい）
が読み出される。

そして、ステップＳ４において現在供給している酸素含
有流量ＡＰから、ステップＳ２において決定された必要
な酸素含有ガス供給流量Ａ。

を減算した値が許容範囲Ｃよりも大きいかどうかが判断
される。

今、現在の酸素供給流量が多すぎる場合を想定している
ので（Ａｐ Ａｏ ）はＣよりも大きいので、プロ
グラムは次のステップＳ５へ進。

ステップＳ５では、可変容量ブロア１６を介して供給す
る酸素含有ガスの供給流量なｌランク下げる。

酸素含有ガス供給流量を１ランク下げた後、次のステッ
プＳ６において現在酸素含有ガス供給流量記憶装置に記
憶された情報をクリアして、ステップＳ５において決定
された新たな酸素含有ガス流量をＡＰとして記憶する。

このようにして、供給すべき必要な酸素含有ガス流量は
酸素含有ガス流量の１制御サイクルが行われる。

現在供給して（・る酸素含有ガス流量が対応する適当な
範囲内に入るまで上記制御サイクルが繰り返される。

このサイクルが繰り返されるごとに、現在の酸素含有ガ
ス供給流量ＡＰが小さくなっていくので、あるサイクル
の段階において、ステップＳ４において（Ａｐ Ａｏ
）がＣよりも小さくなる。

応じて、プログラムは今度はステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ４とは逆に（Ａｏ Ａ
ｐ ）の値がＣよりも大きいかどうかが判定される。

現在の酸素含有ガス供給流量が第２図に示される許容範
囲内にあれば、（Ａｏ Ａｐ）はＣよりも小さい。

したがってステップＳ７の判断はＮｏとなり、次のサイ
クルのスタートへ進む。

このようにして、測定した有機物負荷量に対応する適正
な酸素含有ガス供給量になるように制御される。

（２）現在の酸素含有ガス供給流量が少なすぎる場ム ロ 上記（１）において想定した場合と同じように、プログ
ラムはステップＳ１からステップＳ４までは同じように
進む。

しかし、ステップＳ４においては、この例の場合現在供
給している酸素含有ガス供給流量が少なすぎる場合を想
定しているので、（ＡＰ−Ａｏ ）はＣよりも小さくな
るその結果、プログラムは次のステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ４とは逆に（Ａｏ−ＡＰ
）がＣよりも大きいか否かが判断される。

現在供給している酸素含有ガス流量が少ないので、その
判断はＹＥＳである。

したがって、ステップＳ８において１．可変容量ブロア
１６を介して供給している酸素含有ガスの供給流量を１
ランク上げる。

そして、次のステップＳ９において前述したステップＳ
６と同じ動作が行われる。

すなわち、現在の酸素含有ガス供給流量を記憶する記憶
手段にストアされた情報をクリアして、新たに決定され
た情報ＡＰがストアされる。

このようにして、１制御サイクルが行われる。

そして、この制御サイクルが繰り返されるごとに、酸素
含有ガス供給流量がその都度１ランクずつ上げられてい
るので、現在酸素含有ガス供給流量ＡＰが上昇する。

その結果、ある制御サイクルのステップＳ７の段階にお
いて、（Ａｏ−ＡＰ）がＣより小さくなる。

これは現在の酸素含有ガス供給流量が、第２図の許容範
囲内になるように制御されたことを意味する。

（３）現在供給している酸素含有ガス供給流量が、ちょ
うど測定した有機物負荷量に対応する必要な酸素含有ガ
ス供給流量Ａ。

の許容範囲内にある場合は、前述した（１）および（２
）の場合の説明から明らかなように、ステップＳ１ 、
Ｓ２ 、Ｓ３゜Ｓ４およびＳ７のルーチンを進むサイク
ルが繰り返される。

以上のような第３図のフローダイアグラムにより、第２
図に示した有機物負荷量とそれに対応する必要な酸素含
有ガス供給流量への制御態様が理解されよう。

このようなこの発明の基本的構成によれば、たとえば有
機物負荷量が非常に小さく、究極的にはゼロになった場
合、応じて、必要な酸素含有ガス供給流量もゼロとなり
、ブロアの駆動を停止させることもできる。

第２図および第３図を参照して説明した上述の基本的構
成では、可変容量型ポンプ８を介して下降流路Ａへ循環
させる混合液流量を予め定められる大きな流量Ｗになる
ように設定した。

換言すれば、上述の説明では、下降流路へ供給する酸素
含有ガスの流量と、ポンプを介して循環させる流量との
関係を特に考慮する必要のないように、循環流量を大き
な値Ｗに設定した。

しかしながら、一般的には供給すべき酸素含有ガス流量
Ａと、循環流量Ｗとの関係は、気液比（Ａ／ＷまたはＡ
／（Ａ十Ｗ））が０．２、より好ましくは０．１６より
も小さくする必要がある。

なぜならば、この値よりも気液比が大きくなれば、クロ
ラギング現象が生じ、安定した気液２相流が得られない
からである。

そこで、前記気液比を考慮して、必要な酸素含有ガス供
給流量に応じて、循環流量を段階的に制御することも考
えられる。

そこで、再度、第２図を参照して、循環流量の制御に関
する原理を説明する。

まず初期循環流量をＷｌとし、Ａ／（Ａ＋Ｗ１）＝０．
１６になるような酸素含有ガス供給流量Ａまでの範囲を
前記初期循環流量Ｗ１に設定する。

そし、てＡ／Ａ＋Ｗ１が０．１６を超えると、循環すべ
き流量を１ランク上げてＷ２に設定する。

この循環流量のＷｌからＷ２への変更は、可変容量ポン
プ８を直接制御して可変してもよく、またはポンプ８を
複数個設けており、必要な酸素含有ガス供給流量の変化
に応じて、段階的に複数個の可変容量ポンプの各々を順
次駆動するように制御してもよい。

以上のようにして、気液比を予め考慮して、その気液比
を制御サイクルごとに演算して、循環流量を段階的に増
減することができる。

第４図は、第２図を参照して説明した酸素含有ガス流量
および循環流量の両方を制御する制御態様を説明するた
めのフローダイアグラムである。

基本的には、第３図で説明した必要な空気または酸素含
有ガス供給流量を決定するステップＳ１ないしＳ９まで
は同じである。

（１）測定した有機物負荷量Ｘ。

に対して、現在、過剰な酸素含有ガス流量Ａａ（第２図
）が供給されていた場合を想定する。

この場合は、それまでの制御にしたがって、供給されて
いる循環流量はＷ３であることが第２図かられかる。

このような条件のときに、いかに酸素含有ガス供給流量
が減少させるとともに循環流量を減少させるかについて
第４図を参照して説明する。

現に供給されている酸素含有ガス流量が過多の場合であ
るので、上記第３図の説明の（１）の場合の説明にした
がって、ステップＳ１からステップＳ６までのプログラ
ムが順次行われる。

そして、ステップＳ６の後、今度はステップＳ１１にお
いて現在供給している循環流量を記憶した記憶装置から
、その記憶した現在循環流量Ｗが読み出される。

今の例の場合ＷはＷ３である。

次にステップＳ１２においてＡ／（Ａ十Ｗ）が演算され
、その演算された値が０．０６よりも小さいかどうかが
判定される。

今の例の場合、Ｗは上述したようにＷ３であるが、Ａは
、すでにステップＳ６においてＡ（１から１ランク下げ
られてＡ （１ｏ となっている。

そして、その１ランク下げられた値Ａａｏ に対しては
Ａａｏ／（Ａａｏ＋Ｗ３）は０．０６よりも小さい。

したがって、プログラムはステップ８１２からステップ
Ｓ１３へ進むことになる。

そして、ステップ３１３において、循環流量Ｗが１ラン
ク下げられて流量がＷｌとなる。

そして、ステップＳ１４において記憶装置にストアされ
ていた前の循環流量Ｗ３がクリアされて新たに決定され
た循環流量Ｗ２がその記憶装置にストアされる。

このようにして、循環流量が１ランク下げられ新しい情
報が記憶された後、再びステップＳ１１およびＳ１２へ
進み同じ操作がくり返される。

この場合はステップＳ１２においては、今度はＷはＷｌ
の値であり、Ａは上述したＡａｏであることに留意され
たい。

その結果、Ａａｏ／ Ａ （Ａ ａｏ ＋Ｗ ２ ）は
０．０６よりも大きくなるので、ステップ８１２はＮＯ
となり、１制御サイクルが終了する。

このようにして、まず供給すべき酸素含有ガス流量が１
ランク下げられた後、その下げられた酸素含有ガス流量
に対応する循環流量が設定される。

次の制御サイクルで、酸素含有ガス供給流量がさらに１
ランク下げられれば、応じてそれに対応する循環流量が
決定されるのは上述したフローを繰り返すことによって
容易に達成される。

（２）次に、現在供給している酸素含有ガス供給流量が
、有機物負荷量Ｘ。

に対して必要な供給酸素含有ガス流量の許容範囲よりも
少ない量Ａβである場合を想定する。

この場合は、上述した第３図の動作の（２）の制御サイ
クル、すなわちステップＳ１．Ｓ２゜Ｓ３．Ｓ４．Ｓ７
．Ｓ８およびＳ９までのステップが行われる。

そして、ステップＳ９の後、前述したステップ８１１と
同じ要領で、記憶装置にストアされた現在の循環流量Ｗ
が読み出される。

第２図かられかるように、現在の循環流量はＷｌである
。

そして、ステップ３１６において、Ａ／（Ａ十Ｗ）が演
算され、その演算された値が０．１６よりも小さいかど
うかが判定される。

Ａは上述のステップＳ８において酸素含有ガス供給流量
が１ランクアツプされ、その結果、必要な許容範囲内の
値Ａβ０になっているものとする。

したがって、Ａ／（Ａ＋Ｗ）Ａβ。

／（Ａβｏ＋Ｗ１）となる。この値は、この第２図の位
置関係からも明らかなように、０．１６よりも高い値で
ある。

したがって、プログラムはステップ８１６かも８１７へ
進む。

ステップＳ１７では、循環流量Ｗが１ランクアツプされ
る。

すなわち循環流量がＷｌになるように制御される。

そして、ステップ３１８において、記憶装置にストアさ
れていた前の循環流量Ｗ１がクリアされて、新たに循環
流量Ｗ２がストアされる。

その後ステップＳ１５およびＳ１６で同じ操作が繰り返
され、Ａ／（Ａ＋Ｗ）が０．１６よりも小さくなっては
じめて、１制御サイクルが終了する。

なお、いうまでもなく、有機物負荷量Ｘ。

に対して、現在供給している酸素含有ガス供給流量が適
正な許容範囲内にある場合には、ステップＳ１．Ｓ２．
Ｓ３．Ｓ４およびＳ７を経由して１制御サイクルが終了
することは明らかであろう。

第５図はこの発明の他の実施例の基本原理を説明するた
めのグラフである。

第２図の実施例の場合は、有機物負荷量を直接測定して
それに対応する必要な酸素含有ガス供給流量を直接演算
して求めていたのに対し、第５図の実施例では、有機物
負荷量を直接測定せず、間接的に有機物負荷量に相関す
る。

上記流路Ｂを介して排出される排ガスの酸素ガス濃度ま
たは炭酸ガス濃度（以下、便宜上酸素ガス濃度の例につ
いて説明する）を測定し、それを有機物負荷に相関する
情報として取り出して必要な酸素含有ガス供給流量を求
める。

その目的で、第１図では、有機物負荷量検出手段２８は
、酸素ガス分析計である。

そして、タンク６の上部は、上昇流路から排出されるガ
スを密閉するように蓋３０が設けられる。

この蓋３０に管３２を介して、タンク６の上方に排出さ
れた排ガスが大気へ排出されるとともに、その一部が酸
素ガス分析計２８へ与えられる。

このようにして、酸素ガス分析計２８は上昇流路Ｂを介
して排出された排ガスに含まれる酸素ガスの濃度を測定
する。

排ガスに含まれる炭酸ガスを測定する場合は、酸素ガス
分析計２８に代わって炭酸ガス分析計が用いられるのは
いうまでもない。

第５図のグラフも基本的には第２図のグラフと同じよう
に、縦軸に必要な酸素含有ガス供給流量横軸に有機物負
荷量をそれぞれ取っている。

そして、有機物負荷に対する必要な酸素含有ガス供給流
量の関数として、直線Ｌ１の関数関係が成立する。

しかし、この実施例では、直接有機物負荷量を測定する
わけではなく、そのパラメータとなるのは排ガスに含ま
れる酸素ガス濃度である。

排ガスに含まれる酸素ガス濃度の変化は原点を中心にし
た回転方向にとられる。

直線Ｌ２は排ガスに含まれる酸素ガス濃度の最大許容値
、たとえば排ガス中の酸素が１５％もある場合を示し、
直換Ｌ３は排ガスに含まれる酸素ガス濃度の最小許容値
、たとえば排ガスに含まれる酸素が５％しかない場合を
示す。

そして直線Ｌ２とＡ３で囲まれた斜線の領域に、有機物
負荷に対する必要な酸素含有ガス供給流量が存在するよ
うに制御する。

より詳細に説明すると、まず前提として今供給されてい
る酸素含有ガス供給流量をＡ１とする。

そしてそのときの状態において上昇流路を介して排出さ
れるガス中に含まれる酸素ガス濃度が測定される。

そのときの排ガス中に含まれる酸素ガス濃度が最小許容
量よりもさらに小さな値にあるとする。

その排ガスに含まれる酸素ガス濃度の最小許容値よりも
小さな値に対する直線をＡ５とすれば、酸素含有ガス供
給流量Ａ１を表わす横軸に平行な線と、前記直線Ｌ５と
の交点Ａが、現在の酸素含有ガス供給流量と有機物負荷
量との関係を表わす点である。

第５図に示すように、この点Ａは、許容範囲からはずれ
ているので、酸素含有ガス供給流量をＡ１からＡ２まで
ｌランク上昇させて、点Ａ。

の許容範囲内まで上昇させる必要がある。

循環流量の関係については、第２図において説明した考
え方と同じである。

今の例の場合、酸素含有ガス供給流量を１ランク上げて
も循環流量Ｗ２の範囲内であるので、循環流量の制御は
必要ではない。

ところが、もしも現在の酸素含有ガス供給流量がＡ２で
あるとし、そのときの排ガスに含まれる酸素ガス濃度が
最小許容値以下であり、たとえば直線Ｌ５で表わされる
排ガス中の酸素ガス濃度とすれば、現在の酸素含有ガス
供給流量と有機物負荷とを表わす状態は点Ｂで表わされ
る。

この場合も、前述した点Ａの場合と同じ要領で、酸素含
有ガス供給流量をＡ２からＡ３まで１ランク上昇させる
必要がある。

しかしながら、このときはさらに酸素含有ガス供給流量
の増大に伴って、気液比の一定関係がくずれるため、循
環流量もＷ２からＷ３に１ランク上昇させる必要がある
ということが第５図から見られる。

次に、有機物負荷量と酸素含有ガス供給流量の関係にお
いて、現在の状態が酸素含有ガス供給流量が過多の場合
を想定する。

酸素含有ガス供給流量が過多の場合は、応じて上昇流路
を介して排出されるガスに含まれる酸素ガス濃度も、予
め定められる最大許容値、たとえば１５％、よりも多く
なる。

いま、供給している酸素含有ガス流量をＡ３とし、その
ときの排ガスに含まれる酸素ガス濃度がたとえば直線Ｌ
４に表わされる量にあれば、現在の酸素含有ガス供給流
量と有機物負荷との状態は、酸素含有ガス供給流量Ａ３
を表わす横軸に平行な線と直線Ｌ４との交点Ｃであられ
される。

したがって、この場合は、酸素含有ガス供給流量をます
Ａ３からＡ２まで１ランク下げ、それによって許容範囲
にある点Ｃ６まで下げる必要がある。

このとき、合わせて循環流量もＷ３からＷ２まで下げな
げればならない。

点りの場合は、酸素含有ガス供給流量を１ランク下げる
に留まり、循環流量はそのまま維持すればよいことが理
解されよう。

第６図は第５図で説明した基本原理を実現するためのフ
ローダイアグラムの一実施例を示す。

理解を容易にするために、第５図に示した値および記号
を用いて具体例として説明する。

（１）現在の状態が点Ａにある場合： このときは、前述したように、必要な制御は酸素含有ガ
ス供給流量を１ランクアツプすることである。

まず、ステップＳ３１において、排ガスに含まれた酸素
ガス濃度が測定される。

ステップＳ３２において、その測定された排ガスに含ま
れた酸素ガス濃度を０２として記憶装置に一時的にスト
アする。

そして、ステップ８３３において、その測定された値０
２と、予め記憶装置に記憶されている許容最大濃度０２
ＭＡＸとの差が演算されて、その演算された値が正か負
かが判断される。

第５図から明らかなように、点Ａは、最小許容ラインＬ
３よりもさらに小さなラインＬ５上にあるので、上記差
は当然負となる。

したがって、プログラムは次のステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４では、今度はステップＳ３１で測定した
酸素ガス濃度０２と、許容最小濃度０２ＭＩＮとの差が
演算され、その差が正か負かが判定される。

排ガス０２濃度は、上述したＬ５」二にあるので、やは
り、上記差もまた負である。

したがって、プログラムはステップＳ３５へ進む。

ステップ８３５で酸素含有ガス流量が１ランク上げられ
、Ａ１からＡ２になる。

ステップＳ３６では、現在の酸素含有ガス供給流量を記
憶する記憶装置に記憶された現在酸素含有ガス供給流量
、この場合Ａ１がクリアされて、新たにＡ２が記憶され
る。

その後、ステップＳ３７において、現在の循環流量Ｗが
読み出される。

現在の循環流量は、第５図から明らかなようにＷ２であ
る。

次のステップ３３８において、Ａ／（Ａ＋Ｗ）が演算さ
れて、その演算された値が０，１６よりも小さＬ・かど
うかが判断される。

今の例の場合、Ａ／（Ａ＋Ｗ） −Ａ２／（Ａ２＋Ｗ２
）であり、それは第５図からも明らかなように０．１
６よりも小さい。

したがってプログラムはステップ３３８から次の制御サ
イクルのためステップＳ３１へ戻る。

このようにして１制御サイクルにおち・て、点Ａが許容
範囲内にある点Ａ。

になるように制御される。

（２）現在の状態が点Ｂにある場合： この場合は、酸素含有ガス供給流量を１ランク上げると
ともに、循環流量も１ランク上げる必要がある。

酸素含有ガス供給流量を１ランク上げるまでの操作は、
上述した（１）の場合と同じようにステップＳ３１から
ステップ３３８までを進むことによって行なわれる。

ステップ８３８で行われる演算Ａ／（Ａ＋Ｗ）は、この
例の場合、Ａ３／（Ａ３＋Ｗ２）である。

この値は、明らかに０５１６よりも大きくなっているの
で、ステップ８３８の判断はＮＯとなる。

したがって、プログラムはステップ３３９へ進み、ステ
ップＳ３９において循環流量を１ランク上げて、Ｗ２か
らＷ３にする。

その後、ステップＳ４０において、記憶装置に記憶され
ていたそれまでの循環流量Ｗ、今の例の場合Ｗ２がクリ
アされて、新たに設定された循環流量Ｗ３が記憶装置に
ストアされる。

しかる後、再びステップＳ３７へ戻って現在のＷが読み
出される。

現在のＷは、直前のステップＳ４０においてＷ２からＷ
３に更新されているので、今回読み出された循環流量Ｗ
はＷ３となる。

そして、ステップ３３８において、今度はＡ／（Ａ＋Ｗ
）Ａ３／（Ａ３＋Ｗ３）となるので、当然その子直は０
．１６よりも小さくなるので、その判断はＹＥＳとなる
。

このようにして酸素含有ガス供給流量とそれに必要な循
環流量とが制御された。

（３）現在の状態が点Ｃにある場合： この場合は、現在供給している酸素含有ガス流量が多す
ぎる場合である。

ステップＳ３１゜Ｓ３２およびＳ３３までのステップは
上記（１）で示した場合と同じである。

ステップＳ３３において、（０２０２ＭＡＸ）は今度正
になる。

なぜならば、排ガスに含まれる酸素ガスの測定値０２は
、０２ＭＡＸを表わす直線Ｌ２ よりもさらに大きな値
を示す直線Ｌ４上にあるからである。

したがって、プログラムはステップＳ３３から３４１へ
進む。

そして、ステップＳ４１において、現在の酸素含有ガス
供給流量Ａ３かも１ランク下げられてＡ２にされる。

ステップＳ４２では、記憶装置にストアされていたそれ
までの酸素含有ガス供給流量Ａ３がクリアされて、新た
に設定された供給流量Ａ２が記憶手段にストアされる。

そして、ステップ３４３において、現在の循環流量Ｗが
読み出される。

現在の循環流量は、今の例の場合、Ｗ３である。

そして、ステップＳ４４において、Ａ、／（Ａ＋Ｗ）が
演算されるが、今の例の範囲は、Ａ／（Ａ＋Ｗ）Ａ２／
（Ａ２＋Ｗ３）であり、これが０．０６よりも小さいか
どうかが判断される。

循環流量はＷ３のままであるのに対し、酸素含有ガス供
給量はＡ３からＡ２にダウンしているので、その演算し
た値は当然０．０６よりも小さくなる。

したがって、プログラムは次のステップＳ４５へ進み、
ステップＳ４５において循環流量Ｗが１ランク下げられ
てＷ３からＷ２に降下する。

そして、ステップ３４６において、記憶装置にストアさ
れていたそれまでの循環流量Ｗ３がクリアされて、新た
に設定された循環流量Ｗ２が記憶装置にストアされる。

しかる後、ステップＳ４３へ戻って、再び記憶手段から
現在の循環流量が読み出される。

ステップ３４６において、新たに設定した循環流量Ｗ２
が記憶されているので、今回読み出される循環流量Ｗは
Ｗ２である。

したがって、次のステップＳ４４では、Ａ／（Ａ＋Ｗ）
はＡ２／（Ａ２＋Ｗ２）となり、この値は当然０．０６
よりも大きな値であるので、ステップＳ４４の判断はＮ
Ｏとなる。

このようにして、必要な酸素含有ガス供給流量が１ラン
ク下げられるとともに循環流量も１ランク下げられた。

（４）現在の状態が点りにある場合： この場合は、上載３）と同じようにステップＳ３１ 、
Ｓ３２．Ｓ３３．Ｓ４１．Ｓ４２゜Ｓ４３およびＳ４４
までが行われる。

そして、ステップＳ４４では、Ａ／（Ａ＋Ｗ）はＡ３／
（Ａ３＋Ｗ３）となるので、その演算値は当然０．０６
よりも大きい値となるため、ステップＳ４４の判断はＮ
Ｏとなる。

このようにして、この例の場合は単に酸素含有ガス供給
流量をｌランク下げるに留まる。

（５）現在の状態が点Ｅ１にある場合： この例の場合は、排ガスに含まれる酸素ガス濃度の検出
値が極めて低い場合、したがって酸素含有ガス供給流量
を単に１ランクの上昇させるだけでは追随できない場合
を示す。

基本的には、上載１）および（２）のステップを繰り返
すだけであることは容易に理解されよう。

まず、点Ｅ１からＥ２への上昇のときは、上記（２）の
場合の動作に従って、酸素含有ガス供給流量を１ランク
上げるとともに循環流量も１ランク上げられる。

そして次の制御サイクルにおいて、点Ｅ２からＥ３へ上
昇され、このときは、上述した（１）の動作に従い酸素
含有ガス供給流量の１ランクの上昇のみが行われる。

続いて、点Ｅ３からＥ４への移行もまた、上述の（１）
の動作が行われる。

このようにして、３回の制御サイクルが繰り返された結
果有機物負荷に対する必要な酸素含有ガス供給流量およ
び循環流量が決定される。

第６図の実施例では、排ガスに含まれる酸素ガス濃度を
検出し、その酸素ガス濃度を基準にして必要な酸素含有
ガス供給流量および循環流量を制御していくシーケンス
を示したが、前述したように、排ガスに含まれる炭酸ガ
ス濃度を検出して、それに基づき必要な酸素含有ガス供
給流量および循環流量を制御することもできる。

この場合、ステップＳ３１で、酸素ガス濃度の測定に代
わって、炭酸ガス濃度を測定することになり、したがっ
てステップＳ３２ではＣＯ２が記憶されることになる。

そして、ステップＳ３３では（ＣＯ２−ＣＯ２ＭＩＮ）
〈０の判断が行われる。

かつステップＳ３４では（ＣＯ，−ＣＯ２ＭＡＸ）＞０
の判定が行われる。

いうまでもなく、ＣＯ２ＭＩＮおよびＣＯ２ＭＡＸは、
それぞれ許容最小濃度および許容最大濃度を示す。

排気ガスに含まれる酸素ガス濃度と炭酸ガス濃度とは相
互に反比例するため、炭酸ガス濃度を測定する場合は、
第６図におけるステップ３３３と８３４との関係が逆に
なっていることが理解されよう。

第７図はこの発明の制御部分のハードウェア構成を示す
ブロック図である。

基本的には、制御部は、中央処理装置１１０と、予め定
められたプログラム、たとえば第３図、第４図および第
６図のようなプログラムを記憶する第１のリードオンリ
メモリ１２０と、有機物負荷量の、測定値から必要な酸
素含有ガス供給流量を演算するために予め設定された第
２図のような関数を記憶する第２のリードオンリメモリ
１３０と、検出もしくは測定されたデータを記憶するた
めのランダムアクセスメモリ１４０と入出力ポート１５
０とを含む。

有機物負荷量に相関する情報を検出するための検出装置
２００から検出された情報、たとえば排ガス中の炭酸ガ
ス濃度情報、または排ガス中の酸素ガス濃度または有機
物負荷量情報；供給している酸素含有ガス流量を検出す
る検出装置２１０から検出された現在供給している酸素
含有ガス流量情報；ならびにポンプにより上昇流路から
下降流路へ循環される混合液の循環流量を検出する手段
２２０から検出された現在循環している流量情報が、そ
れぞれ、リードオンリメモリ１２０および１３０、ラン
ダムアクセスメモリ１４０および入出力ポート１５０と
通信するため、入出力インタフェイス１６０およびデー
タバス１７０を介して転送される。

また、中央処理装置１１０とリードオンリメモリ１２０
および１３０、ランダムアクセスメモリ１４０および入
出力ポート１５０との間には制御バス１８０およびアド
レスバス１９０が設げられている。

より詳細に説明すれは、ランダムアクセスメモリ１４０
は転送されるデータのための記憶装置として用いられる
。

たとえば、排ガス中の酸素ガス濃度が検出された場合は
、その検出された酸素ガス濃度情報が入出力インクフェ
イス１６０、入出力ポート１５０およびデータバス１７
０を介してランダムアクセスメモリ１４０ヘスドアされ
る。

また、中央処理装置１１０はＩＪ−ドオンリメモリ１２
０にストアされたプログラムにしたがって一連の処理動
作を行う。

リードオンリメモリ１２０にストアされたプログラムに
したがって中央処理装置１１０で行われた演算により新
たに設定された酸素含有ガス供給流量および循環流量は
データバス１７０を介してランダムアクセスメモリ１４
０ヘスドアされるとともに、データバス１７０および入
出力ポート１５０、入出力インタフェイス１６０を介し
て酸素含有ガス供給流量制御装置２３０および循環流量
制御装置２４０へ与えられる。

なお、たとえば第４図のプログラムにおいて、現在の酸
素含有ガス流量や現在の循環流量を用いるステップが見
られるが、これらの情報は、酸素含有ガス流量検出手段
２１０や循環流量検出手段２２０から与えられて、ラン
ダムアクセスメモリにストアされた情報を用いることが
できるが、通常、酸素含有ガス供給流量や循環流量は、
前制御サイクルにおいて決定された酸素含有ガス供給流
量および循環流量であるのが通常であるので、前制御サ
イクルにおいて決定された酸素含有ガス供給流量および
循環流量をランダムアクセスメモリ１４０にストアして
、このストアされた情報を読み出すようにすることもで
きる。

第８図はこの発明の水処理装置における酸素含有ガス供
給手段の変形例を示すため全体構成の概略図である。

前に説明したように、被処理水中への酸素含有ガスの溶
解を良好に行えるようにするためには、供給すべき酸素
含有ガスの水中の気泡をできるだけ微細にするのがよい
。

第８図の実施例はそのような気泡を微細にするための改
良を含む。

基本的構成は第１図に示されるものと同様である。

したがって、第１図に示した参照数字により表わされる
エレメントと同一または類似の部分には同一の参照数字
を付す。

第８図の変形例では、ノズル１２のはき出し口１２ａの
下部近くに、スクリュー５０が被処理水に下降方向への
推進流を起こさせる状態で、回転駆動自在に設けられて
いる。

ノズル１２から供給された酸素含有ガス等の気泡が、前
記スクリュー５０により強制的に攪拌されて微細化され
るとともに下向循環流が発生されてうまく下降流動され
る。

第９図および第１０図は第８図の強制攪拌部分の他の変
形例を示す。

この変形例によれば、駆動回転自在に中空シャフト６０
が設けられ、この中空シャフト６０の下端にはその中空
シャフトの径、よりも大きい径を有する有底筒状体６１
が連結される。

筒状体６１０周方向には所定間隔を隔てスクリュ羽根６
２が設けられる。

この羽根６２のそれぞれの回転方向下手側に近接して位
置決めされるはき出し口１２ａが設けられる。

酸素含有ガスを供給する供給管１４と前記中空シャフト
６０とはロークリジヨイント６３によって連通ずるよう
連結されている。

したがって、圧縮機１６から供給管１４を介して供給さ
れた酸素含有ガスはロータリジヨイント６３および中空
シャフト６０を介してノズル１２のはき出し口１２ａへ
至る。

はき出し口１２ａを介してはき出されたガスは、その回
転方向下手側に位置決めされたスクリュ羽根６２により
微細化気泡にされる。

このような構成によれば、酸素含有ガスを供給する際に
、スクリュ羽根１２の回転に伴い、減圧雰囲気が得られ
るので、はき出し口１２ａのそれぞれに対しての被処理
水からの水圧が低減されることができしたがってそのガ
ス供給圧力、すなわち圧縮機１６の動力をより小さく干
ることができる。

被処理水中への酸素含有ガス等の水中での気泡を微細化
するために、前述のように、スクリュ５０やスクリュ羽
６２等に必らず、各種の構造変形が可能であるのは当業
者であれば容易に理解されよう。

このよう”に、第８図ないし第１０図に示される実施例
によれば、被処理水中に供給された酸素含有ガスの気泡
が微細化されるので、それらの供給ガスの浮力を減少す
ることができ、したがって圧縮機等において、そのガス
供給のための動力を小さくして被処理水とともに良好に
下降流動させることができる。

加えて、気泡が微小なため、酸素含有ガスを良好に加圧
溶解させることができる。

さらに、供給ガスの浮上を抑制できるので下降流動に伴
い、下降流路Ａの上端側内周面近くに発生付着する気泡
の成長を供給ガスによって助長することが防止される。

したがって、気泡が空気溜に成長してそれが破裂するこ
とにより生じる被処理水の漏れ等のトラブルの発生も抑
制することができる。

以上説明した実施例は例示であり他の変形が可能である
。

たとえば、排ガスに含まれる酸素ガスの含有率を検出す
るために、ガス分析によりその酸素ガスの含有率を検出
することもできる。

また可変容量型フロアまたは圧縮機１６から給気流路１
４を介して被処理水中に供給される酸素含有ガスの流量
は、制御機構１００において演算された値を利用してい
るが、給気流路１４から直接供給流量を実測することも
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基礎となる水処理装置の機構的な構
成およびこの発明の特徴の制御構成を概略的に示す。 第２図はこの発明の詳細な説明するための必要な酸素含
有ガス供給流量と有機物負荷量との関係を示すグラフで
ある。 第３図は有機物負荷の変動に従って供給すべき酸素含有
ガスの流量を決定する制御動作を説明するためのフロー
ダイヤグラムである。 第４図は有機物負荷の変動に応じて供給すべき酸素含有
ガスの流量および循環流量を制御する動作を説明するた
めのフローダイヤグラムである。 第５図はこの発明の他の実施例の原理を説明するための
グラフである。 第６図は第５図に示された原理に基づく制御動作を説明
するためのフローダイヤグラムである。 第７図はこの発明の制御部分のハードウェア構成を示す
。 第８図は、この発明の水処理装置における酸素含有ガス
供給手段の変形例を示すための全体的構成の概略図であ
る。 第９図は、第８図の酸素含有ガス供給手段の攪拌部分の
要部の断面図である。 第１０図は第９図の■−ＩＸ線の断面図である。 図において、Ａは下降流路、Ｂは上昇流路、２は内部管
、４は外部管、８は可変容量型ポンプ、１６は可変容量
型フロア、１００は制御機構、１１０は中央処理装置、
１２０および１３０はリードオンリメモリ、１４０はラ
ンダムアクセスメモリ、１５０は入出力ポート、２００
は有機物負荷相関情報検出装置、２１０は酸素含有ガス
流量検出装置、２２０は循環流量検出装置、２３０は酸
素含有ガス供給流量制御装置、２４０は循環流量制御装
置を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機物を含有する廃水を処理するための水処理装置
   であって、 深さ方向に延びるように配置され、前記廃水と活性汚泥
   とから戒る混合液を下降させるための下降流路と、 前記下降流路の外側に隣接して深さ方向に延びるように
   配置され、前記下降流路を介して供給される前記混合液
   を上昇させるための上昇流路と、前記上昇流路から前記
   下降流路へ混合液を揚水して循環させる循環手段と、 前記下降流路に酸素含有ガスを供給するための酸素含有
   ガス供給手段と、 前記上昇流路又は下降流路に作動的に設けられ、前記供
   給された廃水に含まれる有機物負荷に相関する情報を取
   り出す有機物負荷相関情報取出し手段と、 前記有機物負荷相関情報取出し手段からの情報に応答し
   て、前記酸素含有ガス供給手段の供給流量を制御する手
   段とを備えた、水処理装置。 ２ 前記有機物負荷相関情報取出し手段は、廃水に含ま
   れる有機物負荷量を直接検出する有機物負荷量検出手段
   を含み、 前記有機物負荷相関情報は前記有機物負荷量を表わす情
   報である、特許請求の範囲第１項記載の水処理装置。 ３ 前記有機物負荷量検出手段は紫外線フィルタである
   、特許請求の範囲第２項記載の水処理装置。 ４ 前記酸素含有ガス供給流量制御手段は、廃水に含ま
   れる有機物負荷量とそれに対応する必要な酸素含有ガス
   供給流量との間の予め定められた関数関係を記憶する第
   １の記憶手段と、前記有機物負荷量検出手段からの検出
   出力に応答して前記第１の記憶手段に記憶された関数関
   係から、前記検出出力に対応する酸素含有ガス供給流量
   情報を導出する手段と、 前記酸素含有ガス供給手段が現在供給している供給流量
   を検出する手段と、 前記酸素含有ガス供給流量情報導出手段から導出された
   供給流量情報と、前記供給流量検出手段により検出され
   た現在供給流量情報とを比較する手段と、 前記比較手段出力に応答して、前記酸素含有ガス供給手
   段からの供給流量を、所定の許容供給流量範囲になるよ
   うに制御する手段とを含む、特許請求の範囲第２項記載
   の水処理装置。 ５ 前記有機物負荷相関情報取出し手段は、前記上昇流
   路から出てくる排ガスに含まれる炭酸ガス濃度を検出す
   る炭酸ガス濃度検出手段を含み、前記有機物負荷相関情
   報が前記炭酸ガス濃度を表わす情報である、特許請求の
   範囲第１項記載の水処理装置。 ６ 前記酸素含有ガス供給流量制御手段は、前記炭酸ガ
   ス濃度検出手段により検出された炭酸ガス濃度が、予め
   定められた、前記排ガス中に含まれる許容しうる最大値
   と最小値との間にあるかどうかを判定する手段と、 前記判定手段出力に応答して、前記酸素含有ガス供給手
   段からの供給流量を所定の許容供給量範囲になるように
   制御する制御手段とを含む、特許請求の範囲第５項記載
   の水処理装置。 ７ 前記有機物負荷相関情報取出し手段は、前記上昇流
   路から出てくる排ガスに含まれる酸素ガス濃度を検出す
   る酸素ガス濃度検出手段を含み、前記有機物負荷相関情
   報が前記酸素ガス濃度を表わす情報である、特許請求の
   範囲第１項記載の水処理装置。 ８ 前記酸素含有ガス供給流量制御手段は、前記酸素ガ
   ス濃度検出手段により検出された酸素ガス濃度が、予め
   定められた、前記排ガス中に含まれる許容しうる最大値
   と最小値との間にあるかどうかを判定する手段と、 前記判定手段出力に応答して、前記酸素含有ガス供給手
   段からの供給流量を所定の許容供給流量範囲になるよう
   に制御する制御手段とを含む、特許請求の範囲第７項記
   載の水処理装置。 ９ 前記酸素含有ガス供給手段は酸素含有ガス供給路を
   有し、その供給路の出口近くに、水中の気泡を微細化す
   るための気泡微細化手段を含む、特許請求の範囲第１項
   記載の水処理装置。 １０ 前記気泡微細化手段は、前記供給路と兼用され
   ている、特許請求の範囲第９項記載の水処理装置。 １１ 前記気泡微細化手段は、前記供給路と独立して
   設けられている、特許請求の範囲第９項記載の水処理装
   置。 １２ 有機物を含有する廃水を処理するための水処理
   装置であって、 深さ方向に延びるように配置され、前記廃水と活性汚泥
   とから威る混合液を下降させるための下降流路と、 前記下降流路の外側に隣接して深さ方向に延びるように
   配置され、前記下降流路を介して供給される前記混合液
   を上昇させるための上昇流路と、前記上昇流路から前記
   下降流路へ混合液を揚水して循環させる循環手段と、 前記下降流路に酸素含有ガスを供給するための酸素含有
   ガス供給手段と、 前記上昇流路又は下降流路に作動的に設けられ、前記供
   給された廃水に含まれる有機物負荷に相関する情報を取
   り出す有機物負荷相関情報取出し手段と、 前記有機物負荷相関情報取出し手段からの情報に応答し
   て、前記酸素含有ガス供給手段の供給流量を制御する手
   段とを備え、 前記循環手段により循環される循環流量は予め定める量
   に設定され、 前記酸素含有ガス供給手段から供給される供給流量が、
   前記予め定める循環水量に対応する所定の酸素含有ガス
   流量を越えたことを判定する判定手段と、 前記判定手段出力に応答して、前記循環手段の予め定め
   る循環流量を越える循環流量を供給するように前記循環
   手段を制御する手段とをさらに備えた、水処理装置。 １３ 前記判定手段は、前記酸素含有ガス供給手段か
   ら下降流路へ供給されてし・る酸素含有ガスの供給流量
   を直接測定することにより所定量を越えたことを特徴す
   る特許請求の範囲第１２項記載の水処理装置。 １４ 前記判定手段は、 前記予め定める循環流量に対応する所定の酸素含有ガス
   を表わす基準値情報を記憶する第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段に記憶された基準値情報と、前記酸
   素含有ガス供給流量制御手段から導出された所要の酸素
   含有ガス供給流量情報とを比較する手段とを含む、特許
   請求の範囲第１２項記載の水処理装置。 １５ 前記有機物負荷相関情報取出し手段は、廃水に
   含まれる有機物負荷量を直接検出する有機物負荷量検出
   手段を含み、 前記有機物負荷相関情報は前記有機物負荷量を表わす情
   報である、特許請求の範囲第１２項記載の水処理装置。 １６ 前記有機物負荷量検出手段は紫外線フィルタで
   ある、特許請求の範囲第１５項記載の水処理装置。 １７ 前記酸素含有ガス供給流量制御手段は、廃水に
   含まれる有機物負荷量とそれに対応する必要な酸素含有
   ガス供給流量との間の予め定められた関数関係を記憶す
   る第１の記憶手段と、前記有機物負荷量検出手段からの
   検出出力に応答して前記第１の記憶手段に記憶された関
   数関係から、前記検出出力に対応する酸素含有ガス供給
   流量情報を導出する手段と、 前記酸素含有ガス供給手段が現在供給している供給流量
   を検出する手段と、 前記酸素含有ガス供給流量情報導出手段から導出された
   供給流量情報と、前記供給流量検出手段により検出され
   た現在供給流量情報とを比較する手段と、 前記比較手段出力に応答して、前記酸素含有ガス供給手
   段からの供給流量を、所定の許容供給流量範囲になるよ
   うに制御する手段とを含む、特許請求の範囲第１５項記
   載の水処理装置。