JPS5845913B2 - 活性汚泥法における微生物反応速度制御方法 - Google Patents
活性汚泥法における微生物反応速度制御方法Info
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- JPS5845913B2 JPS5845913B2 JP55034921A JP3492180A JPS5845913B2 JP S5845913 B2 JPS5845913 B2 JP S5845913B2 JP 55034921 A JP55034921 A JP 55034921A JP 3492180 A JP3492180 A JP 3492180A JP S5845913 B2 JPS5845913 B2 JP S5845913B2
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- Japan
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- nitrification rate
- microbial reaction
- nitrification
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、下水処理プロセスにおける活性汚泥法の如く
、好気的条件下での微生物を利用して基質を酸化分解処
理する活性汚泥法における微生物反応速度制御方法に関
する。
、好気的条件下での微生物を利用して基質を酸化分解処
理する活性汚泥法における微生物反応速度制御方法に関
する。
活性汚泥法を用いた下水処理プロセスによって良好な処
理水を得るためには、活性汚泥(微生物群)が流入下水
中に含まれる有機汚濁物書(基質)を効率的に除去でき
る環境を創ることが必要であり、それには次の2条件を
満足させる必要がある。
理水を得るためには、活性汚泥(微生物群)が流入下水
中に含まれる有機汚濁物書(基質)を効率的に除去でき
る環境を創ることが必要であり、それには次の2条件を
満足させる必要がある。
1つは、活性汚泥が基質除去を行なうときに必要とする
酸素量(BOD又はC!OD)を十分に与え、代謝活動
を円滑に行なわせることである。
酸素量(BOD又はC!OD)を十分に与え、代謝活動
を円滑に行なわせることである。
これはエアレーションタンクにおける溶存酸素濃度(D
O)を適正な値に保つことにより条件が満足され、既に
実用化されその効果が実証されている。
O)を適正な値に保つことにより条件が満足され、既に
実用化されその効果が実証されている。
他の1つは流入基質量と微生物量の比率(F/M比)を
適正な値に維持することで単位微生物量当りの除去すべ
き基質量が安定し処理水質の向上を望むことができる。
適正な値に維持することで単位微生物量当りの除去すべ
き基質量が安定し処理水質の向上を望むことができる。
従来の活性汚泥法は、前者についてはエアレーションタ
ンク内の溶存酸素濃度を一定に維持するDO一定制御が
なされ、後者についてはF/M比を適正な値にするため
にプロセス内(エアレーションタンク及び最終沈殿池さ
らには汚泥貯留層を含めた処理系内)に存在する汚泥の
一部を余剰汚泥として系外に排出する余剰汚泥制御がな
されていた。
ンク内の溶存酸素濃度を一定に維持するDO一定制御が
なされ、後者についてはF/M比を適正な値にするため
にプロセス内(エアレーションタンク及び最終沈殿池さ
らには汚泥貯留層を含めた処理系内)に存在する汚泥の
一部を余剰汚泥として系外に排出する余剰汚泥制御がな
されていた。
なお、余剰汚泥量の決定には、(1)プロセス内の汚泥
量が一定となるようにする簡易法、(2)流入基質量と
汚泥量を計測して余剰汚泥量を算定する方法、(3)プ
ロセス内の汚泥滞留時間(SRT又はSA)が一定とな
るように余剰汚泥量を決める方法が考えられている。
量が一定となるようにする簡易法、(2)流入基質量と
汚泥量を計測して余剰汚泥量を算定する方法、(3)プ
ロセス内の汚泥滞留時間(SRT又はSA)が一定とな
るように余剰汚泥量を決める方法が考えられている。
こうした従来のDO一定制御や余剰汚泥量制御は、これ
ら制御を施さない場合に比べて処理水質が向上し、酸素
供給するためのブロワ動力費を節減できることが確認さ
れている。
ら制御を施さない場合に比べて処理水質が向上し、酸素
供給するためのブロワ動力費を節減できることが確認さ
れている。
しかし、従来方法は、DO設定値及び汚泥滞留時間(S
A又はS RT )などの余剰汚泥量検出のための設定
値をある値に固定している。
A又はS RT )などの余剰汚泥量検出のための設定
値をある値に固定している。
このため、エアレーションタンク内の水温、流入負荷等
が変化すると固定設定値では目標とする反応速度よりも
進み過ぎたり未反応のまま残ったりして処理水質が変動
し、場合によっては処理水質が悪化することもあった。
が変化すると固定設定値では目標とする反応速度よりも
進み過ぎたり未反応のまま残ったりして処理水質が変動
し、場合によっては処理水質が悪化することもあった。
**
本発明は、活性汚泥処理反応における硝化率を一定にす
る制御系とすることにより、従来の問題点を解消し、さ
らに後に示す特徴を肩する制御方法を提供することを目
的とする。
る制御系とすることにより、従来の問題点を解消し、さ
らに後に示す特徴を肩する制御方法を提供することを目
的とする。
本願発明者等の研究によれば、処理系におけるDo設定
値、SA設定値と処理水質の関係及び水温や流入水負荷
等の外部条件の変化が処理水質、すなわち微生物反応速
度に最も影響を与えるのは硝化率であることを見い出し
た。
値、SA設定値と処理水質の関係及び水温や流入水負荷
等の外部条件の変化が処理水質、すなわち微生物反応速
度に最も影響を与えるのは硝化率であることを見い出し
た。
ここで、硝化率は下記(1)式で定義する。
但し、NH3−Nはアンモニア性窒素濃W(mVe)、
No3−Nは硝酸性窒素濃度(mIv7)、NO,、−
Nは亜硝酸性窒素濃W(mグ/l)である。
No3−Nは硝酸性窒素濃度(mIv7)、NO,、−
Nは亜硝酸性窒素濃W(mグ/l)である。
第1図はDO設定値を変えた場合の処理水のC!OD(
化学的酸素要求量)除去率特性A、硝化率B、88(浮
遊物質)除去率特性Cを示す。
化学的酸素要求量)除去率特性A、硝化率B、88(浮
遊物質)除去率特性Cを示す。
但し、SA設定値は10日とした。
図において、特性Aで示すCOD除去率は下記(2)式
で示すようにエアレーションタンクの流入水でのCOD
値C0D1と処理水でのCOD値C0D2の測定値から
算出し、特性Cで示すSS除去率は下記(3)式で示す
ように流入水でのSS値S81と処理水でのSS値SS
2の測定値から算出し、特性Bで示す硝化率は前記(1
)式に基づいてエアレーションタンク出口又は処理水放
流口におけるNH3−N、N03−N 、N02−Nの
測定値から算出している。
で示すようにエアレーションタンクの流入水でのCOD
値C0D1と処理水でのCOD値C0D2の測定値から
算出し、特性Cで示すSS除去率は下記(3)式で示す
ように流入水でのSS値S81と処理水でのSS値SS
2の測定値から算出し、特性Bで示す硝化率は前記(1
)式に基づいてエアレーションタンク出口又は処理水放
流口におけるNH3−N、N03−N 、N02−Nの
測定値から算出している。
第1図に示されるように、DO設定値の変更に対してC
OD除去率及びSS除去率の変化は少ないが、硝化率は
直線的に比例する。
OD除去率及びSS除去率の変化は少ないが、硝化率は
直線的に比例する。
すなわち、Do設定値によって硝化率を変更しうろこと
換言すれば硝化率を一定にするDO設定値を変える必要
があるという関係にある。
換言すれば硝化率を一定にするDO設定値を変える必要
があるという関係にある。
この硝化率とDO設定値との関係において、DO設定値
を変更したときから該設定値に見合った硝化率になるま
での応答性は、第2図に硝化率のステップ応答特性を示
すように1〜2時間程度の時定数を持ち、水処理系では
連応性がある。
を変更したときから該設定値に見合った硝化率になるま
での応答性は、第2図に硝化率のステップ応答特性を示
すように1〜2時間程度の時定数を持ち、水処理系では
連応性がある。
第3図はSA設定値を変更した場合の処理水質への影響
を示す。
を示す。
但し、DO設定値は3 m’il/ tとした。
同図において、特性りはCOD除去率を、特性Eは硝化
率を、特性FはSS除去率を示し、これら測定は前記(
1) 、 (2) 、 (3)式によっている。
率を、特性FはSS除去率を示し、これら測定は前記(
1) 、 (2) 、 (3)式によっている。
第3図に示されるように、SA設定値の変更に対してC
OD除去率、SS除去率及び硝化率の変化は殆んど現わ
れない。
OD除去率、SS除去率及び硝化率の変化は殆んど現わ
れない。
この理由は、SA設定値を3日で運転しても処理系内の
硝化菌の増殖率が余剰汚泥として処理系外へ排出される
量よりも大きいことに基づくもので、この関係を維持す
る限り硝化率はSA設定値よりもDO設定値により律速
される。
硝化菌の増殖率が余剰汚泥として処理系外へ排出される
量よりも大きいことに基づくもので、この関係を維持す
る限り硝化率はSA設定値よりもDO設定値により律速
される。
次に、微生物反応速度に影響を与える因子としての水温
は、10℃上昇すると微生物反応速度が2程度変速くな
ることが知られている。
は、10℃上昇すると微生物反応速度が2程度変速くな
ることが知られている。
この結果、冬期は夏期よりもDo値、SA値を同−二、
にした処理でも硝化率は冬期の方が低目となる。
にした処理でも硝化率は冬期の方が低目となる。
以上の結果より、硝化率を指標にして、これを−1囲に
維持することにより、エアレーションタンク内の水温、
流入負荷等の外的条件の変動にも微生物反応速度を一定
に制御し、良好な処理水を得ることができる。
維持することにより、エアレーションタンク内の水温、
流入負荷等の外的条件の変動にも微生物反応速度を一定
に制御し、良好な処理水を得ることができる。
なお、硝化率は前記(1)式から求まるほかに、流入水
中のNH3−N濃度(NH3−N)1と処理水もしくは
エアレーションタンク出口のNH3−N濃度(NH3−
N)、、から近似的に下記(4)式から求まる。
中のNH3−N濃度(NH3−N)1と処理水もしくは
エアレーションタンク出口のNH3−N濃度(NH3−
N)、、から近似的に下記(4)式から求まる。
さらに、流入水が家庭廃水や特定工場廃水では流入水中
NH3−N濃度は時間変動が小さくほぼ一定しているこ
とから下記(5)式から硝化率を求めることができる。
NH3−N濃度は時間変動が小さくほぼ一定しているこ
とから下記(5)式から硝化率を求めることができる。
但し、Noは流入水中NH3−N濃度の平均値であり、
処理水や処理場により多少異なる。
処理水や処理場により多少異なる。
第4図は本発明の制御方法による処理系統図を示し、前
記(1)式による硝化率演算によりDO設定値を補正し
、処理水の硝化率を目標値に維持する制御系としている
。
記(1)式による硝化率演算によりDO設定値を補正し
、処理水の硝化率を目標値に維持する制御系としている
。
同図において、流入水Q1はエアレーションタンク1に
導かれ、エアレーションタンク1にはブロワ2から制御
弁3を通した制御された空気が吹込まれ、タンク1にお
ける溶存酸素濃度制御がなされ、活性汚泥が基質除去に
必要な酸素量にされる。
導かれ、エアレーションタンク1にはブロワ2から制御
弁3を通した制御された空気が吹込まれ、タンク1にお
ける溶存酸素濃度制御がなされ、活性汚泥が基質除去に
必要な酸素量にされる。
この溶存酸素濃度制御のために、エアレーションタンク
1におけるDO値をDOO40検出し、この検出値とD
O設定器5の設定値との突合せ、その偏差に応じた風量
制御信号をDO調節計6から取出し、この風量制御信号
とブロワ−2からの空気吹込量を検出する風量計7の検
出信号との突合せによって制御弁3の制御量を風量調節
計8から得る。
1におけるDO値をDOO40検出し、この検出値とD
O設定器5の設定値との突合せ、その偏差に応じた風量
制御信号をDO調節計6から取出し、この風量制御信号
とブロワ−2からの空気吹込量を検出する風量計7の検
出信号との突合せによって制御弁3の制御量を風量調節
計8から得る。
こうしたDo値制御は設定器5の設定値一定とする場合
には従来のDo一定制御方法として採用されている。
には従来のDo一定制御方法として採用されている。
エアレーションタンク1を経た処理水は最終沈殿池9に
導かれて汚泥の沈殿がなされ、処理水Q2としてプロセ
ス外に排出される。
導かれて汚泥の沈殿がなされ、処理水Q2としてプロセ
ス外に排出される。
そして、エアレーションタンク1における流入基質量と
微生物量の比率(F/M比)を適正な値に維持するため
に余剰汚泥量制御がなされる。
微生物量の比率(F/M比)を適正な値に維持するため
に余剰汚泥量制御がなされる。
この制御には前記の方法の1つが採用され、エアレーシ
ョンタンク1での必要汚泥量制御にポンプ10による活
性汚泥返送がなされ、余剰汚泥はポンプ11によって系
外に排出される。
ョンタンク1での必要汚泥量制御にポンプ10による活
性汚泥返送がなされ、余剰汚泥はポンプ11によって系
外に排出される。
こうした処理系において、本発明による硝化率制御のた
めに、エアレーションタンク1におけるNH3−N値、
N03−N値、N02−N値を夫々の検出器12,13
.14で検出し、これら検出値から前記(1)式に基づ
く硝化率演算を演算器15でなし、この演算結果と目標
硝化率設定器16の設定値と突合せて調節計11の入力
とし、調節計17には第1図の特性B及び流入水温や流
入負荷など硝化率に影響する要因を加味した調節特性を
持たせてDo設定器5の設定値制御をする。
めに、エアレーションタンク1におけるNH3−N値、
N03−N値、N02−N値を夫々の検出器12,13
.14で検出し、これら検出値から前記(1)式に基づ
く硝化率演算を演算器15でなし、この演算結果と目標
硝化率設定器16の設定値と突合せて調節計11の入力
とし、調節計17には第1図の特性B及び流入水温や流
入負荷など硝化率に影響する要因を加味した調節特性を
持たせてDo設定器5の設定値制御をする。
こうした制御系を備えることにより、エアレーション出
口の硝化率が設定器16の目標値に維持される。
口の硝化率が設定器16の目標値に維持される。
なお、前記(5)式7こ−よって硝化率を近似できる処
理場では、検出器12のNH3−N検出値とN。
理場では、検出器12のNH3−N検出値とN。
設定器18の設定値とによって硝化率演算器15が硝化
率演算する。
率演算する。
また、前記(4)式による硝化率演算で制御する場合に
は、NH3−N検出器をエアレーションタンク入口と出
口に設置して硝化率演算器15が演算する構成とする。
は、NH3−N検出器をエアレーションタンク入口と出
口に設置して硝化率演算器15が演算する構成とする。
第5図は本発明に基づいた他の処理系統図を示す。
同図においては、調節計11の出力を直接に風量操作信
号としている。
号としている。
これは第1図の特性Bに示すように、DO設定値と硝化
率が比例関係にあることに基づいて、調節計17にDO
設定値と硝化率の相関関数特性も持たせる。
率が比例関係にあることに基づいて、調節計17にDO
設定値と硝化率の相関関数特性も持たせる。
この場合も硝化率演算には前記(1)式に限らず、(4
)又は(5)式によって演算することでも良い。
)又は(5)式によって演算することでも良い。
さらに、硝化率演算器15はNH3−N濃度のみを取出
し、設定器16をNH3−NaW設定器としてエアトー
ションタンク1出口のNH3−N濃度を一定に制御する
ことにより、硝化率を近似的に一定に維持することで同
等の作用、効果を得ることができる。
し、設定器16をNH3−NaW設定器としてエアトー
ションタンク1出口のNH3−N濃度を一定に制御する
ことにより、硝化率を近似的に一定に維持することで同
等の作用、効果を得ることができる。
なお、第4図及び第5図において、硝化率制御精変を向
上させるために、検出器12〜14の出力にフィルター
を挿入したり、硝化率演算器出力について移動平均や指
数平滑回路を設ける。
上させるために、検出器12〜14の出力にフィルター
を挿入したり、硝化率演算器出力について移動平均や指
数平滑回路を設ける。
また、本発明の適用に際しては硝化菌が処理系内に存在
することが前提条件となることから、前記のように余剰
汚泥の排出速度は硝化菌の増殖速度以下にする。
することが前提条件となることから、前記のように余剰
汚泥の排出速度は硝化菌の増殖速度以下にする。
以上間らかにしたように、本発明による制御方法は、活
性汚泥処理における微生物反応速度を硝化率を指標にし
て直接制御することができ、従来の制御方法、例えばD
O一定制御のように反応進み具合が目標とする反応遠吠
よりも進み過ぎたり未反応のまま残ったりすることが無
くなる。
性汚泥処理における微生物反応速度を硝化率を指標にし
て直接制御することができ、従来の制御方法、例えばD
O一定制御のように反応進み具合が目標とする反応遠吠
よりも進み過ぎたり未反応のまま残ったりすることが無
くなる。
そして、硝化率を指標とするため、硝化が進みすぎるこ
とによる糸状菌等の発生を抑えたり、一部脱窒まで進ん
で最終沈殿池での汚泥の沈降速度低下や微細ブロックの
浮上等を無くすことができ、良好な処理水質を得ること
ができる。
とによる糸状菌等の発生を抑えたり、一部脱窒まで進ん
で最終沈殿池での汚泥の沈降速度低下や微細ブロックの
浮上等を無くすことができ、良好な処理水質を得ること
ができる。
さらに、硝化率がある値(10嶺程変)以下になると炭
素系の基質の除去率も急激に低下するが、これら不都合
も解消される。
素系の基質の除去率も急激に低下するが、これら不都合
も解消される。
第1図は処理系におけるDO設定値と処理水質の関係を
示す図、第2図はDO設定値の変更に対する硝化率のス
テップ応答特性を示す図、第3図はSA設定値と処理水
質の関係を示す図、第4図は本発明の制御方法による処
理系統図、第5図は本発明に基づいた他の処理系統図で
ある。 1・・・・・・エアレーションタンク、2・・・・・・
ブロワ、3・・・・・・制御弁、4・・・・・・DO検
出器、5・・・・・・DO設定器、6・・・・・・Do
調節計、7・・・・・・風量検出器、8・・・・・・風
量調節計、9・・・・・・最終沈殿池、10,11・・
・・・・ポンプ、12〜14・・・・・・検出器、15
・・・・・・硝化率演算器、16・・・・・・硝化率設
定器、11・・・・・・調節計、18・・・・・・No
設定器。
示す図、第2図はDO設定値の変更に対する硝化率のス
テップ応答特性を示す図、第3図はSA設定値と処理水
質の関係を示す図、第4図は本発明の制御方法による処
理系統図、第5図は本発明に基づいた他の処理系統図で
ある。 1・・・・・・エアレーションタンク、2・・・・・・
ブロワ、3・・・・・・制御弁、4・・・・・・DO検
出器、5・・・・・・DO設定器、6・・・・・・Do
調節計、7・・・・・・風量検出器、8・・・・・・風
量調節計、9・・・・・・最終沈殿池、10,11・・
・・・・ポンプ、12〜14・・・・・・検出器、15
・・・・・・硝化率演算器、16・・・・・・硝化率設
定器、11・・・・・・調節計、18・・・・・・No
設定器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下水処理プロセス等における流入水中に含まれる有
機汚濁物質を活性汚泥による微生物によって酸化分解処
理する活性汚泥法において、処理系内の硝化率を一定に
維持することによって微生物反応速度を制御することを
特徴とする微生物反応速度制御方法。 2、特許請求の範囲第1項において、硝化率は処理系内
のアンモニア性窒素濃度と硝酸性窒素濃度及び亜硝酸性
窒素濃度の測定値から算出する微生物反応速度制御方法
。 3 特許請求の範囲第1項において、硝化率は処理系へ
の流入水中アンモニア性窒素濃度と処理水中のアンモニ
ア性窒素濃度の測定値から算出する微生物反応速度制御
方法。 4 特許請求の範囲第1項において、硝化率は流入水中
のアンモニア性窒素濃度の平均値と処理水中のアンモニ
ア性窒素濃度の測定値から算出する微生物反応速度制御
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55034921A JPS5845913B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | 活性汚泥法における微生物反応速度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55034921A JPS5845913B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | 活性汚泥法における微生物反応速度制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56130299A JPS56130299A (en) | 1981-10-13 |
JPS5845913B2 true JPS5845913B2 (ja) | 1983-10-13 |
Family
ID=12427669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55034921A Expired JPS5845913B2 (ja) | 1980-03-19 | 1980-03-19 | 活性汚泥法における微生物反応速度制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5845913B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100428952B1 (ko) * | 2001-12-12 | 2004-04-29 | 주식회사 팬지아이십일 | 암모니아성 질소 및 질산성 질소 분석기를 이용한 질산화탈질 자동제어 시스템 |
JP4910266B2 (ja) * | 2004-03-01 | 2012-04-04 | 栗田工業株式会社 | アンモニア性窒素含有水の硝化方法及び処理方法 |
JP5802426B2 (ja) * | 2011-04-26 | 2015-10-28 | 株式会社日立製作所 | 生物学的水処理装置 |
JP5902106B2 (ja) * | 2013-01-10 | 2016-04-13 | 株式会社西原環境 | 排水処理装置およびこれに用いる送風量制御器、並びに排水処理方法 |
JP6062328B2 (ja) * | 2013-07-10 | 2017-01-18 | メタウォーター株式会社 | 排水の処理方法および排水の処理装置、並びに制御方法、制御装置、およびプログラム |
-
1980
- 1980-03-19 JP JP55034921A patent/JPS5845913B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56130299A (en) | 1981-10-13 |
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