JPS5861889A - 下水処理制御方法 - Google Patents

下水処理制御方法

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JPS5861889A
JPS5861889A JP56158700A JP15870081A JPS5861889A JP S5861889 A JPS5861889 A JP S5861889A JP 56158700 A JP56158700 A JP 56158700A JP 15870081 A JP15870081 A JP 15870081A JP S5861889 A JPS5861889 A JP S5861889A
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JP
Japan
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sludge
return
tank
concentration
flow rate
Prior art date
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Pending
Application number
JP56158700A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Nakayama
隆 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

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】 (a+  技術分野の説明 本発明は微生物を用%/−hた活性汚泥法による下水処
理場における曝気槽内の混合浮遊固形物の濃度および返
送汚泥の濃度がその与えられた目標値#4度を保つよう
、返送汚泥流蓋ならびに余剰汚泥流量を制御する下水処
理制御方法に関するものである。
偽) 従来技術の説明 微生物を用いた活性汚泥法における下水処理システムの
基本構成はgt図に示す如くになっている。即ち、■水
流入管lより有機物を含む下水が曝気槽2へ流入し、第
1槽23−第4楡2d  へと順に流れ、曝気槽2内の
微生物、即ち混合浮遊固形物(以下M L S Sと称
−rる)と充分攪拌・混合・曝気された後、その混合液
夕ま堵終沈澱池3へ流入する。この沈澱池3内で沈澱に
よる固液分離が行われ、その上澄液は上澄水放流管4よ
り放流される。また最終の沈澱池3の底部に沈降した固
形物(汚泥)の大部分ね沈澱池3の底部より引抜かれた
後、返送汚泥ポツプ5で流を虐節弁6を介して前記曝気
J4i2に返送され、残りは余剰汚泥ポンプ7より流j
t調節弁8を介して系外排出さiLる。
この種の下水処理システムにおいては、汚泥量の、安寛
な運転管理が冥行されなければならない。すなわち、曝
気槽2および沈澱池3 VC滞留している総汚泥誓を目
11こ保ちつつ、−気41w2円のMLSSを目標値に
保持するより1(丁御で、後者は返送汚泥流tht制(
財)によって行なわれる。
これらの制御方法としては、返送汚泥流ir 1ttl
制御−金、MLSS値のフィードバック制#または流入
汚水流量比例制御にて行い、余剰汚泥流菫制御を、曝気
4!2および沈澱池3の数学モデルによシ計算された各
滞留汚泥蓋値の和をフィードバックして目標値との差を
とりP、I演算して行う方法がおる。
しかしながら、数学モデルにょシ得られた汚泥総量値を
フィードバックして制御することには、次のような問題
がある。たとえば、沈澱池3の数学モデルの構造ll1
s気槽2より流入した汚泥がある時間おくれのりに沈澱
池3の底部より引抜かれるというものであシ、結局物質
収支モデルとなる。従ってモデルから計算されたU沈澱
池総汚泥量」とiうのは初期汚泥蓋に、(流入汚泥量)
−(引抜き汚泥蓋)の現在までの積算値を加えたものと
なるが、実際に沈澱池3に滞留する汚泥の総量を把握す
ることは一般に困難であるため、数学モデルにより計算
された「沈澱池汚泥総量」の11ホが正確であるかどう
かの検証はされていないことから一1架空の値を用、い
てしまうおそれがおる。また、長期的には沈澱池への「
流入汚泥量」の過去からの積算値は溢流により放流され
る固形浮遊物(以下8Sと称す)が問題にならないほど
小さいときは、「引抜き汚泥量」の積算値と一致するは
ずであるが、実際に測定してみると、引抜き汚泥蓋の積
算値は流入汚泥量の積算値の90チ程度しかなく、流入
汚泥量から放流5SiIkをさしひいてもなお、91チ
しかないことがわかった。これは、曝気槽2の詳細な処
理行程は第2図に示す如く、普通第1槽2暑から第4槽
2dまで夫々並列に複数系列!、〜/nに分割されてお
り、それらのうち一系列の、たとえば汚泥濃度計9で、
計測された曝気槽2内のλ(LSS値のみでは全系列1
1〜inを代表する値となりにくいためと、各系列VL
は流量を計測された流入汚水と返送汚泥が流入するが、
その流入配分が等しくなっていない。すなわち第2図の
返送汚泥流量計10、流入汚水流量計11で計測された
両流量の合計値を系列数nで割った流量が正しく各系列
右〜Inに流入する流量になっていなりことなどの原因
による。こうした理由から、曝気槽2についても流入汚
泥量の積算値と流出汚泥量の積算値が、一系列のみに配
置され次計測器からのデータによる場合には、一致しな
い。しかし、全系列にj1〜In計測器を設置すること
は不経済である。また、この入出力汚泥量の不一致を汚
泥増殖のためとすることは正しくな10 (cl  発明の目的 本発明は上記の欠点を除去して、その第1の目的は、余
剰汚泥の引抜き制御を、数学モデルにより計算された「
汚泥総量」のフィードバックによってではなく、現実に
計測された量をフィードバックすることにより正確な余
剰汚泥の引き抜き制御が行える下水処理制御方法を提供
することにある。
ま−た第2の目的は、返送汚泥流量の制御として、ML
88をできるだけ目標浸度に保ちながら、返送汚泥濃度
も所定範Hに収められるような正確な返送汚泥流量を決
定できる下水処理制御方法を提供することにある。
更に第3の目的は、返送汚泥流量制御1を行うに当り使
用される2つの数学モデル(曝気槽と沈澱池)に汚泥濃
度分布の不均一や流蓋配分の不均一から生じる物質収支
の不均衡を補正する方、法を与え、モデルが常に正しく
機能するようにした下水処理制御方法を提供することに
ある。
(11)発明の構成 以下、本発明の一実施例について第3図、第4図を参照
しながら説明する。
本発明の下水処理制御方法は第3図に示す構成であり、
操作量は返送汚泥流量と余剰汚泥流量である。下水流入
管lよシ有機物を含む下水が曝気槽2へ流入する途中に
流入汚水流量計11゜SS計12を設け、また沈澱池3
から曝気槽2への汚泥返送系に返送汚泥it計10、汚
泥111f計13を設け、更に沈#池3からの余剰汚泥
引き抜き系には余剰汚泥流量計14を設けている。一方
曝気槽2内に設けたML8S計9からの情報は入出力装
置17を経て制御用計算機18に入力され、る。以下4
は第1図に示す従来のものと同じように上澄水放流管、
5.7はポンプ、6,8ti流量流量弁である。
制御用計算機18中では所定の演算方式にょ〕余剰汚泥
流量セ′および返送汚泥流量。1′を計算し返送汚泥流
量に関しでは、制御用計算機18の内部でV電エレーシ
目ンによす次すンブリ7グ周期の返送汚泥濃度を予測し
、この値が所定範囲でなければ流量を、修正して、その
結果求まった各操作量を入出力装置17を経て返送汚泥
流量詞*装置15および余剰汚泥流量調節装置16に伝
える。一方で過失1日分の計測データから、制御用計算
横18中シis−レータ奢構成しているモデルの物質収
支補正AI)メタは日々更ILJれていく。
−) 発明の作用− 第4図は、本発明の下水処理制御方法を示すフローチャ
ートである。まずML88@[目標値XA r (r判
Vt)、返送汚泥濃度目標値Xmr (min)が与え
られパラメータが設定される。次に曝気槽2、沈澱池3
の各汚泥濃度初期値が状態量の初期値として設定し入出
力装置17ヲ経て制御用計算p18に入力され、開始時
間を設定する。次には流入下水流量Ql(wl/に1)
、ss計12ノ値Xx(mg//) 、ML S s計
90値(mg7の1返i11.汚泥濃度分布(mg/A
’ )の現在値を検出しデータ針欄値として制御用計算
機18に入力しこれにょ9返送汚泥流量Q”(m7h)
を次式(1)(2)または次式(3)により仮決定し余
剰汚泥流量Qw’ 〔!Is/h )を次式(4)で決
定する。
ΔQln :: Kpyh ・(eh、−ehn−* 
)+に* トe h、 ・T・” (1)Qnn = 
Qan−: 十ΔQmn        =・(2)Q
lM” =−・(e?n−eyn++ 1 )十−”<
I?、”τ (4まただし、前記の丈においてe?=α
・eB+(i−a)・Cムで、匂およびeムはそれぞれ
返送汚泥濃度およびMLSSfa度の目標値からの偏差
、αは重み係数でToり、Kpm 、KI l 、Kp
w *KIW Fj制御定a”t’ある。Tはサンプリ
ング周期であシ、添字nは各−サンプリング周期−を示
す。次に状態量を格納し曝気槽2、沈澱池3%デルを通
じてlサンプリング周期先の返送汚泥濃度を予測する。
この予測返送汚泥機度が許容範囲内であるがどうかを計
算し所定上限値以上であれば、Q11′n−Q動子JQ
11、所定下限値以下°であればQmH=Qmn −’
Qmとする。ただしδQi(m’/h ) > 011
、修正量である。そのとき時刻を1サンプリング周期も
どし、すべての状態をもとにもどす。そして予測返送汚
泥一度が所定範囲内に収まるか、また唸修正−数が所定
回数以上となったらそのときの返送汚泥量を、余剰汚泥
流量とともに!I作量として入出力懺[17を経て制御
用計算機18から出力する。一方、所定時間(たとえば
24時間)経たら、曝気槽2および沈澱池3のモデルの
物質収支補正パラメータaおよびb’6更新する。ただ
しこれは次式(5)および次式(6)にょシ計算する。
ここに、 Qx、Qm、Qvr はそれぞれ流入汚水、
返送汚泥、余剰汚泥の各流量CvnVh ) e X’
 sX凰、XAはそれぞれ流入汚水中S81返送汚泥、
曝気槽MLSSの各濃度(mg/A’)である。nは前
パラメータ更新時から現在までのサンプリング数である
曝気槽モデルは、たとえば1系列中の1llt次式(7
)で表わし、補正係数1は次式(8)ように使用される
第1槽中・・・・・・dXhj = 1 (X、−Xh
J)  ・・・(7)dt    Tム 第2檜〜jlI4槽ではXu = X1j−1・”(8
ど沈澱池モデルと補正係数すは次式+9) 、 Oυの
如く dX島  1 1「二π(X、 −XA)         ・・・(
9)ただしX、=5と5虻QX ) 、 bQB + 
Qw        ・・・([(1定義され、使用さ
れる。
ここに、X’41:曝気槽第j 111 ML S S
11度(nv//)Tム:111alDの水力学的滞留
時間(h)TS:定数(h) xu:曝気槽入口の汚泥濃度(mg//)xs:沈澱池
入口の汚泥濃度[mg/l)以上のようにして、曝気槽
2内のMLSS濃度と返送f9扼濃淀の制御を希望終了
時間まで行うアルゴリズムである。曝気槽モデνや沈澱
池モデルは、完全混合モデルや押出しモデルまた鉱それ
らの重み係数による結合モデル等を行いることができる
(f)  他の実施例 また本発明においては、物質収支補正パラメタの更新を
1日毎ではなくそれ以上または以下の周期で行うように
してもよく、余剰汚泥流量の決定式として、前記式(4
1ではなく、返送汚泥濃度を定常状−繰下で目標値Xi
lr(mg/l)とすべき次式〇1)を用いてもよio 6=(盛2止+Qa、(a−b−1)  −(II)a
r iた制御偏差8丁=αeB+’(1−α)eム にお−
て、α=ltたは0とし、すなわち余剰汚泥流量を、返
送汚泥″!たはMLSSどちらか一方の濃度値のフィー
ドバックのみによって行うようにしてもよく、更に曝気
槽・沈澱池のモデルに前記式(力、(9)以外のものを
使用すること、たとえばいま、時刻tにおける第11M
LssをXhJ (t)とすると、 XhJ(t)=’
Xu(t−T*)また、沈澱池モデ〜も同様に、XA(
t)=Xs(t−T虐)とすること本可能である。
以上のように本発明によれば、流入下水特性が11単位
または1周間率位で大幅に変動することt−特徴として
いる下水れ理場において処理水として放流する水質は、
所定の指定値以下とする必要があるが、そのために曝気
槽および沈澱池の汚泥量の安定な運転管理が必要とされ
ており、返送汚泥機度および曝気槽ML88濃度をそれ
ぞれの目標値に保つべく、同時に制御を行うことにより
正確な下水処理が行える。また各処理系列の不均一性が
もたらす、物質収支の不均衡が使用しているシミュレー
タにおよぼす影響を除くために、補正パラメタを付加し
、さらにその更新方法も与えることによってシき夏レー
タが、本制御アルゴリズムの中で正しく機能するよう(
しであるので、他のシミュレータを単に用い九汚泥量の
制御法にくらべて信頼できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は活性汚泥法による下水処理システムのシロツク
図、112図は同じく平面的に見たブロック図、第3図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第4図は本発明
のフローチャートである。 l・・・流入汚水流入管 2・・・曝気槽 3・・・沈澱池 4・・・上澄液放流管 5・・・返送汚泥ポンプ 6・・・返送汚泥流量調節弁 7・・・余剰汚泥ポンプ 8・・・余−剰汚泥流量調節弁 9・・・曝気槽ML8S濃度検出装置 10・・・返送汚泥流量検出装置 11・・・流入汚水流量検出装置 12・・・流入汚水SS濃度検出装置 13・・・返送汚泥流量検出装置 14・・・余剰汚泥流量検出装置 15・・・返送汚泥流量調節装置 16・・・余剰汚泥流量調節装置 17・・・入出力装置 18・・・制御用計算機 第1図 第2図 第31i 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  曝気槽および沈澱池を備え沈澱池からの汚泥
    を曝気槽に返送し余剰汚泥を引き抜き排出する活性汚泥
    法による下水処理の制御方法において、曝気槽内の混合
    浮遊固形物濃度および返送汚泥濃度の計測値をフィード
    バックしてそれぞれの目標濃度との偏差を求め、この偏
    差値に重み係数をかけて合計したものを制御偏差とし 
    p11演算により余剰汚泥量を決定するようにしたこと
    を特徴とする下水処理制御方法。
  2. (2)曝気槽および沈澱池をMえ沈澱池からの汚泥を曝
    気槽に返送し余剰汚泥を引き抜き排出する活性汚泥法に
    よる下水処理の制御方法において、曝気槽内の混合浮遊
    固形物濃度および返送汚泥濃度の計測値をフィードバッ
    クしてそれぞれの目標濃度との偏差金求め、この偏差値
    に重み係数をかけて合計したものを制御偏差とじ%P%
    I演算により余剰汚泥量を決定するようVこし、且つ、
    返送汚泥流量を物質収支式から逆鋪して決定するように
    し、この返送汚泥流量を曝気柚と沈澱池の数学モデIv
    を用いてlす/プリフグ周期先の返送汚泥濃度を予測し
    、この値により返送汚泥流itを修正するよ′)にした
    ことを%徴とする下水処理制御方法。
  3. (3)  数学モデルに物質収支の不均衡を補正さるパ
    ラメータを含ませ過去一定期間の流入、流出汚泥量のデ
    ータにより一定期間毎にパラメ゛−夕を更新することを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の下水処理制御方
    法、。
JP56158700A 1981-10-07 1981-10-07 下水処理制御方法 Pending JPS5861889A (ja)

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JP56158700A JPS5861889A (ja) 1981-10-07 1981-10-07 下水処理制御方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100434639B1 (ko) * 2002-04-04 2004-06-16 주식회사 경호엔지니어링 종합건축사사무소 폐수처리장치의 내부반송 유량제어시스템
CN109836025A (zh) * 2019-03-06 2019-06-04 中原环保股份有限公司 一种污水处理精确排泥系统及方法

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KR100434639B1 (ko) * 2002-04-04 2004-06-16 주식회사 경호엔지니어링 종합건축사사무소 폐수처리장치의 내부반송 유량제어시스템
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