JPS59225796A - 嫌気反応器の制御 - Google Patents

嫌気反応器の制御

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JPS59225796A
JPS59225796A JP59103557A JP10355784A JPS59225796A JP S59225796 A JPS59225796 A JP S59225796A JP 59103557 A JP59103557 A JP 59103557A JP 10355784 A JP10355784 A JP 10355784A JP S59225796 A JPS59225796 A JP S59225796A
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JP
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wastewater
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methane
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JP59103557A
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ジヤワハ−ル・カ−ンデリア
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Celanese Corp
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    • Y02W10/12

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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (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、廃水処理用の嫌気フィルター(特に再循環式
嫌気フィルター)などの嫌気反応器の制御に関する。か
かる嫌気反応器は、たとえば米国特許第4,352.7
38 ;  4,349,435および4,366.0
59号に記載されている。米国特許第4,352,73
8および4,349,435号は、反応器内で生産され
たメタン流量の測定の基づく制御方式を開示している。
本発明により、有機COD (化学的酸素要求け)を有
する廃水の供給流よりメタン含有ガス流を発生させる再
循環式嫌気フィルターなどの嫌気反応器の操作の制御方
法および装置が提供される。
この制御は、発生ガス流におけるメタン生産速度の目標
値を定めておき、メタン生産速度の測定値がこの目標値
を下回ったときは供給流の流量を増加させ、逆に上回っ
たときは供給流量を減少させることにより行う。
本発明のいくつかの態様を以下図面を参照しながら詳述
する。
本発明の好適態様では、制御動作はマイクロプロセツサ
のようなディジタルコンピュータによって行い、コンピ
ュータのプログラミングは、第1図および第3図に示す
と共に以下に説明する各機能を実行させるようにコンピ
ュータ技術分野で周知のように実施しうる。
第1図に概略を示したように、本発明の制御系は再循環
式嫌気フィルター11(本明細書において「反応器」と
いう場合もある)を含み、未処理廃水ば供給経路12か
らこのフィルターに導入される。
反応器から出る流出液の大部分は経路13を経て再循環
され、未処理廃水と混合されるが、流出液の残りは経路
14から排出され、たとえば好気ダイジェスタへ送られ
る。反応器内で発生したガス(例、メタンおよび二酸化
炭素)は経路15から取出される。
本発明のI制御系ではメタンのη゛産速度(生産流量)
を測定するか、これIIたとえば発ηユガスの全流量を
検知する計器16およびカス中のメタン含イ1量を測定
するd1器17によって行う。この両省のセンサの出力
を乗算回路18で乗算すると、メタンの流量を表示する
信号M F Sか111られる。
このメタン流量の信号り、J制御部MC−\送られ、こ
こてごの信号M FSは予め設定したメタン流量の目標
値信号MSPSと比較される。制御部MCの出力は信号
MC3であり、これは低セレクタ1、(後述)を介して
供給流制御部FCを作動させろ。
供給流制御部FCの出力は信号FC3てあり、ごの信号
FC3により、未処理廃水をポンプ搬送している(例、
定速運転の遠心ポンプにより)供給経路12に設げた弁
■のような流量制御装置が制御される。FCは適当な形
式のものでよく、たとえば比例→−柘分制御を行う形式
のものでよい。
系の構成は次のようになる(九)どじ後述の他の因子が
ない場合)。信号MFSか目標値信号MSpsより有効
量で高くなると、’+iI+制御部MC(FCに縦続接
続しである)が作動して(j(給流量を減少させ、これ
によってメタンの生産量も下がる。逆の場合も同様であ
る。
未処理廃水制御部FCへの入力は、低セレクタI7から
の信号(この信号LSPSはFCに対する目標値として
作用する)および経路12に設けた未処理廃水の流はを
測定するセンサ19(センナ19はもちろん弁■の下流
側ではなく上流側に位置させてもよい)からの信号FS
である。LSPSがFSより大きい場合には、制御部F
Cは弁■に未処理廃水の流量を増加さゼる信号を出す(
逆の場合も同様)。
他の構成も採用しうろことは当然である。たとえば、未
処理の供給流を変速モーター駆動式のポンプにより供給
しでもよく、この場合の構成は次のようになる。この場
合、未処理供給流の流量番よモーターの速度に比例する
ので、低セレクタからの信号LSPSは直接モーターの
速度制御装置に送ることもできる。
経路12の供給流は、供給タンク(均質化タンクT)か
ら出る。この制御系は、タンクTの液面が予め設定した
許容限界(4−@・下限)の外側にある(すなわち、中
央デソトノ\ンFの上か下にある)か否かを検知する手
段21、ならびにこの液面に応答してメタン流量目標値
を変化さ−1る手段L Cを備えている。ずなわら、液
面がチットハントより上にあるときは、センサ21は目
標イ直MSPSを上昇(したがって供給流量を増大)さ
せる信号■7C8十を送る。逆に液面がデッドハンドよ
り下にあるときは、センサ21はMSPSを下げる(未
処理廃水の供給流量を低下させる)信号L CS−を送
る。好ましい操作法の1例では次のような構成になる。
液面制御信号LC3+(または丁、C3−)がMSPS
の予め設定した変化、たとえばMSPSの10%の変化
を引き起こし、この新しいMSPS値が制御部MCの作
用下にある嫌気フィルターの全応答時間にほぼ相当する
期間有効に作用する。この応答時間は簡単な実験で測定
することかできる。第2図および第2A図は制御部の目
標値の段階的増加の影客を示ずグラフてあって、第2図
はメタン流量目標値の段階変化を示し、第2八図はその
結果性ずる供給流量目標値とイ」(給流量の変化を示し
、これらの変化は第2図に示すメタン流量の変化と全発
生ガス流量の変化を生した。第2図および第2Δ図に示
すよ・うに、制御部MCを比例+積分制御により作動さ
せ(信号L S I) Sを供給ポンプを駆動するモー
ターの速度制御部へ直接送り)ながら、MSPSの段階
的な(ステップ状)増加が時刻50分で起こると、メタ
ン流量は時刻約200分で新しい平坦域に達した。した
がって、この間の全応答時間は約2.5時間であること
がわかった。
なお、この実験で目標値の上昇は瞬間的に行ったが、第
2図におけるステップは完全に垂直になってはいない。
これは図示のグラフの作成に利用した装置が6分ごとに
1回の各計量値の測定しか記録せず、そのため目標値の
上昇が6分間で徐々に起こったかのような印象を与える
からである。
同じことは、第7図の目標値のステップについてもいえ
る。
均質化タンクの液面に応答するMSPSの制御にはより
精巧な方法を使用しうる。たとえば、MSPSの変化量
の設定は一定値である必要はない。
液面がデッドハンドを上回る(または下回る)程度に従
って、および/または液面の」二昇(または下降)速度
に従ってMSPSの変化量が変動するように設定しても
よい。
好適操作法の1例では、MSPS目標値は、制御0 御系の始動時には、その時点でメタンの生産量に等しい
(または相当する)値、たとえばM F Sに等しい値
に設定する。均質化タンクの残量が所定のデッドハンド
の範囲内にある間は、(多連のように反応器に機能異常
の徴候がない限り、M S l) Sの目標値は変化さ
せない。
前述のように、この系の通常の操作では、メタン生産量
の減少は未処理廃水の供給量の増加を生じ、逆の場合も
同様である(すなわち、メタン生産量の上昇は供給量の
減少を生ずる)。好ii!j態様の1例では、制御部M
Cの作動により、周知の「比例+積分」型の制御、特に
好ましくはゲイン(増分)が比較的小さく (例、メタ
ン1.ccに対してCOD20g/6の供給流量0.1
.ccのゲイン)、積分時間が比較的遅い(例、約30
〜60分/回)遅延型の制御を行う。
前述の方式は、異常組成の未処理廃水の供給または機能
異常を生ずるような他の状況時に反応器を保護する3系
統の乗り越え系(オーバーライド系統)と併用される。
第1のオーバーライ1″系はメタン目標値(信−qMs
psで示される)と実際のメタン流M(信号MFSで示
される)との比較1 (例、MCでの)に応答する。この系は、MFSがMS
PSより著しく低くなった時に、メタン目標値を実際の
メタン流量よりかなり低い値に再設定する(22て図式
的に示す)ように配置される。
たとえば、この系は、実際のメタン流量がMSPSの予
め設定した一定割合(例、85%)まで下降したときは
、MSPSをその時点でのメタン流量の値の予め設定し
た一定割合(例、90%)に設定し直すように構成して
もよい。このような状況は、生物学的に分解されない高
濃度の材料または通常の供給流の組成と著しくかけ離れ
た高濃度の材料が反応器に供給されたため、メタンの生
産量が減少したような場合に起こりうる。このような減
少が検出されたときに起こるこの系本来の補正動作は、
未処理廃水流量目標値LSPSの増加である。
その結果、未処理廃水の流量が増加すると、上記状況は
さらに悪化し、MSPSと実際のメタン流量との不均衡
は一層拡大する。この不均衡が顕著になると、前述した
オーバーライド系の動作によって目標値MSPSが低下
し、反応器が回復する機会が与えられる。それでも、メ
タン流量がなお減少し続ける場合には、反応器が回復す
るかまた2 は未処理廃水の供給が完全に遮断されるまで、この手順
が必要に応じて何回も繰り返される。
第2の保護オーバーライド系は、メタン流口と未処理廃
水流量との関係(例、両者の比率、これは両者を単位時
間当たりのC0Dliによって表した時に“動的効率パ
に相当する、ずなわら、米国特許第4 、352.73
8号における’ K I、゛と”○I、゛との比)に応
答する。このオーバーライド系は、メタン流量(信号M
FSで示される)がその未処理廃水供給流量(信号FS
で示される)の予想値より著しく小さくなった時に、未
処理廃水の流量を減少させるように構成されている。図
示の態様では除算回路23が配置され、これへの入力は
信号MFSおよびFSであり、出力は比率信号R3であ
る。信号R3ば計算ブロックRCへ送られ、このブロッ
クの入出力図は第3図に示す種類のものでよい。すなわ
ち、その入力がある値(■、)を上回った時にはその出
力は実質的に一定値になるが、入力がこの値■、より下
がると、出力もそれに応じて下がり、入力が予め設定し
たI、よりも小さいある値(■2)まで下降すると出力
は最小値に達する。この計算ブロックRCの出力信号R
3 O8(比率オーバーライド信号)が、低セレクタしへ送
られる。低セレクタで、信号RO3は低セレクタLへの
他の2つの入力信号、すなわち制御部MCからの信号M
C3およびpHオーバーライド系(後述)からの信号P
O3(pHオーバーライド信号)と比較される。この低
セレクタI、は、これに入力された3つの信号のうち最
も低いものを伝達する(信号L S P Sとして)。
たとえば、比率オーバーライド信JqRosの値がMC
3およびPO3のいずれの値よりも低い場合には、PO
8(もしくはこれに代わる何らかの信号)が供給流制御
部FCへ送られることになる。
上述した第2の保護オーバーライド系は、たとえば反応
器への供給流が長時間にわたってバイオマスに対して有
毒なある種の物質を含有している場合に重要である。こ
のような状況では、反応器再循環路に蓄積された毒性物
質の量の増加につれて、反応器の総COD除去効率は低
下する。この効率低下は、メタン生産量の減少を伴う。
この生産量減少に対して系がとる本来の補正動作は、未
処理廃水の流量増加である。この供給流量の増加は、当
初は制御部MCを満足させるだけの十分な4 メタン生産はの増加を生J゛るごともある。しかし、こ
のような状況か続くと、反応器の毒物汚染はひどくなり
、その補正に過大な時間を要することになろう。この2
番目のオーバーライド系によって、回復不能の損害を受
ける前に有毒物質による緩慢な長期汚染から反応器を回
復させることができる。
第3の保護オーバーライド系は、反応器内容物のp H
に応答する。p■■の測定口、再循環経路13で(例、
第1図のセンサ25により)または反応器の導入部で(
例、未処理廃水と反応器再循環流が合流した流れにおい
て)行うのが好都合である。
このオーバーライド系は、pH(信号P HSで示され
る)が最)内植より著しく低くなると、未処理廃水供給
流量が減少するように構成する。図示の態様では、信号
P I−I Sを、たとえば第3図に示す種類の入出力
図を示す計算ブロックpcに送る。
すなわち、p I(がある値(例、p 116.9)よ
り高い間は出力は一定であるが、p)lがある最小値(
例、6.6)まで低下すると出力はセロ(または反応器
への新たな供給流の流量を無意味な最低量にする非常に
低い値)になり、この」ユニの限界の間では出力は入力
に(または入力の非直線関数に)5 比例し、I) T−1がたとえば6.9より下がると、
PCの出力(信号PO3)もそれに応じて下がる。この
出力信号PO8が低セレクタしへ送られた3つの信号の
中で最も低い時には、信号pos <またはそれに代わ
る何らかの信号)が供給流量制御部FCへ伝達され、制
御部FCに対する目標値信号L S P Sとして1ら
Jく。
この制御系はまた、低セレクタ■5の出力をメタン流量
制御部MCに対する外部リセットフィードハックとして
使用するようにも構成されている。
すなわち、オーバーライド信号(PO3またはPO3)
が低セレクタに送られた中で最も低い信号となり、低セ
レクタの出力LSPSがこの最も低い入力に等しい時は
、外部リセットフィードバック(第1図に26として図
式的に示す)が作動して信号MC3(メタン制御部MC
からの信号)をLSPSと等しい値にする。その後、信
号RO3またはPO3がこのMC3の新しく設定された
より低い値を上回るよう増大すると(したがってMC8
を乗りこえなくなると)、制御部MCが再び動作して、
MC3を前述のより低い値から変化させる。
6 既に述べたよ・うに、ある時点でのMFS/FSの比率
は、その時点での「動的効率」を表わす。
未処理廃水のCOD含有量がわかっていれば、このMF
S/FS比およびメタンのC0Diが約2゜62gC0
D/β(25℃および標!(う大気圧での測定値)であ
ることを利用して動的効率を簡単に算出することができ
る。たとえば、供給流のCODが20g/βである場合
、MFS/FS比が4 (ただしMFS(!:FSはい
ずれも同じ単位時間当たり体積の単位で表わす)という
ことは、動的効率が約52%(即ち、4 x2.62/
20=52%)であることを意味する。同様に、供給流
のCODが10g/lであり、MFS/FS比が3であ
れば、動的効率は3 x2.62/10=79%となる
。この供給流CODとMFS/FS比との関係を第14
図にグラフとして示す。
第4図〜第13図は本発明の1態様の実施結果を示すグ
ラフである。実験は各種条件下で、高さ約4フイート(
122cm) 、直径約6インチ(15cm)、総容積
約2311(うち約1βばプラスチックリングのバンキ
ングが占める)の円筒形嫌気フィルターを使用してCO
D量が20g/l!の未処理廃水(供7 給温)で行った。再循環流量は特に指定のない限り13
3cc/minの一定値とした。図示の各試験において
、オーバーライド系22の設定ば、MFSがMSPSの
85%まで下がった時にMSPSをMFSの90%に再
設定し、それ以後はこの新しい設定値で一定に保つ(た
だしMFSがこの新たなMSPSの設定値の85%まで
さらに下がるか、L CS信号によりMSPSの変化が
起こらない限り)ように行った。制御部MCはメタンl
ccに対して供給流0.08ccの比例ゲインと29.
4分/回の積分時間になるように整調した。供給流は制
御部FCを使わずにLSPSにより変速モーターを制御
することによって供給した。
第4図〜第7図に示す1つの試験では、均質化タンクの
液面が常にデッドバンドより上にくる、ずなわち常時信
号LC3+となる条件(シミュレーション)を採用した
。このLC3+信号が(有効なオーバーライド信号がな
い場合)メタン流量目標値MSPSを10%だけ上げる
ように系を整調し、この整調はかかる10%の変化が1
回起こるごとに液面制御部からの信号がその後約120
分間は無効になるように行った。それにより、液面制御
8 部の信号か再び有りJになるまでの間に、この結果とし
て生しる未処理廃水供給流量の変化か実質的にその全効
果を示すだけの局間的余裕ができる。
第4図かられかるよ・)に、最初のおよそ1000分1
?、il i;I、メタン流量1」標値M S l) 
S、未処理廃水(Jj給給温用よびメタン流量はほぼ一
様に1.WL、オーバーライド信月ばなかった。
この最初の期間に、メタン流計/未処理廃水供給流量の
比率(第6図参照)は約10%下降した。
た/どし、これらの流量の1直はいずれもcc/min
の単位(第4図参照)で示されている。既述のように、
「動的効率」は、未処理廃水のC0r)含有計(この試
験では常に20gC0D/ffであった)に基いて算出
することかできる。したがって、約4゜7という最初の
比率(第6図)は約62%の動的効率を意味し、この動
的効率の値は最初の1000分間の操作で約55%とい
う値に下降した。
第5図によりわかるように、計算ブロックRCは、正常
作動中におけるその出力信号RO3の数値(第3図に示
した入出力曲線の」二方の平坦部分に相当)が60cc
/minの未処理廃水供給流量を要求する信号の数値に
等しくなるよ・うに設定した。
この設定は、I、(第3図)を4.0の比率(この場合
、約52%の動的効率に相当する)とし、出力信号RO
3はこの比率のI、から■、への下降につれて直線的に
下降し、比率が3.0(+2、この場合的39%の動的
効率に相当)まで下がるとR○Sが0になるように行っ
た。
操作を続けると(試験開始から約1000分後)、信号
RO3は60cc/minの平坦域から初めて下降し、
約55cc/minの値に下がった(第5図参照)。
しかし、この値はメタン流量制御部MCから低セレクタ
I−に送られて(る制御信号MC3よりなお大きかった
ので、制御作用は起こらなかった。既述のように、RO
3はMFSのノイズに影響される。
その後、メタン供給流量の比率がさらに降下するにつれ
て、比率オーバーライド信号RO3は一貫して下がり始
め、遂に(何回めかのMSPSの10%増加の直後の約
2080分の時点、第7図参照)RO3はその時のMC
3の値(約27cc/min )を下回るような低い値
に達した。これによって即座に供給流量の若干の低下が
起こった。メタンの生産速度の変化は未処理廃水供給流
量の変化より遅1 ソ れるので、この供給流量の低下によってすくにメタン流
量が比例して減少することは起きなかった。
そのため、メタン流量/供給流量の比率は一1x昇し、
RO3O値も−に昇したので、比率オーバーライド系の
動作は停止した。ただし、リセットフィー1゛ハック2
6の作動によってメタン制御部の出力MC8はRO3の
初めの低い値と等しい値まで下降し、その間メタン目標
値MSPSは依然として前の高い値のままであった。そ
のため、次に制御部MCが作動してMC3を徐々に上昇
させて、未処理廃水供給流量が次第に増加した。約22
00分でシミュレーションにより均質化タンクの液面が
高くなったのに応答して、MSPSの予めプログラムさ
れた次回の一ヒ昇が起こった。約2280分まてメタン
流量/供給流量の比率は下降し続り、再ひオーバーライ
I信号RO3が作動する低さになった。このサイクルを
再度くり返すと、遂に(約2080分頃に)メタン流量
/供給流量の比率が約3.3(約43%の動的効率に相
当)まで急に降下し、RO3(したがってLSPSも)
シ」約17cc/川inの値まで下がった。その結果起
こった未処理廃水供給流量の低下しJ、メタン生産流量
(信号MFS、第4図参1 0 照)か、依然として高いメタン量目標値MSPSに比へ
て15%以トも低い値まで下降するような程度のもので
あった。これによって別のオーバーライド系、つまりM
FSとMSPSとの関係に応答するオーバーライド系(
22として表示)が作動するようになり、MSPSをM
FSの90%に相当する値まで下げるようにこのオーバ
ーライド系が動作した。この新しいMSPSの値はすぐ
に高すぎることがわかり、同じオーバーライド動作が何
回か繰り返された。この期間中、予めプログラムされた
MSPSの増加が起こったが(第7図の約2580分お
よび約2720分の時点でわかるように)、それらには
すべてオーバーライド系が動作した。最初のオーバーラ
イド系の動作によってMSPSが減少してからほぼ77
0分後に、メタン流量は未処理廃水流量とよく均衡を保
つようになり、実質的なオーバーライド動作を行わない
でも液面制御が実質的に完全に肩代わりするようになり
、未処理廃水供給流量とメタン生産量はその後約173
0分間」二昇し続けた。その後、前と同様のオーバーラ
イドによる補正が周期的に起こった。(10,000分
頃0平坦部分は、ガス流量測定に伴って制御部が供2 給温量を一定に保ってしま・うという問題か起こること
によるものであった。)高い処理■1ての1,0合効率
(未処理供給流および処理済7)流のCOD含有量に基
いて算出)は、この連続操作中に著しい上昇を示した。
第8図〜第10図は、未処理廃水を有;好重金属すなわ
ち、500 ppmの溶解塩化ニッケルを含有するよう
に変質させた場合の制御系の動作を示す。塩化ニッケル
の混入は、試験開始から約50分後に始めた。まず、制
御系により未処理廃水供給流量が緩慢に増加した。これ
は反応器の動的り1率が徐々に低下して(第10図に比
率で示すように)、そのため所定量のメタンを生産する
のにより多はの未処理廃水の供給が必要となるからであ
った。次いで未処理廃水供給流量の上昇はメタン量/供
給流量比率オーバーライド系の作動によって制限され、
その後メタン量/供給温量比率オーバーライl糸とメタ
ンM/目標値オーバーライ1−系との相互作用によって
供給流量は急激に低下し、さらにメタン■/目標値オー
バーライド系の動作によりその後も一層低下した。この
試験では、供給流のCODは20g/ffであり、メタ
ンN/供給流比率オー3 バーライドの計算ブロックRCば、メタンM/供給流量
の比率が3.5(約46%の動的効率に相当)から2.
5(約33%の動的効率に相当)まで減少する間に、そ
の出力信号が20cc / m i nの最大値からゼ
ロまで減少するよ・うに設定してあった。
第11図〜第13図はクロロホルム100 ppmを含
有するように未処理廃水を変質さセた場合の影客を示す
。クロロポルムはバイオマスに対して奪活作用を示すが
、にニッケルとは違って)残留作用はほとんどあるいは
まったく持たない。供給流のCODおよび計算ブロック
の設定はニッケルでの試験と同じであった。第12図お
よび第13図かられかるように、クロロポルムの混入は
試験開始から約50分後に始めた。メタン量/供給/I
li量の比率はほぼ瞬時に急激に下降しはじめた(第1
3図参照)。
最初、未処理廃水供給流量はメタン流量の低下に応答し
て増加したが、メタン量/目標値オーバーライド系が約
100分の時点で有効に作動したため、未処理廃水供給
流量の減少が起こった。次いで未処理廃水供給流量はま
たしばらく増加したが(メタン生産速度かこのより低い
新しい目標値に合致するには不十分となったため)、同
じオーパーラ4 イド糸が再び約1400分に作動するようになったため
、供給流量は試験のその後の期間につい°ζは低下した
。約1400分の時点てクロロポルムの供給流への導入
を停止した。メタン目標値信号の1−昇を生じさせる液
面センサからの信号はなかったので、制御系の作動によ
り未処理廃水流量を実質的に一定に保持した(第1図の
信号L CS士によりMSPSを介して制御)。
第4図〜第13図に示した試験で副、p +(オーバー
ライド系の設定は、その出力信号1)OSがpl+6.
9以」二である間はその最大値(第4図〜第7図の試験
では60cc/min 、残りの試験では20cc/m
1n)で一定となるようにした。p Hがこれより低下
すると、その出力信号は直線的に下降し、p )1が6
.6まで低下したときに、0となるようにした。
この(信号PO8ばこれらの試験の期間中その最大値に
とどまった。第9図および第12図は、POSおよびP
OSがいずれも20.0cc/minの最大値に等しい
時は常に両者が重複することを示している。
」二連の各試験では、制御系は、均質化タンクの液面」
二昇が10%のMSPSJ−昇を誘起するよ・うに設定
しである。その結果、この変化(MSI)S上5 昇)のときに、MFS/MSPSの比率はMSPSが」
二記変化をする前の時点でのその値のほぼ90%に当然
低下することになる。この比率の低下自体では、MFS
/MSPS比の低下に応答するオーバーライド系を作動
させる必要はない。これは、このオーバーライド系力月
二記比率が0.85に減少するまでは応答しないように
予め設定しであるためである。MSPSを液面信号に応
答してステップ(階段)状に上昇させる代わりに、MS
PSを坂道状に(または何らかの非直線状に)上昇させ
るか、またはより細かく段数の多いステップ状で」−昇
させるように構成してもよい。
コンピュータプログラム− 下記の表の作動コンピュータプログラムの例は、PDP
−If−34ミニコンピユータ用のDECフォートラン
コンパイラとR3X−11M演算システムを使用してフ
ォートランで書いたものである。このプログラン・中、
左側に出てくるパC”の表示は、フォー1−ラン・コン
パイラ操作において周知のように「コメント」を示す。
このプログラムは最初に書かれたままの形でここに提示
しであるため、このプログラムでは利用しなかった項目
(例、均質化タン6 りの面積およびこのタンクへの流量)およびプログラム
書き込みが進むにつれて変わっていった項目(1列、E
NGV/IL 1096は最初ブラッグFに、(多では
「比率」の一時的記録にあてられ、また、BNGVAL
 1098は最初タンク面積に、後では第1図のRO8
信号を表わすIITOVI?Dにあてられている)、さ
らには後で必須ではないと決定された項目(例、走査期
間へのタブの保持に関する項目)を包含している。この
プログラムはまた、各種センサまたはその他の要素が出
力が不適当かどうかを、これらが予想範囲内にあるかど
うか試験することによってチェックするための項目も包
含している。このプログラムは、他の汎用プログラム、
たとえばセンサから得たか、オペレータが書き込んだ工
学単位じENGVAL ”プレイに記録)の値を、この
プログラムに供給するプログラムと組合ゼて作動するよ
うに設計されている。
7 表−■フ乍グプみと PI?OGRAMl’1LcON C09,FIN=PLO讐INTIIEE[lU八へ、
IZ八へl0NT八NKC,、、FEIED=Flズ)
々0UTOFTIIEEQUALIZ八Tl0NT八N
KC,、、ORMToTl([4AN八EROBICF
ILTIERC,、、FIN      =   EN
GVAL(1,099)   CC/MINC,、、F
EIED=P、NGVAL(1087)CC/MINC
98,へREへ    −へREへOF TIIE T
ANK IN SQ、CM。
C,、、AREA=ENGVAL(1098)SQ、C
M。
C,、、LEVEI、−1ENGVAL(1097)C
M。
C,、、FIN & へREへへRE 5Tt)l?E
D MANUALLY IN CC/MIN AND 
SG、CMS。
C,、、RESPECTIVELY C,、、TIMEI?=ENGVAL(1078)c、
、、  pcl14    =   ENGVAL(1
074)  CC/MINC,、、P     =  
 EIIGVAL (1096)  ; 0.l0R−
1C,、、C114PLO=   ENGVAL(10
94)C,、、VENT    =   ENGVAL
(1080)  CG/MINC,、、Cll4CON
−ENGVAI、(1071)  %C,,,C114
SET=ENGVAL(1095)CG/MINC,、
、Cll4DIF=ENGVAL(1092)CC/M
INC,、、CI(4DEL=ENGVAL(1091
)cc/MrNC,、、TTIMEI=ENGVAI、
(1090)SECONDSC,、、ITIME2  
 =   ENGVAL(1089)  5ECOND
SC,、、FLAGISUSEDTODETERMIN
E見11ETIIERToINITI八IJZETII
ECONTl?OLALGOIIITIIMC,、、F
LAG    =   ENGVAI、(108B) 
 5ECONDSC,、、CONCoNTRoLLER
GAINANDINTEGRALTI、、、GAIN=
ENGVAI、(1085)C,、、RESET=EN
GVAL(1086)REPEATS/MTNUTEC
,、、FEEDSTANDSFORORGANICLO
ADING、lTl5THEFEEDToT■EFIL
TER8 TNTEGEllFL^GS REAL M^XFLO,MINLIMωMIX)N/
Di/ENGVAL (2688) 、FL八へS (
2688) 、l5PAIIE (127)EQUIV
ALENCE  (C114PLO,ENGν八L へ
(1094) )。
1        (CH4CON、ENGVAI、 
(1071) ) 。
1        (Cl+4sET、ENGVAL 
 (1095) ) 。
1(C114DEL、ENGVAL(1091))。
1(VENT、IENGVAL(1080))。
1        (FEED、  ENGVflL 
 (1087) )。
1(GAIN、ENGVAL(1085))。
1       (REsET、 ENGVAL  (
1086) ) 。
1(TIMER,ENGVAL(1078))。
1      F)14.  ENGVAL  (10
74) ) 。
1      ff’ll、   BNGVAL  (
1084))C,、、5ETINTTI八L C0ND
TTIONSC,、、DKILOD=DELTAKIN
ETICL0八DrNGC,、、ERROR−(CI1
43PT−Cl14F1O)C,、、MTNLIMIS
TIIEMINT)TO門FEEDFLOWIIE口U
IREDPollTIIHFILTEI?DATAMl
)JLTMlo、0/、MへXFLO/60.0/DA
TATASKB/61?TASKB/C,、、CALC
ULIITE TIIE M[ffHANE FLOW
IP (CH4CON、LT、40.0) Go To
 200IFωHNT、LT、O,O)Go To 2
00IF G’11.LT、0.0 > Go To 
200C,、、IFFLAGVALUR<1.0INI
TIALIZETHECONTROLLnRIP (E
NGVAl、 (1088) 、LT、1.O) GO
To 100Pl?EFLO=   C1141’LO
CIt411LO=   VENT*CH4C0N/1
00.0IP(ENGVAL(108B)、Ell、1
.0)GOTO200C,、、IFTWOCONSEC
UTTVEVALUESOFCH4FIJMDIFFE
RBY10%TIIENC,、、DoNOTCALCU
L八TEIIE匈Cl1へFLOWDTFF    =
   ABS  ((PREFLO−CH4FLf))
 /PREFLO)1F (IITFF、GE、O,]
O) GOTO300ERROR=   (C114S
回−C114PLO)C,、、IF THE CH4F
l、OW Is LESS THAN 85 %OF 
THE SET POINT、’ TIIEN ACT
TVATE TASK BC,、、AT ANY PO
INT SRT POINT 5IIOULD NOT
 BEINCREASED BY MORE TIIA
N 10%DEVIA=C14SET*ENGVAL(
1092)/1[Xl、O1F■EVIA、l、T、4
.0) DEVIA =4.0IF (EI?l?OR
,GT、DEVIA) CALL REQUES  (
TASKB、、lll5)C,、、PCI14IsTI
IEERRORATTHEPREVIOUSTNSTA
NCEDKII刀D  −印1?0R−PC114PC
H4=   ERROR GOTo 110 C9,、INITIALIZATIONloo  Cl
14F1.0−VENT*c114CON/100.0
ERROR=   0.0 DKTLOD   =   0.0 PC114=0.0 ENGVAL (1093) −PEEDCII4SE
T=CH4PLO C,、、SINCESCANPERIODMAYVAl
?YDEPIENDINGONTIIECOMPUT[
旧nADC,,,LETUSKEEPTABONTII
ETIMEELAPSEDC,、、DORLODSTA
NDSFORDHLT八0RGANICLO八D110
 5へAN    =   SECNDS(TIMER
)IP(SCAN、LT、0.0)SCAN=SCAN
+86400.0IXlRLOD  −GA■N* ω
KILOD+5CAN *RESET *ERROR/
60. )01?LOD=ENGVAL(1093)+
DORLODC,,,****TEMPORARvST
ORAGE****ENGVAL(1,097>=O1
?LODC,,,*****************
C,、、Tlll5IsTIIIE1.0GICF01
?RATIOflNDPIlOVEllpHlOF、S
C1,,17EEIl=60WIIIENI’1AIO
=4.0.FEEI]=O,OしJIIIENli八T
l0−3.へC,、、FEED=60 WIIEN P
H=6.9. PI口印−0,OWIIEN pH−6
,6IIATIO=CI14P+、、O/IENGVA
L(1093)RTOVl?D=60.0*l?ATI
O−180,0pH0VRD=200.O*PI+ −
1320,0IP (RTOVRD、GT、60.0)
 RTOVRI)−=(io、0IF GITOVRD
、LT、O,O)IlTOVRI)=0.0IP (1
?TOVRD、LT、OR1,OD )01?LOD 
=I?TOVRDIP (1’1lOVRD、GFT、
60.0 ) PIIOVRD−60,0IP (PI
IOVllD、LT、O,O)PIIOVRD=0.0
TF (PIIOνI?D、LT、ORI刀D ) 0
IILOD =PIIO■DC,,,+41**TEM
PORARYSTORAGE****riNGVA1.
(1096)−+1ATIOENGVAL (1098
) =I?TOVRDENGVAL(1099)=PI
IOVIIDC00,***************
**TTMIER=   5ECNDS (0,0)E
NGVAL(1093)=ORLO1llENGVAL
(1088)=2.0 C,、、SFTTIIELTMITS、TIIEO1?
GANTCFLOWSIIOULDNOTIIELIE
SSTll八NCEl?T八INC,、、MIIITM
IIM IP (ORLOD、LT、MTNLIM ) Go 
TO120C,、、THE MOTO1?(’、0NT
ROLLING TIIE FIEliD Fl刀W 
 (OIrGANICFE印) To TIIE Fl
ITERC,、、I?ECEIVES4−20MASI
GNAL、IFOCOUNTIsSENTToTIII
EAOIITCARDC,、、4MA匈ILL BE 
RECIEIVED BY TIIE MOOR,II
’ 10詔ω開T Is 5ENT To Tl1rI
C10,^0UTCAl?I)20M八WへLI、BE
RECETVIEDBYTIIEMOTOll。
1(XIUNT   =   818.4 *OR1,
f)II /MAXFLO4204,6IP (ICO
IINT、GT、1023) IC0IJNT=10器
CALI、八5TCLN(LISTAT、0)CへLL
AO(1,、O,IC0UNT、IER,1)CALL
IEXIT 120  WRITIE  (5,125)125  
FORMAT (’ C0NTR0ILERIs RE
QUR3TING LESS THAN MINTMI
IM Pl、OWl、 TIIE REQIIEST 
llAs BEEN TGNORIED ’ )CAL
L EXIT 200  TIMEI?   =   5ECNDS(
0,0)曽ITE  (5,126) 126  FORMAT (’ ERRORC0NDT
TION DFTIE訂Erl、 No(1)NTRO
L AσrON TΔKENゝ)CALLEXIT 3(X)  C11411LO−PREFLOGOTo
 200 E冊 Pl?OCRAMTASK八 C,、、TIITS PROGRAM Is PUT 
IN A CLOCK QUEUE。
C,、、TIITSPROGRAMSETSTIIEV
ALUEOFTIIEFLAGFDEPENDTNGC
,、、ON Tl1E LIEVEI、IN THE 
EQUALTZATION TANK。
C,、、IF TIIRLEVEl、 Is WITI
ITN 60 TO80%、 TIIRFL^GFIS
C,、、,5ETEQUALTOZI’iRO。
C9,、IF TIIE L[!VIEI、Is II
TGIIIERTIIAN 80%Tll[!N F 
Is S′FTTo + 1C,、、IFTIIELE
VELIsLOWEI?TIIAN70%THIENF
ISSETTo−1C9,。
C0,。
RE^1.1刀 TNT四ERFLAGS COMMON/DIANGVAL(2/M3>、FLA
GS(2688)、l5PAI’1E(127)DAT
AI、0/60.0/、ILLaO20/IF 0EN
GVAL (1097) 、Ga、+i、oNo、pN
GvAL(1097) 、+、p、+1r)F =0.
0IF  0ENGVAL (1097)’ 、GT、
HI) F =]、0Ill  GiNGVAL (1
097)  、LT、LO) F =−1,0C,、、
5TORIEFINENGVAL  (1096)EN
GVAL(+096)−F IF伊、囮、0.0) CALL EXITITIME
1=INT([1NGVAL(1096))DELTA
=ENGVAL(1095)*ENGVAL(109]
)/]、00.OIP  ■ELTA、LT、2.0)
 DELT八−2,0IP (F、GT、0.0) I
ENGVAI、 (1095)  =lENGVA+、
 (1095)  + npLTATF (P、1.T
、0.0) ENGVAI、(1095)  −ENG
VAL (1095)  −DIELTACALL M
AI7K  (20,ITIMIEI、3.IrTT 
)CALLW酊TFR(2■ CへLLEXIT NII PROGRAMTASKB C,、、Thisprogramreducasthe
methaneflowsetpointwhichC
,、、ultimately results in 
redur、ed loading for the 
filter、  Th1sC,、、program 
is activated by Program F
Il、CON。
C,0,八t first the set poin
t  is set equal  to tbe c
urrentC,、、methane flow va
lue、  Then  the set point
 is decreased by a certai
nC,、、amount、  The program
 is terminated after a fi
xed waiting period。
C0,。
c、、、  piN     =    pl、0II
IINT+mu八LIZATION TANKC,、,
0RL01)=FLO凶011TOFTIIEIEQU
八1、IZATIONTANKC,、,0RFlffi
TOTIIEANAEI?0BICFILTERC,、
、FIN    =   ENGVAL(1099) 
 CG/MTNC,、、0RLOD   =   EN
GVAL(1087)  CC/MINC18,へRE
A−ΔREへ0FTIIETANKINSQ、CM。
C,、、AREA=ENGVAL(1098)SQ、C
M。
C,、、LEVEL=ENGVAL(1097)CM。
C,、、FIN&AREA八IIESTOへ[DM八へ
UALLYINCG/MINANDSQ、CMS。
C,、、RESPECTIVELY C,、、F、     =   ENGVAL(109
6)  ;0.l0R−1C,、、C114PLO= 
  ENGVAL(1094)C,、:  VENT 
   =   ENGVAL(1080)  CC/M
TNC,、、Cl14CON   =   ENGVA
L(1071)%C,,,C114SET−ENGVA
L(1095)C,、、Cl14DIF   =   
ENGVAL(1092)C,、、Cl14DEL  
 =   ENGVAL(1091)c、、、  IT
IMEI   =   ENGVAL(1090)  
 5ECONDSC,、、TTIME2   =   
ENGVAL(1089)  5ECONDSINT罷
ERFl、AGS COMMON/り1.、’ENGVAL (2688)
 、FLAGS (268B) 、l5PARE  (
127)EQUIVALENCE(CH4PLO,EN
GVAL(1094))。
1(C14SET、ENGVAL(1095))。
1        (C114DEL、ENGV711
  G、091) >CH45訂−C114FI力 DELT八−CH4SET*CI+411EL/100
.0CI14SET−CH4SRT −DIELTへC
IILI、EXIT ND 前述の試験では、剖算(およびこれに応答する調整)は
3または〔1分間隔て行うように構成した。
もぢろん、もっと頻繁に、たとえば連続的に、または3
0秒ごとに行ってもよい。なお、Ml算と調整は1時間
に少なくとも1回、たとえは1時間4.12回、好まし
くは(制御をより正6′11”で有りJにするために)
1時間に少なくとも6回行うのか望ましい。
即述のように、除算演算(除算回路23として表示)に
よって実質的に反応器の動的効率を表示する信号R3が
与えられる。状況によっては他のタイプに計算を使用し
て実質的に動的効率を表示する別の信号を与えてもよい
ことば当然である。たとえばある状況では、FSとMF
Sとの差(いずれか−・方を比較可能な単位に変換した
場合)が、動的効率が望ましくない水準まで低下してし
まったかどうかの実質的な表示を与えよう。
液面指示器21が動作する限界のデソトハント幅の設定
は、もちろん、周囲の状況(タンクTの大きさ、予想さ
れる廃水流量など)に応じて異なってくる。たとえば、
デソドハン1−は、タンクTが満水の80%を越えた時
には信号L CS十を、満水の60%を下回った時にば
信号L CS−を出ずよう5 に設定しろる。
−」二連した試験では、供給流のCOD含有量は一定で
ある。しかし、多くの場合、供給流のCOD含有量は一
日のうちに、あるいはずっと短い期間をとっても、著し
く変動することがある。現状では、供給流のCODの連
続測定はもとより、頻繁な間隔で測定することすら実際
的でないことが多い。(現在のオンライン式の酸素要求
量分析器は、分析器を適正な検定伏態に保持するには、
高度の保全と特別に訓練された作業員を必要とする。)
RCに入力されるのは、供給流中CODに依存する値を
とる比率であるので(第14図を参照)、RCの入出力
グラフ(第3図)は供給流中CODの予想変動幅を考慮
したものとすることが望ましい。
本発明の制御系は、供給流のCOD含有量が高(、動的
効率が危険なほど低い時には、この供給流の高いCOD
含有のためにRCへの入力信号が当てにならない程たと
え高くなっても、RCの出力がゼロ(もしくはある最低
値)になることを保障したものとすべきである。また、
本発明の制御系は、供給流のCOD含有量が低く、動的
効率が正常な時には、この供給流の低いCOD含有量の
ために6 RCへの入力信号が当てにならないほど低くなってしま
うことによるRCの出力低下か起こらないように保障し
たものとずべきである。
計算ブロックRCの入出力グラフを決定するための好ま
しい計算法の1例を次に説明する。
このdi算において、CODminおよびCOD +i
aXはそれぞれ供給流中CODの予想最小および最大値
を表し;RmaxおよびRminばそれぞれ第3図の入
力■1および+2aこ相当する比率(信号R3)の値を
表し;KEは動的効率を表し;KEnorは反応の自然
な、すなわち正常な効率を表し、KE釦inは、供給流
中CODがCODmaxであるときにRCの出力がその
最小値となるべきときの効率を示す。正常効率は、同じ
供給流を使った反応器での経験から決定することができ
、これについては米国特許第4,352,738号、第
17欄、38行目以下の自然効率についての説明も参照
できる。この説明から次の式を導くことができるニ ア Rmaxは好ましくばRminより大きい(あるいは少
なくとも小さくはない)値をとるべきである。
ずなわら、Rmax  : Rminの比率としては1
よりいくらか大きい、たとえば1.2といった値を選ぶ
のが有用である。したがって、 Rmin    K Emin X CODmaxK 
Eminについて解を求めると: 1.2 X CODmay たとえば、CODmaxが20g/nおよびCODmi
nが15g/ffの供給流について、正常効率(この供
給流での)が70%の反応器として上記計算を行うと、
KEminは約44%の値をとる。簡単な計算により 
(または第14図から)、この場合のRmaxは約4.
0 、Rminは約3.4であることがわかる。
ガス流量の測定におりるノイズ、あるいは供給流のCO
D水準が低い時(この場合供給流量が大きいと不必要な
比率オーバーライド信号を生ずることがある)の正常操
業効率の微小な下方変動の余裕をみておくために、Rm
axの実効値を上で算8 出した値よりやや低く、たとえシ、I Rmin   十   0.75  (Rmax  −
Rmin  )に相当する値(R’maxとする)に設
定する力が好ましいことが多い。上記の状況(CODが
15〜20g/p、、KF、norが70%)では、R
’mayは約3.9になろう。これが第3図の11に対
応する埴である。
出力−人力のグラフかR’maXより高い入力値で平坦
になる必要はない。この値より上での平坦域は、ディジ
タル型計算機よりアナログ型装置(この装置ではこの値
は飽和値に相当することがある)にとってより意義が大
きい。
CODmaxとCODminの間の予想値の幅(差)が
小さいほど、動的効率の低下の検出が良好になることば
理解されよう。CODmax / CODminの比率
が操業期間中ずっと低いことが予測されうる場合には、
供給流酸素要求量の定期的測定は必要でないこともある
。この比率が高いことが予想される場合に6;1、オー
バーライド信号RO3が動作するよ・うになる前にKE
が低い値に下降することもある。計算ブロックをその目
の供給流中CODの実際の測定値を反映するように毎日
調整ず9 ることによって、制御の有効性を著しく高めることがで
きる。短期間、例えば1日のうちの供給流中CODの予
想変動幅は、一般に長期間についての予想変動幅より小
さい。もちろん、場合によっては、上記より短い間隔で
(例、4時間ごとに)測定した供給流中COD値を計算
機に供給する方が良いこともある。
本発明の制御系を、オーバーライド信号(PO8または
PO3)が低セレクタ(L )に入力される信号のうち
最も低いものになった時に警告を発するように構成する
こともできる。これによって、オペレータに供給流のC
OD量を測定させる(特にオーバーライド信号がPO3
の場合)ように改造することができる。
前掲のコンピュータプログラムは、20g/j2の一定
の供給流中CODを用いた試験用に作成したものである
。CODが変動しうる場合には、このプログラムに子連
の計算を組み込んで、R3とPO8O間の所望の関係(
即ち、RCの入力−出力関係)を確立するようにプログ
ラムを修正(周知の方法で)ずべきであり、これはこの
プログラムの変数“RTOVRD”  (PO3を表す
)ノコンホーネ0 ント番号(前掲プログラムの’60”および°180°
゛)を変えることによって行う。
供給流中CODを考慮した修正はRC以外の部位で行う
ことも当然できる。たとえば、供給流中CODの予想最
低値と正常供給流中CODとの比率を示す信号を使用し
て、信号FSまたはR3を修正することもでき、こうず
ればRCを変化させる必要はない。また、供給流中CO
Dをかなり頻繁に測定し、この測定値を示す信号を系の
適当な地点に周期的に送って、PO3が動的効率の破壊
をより正確に表示するようにしてもよい。たとえば、こ
のようなCOD信号とFS信号との積を(FSの代わり
に)除算回路23への入力として用いてもよく、あるい
はかかるCOD信号とR3信号との積を(R3の代わり
に)RCへの入力として用いてもよい。
供給流の「難崩壊」成分、すなわちCOD値を示すがバ
イオマスによる消化または分壊を実質的に受けず、しか
も残りの供給流に対するバイオマスの作用に実質的な悪
影響をを及ぼざないような化合物、の増加が原因で反応
器の動的効率が減少することがある。難崩壊化合物の割
合の増加は、1 一定COD量の供給流にとって、R3の減少、したがっ
てPO3の減少を生ずることがある。このような減少は
オーバーライドを作動させるには十分ではないが、系全
体をオーバーライド状態に近づけることにはなる。本発
明の系は、適宜方法でこれをオペレータに知らせる手段
を包含することができる。この手段は、例えば、PO3
がその最大値より低くなるたびに知らせる記録計(また
は警報器)でよい。その後、実際のその時の供給流中C
OD値をオペレータに点検させることが望ましい。点検
の結果、供給流COD値の変動がPO8低下の原因であ
った場合には、供給流中CODのこの新しい値を反映す
るように適当な修正(例、計算ブロックRCの)をする
ことができる。そうでない場合には、オペレータは調査
を行って(化学分析または廃水供給源の調査によって)
、難崩壊物質の存在がPO3低下の原因であるかどうか
決定すべきである。後者の場合にも、計算ブロックRC
の適当な修正をすることができる。たとえば、KEno
rO値をその時点のKEの現状水準まで下げることがで
き、それに応じてRminおよびR’mayが減少しよ
う。もちろん、装置の欠陥(2 不調またはドリフト)がRC3の変化を引き起こすこと
もある。
オーバーライド信号に対する系の感度は、その時の供給
流量に依存することがある。したがって、MC3が高い
(供給流量FSもこれに応し−ζ高い)時にはある大き
さのオーバーライド信号(例、RC3またはPO3)が
低セレクタI、の出力に作用するが、MC3が低い時に
は同じ大きさのオーバーライド信号が作用しないという
ことが起こりうる。PO3信号をMC3(またはFS)
信号の大きさに関係する因子により修正し、この修正P
O8信号(RO3’  とする)を未修正信冒の代わり
に低セレクタしに送ることによって、系の感度をより均
一にすることも本発明の範囲内に包含される。この修正
は、たとえば、RO3’  −RO3XMC3/RO3
maX  Cただし、RO3maxは入力I、(すなわ
ち入力R’ may )のときのRCの出力を意味する
〕とすることにより実施でき、リセットフィードバック
26の作用で(RO3’ が作用するのに十分なほど低
い時)MC3は減少するが、それにより起こる供給流量
(FS)の低下によってR3,したがってRC3が直ち
に」二昇する3 限り、この作用で同様な減少が続いて起こることはなく
なる。系の感度をより均一にするための他     ′
の方法も当業者には明らかであろう。たとえば、PO3
信号の同様な修正を、PO3(または修正PO3)信号
が再び作用するようになるまでに反応器に回復(供給流
量の減少によるI) Hの自然上昇によって)のための
時間を与えるような長さの間隔で断続的に行うこともで
きる。
POSオーバーライド信号が作動した時に、反応器に供
給されている液体に追加の緩衝剤(例、炭酸水素ナトリ
ウム、ギ酸す1−リウムまたは酸化マグネシウム)を自
動的に装入する設備を設けることもまた本発明の範囲内
である。
MSPSを液面信号L CS士に応答して設定する代わ
りに、場合によってば(タンクTの液面が実際の供給流
残量の正しい表示を与えないような場合)、MSPSを
予め設定した供給流1i(FSp)に応じた値に設定す
る(例、次式の設定によって)ことが望ましいこともあ
る: 4 (式中、MSPSnewは新しい目標値、MFSaは現
在のMFSの値、FSpは予め設定した望ましい供給流
量、FSaは現在のFSの値をそれぞれ意味する)。
もちろん、MSPSの増分はオーバーライド22(第1
図)を作動させるほど大きくすべきではない。より大き
なMSPSの増分を得るには、MSPSの増加を徐々に
、たとえば系のメタン制御ループの応答時間に適合した
間隔をとって段階的に行うべきである。
簡略化した制御系では、信号MFSを供給流量の制御に
は使わずに、効率または比率(R3)、したがってオー
バーライド信号RO3を決めるだけに使う。その場合、
供給流量は均質化タンクTの液面により直接制御しても
よい。たとえばLCからの信号を低セレクタLに直接送
り、制御部MC(およびこれとLC118およびLとの
接続部)を省略してもよい。
他の簡略化した系として、1つ以上のオーバーライド系
を省略することもできる。たとえば、低セレクタI、と
除算回路23ならびにこれらへの接続部を省略して、M
Cの出力をFCへ直接送っても5 よい。その場合、メタン目標値リセット22が反応器の
急激な毒物蓄積に対するある程度の保護作用を行うであ
ろう。
オーバーライド系をすべて省略してもよく、特に未処理
廃水の変動が微生物バイオマスに供給流が毒性を与える
程度には達しないことが予想される場合にはそうである
。このような簡略化した系では、MFSの低下は供給流
量の増加を生じ、この流量増加により結局MFSが高く
なる(および/または均質化タンクの液面がデッドバン
ドの下まで低下して供給流量が減少する)。反対に、M
FSの増大は供給流量の減少を生じ、これが結局MFS
の低下(および/またはタンクTの液面と液面デッドバ
ンドとの関係への影響)を生じよう。
これにより、たとえば、供給流中CODの突然の動揺に
よる反応器の衝撃は和げられよう。
目標値MSPSをタンクの液面(または所望の供給流量
)以外の他の因子により、または他の因子を付加して制
御するように、本発明の制御系を修正することもまた本
発明の範囲内である。たとえば、嫌気反応器の排出流を
好気グイジェスタへ送給する場合(米国特許第4,36
6.059号のように6 )、MSPSを1つ以上の下流側因子(例、好気反応器
の溶存酸素濃度が所定の値を下回った時、好気反応系の
清澄槽内の懸濁固体分濃度が所定の値より上昇した時、
あるいは排出口での酸素要求量が所定の値を」二回った
時)に応答して低下するように制御することができる。
このような下流側因子をMSPSの変化のために利用す
る代わりに、この因子を低セレクタLへのオーバーライ
ド信号(信号PO3に類似の)を発生させるために利用
してもよい。この種の自動的応答は、コンピュータプロ
グラムに簡単に組み込むことができる。
状況によっては、全ガス流量の測定値(計器16からの
)をメタン生産速度の大まかな指標として利用すること
により系を簡略化することができる。
その場合、メタン含有量を測定する計器(17)を省略
し、ガス流量計16からの信号を信号MFSとして利用
することができる(ただし、たとえば発生ガスの予想さ
れる平均メタン含有率を8慮した適当な修正を行う)。
嫌気反応器の詳細およびその操作条件(制御系以外の)
は、即述の米国特許第4,352.738 ;  4.
349、435および4,366.059号に説明され
ている。ま7 た、米国特許第4,352,738号の第21欄7行目
以下に開示されているように、嫌気反応器にサルフェー
ト還元菌を使用してもよい。その場合、本発明の制御系
へのMFS入力は、メタン生産速度ではなく、H2Sの
生産速度(またはH2Sおよびメタンの合計生産速度)
に基づく値となる。
以上に本発明の詳細な説明したが、これは単に例示を目
的としたものであり、本発明の範囲内で変更をなしうろ
ことは当然である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の制御系の略式系統図;第2図および
第2A図は、制御部の目標値の段階的増加の影響を示す
グラフ、具体的には第2図はメタン流量目標値の段階変
化を示すグラフ、第2A図は、全発生ガス流量および第
2図に示したメタン流量の変化を生じたときの供給流量
目標値および供給流量に生じた変化を示すグラフ、第3
図は、計算ブロックの入出力応答曲線の形を示すグラフ
、 第4図〜第7図は、高い供給タンク液面に応答した制御
系の作用を示すグラフ(ただし第7図では座標軸の目盛
がそれ以外のグラフと異なってい8 る)、 第8図〜第10図は、供給流のニッケル汚染に応答した
制御系の作用を示すグラフ、 第11図〜第13図は、供給流中のクロロポルムの存在
に応答した制御系の作用を示すグラフ(ただし第11図
の座標軸の目盛は他のグラフとは異なる)、ならびに 第14図は、各種供給流中COD量での、動的効率とメ
タン流量/供給流量の比率との関係を示すグラフである
。 第1図において: 11  嫌気フィルター(反応器)16  ガス流量計
17  メタン含有量測定器    18  乗算回路
19  未処理廃水流量センサ   21  液面セン
サ23  除算回路         25pHセンサ
MCメタン流制御部      LC液面制御部L 低
セレクタ        pc  供給流制御部RC,
PC計算ブロック     T 供給流タンク出願人 
 セラニーズ・コーポレーション代理人  弁理士 広
 瀬 章 − 9 Fig、Δ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機CODを含む廃水の処理方法であって:前記
    廃水流をメタン産生菌を入れた嫌気反応器に供給して、
    メタンを含有するガス流とCOD量が供給流より低下し
    た排水流とを生成させ、前記ガスにおけるメタン生産速
    度の目標値を設定し、 前記ガスにおけるメタン生産速度を測定し、測定した生
    産速度が目標値より低い場合には供給流の流量を増加さ
    せ、逆に測定した生産速度が目標値より高い場合には供
    給流の流量を減少させる ことよりなる廃水の処理方法。
  2. (2)該供給流が廃水貯蔵帯域から反応器に流れ、この
    廃水貯蔵帯域の廃水液面が予め設定した最大値を越えた
    場合に該目標値を上げる特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
  3. (3)廃水貯蔵帯域の廃水液面が該所定最大値より高い
    間は該目標値を上げ続ける特許請求の範囲■ 523 第2項記載の方法。
  4. (4)廃水液面が予め設定した最小値を下回った場合に
    該目標値を下げる特許請求の範囲第2項記載の方法。
  5. (5)該目標値に対するメタン生産速度測定値の比率が
    予め設定した最小値を下回った場合に前記目標値を下げ
    る特許請求の範囲第1項記載の方法。
  6. (6)該比率が該所定最小値を下回った場合に、該目標
    値を該メタン生産速度測定値より低い値に下げる特許請
    求の範囲第5項記載の方法。
  7. (7)該供給流量に対するメタン生産速度測定値の比率
    が、予め設定した最小値を下回った場合に該供給流量を
    下げる特許請求の範囲第1項記載の方法。
  8. (8)反応器内のpHが予め設定した最小値を下回った
    場合に該供給流量を下げる特許請求の範囲      
     □第1項記載の方法。
  9. (9)該反応器が再循環式嫌気フィルターであり、該測
    定および流量の増減を少なくとも1時間に1回行い、未
    処理供給流のCODが約5〜50g/7!であり、さら
    に供給流量と該反応器への再循環流量との容量比が約1
    :4〜1:15である特許請求の範囲第1項記載の方法
  10. (10)有tJM c Onを含む廃水の処理方法であ
    って:廃水貯蔵帯域から送られてくる廃水流をメタン産
    生菌を入れた嫌気反応器に供給して、メタンを含有する
    ガス流とGODIが供給’/AL 、t′、り低下した
    排水流とを生成さゼ、 前記供給流の流量の目標値を設定し、 供給流の流量が目標値を下回った場合には供給′/N、
    ■を−1−げ、逆に」二回った場合には供給流量を下げ
    、 前記廃水貯蔵帯域内の廃水液面か予め設定した最大値を
    越えた場合には、前記目標値を上げ、前記ガス流におけ
    るメタン生産速度を測定し、前記供給流量に対する前記
    メタン生産速度測定値の比率が予め設定した最小値を下
    回った場合には前記目標値を下げる ことよりなる廃水の処理方法。
  11. (11)有HM CODを含む廃水の処理装置てあって
    ;メタン産生菌を入れた嫌気反応器、 前記廃水流を前記嫌気反応器に供給して、メタンを含有
    するガス流およびC0Diが供給流より低下した排水流
    を生成する手段、 前記ガス流におりるメタン生産速度を測定する手段、な
    らびに 前記生産速度の測定値が予め設定した目標値を下回った
    場合には前記供給流の流量を自動的に増加さ・已、前記
    生産速度の測定値がこの目標値を」二回った場合には供
    給流量を自動的に減少さ・Uる手段、 よりなる廃水処理装置。
  12. (12)該反応器へ供給する供給流を貯蔵する廃水貯蔵
    帯域、およびこの廃水貯蔵帯域内の廃水液面が予め設定
    した最大値を越えた場合に該目標値を自動的に上げる手
    段をさらに包含する特許請求の範囲第11項記載の装置
  13. (13)該廃水液面が予め設定した最小値を下回った場
    合に該目標値を自動的に下げる手段をさらに包含する特
    許請求の範囲第12項記載の装置。
  14. (14)該目標値に対する該メタン生産速度測定値の比
    率が予め設定した最小値を下回った場合に目標値を自動
    的に下げる手段をさらに包含する特許請求の範囲第11
    項記載の装置。
  15. (15)該比率が該所定最小値を下回った場合に、目標
    値をメタン生産速度測定値より低い値まで自動的に下げ
    る手段をさらに包含する特工′lji求の範囲第14項
    記載の装置。
  16. (16)廃水供給流量に対する該メタン生産速度測定値
    の比率が予め測定した最小値を下回った場合に供給流量
    を下げる手段をさらに包含する11,1許請求の範囲第
    11項記載の装置。
  17. (17)反応器のp Hが予め設定した最小値を下回っ
    た場合に廃水供給流量を下げる手段をさらに包含する特
    許請求の範囲第11項記載の装置。
JP59103557A 1983-05-23 1984-05-22 嫌気反応器の制御 Pending JPS59225796A (ja)

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