JPS6075395A - 活性汚泥水処理プラントの制御装置 - Google Patents

活性汚泥水処理プラントの制御装置

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JPS6075395A
JPS6075395A JP58183070A JP18307083A JPS6075395A JP S6075395 A JPS6075395 A JP S6075395A JP 58183070 A JP58183070 A JP 58183070A JP 18307083 A JP18307083 A JP 18307083A JP S6075395 A JPS6075395 A JP S6075395A
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JP
Japan
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sludge
settling tank
return
rate
average
Prior art date
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Pending
Application number
JP58183070A
Other languages
English (en)
Inventor
Itaru Takase
高瀬 格
Ryosuke Miura
良輔 三浦
Kazuo Shibazaki
柴崎 和夫
Yukio Toya
遠矢 幸男
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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

Landscapes

  • 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】 [発明の技術分野] 本発明は、活性汚泥を用いて汚水を二次処理する活性汚
泥水処理プラントの制御装置にかかり、特にシミュレー
タを利用して沈殿池の横流部沈殿汚泥量および平均汚泥
滞留時間を所定値(二制御して汚泥の活性度を保持する
演算制御回路に関するものである。
[発明の技術的背景とその問題点] 活性汚泥水処理プラントは二次処理を目的として有機性
廃水を浄化する好気性生物処理装置の一種であり、通常
曝気槽と最終沈殿池(以下単に沈殿池と呼ぶ)とから構
成される。
有機性廃水は沈砂池、前曝気槽、最初沈殿池などの一次
処理プロセスで処理された後、二次処理用の曝気槽と沈
殿池へ送られる。
藺気相において有機性廃水は沈殿池から返送される活性
汚泥と混合され曝気により酸素が供給され、況水中の有
機物は活性汚泥にとりこまれ活性汚泥は増殖する。
曝気槽を出た廃水と活性汚泥の混合液は沈殿池に入り、
ここで固液分離が行なわれ、浄化された廃水は塩素滅菌
されて放流され、活性汚泥は底部より引抜かれ、その大
部分は返送汚泥として曝気な・Iへ返送されて再オU用
され、増加分轄余剰汚泥として系外へ排出される。
この活性汚泥水処理プラントを浄化効率を高くかつ安定
に運転するためには、活性汚泥の性状を良好に保つよう
操作車である沈殿池から一気槽へ返送する返送汚泥片、
沈殿池から系外へ引抜く叛余剰汚泥m1.曝気槽の活性
汚泥に酸素を供給する送風旬を有効適切に管理する必要
がある。
特に沈殿池では活性汚泥は無酸素状態に置かれるので、
長時間活性汚泥を沈殿池に溜めこむと嫌気性となり、活
性度の低下や死滅を招き、処理水質が悪化する。
従来、沈殿池汚泥量の制御としては、沈殿池ホッパ部に
汚泥レベル計を設置して、汚泥レベルが常(ニ一定にな
るように沈殿池からの汚泥引抜量を制御し、沈殿池に滞
留している汚泥量を一定にする方法が行なわれている。
しかしながら汚泥の沈降性が変わると同一の汚泥レベル
でも滞留汚泥量が変ること、また横流部の汚泥量が考慮
されていないので流量や汚泥の沈降性の変動などにより
横流部の汚泥量が変わると滞留汚泥量が変化することな
どの問題がある。
また沈殿池からの引抜汚泥濃度がある一定濃度になるよ
うに沈殿池から汚泥を引き抜く方法が行なわれているが
、汚泥の沈降性が悪くなると同一の引抜濃度を得るには
大量の汚泥を沈殿池に溜めこむ必要があり、このため活
性汚泥の活性度の低下や死滅を招くので沈殿池汚泥量の
制御としては問題がある。
さらに流入下水の量に比例して沈殿池から曝気槽へ汚泥
をもどす制御も行なわれているが、汚泥の沈降性が悪化
すると横流部に多く汚泥が存在するようになり、横流部
からホッパへの掻寄機の速度が一定であると、横流部で
の滞留時間が長くなり、返送量を流入量に比例して増加
しても沈殿池の滞留汚泥量が増加して活性汚泥の活性度
の低下や死滅を招き、沈殿池汚泥量の制御としては問題
がある。
[発明の目的] 本発明は沈殿池の平均汚泥滞留時間を所定値に制御し、
これによって沈殿池の活性汚泥の活性度を保持して一気
槽の浄化効率を畠める活性汚泥水処理プラントの制御装
置を提供することを目的としている。
[発明の概要] 本発明は一気槽と沈殿池を備え活性汚泥法によって汚水
を二次処理する活性汚泥水処理プラントの制御装置にお
いて、流入汚水の流量と濃度、返送汚泥の流トにと濃度
、曝気楢内のSVI、沈殿池の掻寄(幾速度などから曝
気槽および沈殿池における活性汚泥の挙動をシミュレー
トするシミュレータと、上記シミュレータで演算した各
部汚泥濃度から沈殿池の各部汚泥量を算出する第一演算
器と、返送汚泥の流量と濃度および余剰汚泥の流量から
沈殿池の引抜汚泥量を算出する第二演算器と、上記第一
演算器および第二演算器で算出した沈殿池の全汚泥量お
よび引抜汚泥量・から沈殿池の平均汚泥滞留時間を算出
する。第三演算器と、上記平均汚泥滞留時間から返送汚
泥率を算出する第四演算器と、上記返送汚泥率となるよ
うに返送汚泥流量を制御する第一制御器と、第一演算器
で算出した沈殿池横流部の沈殿汚泥量をその目標値と比
較して汚泥掻寄機の速度を制御する第二制御器を備え、
これによって沈殿池の横流部沈殿汚泥分および平均汚泥
滞留時間を所定値に制御して汚泥の活性度を保持し、曝
気槽の処理効率の向上をはかったものである。
[発明の実施例] 本発明の一実施例を第1図に示す。
第1図において、一気槽iへの汚水の流入管路人には流
量計2および浮遊物献度計3が、曝気槽1の出口部には
汚泥容量指標(以後SVIと呼ぶ〕の測定器4が、沈殿
池5から曝気槽1への返送汚泥管路Bには流遣計6.汚
泥濃度計7.返送汚泥ポンプ8および返送汚泥量調節弁
9が、系外へ汚泥を排出する余剰汚泥管路Cには流量計
10および余剰汚泥ポンプ11が、さらに沈殿池5には
速度可りjの汚泥掻寄機12およびその速度計13が設
けられている。
また電算機を用いたシミュレータ14は上記流量計2.
浮遊物濃度計3.SVI測定器4.流量計6゜汚泥濃度
計7.流量計lOおよび速度計13の各検出信号QB、
 XB、 SVI、 QR+ XR+ QWおよびNを
入力として1縛気槽1および沈殿池5における活性汚泥
の羊動(混合、沈降、輸送)を混合流動モデルを用いて
シミュレートする。
さらに第一演算器15は上記シミュレータ14の出力す
る各部の汚泥組度および汚泥量から、沈殿池5の汚泥量
をホッパ部、ホッパ上部、横流部で沈降中のもの、横流
部で沈殿しているものにわけて演算する。
また第二演算器15は上記流量信号QR汚泥濃度信号x
Rおよび流量<tj号Qwを入力として基準時から一日
間に沈殿池5から引き抜かれる汚泥量゛を演算する。
また第三演算器17は第一演算器15の出力の一つであ
る沈殿池5の全汚泥保有量と第二演算器16の出力であ
る過去−日間に最終沈殿池5から引き抜かれた汚泥量か
ら沈殿池5の平均汚泥滞留時間SETを演算する。
さらに第四演算器18は沈殿池5の平均汚泥滞留時間の
設定値8RT*と第三演算器17の出力である沈殿池5
の平均汚泥滞留時間の計算値8RTとから返送汚泥率の
設定値XRを演舞する。
また第一制御器19は第四演算器18の出力である返送
汚泥率の設定値XRと流量計2の検出信号Qsとから返
送汚泥流量調節弁9を制御する。
さらに第二制御器20は、第一演算器15の出力の一つ
である沈殿池5の検流部に沈殿している汚泥量の信号と
沈殿池5の横流部に沈殿している汚泥量の設定値とから
沈殿池5の汚泥掻寄機12の掻寄速度Nを制御する。
以下各部の演算動作について詳細な説明を行なう0 第一演算器15はシミュレータ14で算出した各部の汚
泥11詠度から、沈殿池5の全汚泥保有%W8をづ(ツ
バ都(二存在する汚泥量W1と、ホツノ(土部−存在す
る汚泥量W4と、横流部で沈降中の汚泥iWzと4j・
1諷都で沈殿している汚泥量W9とに分けて次のように
演算する。
wl = XH・V、、 −−−−−−−(1)w、 
= ΣM1. −一−−−−−−(2)Ws = (M
m +Mz ) (1−a・’/L) −−−−−−−
−(s+w4 = x人・VA −−−−−−−一 (
4)WB = W1+%+WB+W4 −−−−−−−
−− (5)ここに X人:ホツパ上部汚泥畝度 X■:ホツパ部汚泥浪度 MIL:沈降中の汚泥量 M2二沈殿汚泥訊前回値 ■A:ホツパ上部容積 ■H:ホツパ容積 V :レーキ速度 L :横流部長さ 4 :定数 n :汚泥の沈降性によって定まる定 数 第二演算器16は返送汚泥流量QR、返送汚泥濃度XR
1および余剰汚泥流量QWから一日間に沈殿池から引き
抜いた汚泥量WDを次の(6)式で計算する。
ここに XR(t) :時刻tにおける返送汚泥濃度Q
R(t) :時刻tにおける返送汚泥流量Qw(t) 
:時刻tにおける余剰汚泥流社第三演算器17は第一演
算器15の出力の一つである沈殿池全汚泥iWsと第二
演算器16の出力である沈殿池から1日に引抜いた汚泥
tWDとから次のく72式を用いて沈殿池平均汚泥滞留
時間SRTを1日に1回定時に演算する。
SRT = Ws(t)/ (Ws(t)−Ws(t−
1)+WD〕−(7)第四演算器18は沈殿池平均汚泥
滞留時間の設定値SRT*と第三演算器17で演算され
た沈殿池平均汚泥滞留時間SRTから、次式によって返
送汚泥率5(t)を剖検する0 E(t) = SR’r(t)−8RT*−−−−−−
−−(8)S(t)= 5(t−t(1)十△5(t)
 −−−−−’−−−− (10)ここに Fi(t)
 :時刻tにおける沈殿池平均汚泥滞留時間の計算値と
設定値の偏差 Δ5(t) :返送汚泥率の増分 子c : ili制御周期 KP、T、 :制御1ゲイン 第四演算器18で演算さjl、た返送汚泥率5(t)は
、返送汚泥流量(Qnを1VIil入δ^水6fシ”i
A: Qsに比例して制御する第−制g−1+器19の
返送汚泥率の設定値となり、この返送汚泥率sHになる
ように返送汚泥流量QRが返送汚泥rAt:量調節弁9
で制御1される。
第一7買遭器14の出力の一つである沈殿池5の横vi
i)部で沈殿している汚泥量W3は沈Jへ池5の汚泥掻
寄機J2の速度Nを制御器する第二制御器20に入力さ
れ、次のような制御式によって汚泥掻寄機の速就Nが制
御される。
g’(o −W9− ws*−−−一−−−−−−−a
℃N(t) −N(t−tc) +6N(1) −−−
−−−−−−’ (L3)ここに E’(t) :時刻
tにおける沈殿池横流部沈殿汚泥量の計算値と設定値の
偏 差 W8.最終沈殿池横流部沈殿汚泥量設 定値 ΔN(t) :汚泥掻寄様の速度の増分N(t) :汚
泥掻寄機の速度 KP′、T工′:制御ゲイン Tc′:制御周期 なお本実施例では種々の演算を各々の演算器で行なわせ
ているが、これらの演算は′1L算様に行なわせること
も可能である。また汚泥の沈降性の測定器として8VI
の測定器を使用しているが、汚泥の沈降速度の測定器ま
たはs V Nlで代用することも可能である。
次に本発明の制御装置がいかなる具体的な効果をもたら
すかについて汚泥の沈降性が変わった時の応答性を用い
て「況明する。
第2図はSVIが変動した娑1合の沈殿池の平均汚泥y
(R留時間を従来の返送汚泥率一定割合で運転した場合
と、本発明の制御装置で運転した場合とで比較したもの
であり% 21”22図(5)はSVIの変動、(B)
は返送汚泥率を両川[、て運転する従来方法における平
均汚泥滞留1時間SRTの変動、 (C)は沈殿池の平
均汚泥滞留時間が一定となるように返送汚泥率を修正1
.て運転する本発明の第−制御1)器を用いた場合の沈
殿池の平均汚泥滞留時間8RTの変動、(D)はさらに
汚泥掻寄機の速度を沈殿池横流部の汚泥量−により増減
する本発明の第二制御器を附加して用いた。9合の沈殿
池の平均汚泥滞留時1fj 8 RTの変=aをボして
いる。
すなわち従来方法の一つである返送汚泥率固だによる運
転であると、汚泥の沈降性が悪化し、SVI値が増加す
ると沈殿池での汚泥の濃縮性が悪化し、また沈降時間も
長くなるため沈殿池から引き抜く汚泥砧壓が下がり、沈
殿池の汚泥量が増加しs > 27 (”)に示すよう
に平均汚泥ン肴(留時間SRTが増加する。
本発明の第一制御器を用いると返送汚促率が沈殿池の平
均汚泥滞留時間が一定となるように返送汚泥率を変更す
るので第2図(C)に示すようにSVIの変動による沈
殿池の平均汚泥滞留時間SRTの変動はほとんどなくな
る。
汚泥の沈降性がさらに悪化し、SVIかさらに大きくな
ると汚泥が沈降するのに璧する時間が長くなり、沈殿池
、中の汚泥ト任の多くが横淵、都に存在するようになる
〃・、この場合返送率を変えて返送汚泥流かを変えても
ホッパ部の汚泥」(jが小力゛いため、沈殿池から汚泥
は引きぬけず、引き抜きの汚泥濃度が下がるたけてあり
、沈殿池汚泥h1が増加して沈殿池の平均汚泥滞留時間
が増加する。
この場合本発明のす3二制御器を追加して用いると沈殿
池の横流部に沈殿している汚泥iA、、が一定となるよ
うに汚泥掻寄様の速度が調節されるのでSVIが大きく
なっても汚泥が横流部に榴まることなく沈殿池から引抜
くことができ、これによって第2図(ロ)に示すように
沈殿池の平均汚泥滞留時間が大きく変動することが々く
なる。
このようにして沈殿池の平均汚泥滞留時間が一定に保た
れると、沈殿池の活性汚泥が嫌気的になることがなくな
り、汚泥の活性度が高く保たれるので、処理水質の向上
が実現できる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、曝気槽と沈殿池を
備え宿性汚泥法によって汚水を二次処理する活性汚泥水
処理プラントの制御装置において、シミュレータを利用
して曝気槽および沈殿池の挙動を把握し、沈殿池の平均
汚泥滞留時間が一定となるように返送汚泥率を制御する
と共に、沈殿池横流部の沈殿汚泥搦が一定になるように
汚泥掻寄様の速171を制御しているので、汚泥の活性
度が良好に保持され、これによって処理水質の同上が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す系統図、第2図は本発
明の効果を説明するための各部タイムチャートである。 1 ・ @ 気’7g!1 2. 6. 10− ・・
流二)ilf13・・・浮遊物濃度計 4・・・SVI
測定器5・・・沈殿池 7・・・汚泥濃に訃 8.11・・・汚泥ポンプ 9・・・返送汚泥流帖調節
弁12・・・汚泥掻寄機 13・・・速度計14・・・
シミュレータ 1.5.16.1.7.18・・・演算
器19.20・・・制御器 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(はが1名)第 1 
図 第 2 図 oZ4−ム23 Inだ(R)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 曝気槽と沈殿池を備え活性汚泥法によって汚水を二次処
    理する活性汚泥水処理プラントの制御装置において、流
    入汚水の流量と濃度、返送汚泥の流1dと濃IL %曝
    気槽内の8VI、沈殿池の掻寄機速度などから曝気槽お
    よび沈殿池における活性汚泥の挙jff+をシミュレー
    トするシミュレータと、上記シミュレータで演算した各
    部汚泥濃度から沈殿池の各部汚泥」バを39出する第一
    演算器と、返送汚泥の流用と限度および余剰汚泥の流量
    から沈殿池の引抜汚泥上、1.を算出する第二演算器と
    、上記第−演着器および第二演算器で算出した沈殿池の
    全汚泥FJおよび引抜汚泥IA−から沈殿池の平均汚泥
    滞留時間を算出する第三演算器と、上記平均汚泥滞留時
    間から返送汚泥率を算出する第四演算器と、上記返送汚
    泥率となるように返送汚泥量を制御する第一制御l・・
    1器と、第−演′1i、器で算出した沈殿池横流部の沈
    殿汚泥量をその目標値と比較して汚泥I寄機の速度を制
    御する第二制御器を備えたことを特徴とする活性汚泥水
    処理プラントの制御装置。
JP58183070A 1983-10-03 1983-10-03 活性汚泥水処理プラントの制御装置 Pending JPS6075395A (ja)

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