JPS6228717B2 - - Google Patents

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JPS6228717B2
JPS6228717B2 JP54033712A JP3371279A JPS6228717B2 JP S6228717 B2 JPS6228717 B2 JP S6228717B2 JP 54033712 A JP54033712 A JP 54033712A JP 3371279 A JP3371279 A JP 3371279A JP S6228717 B2 JPS6228717 B2 JP S6228717B2
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JP
Japan
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sludge
aeration tank
pump
flow rate
mlss
Prior art date
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Application number
JP54033712A
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English (en)
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JPS55127192A (en
Inventor
Takashi Nakayama
Hidemi Kodate
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
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP3371279A priority Critical patent/JPS55127192A/ja
Publication of JPS55127192A publication Critical patent/JPS55127192A/ja
Publication of JPS6228717B2 publication Critical patent/JPS6228717B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、都市下水や産業廃水から有機物を除
去するために用いられる活性汚泥法による下水処
理装置の運転方法に関する。
活性汚泥法による下水処理装置は、空気吹込み
によつて酸素が供給される曝気槽において、活性
汚泥と呼ばれる微生物群の同化作用により下水中
の有機物を沈降性のよい汚泥に変換し、曝気槽混
合液を最終沈殿池に導いて汚泥を濃縮分離し、濃
縮された汚泥の大部分を曝気槽に返送するととも
に残りの汚泥を余剰分として系外に排出するもの
である。
第1図は、このような活性汚泥法による下水処
理装置の基本的な構成を示したものである。同図
において、有機物を含む下水は管路1より曝気槽
2に流入する。曝気槽2にはまた、沈殿池4から
引抜いた汚泥が管路6を介して供給される。さら
に空気が、送風機5により、曝気槽2の下部に設
けた散気管3を介して曝気槽2に供給される。流
入下水と汚泥とは曝気空気により撹拌混合され、
下水中の有機物は活性汚泥に摂取される。曝気槽
2の混合液は沈殿池4に導かれる。ここで上澄水
と活性汚泥とに沈降分離し、上澄水を管路7から
放出する。沈殿沈4に沈殿した汚泥の大部分は汚
泥引抜きポンプ8により引抜かれ、管路6を介し
て曝気槽2に返送される。残りの汚泥は余剰汚泥
ポンプ9を通して排出される。
活性汚泥法による下水処理装置の効果的な運用
を行なう運転指標としてMLSS(mixed liquor
suspended solids、浮遊物濃度)を目標値にすれ
ばよいことが広く認められている。この種の装置
の運転上の特徴の一つとして、流入下水流量の急
激な増加があるが、この増加によりMLSSは低下
し、また有機物質負荷が大きくなるので安定な処
理を行なうことができなくなる。この場合には、
曝気槽内の汚泥重量を増やすためには沈殿池から
曝気槽へ返送する返送汚泥重量を多くすることが
必要となる。また、余剰汚泥の引抜きも、余分な
活性汚泥を適量にするためだけではなく、活性度
の低下した汚泥を排出して、活性度の高い汚泥を
維持するために必要な操作である。
目標MLSS値を維持するための方式として、
MLSSを検出して返送汚泥のフイードバツク制御
を行なうものや、流入下水流量に比例して返送汚
泥流量を調節するもとなどが提案されている。
これらの制御方式には、次のような問題点があ
る。即ち、沈殿池の容量に限度があるため、沈殿
池の汚泥蓄積重量には制限が付く。一方、流入下
水量は、人口増加や生活様式の高度化に伴ない、
増加する傾向にある。そのため、流入下水流量の
変動に追従して返送汚泥流量の増減を行なう際に
池殿池の汚泥が不足する状態になり、目標とする
返送汚泥重量を常に確保することが困難となる。
このように、MLSSは曝気槽と沈殿池とを含む系
全体に存在する汚泥重量によつてかなり変動す
る。
本発明の目的は、曝気槽MLSSの変動幅が最小
になるような活性汚泥法による下水処理装置の運
転方法を提供することにある。
本発明の下水処理装置の運転方法においては、
余剰汚泥引抜きポンプ9が一定流量で運転するよ
うに設定された場合、1日の曝気槽MLSSの変動
幅が最小になるようにポンプの運転時間帯を定め
るための日々のポンプ運転に関するガイダンスが
得られる。
本発明の、下水処理装置の運転方法に用いられ
るアルゴリズム構成を第2図に示す。このアルゴ
リズム構成は、曝気槽MLSSを算出する曝気槽モ
デルと、沈殿池引抜き汚泥濃度(返送汚泥濃度)
を算出する池殿池モデルの2つを含む。
まず、曝気槽におけるMLSS混合、増殖プロセ
スは、流動状態を、完全混合と押し出し流れの中
間と考え、例えばMonod形の増殖が行なわれてい
るものとする。即ち、次式で表わされる。
完全混合側: dX/dt=−1/F(Xc−A)+μX
+S−kdc dS/dt=−1/F(Sc−B)−1/YμX
/K+S 押し出し流れ側: Xp=A(t−F) Sp=B(t−F) dX/dt=μX/K+S−kdp dS/dt=−1/YμX/K+S ここに、XはMLSS濃度、SはBOD濃度(添字
のc,pはそれぞれ完全混合側、押し出し流れ側
での値を示す)、kd,μ,Y,Ksは定数、Fは
流入下水及び返送汚泥の曝気槽1槽当りの滞留時
間である。また、A,Bはそれぞれ槽入口のSS
及びBODの濃度であり、多槽型曝気槽について
考えたとき、次のように表わされる。
第1段目の槽では、 A=QIi+Q/QIi+Q B=QIi/QIi+Q 第i段目(i>1)の槽では、 A=QIi+Qi−1i−1/QIi+Qi−
B=QIi+Qi−1i−1/QIi+Qi−
ここで、XI,SI…流入下水のSS濃度及びBOD
濃度 QIi…第i段曝気槽に流入する下水流量 Qi-1…第i段曝気槽に前段曝気槽から
流入する混合液の流量 Xi-1,Si-1…第i段曝気槽に前段曝気
槽から流入する混合液のSS濃度
及びBOD濃度 QR,XR…返送汚泥流量及び濃度 最終段曝気槽出口のMLSS濃度XL及びBOD濃
度SLは、完全混合側の重み係数αを用いて、次
のように表わされる。
L=αXc+(1−α)XpL=αSc+(1−α)Sp MLSS濃度の平均偏差の平均値は で与えられる。ここで、 n…1日における点数 Xk…曝気槽MLSSの計算値 …過去のデータに基づくMLSSの平均値 上記のようにして求められる平均偏差の平均値
を、MLSSの変動幅を示すものとして用いること
ができる。
上記の曝気槽数学モデルにおいて、返送汚泥量
Rは、ポンプ8の引抜流量を一定の設定値と
し、余剰汚泥引抜時には上記設定値から余剰汚泥
流量を差引いた流量とした。余剰汚泥は、所定流
量で1日1回設定時間帯に引抜かれる。
沈殿池モデルは、引抜き汚泥濃度XRを沈殿池
流入流量QLと流入SS濃度XLから算出する数学
モデルであるが、例えば統計的に構成したもので
もよい。この場合には、沈殿池の構造から、数時
間前の値の影響を受けることを考慮して、引抜き
汚泥濃度は次式とする。
ここで、τは時間幅(2時間)、a3i+1,a3i+
,a3i+3は定数、X,Qは平均値に対する比値
である。定数a3i+1,a3i+2,a3i+3は過去の時系
列データから最小二乗法により決定する。
以上の2つのモデルを結合させて、1日の流入
下水特性として流量、SS,BODの諸量が与えら
れ、かつ汚泥引抜きポンプ8は一定流量で運転さ
れるので、余剰汚泥ポンプ9の運転開始時刻と停
止時刻が決定されれば、1日の曝気槽MLSSを計
算することが可能である。運転ガイダンスは、翌
日の分を得る必要があるから、まず、流入下水特
性は翌日のものでなければならず、主として統形
処理による予測値となる。ポンプ9の運転時刻に
ついては従来から実機上では実績を有しており、
平均的な開始時刻tONと停止時刻tOFFが定まつ
ている。従つて、これらの時刻を基本として1時
間単位で時刻を移動させて、開始時刻(tON+t
i)、停止時刻(tOFF+tj)として運転時間帯を
決定し、MLSSを算定して、1日の変動幅が得ら
れる。この操作をくり返し、ti,tj=±N,±
(N−1),…±1,0の場合についてMLSS変動
幅を計算する。従つて、計算回数は、(2N+1)
となる。このようにして、(2N+1)個の
MLSS変動幅が得られるので、その中から最小に
なる場合の運転開始時刻(tON+ti〓)と運転
停止時刻(tOFF+tj〓)をを選定し、この時間
帯とMLSSの値を出力としてガイダンスとする。
ここで用いられる汚泥引抜きポンプと余剰汚泥
ポンプ9は一定流量となつているが、これはポン
プを駆動する装置が三相誘導電動機で電源を入れ
れば一定速度で運転するという意味である。
尚第2図のアルゴリズムは、流入下水特性が1
週間(7日)を単位として変化する場合に、1週
間を通してシユミレーシヨンを行ない、結果に不
具合がないことを確認した上で、1日単位のガイ
ダンスを与えるために用いることができるもので
ある。
上記の実施例によれば、汚泥引抜ポンプと余剰
汚泥ポンプが一定流量で運転する設備において、
翌日のガイダンスに従つて余剰汚泥ポンプ9の運
転時間帯を定めることにより、流入下水特性の実
測値が予測値と極端に異ならない限り、曝気槽
MLSS変動幅は小さなものとすることが可能にな
る。従つて、装置を安定に運転することができ
る。また、例えば、土曜日から日曜日という流入
下水特性の点で1週間の他の曜日と著しく異なる
日を含む場合、翌日の月曜日の運転を確認した上
で日曜日の運転時間帯を決定することも可能であ
る。
上記の説明では、余剰汚泥ポンプ9は、運転中
には流量変化をさせず、一定流量で運転すること
を前提とした。これは、流量調整機能が付帯して
いないことを意味するが、運転開始時に流量設定
することはあり得る。例えば、ポンプ駆動用電動
機に速度制御装置を付帯するか、ポンプと直列に
調整弁10を付加することにより、流量設定を変
えることができる。この場合には、一定流量値を
決定することを要するが、例えば調整弁の開度に
応じて流量が100%,(100−α%,(100−2α)
%,…(100−(L−1)α)%のL通りについて
考えれば、時間帯の場合数が(2N+1)であ
るから、(2N+1)×Lの場合数について演算
を行なうことにより、最適な流量と時間帯を決定
することができる。
この場合、1日の余剰汚泥重量をある範囲内に
抑えておくことにすれば、演算回数(2N+1)
2Lをかなり減少させることもできる。
数学モデルについては、特定のモデルに限定さ
れるものではなく、物理モデルや統計モデルなど
目的に応じて種々のモデルを使いわけすることも
可能である。
また上記の実施例では、MLSSの変動幅を示す
指標として、平均偏差の平均値を用いることとし
たが、平均偏差の平均値の代りに他種の値を用い
ることもできる。
以上のように、活性汚泥法の下水処理場では流
入下水特性が1日単位または1週間単位で大幅に
変化する条件下で、曝気槽MLSSの変動幅をでき
るだけ小さくし安定な放流水質を得ることが求め
られるが、本発明によれば過去の実績に基づく流
入下水特性の予測を前提として、MLSS変動幅が
最も小さくなるように余剰汚泥ポンプの運転時間
帯を定めることができる。従つて、日々の安定運
転における効果が大きい。また、ポンプの時間帯
ばかりでなく、その時間帯に対応した諸特性値も
得られる。従つて、装置全体の運転についての総
合的判断をすることが可能になる。さらに、この
方法を活用して、予想される特殊な流入下水特性
の場合の運転がいかになるかを事前に知ることが
でき、問題がある場合にはその対策を用意するこ
とができ、この点からもより安定な運転を行なう
ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は活性汚泥法による下水処理装置の概略
図、第2図は本発明一実施例の運転方法に用いら
れるアルゴリズムを示す流れ図である。 2……曝気槽、4……沈殿池、8……汚泥引抜
ポンプ、9……余剰汚泥ポンプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 活性汚泥法を採用している下水処理装置にお
    いて、沈殿池から汚泥を引抜き曝気槽に返送する
    ポンプが一定流量であり、余剰汚泥ポンプの運転
    により返送汚泥流量を調整する運転方法におい
    て、 流入下水特性に関する過去の実績データに基づ
    いて将来の所定期間における流入下水特性を予測
    し、予測した流入下水特性と曝気槽及び沈殿池の
    数学モデルとを用いて、前記所定期間における余
    剰汚泥ポンプの運転時間帯と曝気槽MLSSの変動
    幅との相関関係を求め、この関係から前記所定期
    間における前記MLSSの変動幅が最小となる前記
    余剰汚泥ポンプの運転時間帯を知り、この最小変
    動幅を与える運転時間帯に前記余剰汚泥ポンプを
    運転することを特徴とする活性汚泥法による下水
    処理装置の運転方法。
JP3371279A 1979-03-22 1979-03-22 Operating of sewage treating apparatus by activated soludge method Granted JPS55127192A (en)

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JPS55127192A JPS55127192A (en) 1980-10-01
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JPS5791793A (en) * 1980-11-28 1982-06-08 Toshiba Corp Optimum operation of sewage treating apparatus due to activated sludge process
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JP6655847B2 (ja) * 2016-05-26 2020-02-26 メタウォーター株式会社 最終沈澱池からの返送汚泥量・余剰汚泥量の調節方法

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