(57)【要約】【課題】好気性微生物による有機物分解処理の工程制御において、検出点と注入点の検出機器の設置位置が離れていると、測定対象物の濃度変化信号が指令値に対して追従性をもった信号となり難く、工程動作の安定化が図れない状態となるので、注入点と検出点の機器設置の距離から生まれる数値変動に要する時間差と、注入点と検出点の信号変動レベルの誤差の縮小を図る必要がある。【解決手段】送風機による好気性生物処理の工程制御において、処理する対象物に対しての、適切な酸素供給と処理結果の安定化を目的にＰＬＣによる送風機の制御を行い、状況下に応じた風量制御を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
好気性微生物による有機物分解処理の工程制御において、送風機（４）と、風量調節弁（５）と、酸素の注入装置（６）と、注入量の検出点（７）と、溶存酸素の検出点（８）と、制御装置（２）と、該制御装置（２）により制御される送風機制御装置（３）と、前記制御装置（２）と信号をやりとりする遠方操作を行う監視装置（１）を備え、有機物の生物分解するための制御として、汚水に対する空気（酸素）の注入量を一定化し生成する活性汚泥の生成量を安定させる制御と、汚水中のＤＯ濃度（溶液中の酸素濃度）を一定化し供給される汚水の濃度に対し適切な酸素注入量を調節する制御と、空気との混合率を向上させるために、タンク内の溶液を攪拌させるための曝気装置の回転数を可変させ溶液の酸素濃度を変化させる制御の３つの制御モードが選択でき、その状況に応じたモードで処理することができる制御方式であって、該制御においては、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）を用い、該３つの制御モードで各制御対象に与える設定数値を演算機能をもって算出し、最適な設定を送風機に与えることを特徴とする送風機制御装置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風機設備の風量制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下水処理設備の中の、送風機設備による汚泥処理工程には、有機物 (炭素系有機物・窒素含有化合物・りん含有化合物)を含む汚水を、河川等の自然水域に排出しないように、処理場内の所定のエリア内で、好気性微生物による有機物の分解処理を行う工程がある。
【０００３】
汚水を所定のエリア（例えば、反応タンク）に汚水を貯めて、そのエリア内に空気（酸素）を注入・攪拌させることにより、汚水中の微生物が汚水に含まれた有機物を利用して繁殖し、活性汚泥に変化する。微生物に有機物を酸化分解させることにより処理水から有機物を除去するこの処理方法は、薬品等による化学処理でなく、自然界の自然浄化作用を有効に活用した環境にやさしい処理方法である。
【０００４】
好気性微生物による有機物分解処理の制御方法には、汚水に対する空気（酸素）の注入量を一定化し生成する活性汚泥の生成量を安定させる制御、汚水中のＤＯ濃度（溶液中の酸素濃度）を一定化し供給される汚水の濃度に対して適切な酸素注入量を調節する制御、空気との混合率を向上させるためにタンク内の溶液を攪拌させるための曝気装置の回転数を可変させ溶液の酸素濃度を変化させる制御、などがあり、制御方法につき、遠方の制御装置による指令によりその時々の状況等から最適と思われる方法を選択し、安定した処理が出来るように考慮されている。
このように、好気性微生物による有機物分解処理の制御方法には、固定の制御方法は存在しておらず、多種多様な制御方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３４７５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記［背景技術］の［０００４］に挙げている「ＤＯ一定制御」による処理方法に関しては、酸素注入するための処理エリアに入ってくる「汚水の供給量」に対して「処理する量」を算出し、処理エリア内の汚水に空気（酸素）を注入して、汚水の中に含まれる酸素濃度を増加または減少させて活性汚泥の生成量を制御する。
【０００７】
この制御方法に関しては供給量に対して、汚水中の「ＤＯ（溶存酸素）」を制御するのだが、一般的には、ＤＯの濃度を検出するポイントが処理エリアの出口付近にあり、逆に酸素の注入点が、汚水供給点付近に設置されていることが多い。
【０００８】
制御装置へ濃度検出ポイントで計測された「現状の溶存酸素濃度」の数値を送り込み、その値が濃度の設定値に対して、どのレベルなのかを判断して、濃度設定値に近づく様に酸素の注入量を調整する。
この時注入点と検出点に距離がある場合、溶存酸素濃度は注入点の濃度が検出点の溶存酸素濃度を変化させるには、ある一定の時間（注入点で注入された汚水が検出点まで、到達する時間）が必要とされる。
注入点と検出点の位置関係が遠い場合は、水中の溶存酸素濃度の変化は、注入点で見た場合は、設定値に近づいているのにもかかわらず検出部周囲の溶存酸素は、酸素未注入レベルの数値のままである。
【０００９】
よって、検出部分の濃度レベルとしては、「溶存酸素不足」の信号が、制御装置へ返され、制御装置は、検出部からの信号に対して追加の酸素増加注入をする為、注入する風量調節機能に制御をかけて、注入風量を増加させていき、注入点には酸素が追加注入され、溶存酸素濃度が上がっていく。
その結果、検出部に到達する頃には注入点付近からエリア中盤までの溶存酸素濃度は必要以上の濃度を有した活性汚泥となっている。
この過大濃度を有した活性汚泥が検出部に到達したときに、初めて過大注入であると認識する。
【００１０】
逆に検出部に到達した過大酸素を検知した段階で、検出部は制御装置に対して、今度は酸素の減少を要求する。
【００１１】
過大酸素検出により、制御装置は注入する風量調節機能に再び制御をかけて、注入風量を減少させる指令を与え、注入酸素に制限を掛け始める。
【００１２】
注入点では、供給される酸素は減少していくので、溶存酸素濃度も低下していくが、検出点では、これ以前に高濃度の溶存酸素を検出している為、制御装置に対してさらに溶存酸素濃度高の信号を送り続ける。
この結果は、注入点での溶存酸素濃度は低濃度に対して、検出分は高濃度を検出することにつながる。
【００１３】
この動作が繰り返されることで、処理エリア内の溶存酸素濃度は増減を繰り替えして安定した濃度を保つことが出来ず、目的とする「ＤＯ一定制御」が出来ない状態となる。
この状況を作り出した原因は、検出点と注入点の検出機器の設置位置が離れていることであって、この場合、測定対象物の濃度変化信号が指令値に対して追従性をもった信号となり得ないため、動作の安定化が図れない状態となっている。
これが本発明で、解消しようする問題点である。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項1の発明によれば、好気性微生物による有機物分解処理の工程制御において、送風機４と、風量調節弁５と、酸素の注入装置６と、注入量の検出点７と、溶存酸素の検出点８と、制御装置２と、該制御装置２により制御される送風機制御装置３と、前記制御装置２と信号をやりとりする遠方操作を行う監視装置１を備え、有機物の生物分解するための制御として、汚水に対する空気（酸素）の注入量を一定化し生成する活性汚泥の生成量を安定させる制御と、汚水中のＤＯ濃度（溶液中の酸素濃度）を一定化し供給される汚水の濃度に対し適切な酸素注入量を調節する制御と、空気との混合率を向上させるために、タンク内の溶液を攪拌させるための曝気装置の回転数を可変させ溶液の酸素濃度を変化させる制御の３つの制御モ−ドが選択でき、その状況に応じたモ−ドで処理することができる制御方式であって、該制御においては、ＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）を用い、該３つの制御モ−ドで各制御対象に与える設定数値を演算機能をもって算出し、最適な設定を送風機に与えることを特徴とする送風機制御装置システムである。
【発明の効果】
【００１５】
制御装置内にＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）を用いることによって、いままで、注入量に対する検出量の検出時間差から生じた過大−過小の繰り返し（ハンチング動作）が本発明による効果で、処理エリア内の現状の溶存酸素量により沿った制御となり、まず、過大注入がなくなるという効果が生じる。次にそこから設定に対する、注入と検出の結果の一致するポイントにつき、早いレベルでの一致ができることから溶存酸素量制御の精度も向上が望める。
【００１６】
本発明により、機械設備側の位置関係にとらわれることのない独自の制御が可能となる。さらに、イニシャルコスト、実配線変更や、機器追加等の金額面において、金額面の削減に効果的であり、調整範囲でいかようにも幅のある制御を持たせることで生まれる汎用性と設備に沿った追従性を強化する面でも大いに効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における設備の制御フロ−図である。
【図２】従来におけるＤＯの注入と検出の相違を表した図である。
【図３】本発明におけるＤＯの注入と検出の相違を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
送風機による好気性生物処理の工程制御において、処理する対象物に対しての、適切な酸素供給と処理結果の安定化を目的にＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）による送風機の制御を行い、状況下に応じた風量制御を実現する。
【実施例１】
【００１９】
本発明は、機械設備の中の「送風機設備」において、送風機による風量制御を行う中で適正な風量供給を実現させる為の、ＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）による制御方法で、汚泥処理工程内の「反応タンクの送風機設備」で、有機物の生物分解するための制御として
３つのモ−ドが選択でき、その状況に応じたモ−ドで処理することができるというものである。
選択できるモ−ドは下記の３種類があり、
１．汚水に対する空気（酸素）の注入量を一定化し、生成する活性汚泥の生成量を安定させる制御
２．汚水中のＤＯ濃度（溶液中の酸素濃度）を一定化し、供給される汚水の濃度に対し適切な酸素注入量を調節する制御
３．空気との混合率を向上させるために、タンク内の溶液を攪拌させるための曝気装置の回転数を可変させ、溶液の酸素濃度を変化させる制御である。上記の３種類の制御方法は、それぞれ制御する対象物（制御対象）が異なっており
ＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）により、それぞれのモ−ドでの対象物に与える「設定数値」を演算機能をもって算出し、最適な設定を送風機に与える為の制御装置である。
【００２０】
本発明による解消すべき点は、以下２点であり、それはすなわち、注入点と検出点の機器設置の距離から生まれる数値変動に要する時間差と、注入点と検出点の信号変動レベルの誤差の縮小である。
本件の内容を解消する方法としては、ＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）による自動制御のプログラムにこれらの内容の制御の調整・補正のプログラムを組入れて、制御することが有効である。
まず解消すべき点の１点目である「時間差」の問題を解消するには、検出部からの信号をリニアに制御装置に送信するのでなく、計測時間と計測中止時間の２つの内容を設定できるようにして、計測時間中は溶存酸素濃度を計測し、計測中止時間は「設定時間内」だけ一旦計測時間中の最終値を記憶して、計測を中止する。時間経過後に変動があれば、制御装置に対して「酸素の注入または減少」の指令値を出力する。
そして解消すべき点の２点目については、時間差からうまれる偏差から起こる、機器へのショックを吸収・緩和する為の、補正プログラムを加えることで制御対象への保護と安定化を図る。
【００２１】
図１は本発明における設備の制御フロ−図である。図１において、４は送風機、５は風量調節弁、６は酸素の注入装置、７は注入量の検出点、８は溶存酸素の検出点である。３は、制御装置２により制御される送風機制御装置であり、注入量の検出点７における検出値および溶存酸素の検出点８における検出値を得、送風機４の制御を行い、状況下に応じた風量制御を実現する。
遠方操作を行う１の監視装置と、本発明により改善する２の制御装置の間の信号伝達（１−２間の信号伝達ａ）は、設定値９と現在値をやりとりする。２の制御装置と３の送風機制御装置間の信号伝達（２−３間の信号伝達ｂ）により、２の制御装置で設定値９に見合う注入量１０等が演算され、これが本発明により従来例を改善する主要部分である。
これにより、従来におけるＤＯの注入と検出の相違を表した図（図２）に比べ、本発明におけるＤＯの注入と検出の相違を表した図（図３）において、注入−検出の誤差の縮小が見られ、本発明による改善効果を観取することができる。
図２では、９の設定値の線に対して、１０の注入量が設定オ−バ−しているにも関わらず、検出量１１はまだ設定値９に到達していないので注入量１０は増加をたどり検出量１１が設定に到達して時点は、過大酸素注入の状態であり、注入量１０の検出時間誤差分、検出量１１もその時間誤差分は増加し、１２の注入量−検出量の誤差が大きくなり、適切な制御が出来ず、過大と過小の繰り返し動作になっている。
図３では、９の設定値の線に対して、１０の注入量が設定オ−バ−している状態に、１１の検出量がすみやかに追従する形となり、注入量１０を設定値９に補正をかけて、検出量１１が設定に到達して時点は、図２の改善前の従来例より、早い段階で設定に一致する。１２の注入量−検出量の誤差である注入量１０の検出時間誤差分も、追従性が向上する事により、図２の改善前の従来例よりも時間差は生じない形となり、結果として安定した制御が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
送風機による好気性生物処理の工程制御において、機械設備自体での調整出来ないレベルでの制御範囲をＰＬＣ（プログラマブルコントロ−ラ）で補い、どのような要求に対しても、対応できる制御方法を確立させることで、広範囲・高レベルの制御を実現させることで利用価値と商品価値の向上を目指すことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    監視装置
２    制御装置
３    送風機制御装置
４    送風機
５    風量調節弁
６    酸素の注入装置
７    注入量の検出点
８    溶存酸素の検出点
９    設定値
１０    注入量
１１    検出量
１２    注入量−検出量の誤差
ａ    １−２間の信号伝達
ｂ    ２−３間の信号伝達
【図１】
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【図２】
2010207661.tif 000004
【図３】
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