(57)【要約】【課題】流入汚水量の変化による大きな負荷量の変動に対しても曝気サイクルの時間的なずれが生じず、供用開始初期などの低負荷において頻繁な設定変更を必要とすることもなく、適切な硝化・脱窒反応が進行され間欠的に曝気される曝気装置の運転制御方法の提供。【解決手段】曝気槽1内の汚水を連続的に攪拌し間欠的に曝気することにより時系列的に好気処理と嫌気処理を交互に行わせる曝気装置の運転制御方法において、曝気槽１内の溶存酸素センサ６により溶存酸素値を検知し、その検知信号を制御装置８により曝気装置３を回転制御するインバータ９に信号を送信し、予め設定されている溶存酸素値の検出周期であるサンプリング時間と、汚水の流入負荷量を算出するための溶存酸素指標値および安定した硝化反応を確保するための溶存酸素目標値を基にして、適正に好気処理と嫌気処理を交互に繰返すよう間欠的に曝気装置３の運転制御を行わせる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽内の汚水を連続的に攪拌し間欠的に曝気することにより時系列的に好気処理と嫌気処理を交互に行わせる曝気装置の運転制御方法において、曝気装置により空気供給される槽内の溶存酸素変化値を槽内に付設された溶存酸素センサにより検知し、その検知信号を制御装置により処理し前記曝気装置を回転制御するインバータに信号を送信し、予め設定されている溶存酸素値の検出周期であるサンプリング時間と、汚水の流入負荷量を算出するための溶存酸素指標値および安定した硝化反応を確保するための溶存酸素目標値を基にして、好気処理の場合、曝気開始から溶存酸素指標値に到達するまでの間は曝気装置を定速回転し、溶存酸素指標値までの到達時間より算出された前記流入負荷量に基づいて次工程の嫌気処理における曝気停止の嫌気時間を算出させ、更に、溶存酸素指標値の到達から逸早く前記溶存酸素目標値に到達させるために溶存酸素値を増加するよう曝気装置を運転制御し、該目標値に到達すると所定の溶存酸素一定制御運転時間中は曝気槽内の溶存酸素値を溶存酸素目標値状態に維持するよう曝気装置を可変速運転制御し、また、次工程の嫌気処理の場合、前記溶存酸素一定制御運転時間が経過し前記算出の嫌気時間において曝気装置を停止させ溶存酸素値が降下し嫌気処理を継続させ、該嫌気時間が経過すると再び曝気装置が起動し次の好気時間における曝気を開始し好気処理を再開させ、適正に好気処理と嫌気処理を交互に繰返すよう間欠的に曝気装置の運転制御を行わせれることを特徴する、曝気装置の運転制御方法。
【請求項２】
前記曝気装置において、曝気開始から溶存酸素指標値までの到達時間を基に溶存酸素一定制御運転時間が算出され自動的に設定処理させ、溶存酸素指標値の到達時間経過後、該算出設定した溶存酸素一定制御運転時間において初期は逸早く溶存酸素目標値に到達させるために溶存酸素値を増加するよう該曝気装置を運転制御し目標値に到達後は曝気槽内の溶存酸素値を溶存酸素目標値状態に維持するよう該曝気装置を可変速運転制御させることを特徴する、請求項１記載の曝気装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水処理施設における下水等の有機性汚水を曝気装置設備を用いて活性汚泥微生物の作用により硝化・脱窒処理させる、例えばオキシデーション法、嫌気好気法等の曝気装置の運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
間欠的に曝気することにより嫌気状態と好気状態を交互に行う汚水の活性汚泥処理方法において、曝気装置停止直後から溶存酸素(以下ＤＯと称す)の降下を時系列的に採取しＤＯの降下の傾きを示す汚泥の呼吸速度を各曝気サイクル毎に計測し、計測された汚泥の呼吸速度に応じて曝気インターバル時間を自動設定し、曝気インターバル時間において硝化反応が進行するＤＯ値を上回る好気時間と酸素の供給を停止している時間のうち脱窒反応が進行する槽内ＤＯが０近傍の嫌気時間との好気嫌気時間比を計測した汚泥の呼吸速度に応じて自動設定し、曝気インターバル時間において好気嫌気時間比が設定値通りとなるよう曝気装置停止時間を前回のサイクルにおいて計測した汚泥の呼吸速度から予測することにより制御する方法は公知である（例えば、特許文献１参照）。しかしこの方法では、ＤＯの降下傾きを示す汚泥の呼吸速度の計測値が前回と次回のサイクルで殆ど変動がないことを前提として前回のサイクルにおいて計測した汚泥の呼吸速度から予測されるため、変動が大きい例えば、夜中の少ない使用水が流入してくる早朝と、人間が活動を開始し多くの使用水が流入してくる朝８時頃から後とでは、流入汚水量より槽内ＯＤの負荷が明らかに上昇しいる場合でも、前回計測の負荷量の低い夜中の曝気サイクルから得た傾向で朝の曝気サイクルが決定されるので、時間的なずれのため現状の流入汚水負荷量に対しての適正な硝化および脱窒処理が行われない。
【０００３】
また、別の公知例として、曝気槽に設置した溶存酸素計により、曝気機を間欠運転させる水処理設備において、曝気開始後、嫌気と好気の境界溶存酸素値に達するまでの時間、嫌気と好気の境界溶存酸素値から溶存酸素が上昇して予め定めた上限溶存酸素値に達した時、曝気を停止し、その後再び嫌気と好気の境界溶存酸素値に至るまでの時間を計測しその計測時間を基に嫌気時間が算出され、該嫌気時間の経過後に曝気を再開するように１サイクルの運転を行なわせる（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方法では、今回のサイクルでの曝気状況（時間）から流入汚水負荷量を判断し、曝気後の嫌気時間を割り出しているので時間的ずれは生じないが、上限溶存酸素値や好気・嫌気時間の比など任意設定するものが多く、定格汚泥負荷の場合は好気・嫌気時間の比は１：１で良いが、供用開始初期などの低負荷においては、硝化・脱窒反応を考慮するとこの比は“好気時間＜嫌気時間”となるよう調整する必要があり、頻繁に設定変更をしなければならない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２８９７６号公報  （要約、００２２、第３図）
【特許文献２】特開平７−１３６６８２号公報  （要約、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする課題は、間欠的に曝気される活性汚泥処理方法において、流入汚水量の変化による大きな負荷量の変動に対しても、上記特許文献１のような曝気サイクルの時間的なずれが生じず、また、上記特許文献２のように供用開始初期などの低負荷において頻繁な設定変更を必要とすることもなく、好気時間帯に必要以上の空気供給をすることなく十分な硝化反応が進行され、また、嫌気時間帯において適切な脱窒反応を促進することできる汚水処理施設における曝気設備の運転制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、曝気槽内の汚水を連続的に攪拌し間欠的に曝気することにより時系列的に好気処理と嫌気処理を交互に行わせる曝気装置の運転制御方法において、曝気装置により空気供給される槽内の溶存酸素変化値を槽内に付設された溶存酸素センサにより検知し、その検知信号を制御装置により処理し前記曝気装置を回転制御するインバータに信号を送信し、予め設定されている溶存酸素値の検出周期であるサンプリング時間と、汚水の流入負荷量を算出するための溶存酸素指標値および安定した硝化反応を確保するための溶存酸素目標値を基にして、好気処理の場合、曝気開始から溶存酸素指標値に到達するまでの間は曝気装置を定速回転し、溶存酸素指標値までの到達時間より算出された前記流入負荷量に基づいて次工程の嫌気処理における曝気停止の嫌気時間を算出させ、更に、溶存酸素指標値の到達から逸早く前記溶存酸素目標値に到達させるために溶存酸素値を増加するよう曝気装置を運転制御し、該目標値に到達すると所定の溶存酸素一定制御運転時間中は曝気槽内の溶存酸素値を溶存酸素指標値状態に維持するよう曝気装置を可変速運転制御し、また、次工程の嫌気処理の場合、前記溶存酸素一定制御運転時間が経過し前記算出の嫌気時間において該曝気装置を停止させ溶存酸素値が降下し嫌気処理を継続させ、該嫌気時間が経過すると再び曝気装置が起動し次の好気時間における曝気を開始し好気処理を再開させ、適正に好気処理と嫌気処理を交互に繰返すよう間欠的に曝気装置の運転制御を行わせれることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、予め設定さたサンプリング時間毎に槽内設置の溶存酸素センサで溶存酸素値が細かく検出され現状サイクル中の立上り曝気状況から流入負荷量を算出認識させ、槽内の溶存酸素値を目標値一定に安定状態から曝気を停止するよう曝気装置の運転制御や曝気サイクルおよび嫌気時間までを迅速に自動調整処理がされるので、夜中の少ない使用水が流入してくる早朝と、人間が活動を開始し多くの使用水が流入してくる朝８時頃から後の流入汚水の負荷変動差が大きな場合においても、曝気サイクルの時間的なずれが生じることもなく、また、供用開始初期などの低負荷において頻繁な設定変更という煩わし調整作業をすることもなく、現状に即した最適な好気・嫌気状態で有効に処理が行われるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
曝気槽内の汚水を連続的に攪拌し間欠的に曝気することにより時系列的に好気処理と嫌気処理を交互に行わせる曝気装置の運転制御方法において、曝気装置により空気供給される槽内の溶存酸素変化値を槽内に付設された溶存酸素センサにより検知し、その検知信号を制御装置により処理し前記曝気装置を回転制御するインバータに信号を送信し、予め設定されている溶存酸素値の検出周期であるサンプリング時間と、汚水の流入負荷量を算出するための溶存酸素指標値および安定した硝化反応を確保するための溶存酸素目標値を基にして、好気処理の場合は曝気開始から溶存酸素指標値に到達するまでの間は曝気装置を定速回転し、溶存酸素指標値までの到達時間より算出させた前記流入負荷量に基づいて次工程の嫌気処理における曝気停止の嫌気時間を算出させ、更に、溶存酸素指標値の到達から逸早く前記溶存酸素目標値に到達させるために溶存酸素値を増加するよう曝気装置を運転制御し、該目標値に到達すると所定の溶存酸素一定制御運転時間中は曝気槽内の溶存酸素値を溶存酸素指標値状態に維持するよう曝気装置を可変速運転制御し、また、次工程の嫌気処理の場合、前記溶存酸素一定制御運転時間が経過し前記算出の嫌気時間において曝気装置を停止させ溶存酸素値が降下し嫌気処理を継続させ、該嫌気時間が経過すると再び曝気装置が起動し次の好気時間における曝気を開始し好気処理を再開させ、適正に好気処理と嫌気処理を交互に繰返すよう間欠的に曝気装置の運転制御を行わせる。また、曝気開始から溶存酸素指標値までの到達時間を基に溶存酸素一定制御運転時間が算出され自動的に設定処理させ、溶存酸素指標値の到達時間経過後、該算出設定した溶存酸素一定制御運転時間において初期は逸早く溶存酸素目標値に到達させるために溶存酸素値を増加するよう曝気装置を運転制御し目標値の到達後は曝気槽内の溶存酸素値を溶存酸素指標値状態に維持するよう曝気装置を可変速運転制御させる。
【実施例１】
【０００９】
図１ないし図4において、１は曝気槽、２は曝気槽１内に攪拌水流を発生させるため設けられた攪拌機、3は曝気槽１内へ空気を供給するための曝気装置であり、曝気装置３から導下されたエアー配管４を経由して曝気槽１内に設置された散気装置５により酸素が供給され、曝気槽１内に付設された溶存酸素センサ6により溶存酸素値を検知し、その検知信号は溶存酸素変換器７により溶存酸素値信号に変換され、該変換された溶存酸素値信号が、制御装置８により処理され前記曝気装置３を回転制御するインバータ９に信号が送信され、予め設定されているサンプリング時間ｔ１と、汚水の流入負荷量を算出するための溶存酸素指標値Ｄ１および安定した硝化反応を確保するための溶存酸素目標値Ｄ２を基にして、曝気槽１内の溶存酸素値の変化を溶存酸素センサ６により前記サンプリング時間ｔ１毎に好気時間ｔ４中のみ検知してもよいが、嫌気時間ｔ３中も継続して検知されることが望ましく、好気処理の場合は該サンプリング時間ｔ1毎に溶存酸素センサにより検出した信号に基づいて先ず制御装置からインバータへの指令信号により曝気装置３が定速運転で駆動し曝気を開始させ、溶存酸素値が当該溶存酸素指標値Ｄ１に到達しているか否かを判定させ、非到達の場合は定速運転を継続し、到達したと判定されれば該到達までに要した到達時間ｔ０と該到達時間ｔ０中に供給された空気量を基に流入負荷量を算出し、該流入負荷量より次工程の嫌気処理における曝気停止の嫌気時間ｔ３が算出されて自動的に設定される。
【００１０】
更に、溶存酸素指標値Ｄ１の到達から逸早く前記溶存酸素目標値Ｄ２に到達させるため既設定のサンプリング時間ｔ1毎に現状の溶存酸素値が増加しているか否かを判定し、非増加の場合は前記制御装置８によりインバータ９に周波数を上げる指令信号を発信し曝気装置３が増速運転され現状の溶存酸素値が増加したと判定されればその時点での周波数運転状態を継続し、次に溶存酸素値が溶存酸素目標値Ｄ２に到達しているか否かが判定され、非到達の場合は再度上記前工程の現状の溶存酸素値を増加させる制御運転が行われ、到達したと判定されれば所定の溶存酸素一定制御運転時間ｔ２が設定され該時間ｔ２中は既設定のサンプリング時間ｔ1毎に現状の溶存酸素値が溶存酸素目標値Ｄ２と同等か否かが判定され、溶存酸素目標値Ｄ２より低い場合は前記制御装置８によりインバータ９に周波数を上げる指令信号が発信され、逆に高い場合は周波数を下げる指令信号が発信され、また同等の場合はその時点での周波数運転状態が継続されてそれぞれの状況に応じた曝気装置３の可変速運転制御が溶存酸素一定制御運転時間ｔ２継続された後、次工程の嫌気処理に移行される。
【００１１】
次に、次工程の嫌気処理の場合、前記算出の嫌気時間ｔ３において曝気装置３が停止され溶存酸素値が降下し嫌気状態が継続され、該嫌気時間ｔ３が経過すると再び曝気装置３が起動し次の好気時間ｔ４における曝気が開始されて好気状態が再開され、適正に好気処理と嫌気処理を交互に繰返す曝気サイクルＣで間欠的に曝気装置３の運転制御を行わせる。
【実施例２】
【００１２】
実施例１の運転制御方法を前提として、曝気開始から溶存酸素指標値Ｄ１までの到達に要した到達時間ｔ０と該到達時間ｔ０中に供給された空気量を基に算出された流入負荷量を基に算出される嫌気時間ｔ３と予め設定された好気・嫌気時間の比率より求められた好気時間ｔ４より到達時間ｔ０を差し引くことで溶存酸素一定制御運転時間ｔ２を算出しても良く、また、実験等の経験値による負荷処理係数を用いて算出により求められた現状の流入負荷量を直接的に溶存酸素一定制御運転時間ｔ２を算出しても良く、当該算出された溶存酸素一定制御運転時間ｔ２が自動的に設定処理され、溶存酸素指標値Ｄ１の到達時間ｔ０経過後、該算出設定された溶存酸素一定制御運転時間ｔ２において初期は逸早く溶存酸素目標値Ｄ２に到達させるために溶存酸素値を増加するよう曝気装置３を運転制御し目標値Ｄ２の到達後は曝気槽内の溶存酸素値を溶存酸素目標値Ｄ２状態に維持するよう曝気装置３を可変速運転制御させる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明運転制御方法の実施対象とされる曝気設備の系統構成図である。
【図２】本発明運転制御方法を実施する曝気設備の平面図である。
【図３】本発明の実施例１おける運転制御方法を示す溶存酸素線図である。
【図４】本発明の実施例１おける運転制御方法のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２おける運転制御方法を示す溶存酸素線図である。
【図６】本発明の実施例２おける運転制御方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００１４】
１      曝気槽
３      曝気装置
６      溶存酸素センサ
８      制御装置
９      インバータ
Ｄ１      溶存酸素指標値
Ｄ２      溶存酸素目標値
ｔ０      溶存酸素指標値までの到達時間
ｔ１      サンプリング時間
ｔ２      溶存酸素一定制御運転時間
ｔ３      嫌気時間
ｔ４      好気時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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