(57)【要約】【課題】  インペラの浸漬深や回転数等の運転条件を効率的に決定することが可能なオキシデーションディッチの運転条件決定方法を提供する。【解決手段】  無終端の循環水路８と、循環水路８内に流入した汚水と活性汚泥との混合液２を攪拌及び曝気するインペラ３と、を備えたオキシデーションディッチ１の運転条件を決定する方法である。この方法は、混合液２の流速をＶ、インペラ３の浸漬深をＸ、動力投入密度をＹ、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）をＺとしたとき、Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）の関係式に基づいて、混合液２の流速と汚泥濃度とから、インペラ３の浸漬深及び動力投入密度を決定する。【選択図】  図１
2006102697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無終端の循環水路と、該循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を攪拌及び曝気するインペラと、を備えたオキシデーションディッチの運転条件を決定する方法であって、
前記混合液の流速をＶ、前記インペラの浸漬深をＸ、動力投入密度をＹ、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）をＺとしたとき、
Ｖ  ＝  ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ  （ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）
の関係式に基づいて、前記混合液の流速と汚泥濃度とから、前記インペラの浸漬深及び動力投入密度を決定することを特徴とするオキシデーションディッチの運転条件決定方法。
【請求項２】
決定された浸漬深と動力投入密度とに基づいて、前記インペラによる前記混合液に対する酸素供給量を求め、該酸素供給量に基づいて曝気時間を決定することを特徴とする請求項１に記載のオキシデーションディッチの運転条件決定方法。
【請求項３】
前記関係式は、
前記循環水路内の所定部位における流速、前記インペラの浸漬深、動力投入密度、及び汚泥濃度を含むデータ組を条件を変えて複数取得し、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して得られたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のオキシデーションディッチの運転条件決定方法。
【請求項４】
無終端の循環水路と、該循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を攪拌及び曝気するインペラと、を備えたオキシデーションディッチの運転条件を決定する方法であって、
前記循環水路内の所定部位における流速、前記インペラの浸漬深、動力投入密度、及び汚泥濃度を含むデータ組を条件を変えて複数取得し、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して、
Ｖ  ＝  ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ  （ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）
の関係式を求める工程を含むことを特徴とするオキシデーションディッチの運転条件決定方法。
【請求項５】
無終端の循環水路と、該循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を攪拌及び曝気するインペラと、を備えたオキシデーションディッチの運転条件を決定する方法であって、
前記循環水路内の所定部位における流速、前記インペラの浸漬深、動力投入密度、及び汚泥濃度を含むデータ組を条件を変えて複数取得し、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、汚泥濃度Ｚ、及び浸漬深と動力投入密度の相乗効果の項（ＸＹ）を重回帰して、
Ｖ  ＝  ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ+ｅ・ＸＹ  （ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは所定の定数）
の関係式を求める工程を含むことを特徴とするオキシデーションディッチの運転条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オキシデーションディッチの運転条件決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小規模下水処理システムとして、オキシデーションディッチ（OD : Oxidation Ditch）法が注目されている。このOD法は、無終端の循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を、インペラにより攪拌及び曝気し、OD内に好気ゾーンと嫌気ゾーンを生成して、各ゾーンで硝化反応、脱窒反応を行わせる、あるいはＯＤ内での処理に時間的に好気時間帯と嫌気時間帯とを設け、各時間帯で硝化反応、脱窒反応を行わせて、有機物処理、脱窒処理を行う。
【０００３】
このようなODとして、例えば特許文献１に開示されているものがある。このODでは、インペラの浸漬深及び回転数を制御することで、混合液の流速を制御しながら溶存酸素量を調整して、極低負荷運転時における良好な汚水処理を図っている。
【特許文献１】特開２００１−２６９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の方法では、インペラの浸漬深や回転数等の運転条件の設定は、熟練した運転者が勘に頼って決定していたものであり、効率的でなかった。
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、インペラの浸漬深や回転数等の運転条件を効率的に決定することが可能なオキシデーションディッチの運転条件決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、無終端の循環水路と、循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を攪拌及び曝気するインペラと、を備えたオキシデーションディッチの運転条件を決定する方法である。この方法は、混合液の流速をＶ、インペラの浸漬深をＸ、動力投入密度をＹ、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）をＺとしたとき、Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）の関係式に基づいて、混合液の流速と汚泥濃度とから、インペラの浸漬深及び動力投入密度を決定することを特徴とする。
【０００７】
本発明者は、混合液の流速Ｖが、インペラの浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度（ＭＬＳＳ）Ｚの多項式で表し得ることを見出した。従って、この関係式に基づいて、所望の混合液の流速と汚泥濃度とから、インペラの浸漬深及び動力投入密度を効率的に決定することが可能となる。
【０００８】
本発明に係るオキシデーションディッチの運転条件決定方法では、決定された浸漬深と動力投入密度とに基づいて、インペラによる混合液に対する酸素供給量を求め、酸素供給量に基づいて曝気時間を決定することを特徴としてもよい。このようにすれば、過曝気や曝気不足を防止して良好な処理が可能となる。
【０００９】
本発明に係るオキシデーションディッチの運転条件決定方法では、上記関係式は、循環水路内の所定部位における流速、インペラの浸漬深、動力投入密度、及び汚泥濃度を含むデータ組を条件を変えて複数取得し、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して得られたものであることを特徴としてもよい。このようにすれば、上記関係式を容易に得ることができる。
【００１０】
本発明は、無終端の循環水路と、循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を攪拌及び曝気するインペラと、を備えたオキシデーションディッチの運転条件を決定する方法である。この方法は、循環水路内の所定部位における流速、インペラの浸漬深、動力投入密度、及び汚泥濃度を含むデータ組を条件を変えて複数取得し、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して、Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）の関係式を求める工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
このようにして得られた関係式に基づいて、所望の混合液の流速と汚泥濃度とから、インペラの浸漬深及び動力投入密度を効率的に決定することが可能となる。
【００１２】
本発明は、無終端の循環水路と、循環水路内に流入した汚水と活性汚泥との混合液を攪拌及び曝気するインペラと、を備えたオキシデーションディッチの運転条件を決定する方法である。この方法は、循環水路内の所定部位における流速、インペラの浸漬深、動力投入密度、及び汚泥濃度を含むデータ組を条件を変えて複数取得し、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、汚泥濃度Ｚ、及び浸漬深と動力投入密度の相乗効果の項（ＸＹ）を重回帰して、Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ+ｅ・ＸＹ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは所定の定数）の関係式を求める工程を含むことを特徴とする。
【００１３】
このようにして得られた関係式に基づいて、所望の混合液の流速と汚泥濃度とから、インペラの浸漬深及び動力投入密度を効率的に決定することが可能となる。この関係式は、浸漬深と動力投入密度との相乗効力の影響が大きいときに有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、インペラの浸漬深や回転数等の運転条件を効率的に決定することが可能なオキシデーションディッチの運転条件決定方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、オキシデーションディッチ（ＯＤ）の一部破断斜視図である。また図２は、ＯＤの構成を示す平面図である。本実施形態に係るＯＤの運転条件決定方法は、このＯＤ１において好適に実施することができる。
【００１７】
このＯＤ１は、図１及び図２に示すように、無終端の循環水路８と、循環水路８内に流入した汚水と活性汚泥との混合液２を攪拌及び曝気するインペラ３と、を備えている。循環水路８は、Ｕ字型の貯水槽内にＵ字型の隔壁を設けてなる、いわゆる馬蹄型の構造を有する。この循環水路８の内側の流路内には、Ｊ字型の整流壁９が設けられている。循環水路８の側壁には、汚水が流入する流入口１０と、処理水が排出される排出口１１とが設けられている。排出口１１には、図３に示すように越流ゲート１２が設けられており、ＯＤ１にて処理された処理水が、越流ゲート１２の上端部を越えて排出される。越流ゲート１２は、モータ１３により駆動されて上下動する。越流ゲート１２が上昇した場合には、越流する水量が減少し、循環水路８内の混合液の水位が上昇する。一方、越流ゲート１２が下降した場合には、越流する水量が増加し、循環水路８内の混合液の水位が下降する。なお、越流ゲート１２は手動にて上下動させてもよい。
【００１８】
インペラ３は、図２に示すように、Ｕ字型の貯水槽の頂部に一対設けられている。このインペラ３は、図４及び図５に示すように、中央の回転軸４の周りに等間隔に配設された攪拌羽根１４と、中央の回転軸４との間で通水口１５を形成するように各攪拌羽根１４間に配設されたコーン状板１６と、を有している。各攪拌羽根１４の上部は同一方向に折り曲げられ、折り曲げ部１４ａが設けられている。このインペラ３は、図１及び図６に示すように、回転軸４及び減速機５を介してモータ６と接続されている。減速機５及びモータ６は、架台７上に配置されている。インペラ３の直径ｄは、通常１０００ｍｍ〜４０００ｍｍの範囲に設定される。インペラ３と水位の関係は、図６に示すように、設計水位のときにコーン状板１６の上端部に水面が来るように設定される。このとき浸漬深がゼロであり、これよりも水位が上昇する方向を浸漬深の正の方向とする。
【００１９】
このＯＤ１では、モータ６を作動させてインペラ３を回転駆動すると、循環水路８内の混合液２はインペラ３によるポンプ作用により揚水される。揚水された混合液２の一部は通水口１５を通り抜けてコーン状板１６の上面側に抜け、攪拌羽根１４の折り曲げ部１４ａにより加速されて大気中に吐出される。また、混合液２の他の一部は、コーン状板１６下面に沿って流動されながら攪拌羽根１４の下部により加速され、回転方向に吐出される。
【００２０】
大気中に吐出された混合液２は空気と衝突接触した後に下降して、インペラ３の回転方向の流れと合成され、循環水路８内では螺旋状旋回流が生じる。上記の過程で空気中の酸素が効率よく混合液に溶解されると共に、循環水路８内の上下の攪拌及び混合が十分になされる。また、この螺旋状旋回流により、循環水路８内に循環流が生起される。こうして溶け込んだ酸素により好気ゾーンが形成され硝化反応が促進される。またＯＤ１内のインペラ３から離れた場所では、溶存酸素量が少なく嫌気ゾーンが形成されており、脱窒反応により富栄養化の原因物質である窒素が除去される。
【００２１】
ここで、嫌気ゾーン及び好気ゾーンを好適な配分で形成する、または、嫌気時間帯及び好気時間帯を設けるには、インペラ３により混合液２中に溶け込ませる酸素量を制御する必要がある。本実施形態に係るＯＤの運転条件決定方法は、そのためにインペラ３の浸漬深や回転数等の運転条件を効率的に決定するためのものである。
【００２２】
次に、具体的な運転条件の決定方法を説明する前に、本発明を想到するに至った経緯について説明する。
【００２３】
上記のようなOD１を採用した下水処理場にて、循環水路８内での汚泥の堆積が報告されたため、図７に示すＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤ断面において、図８に示すように幅方向１〜４の点において、その堆積状況を測定した。その結果、Ａ，Ｃ，及びＤ断面で汚泥の堆積はほとんど確認されず、Ｂ断面、特にＢ−１において、高さ５０ｃｍ〜１５０ｃｍの汚泥の堆積が確認された。そこで、長期圧密により巻上げが困難なこの堆積に、Ｔ字レーキにより強制的に外力を加えて突き崩した後、設計水位において流速を測定した。
【００２４】
図９は、インペラの回転数を低速Ｌ（図９（ａ））、中速Ｍ（図９（ｂ））、高速Ｈ（図９（ｃ））の３段階に調節して測定したときの、Ａ断面の各点における流速を示している。また図１０は、インペラの回転数を低速Ｌ（図１０（ａ））、中速Ｍ（図１０（ｂ））、高速Ｈ（図１０（ｃ））の３段階に調節して測定したときの、Ｂ断面の各点における流速を示している。
【００２５】
図９及び図１０に示すように、Ａ断面、及びＢ断面の双方とも水路コーナー部出口で、遠心力により流れが外側に偏る傾向がある。Ａ断面では、整流壁９の効果により、内側の流速が早く保たれている。インペラ３の回転が低速Ｌのとき、Ａ―２―Ｌ（ここで、Ａ―２―Ｌは、図７及び図８において、Ａ断面内の２−Ｌの位置を示す。以下、同様である。）及びＢ―１―Ｌにおいて、共に底部流速が０．１ｍ／秒より小さいが、Ａ―２では汚泥の堆積は確認されなかった。これは、Ａ―２―Ｌが比較的流れの速いＡ―１―ＬとＡ―３―Ｌとに囲まれているためと考えられる。
【００２６】
一方、水路壁面と接するＢ―１―Ｌでは、壁面に向かって徐々に流速は小さくなり、壁面でゼロとなる。この壁面とＢ―１―Ｌとの間の流速が０．１ｍ／秒より小さくなる領域において、汚泥の堆積が始まって堆積領域が下流へと成長したものと考えられる。そこで、流速が遅く、且つ汚泥の堆積が顕著であったＢ―１―Ｌにて、０．１ｍ／秒以上の流速を出すための条件を検討することにした。
【００２７】
まず、上記ＯＤ１においてモータの回転数と消費動力との関係を求めた。図１１は、その結果を示している。図１１に示すように、同一浸漬深では、モータの回転数と消費動力とは線形の関係にあるが、同一のＯＤでも浸漬深Ｘが異なれば、同じ回転数でも消費動力が異なる。そこで、動力投入密度という概念を導入する。
【００２８】
動力投入密度は、次式（１）で表される。
【００２９】
動力投入密度［Ｗ／ｍ３］-＝消費動力［Ｗ］÷混合液量［ｍ３］  ・・・（１）
【００３０】
混合液量［ｍ３］＝槽面積［ｍ２］×（設計水深［ｍ］+浸漬深［ｍ］）  ・・・（２）
【００３１】
この動力投入密度を用いれば、図１２に示すようなモータの回転数と動力投入密度の関係が得られる。浸漬深ごとに回転数と動力投入密度の関係式が得られるが、浸漬深の差異による相違はほとんど見られなかった。従って、モータの回転数と動力投入密度との関係は、次式（３）を採用し、以降の検討においては、モータの回転数の変わりに動力投入密度を利用した。
【００３２】
動力投入密度［Ｗ／ｍ３］-＝α×モータ回転数［ｒｐｍ］+β  （α，βは所定の定数）・・・（３）
【００３３】
発明者は、循環水路８内の堆積が生じたＢ―１―Ｌの部位において、（流速［ｍ／秒］，浸漬深［ｍｍ］，動力投入密度［Ｗ／ｍ３］，汚泥濃度［ｍｇ／ｌ］）のデータ組を、条件を変えて（浸漬深、動力投入密度、汚泥濃度をパラメータとして種々変更して）複数取得した。そして、これらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して、
【００３４】
Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）  ・・・（４）
の関係式を求めた。
【００３５】
このようにして、発明者は、混合液２の流速Ｖが、インペラ３の浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度（ＭＬＳＳ）Ｚの多項式で表し得ることを見出した。そして、この関係式に基づいて、混合液２の流速と汚泥濃度とから、インペラ３の浸漬深及び動力投入密度を決定することができることが分かった。そして、動力投入密度が決定されれば、上記（３）式に基づいて、モータ６の回転数を求めることができる。
【００３６】
また、浸漬深、動力投入密度、及び酸素供給量の関係は、予め清水条件で測定することで求めることができる。例えば、浸漬深が０［ｍｍ］で動力投入密度がω［Ｗ／ｍ３］のときの酸素供給量を１００％としたとき、浸漬深及び動力投入密度をそれぞれ変化させたときにおける酸素供給量Ｐ［％］は、図１３に示すように求められる。
【００３７】
従って、浸漬深及び動力投入密度に基づいて酸素供給量Ｐが決定されたとき、
【００３８】
曝気時間Ｔ１＝U［ｈ／日］×ｉ［％］×１０−２×１００［％］／Ｐ［％］  ・・・（５）
の関係式に基づいて、必要な曝気時間Ｔ１を算出することができる。ここで、Ｕは使用するインペラ３による曝気能力を示すものであって、計画汚水流入時に必要な酸素を供給するのに必要な時間であり、ｉは計画汚水量に対する流入汚水量の割合である。
【００３９】
本実施形態に係るＯＤの運転条件決定方法は、上記した知見に基づくものである。次に、具体的なＯＤの運転条件決定方法について説明する。
【００４０】
特に、ここではＯＤ１の使用初期段階において、循環水路８内に堆積を生じさせないための運転条件を決定する方法について説明する。このようなＯＤ１を備えた下水処理システムでは、下水網の整備に時間を要するが、下水網が完成してからシステムを稼動することは考えられず、完成時の処理容量を見込んで設計した処理プラントを先に建設し、これに接続する下水網を順次整備していくのが一般的である。従って、プラントの使用初期段階では、設計処理容量よりはるかに低い負荷で運転が行われる。しかしながら、こうした極低負荷運転状態においては、混合液中の活性汚泥の沈降を防ぐために必要な限度でインペラ３を低速あるいは間欠運転を行ったとしても、これにより促進される気液接触で過曝気状態となり、ＯＤ１内の微生物が自己酸化を起したり、硝化反応が進行することによりＯＤ１内のｐＨが低下し、汚泥濃度が増加せず、処理能力が低下してしまう。過曝気を防ぐため、インペラ３の停止時間を長くすると、汚泥が沈降して溶存酸素量が低下せず、やはり処理能力が低下してしまうばかりか、堆積した汚泥が長期間の圧密・嫌気状態を経て、臭気を発するという問題もある。従って、このようなＯＤ１の使用初期段階において、運転条件を効率的に且つ好適に決定する方法が重要となる。
【００４１】
まず、循環水路８内の堆積が生じる部位（図７のＢ―１―Ｌ）において、（流速［ｍ／秒］，浸漬深［ｍｍ］，動力投入密度［Ｗ／ｍ３］，汚泥濃度［ｍｇ／ｌ］）のデータ組を、条件を変えて（浸漬深、動力投入密度、汚泥濃度をパラメータとして種々変更して）複数取得する。次に、これらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して、Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）の関係式（４）を求める。また、上記（３）式に示すように、動力投入密度［Ｗ／ｍ３］-とモータ回転数［ｒｐｍ］との関係を予め求めておく。
【００４２】
次に、所望の流速と汚泥濃度から、上記関係式（４）に基づいて浸漬深及び動力投入密度を決定する。そして、動力投入密度とモータ回転数との関係を表す式（３）から、必要なモータ６の回転数を求める。
【００４３】
また、浸漬深、動力投入密度、及び酸素供給量の関係を予め求めておく。そして、上記決定された浸漬深と動力投入密度とから、酸素供給量Ｐを求める。そして、式（５）に基づいて、求められた酸素供給量から曝気時間Ｔ１を決定する。
【００４４】
このようにして、曝気時における浸漬深Ｘ［ｍｍ］、動力投入密度Ｙ［Ｗ／ｍ３］、すなわちモータ６の回転数［ｒｐｍ］、及び曝気時間Ｔ１［ｈ／日］を求めることができる。
【００４５】
曝気時以外は、インペラ３の駆動を停止することも考えられるが、汚泥の堆積を防止するためには一定の流速を確保する必要があるため、曝気時以外には混合液を攪拌する。
【００４６】
攪拌時間は、次式（６）から、
【００４７】
攪拌時間Ｔ２＝２４［ｈ／日］−曝気時間Ｔ１［ｈ／日］  ・・・（６）
に基づいて、求めることができる。なお、攪拌時には、過曝気にならないように、酸素供給量を低減する必要がある一方、汚泥の堆積を防ぐために０．１［ｍ／秒］以上の流速を確保する必要がある。よって、上記式（４）に基づいて、曝気時よりも流速を落とした条件で、浸漬深及び動力投入密度を決定する。このとき、決定された浸漬深及び動力投入密度での酸素供給量が十分に小さいことを、浸漬深、動力投入密度、及び酸素供給量の関係から確認すると好ましい。
【００４８】
このようにして、攪拌時における浸漬深Ｘ［ｍｍ］、動力投入密度Ｙ［Ｗ／ｍ３］、すなわちモータ６の回転数［ｒｐｍ］、攪拌時間Ｔ２［ｈ／日］を求めることができる。
【００４９】
以上のようにして、ＯＤ１の使用初期段階において、曝気時及び攪拌時における運転条件を効率的に且つ好適に決定することが可能となる。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では循環水路８が馬蹄型のものについて説明したが、これに限られず、循環水路８は長円型等の他の型のものであってもよい。
【００５１】
また、上記した実施形態ではＯＤ１の使用初期段階における運転条件の決定方法について説明したが、他の段階での運転条件の決定にも本発明は適用可能である。
【００５２】
また、上記した実施形態では、時間的に好気時間帯と嫌気時間帯を設け、各時間帯で硝化反応及び脱窒反応を行う、間欠運転について説明したが、循環水路８内に嫌気ゾーンと好気ゾーンを設けて処理するゾーン運転にも本発明は適用可能である。
【００５３】
また、上記した実施形態では、流速Ｖに対する浸漬深Ｘと動力投入密度Ｙの相乗効果Ｘ・Ｙが無視できるものとの前提で説明したが、この相乗効果が無視できないときには、（流速［ｍ／秒］，浸漬深［ｍｍ］，動力投入密度［Ｗ／ｍ３］，汚泥濃度［ｍｇ／ｌ］）のデータ組の取得数を増やし、それらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、汚泥濃度Ｚ、及び浸漬深と動力投入密度の相乗効果の項（Ｘ・Ｙ）を重回帰して、
【００５４】
Ｖ  ＝  ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ+ｅ・Ｘ・Ｙ  （ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは所定の定数）      ・・・（４ａ）
の関係式を求め、この関係式（４ａ）に基づいて、上記と同様にして、混合液の流速と汚泥濃度とから、インペラの浸漬深及び動力投入密度を決定するようにしてもよい。このようにすれば、浸漬深と動力投入密度との相乗効果の影響が大きいときに有効である。
【００５５】
なお、上記（４ａ）式でＸＹ項を無視することで（４）式が得られるように、流速Ｖに関して影響が最も小さい項は無視して、式の簡略化を図ると好ましい。
【実施例１】
【００５６】
以下、実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００５７】
この実施例では、ＯＤの使用初期段階において、循環水路内に堆積を生じさせないための運転条件を決定した。インペラによる曝気能力Ｕ［ｈ／日］は、計画汚水量流入時に必要な酸素を１２時間で供給できるものとした。更に、このＯＤの使用初期段階における汚水の流入量ｉは、計画汚水量に対して１０［％］とした。また、インペラの浸漬深は３００ｍｍ〜−１００ｍｍの範囲で変更できるものとした。
【００５８】
まず、ODの循環水路内で堆積が生じる部位において、（流速［ｍ／秒］，浸漬深［ｍｍ］，動力投入密度［Ｗ／ｍ３］，汚泥濃度［ｍｇ／ｌ］）のデータ組を、条件を変えて複数取得した。これらのデータ組を基に、流速Ｖに対し浸漬深Ｘ、動力投入密度Ｙ、及び汚泥濃度Ｚを重回帰して、Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）の関係式を求めた。本実施例では、
【００５９】
Ｖ-＝0.0369+0.000266Ｘ+0.00710Ｙ+0.000010Ｚ    ・・・  （７）
で表される関係式が得られた。また、モータ回転数と動力投入密度との関係を示す式として、
【００６０】
Ｙ［Ｗ／ｍ３］＝0.0072×モータ回転数［ｒｐｍ］−3.61  ・・・（８）
を得た。
【００６１】
次に、曝気時間の初期値を設定した。循環水路内に堆積を生じさせないためには、流速が０．１［ｍ／秒］以上である必要がある。ここでは、この条件を満たすように流速Ｖを０．１５［ｍ／秒］とした。また、流入量が１０［％］程度の時期は供用開始直後に相当し、汚泥濃度はほぼゼロに等しいため、汚泥濃度Ｚをゼロとした。
【００６２】
これらの値を（７）式に代入し、浸漬深Ｘと動力投入密度Ｙとを決定した。このとき、初期運転時には流入する汚泥量が極めて少ないため、過曝気にならないようにインペラを深い位置で運転することが好ましい。よって、浸漬深Ｘを最深の３００［ｍｍ］と決定し、動力投入密度Ｙが約５［Ｗ／ｍ３］と求められた。動力投入密度Ｙが５［Ｗ／ｍ３］と決められたため、式（８）により、モータの回転数は約１２００［ｒｐｍ］と求められた。
【００６３】
また、浸漬深０［ｍｍ］、動力投入密度１１．７［Ｗ／ｍ３］での酸素供給量を１００［％］としたときの、清水条件下での浸漬深Ｘと動力投入密度Ｙと酸素供給量Ｐとの関係を予め求めておいた。すなわち、図１３に示すグラフで示されるような関係を予め求めておいた。この実施例では、動力投入密度が１０．１〜１１．７［Ｗ／ｍ３］で、浸漬深を３００〜０［ｍｍ］へと変化させたとき、酸素供給量は３４〜１００［％］と変化した。一方、動力投入密度が３．４〜４．６［Ｗ／ｍ３］では、浸漬深に関わらず酸素供給量はほぼ一定で、１２〜１６［％］であった。また、動力投入密度が１．２〜２．８［Ｗ／ｍ３］では、浸漬深に関わらず酸素供給量はほぼ一定で、４〜７［％］であった。この関係から、決定された浸漬深と動力投入密度に基づいて、酸素供給量は１７［％］と求められた。そして、（５）式に基づいて、曝気能力Ｕを１２［ｈ／日］、汚泥流入量ｉを１０［％］、酸素供給量Ｐを１７［％］として、曝気時間Ｔ１［ｈ／日］を決定した。
【００６４】
このようにして、曝気時における浸漬深Ｘを３００［ｍｍ］、動力投入密度Ｙを５［Ｗ／ｍ３］、すなわちモータの回転数を１２００［ｒｐｍ］、曝気時間Ｔ１を７［ｈ／日］と決定した。
【００６５】
次に、攪拌時間の初期値を設定した。攪拌時においては、過曝気にならないように、酸素供給量を低減する必要がある一方、汚泥の堆積を防ぐために０．１［ｍ／秒］以上の流速を確保する必要がある。ここでは、この条件を満たすように流速Ｖを０．１３［ｍ／秒］とした。また、流入量が１０［％］程度の時期は供用開始直後に相当し、汚泥濃度はほぼゼロに等しいため、汚泥濃度Ｚをゼロとした。
【００６６】
これらの値を（７）式に代入し、浸漬深Ｘと動力投入密度Ｙとを求めた。このとき、初期運転時には流入する汚泥量が極めて少ないため、過曝気にならないようにインペラを深い位置で運転することが好ましい。よって、浸漬深Ｘを最深の３００［ｍｍ］とすることで、動力投入密度Ｙが約２［Ｗ／ｍ３］と決定された。動力投入密度Ｙが２［Ｗ／ｍ３］と決められたため、式（８）により、モータの回転数が約７８０［ｒｐｍ］と求められた。
【００６７】
次に、浸漬深Ｘと動力投入密度Ｙと酸素供給量Ｐとの関係から、求められた浸漬深と動力投入密度とに基づいて、酸素供給量を確認した。すると、動力投入密度Ｙが約２［Ｗ／ｍ３］で酸素供給量Pは４〜７［％］であり、酸素供給量が低減されていることが確認された。そして、（６）式に基づいて、攪拌時間Ｔ２［ｈ／日］を求めた。
【００６８】
このようにして、攪拌時における浸漬深Ｘを３００［ｍｍ］、動力投入密度Ｙを２［Ｗ／ｍ３］、すなわちモータの回転数を７８０［ｒｐｍ］、攪拌時間Ｔ２を１７［ｈ／日］と決定した。
【００６９】
以上より、上記した運転条件で、曝気１．７５時間、攪拌４．２５時間を１サイクルとし、１日４サイクル運転するという具合に、運転条件を効率的に且つ好適に決定することができた。
【００７０】
なお、図１４において直線Ｌ１は、上記（７）式に基づく直線であり、流速を０．１［ｍ／秒］、汚泥濃度を３０６３［ｍｇ／ｌ］としたときの、浸漬深と動力投入密度との関係を示している。図１４に示すように、直線Ｌ１よりも上の領域では、流速０．１［ｍ／秒］以上が担保され、汚泥の堆積が抑制される。従って、図１４において斜線で示す領域内で浸漬深と動力投入密度を決定すれば好適である。ただし、本実施例では動力投入密度は１〜１２［Ｗ／ｍ３］の範囲に限定され、インペラの浸漬深は−１００〜３００［ｍｍ］の範囲に限定されるが、動力投入密度及びインペラの浸漬深の範囲を変えてデータを取得し、同様の解析を行えば、その限りではない。このような図に基づいて浸漬深と動力投入密度を決定する行為も、上記（７）式に基づいており、且つ混合液の流速と汚泥濃度とから直線Ｌ１を定めているため、本発明の「Ｖ＝ａ・Ｘ+ｂ・Ｙ+ｃ・Ｚ+ｄ（ａ，ｂ，ｃ，ｄは所定の定数）の関係式に基づいて、混合液の流速と汚泥濃度とから、インペラの浸漬深及び動力投入密度を決定する」という概念に含まれる。なお、図１４おいて点Ｇ１及び点Ｇ２は、それぞれ上記工程により決定された曝気時及び攪拌時の運転条件に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ＯＤの一部破断斜視図である。
【図２】ＯＤの構成を示す平面図である。
【図３】越流ゲートを説明するための図である。
【図４】インペラを示す斜視図である。
【図５】インペラを下から見た状態を示す図である。
【図６】インペラと水位との関係を説明するための図である。
【図７】ＯＤにおいて流速を測定する場所を説明するための図である。
【図８】図７のＯＤのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ各断面における流速を測定する箇所を説明するための図である。
【図９】インペラの回転数を低速Ｌ（図９（ａ））、中速Ｍ（図９（ｂ））、高速Ｈ（図９（ｃ））の３段階に調節して測定したときの、Ａ断面の各点における流速を示す図である。
【図１０】インペラの回転数を低速Ｌ（図１０（ａ））、中速Ｍ（図１０（ｂ））、高速Ｈ（図１０（ｃ））の３段階に調節して測定したときの、Ｂ断面の各点における流速を示す図である。
【図１１】モータの回転数と消費動力との関係を示すグラフである。
【図１２】モータの回転数と動力投入密度との関係を示すグラフである。
【図１３】浸漬深、動力投入密度、及び酸素供給量の関係を示すグラフである。
【図１４】実施例において、流速を０．１［ｍ／秒］、汚泥濃度を３０６３［ｍｇ／ｌ］としたときの浸漬深と動力投入密度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１…オキシデーションディッチ、２…混合液、３…インペラ、４…回転軸、５…減速機、６…モータ、７…架台、８…循環水路、９…整流壁、１０…流入口、１１…排出口、１２…越流ゲート、１３…モータ、１４…攪拌羽根、１４ａ…折り曲げ部、１５…通水口、１６…コーン状板。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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