(57)【要約】【目的】  排水処理装置内の複数の測定量に基づいた活性汚泥方式排水処理装置の高精度な制御方法を提供する。【構成】  曝気装置を用いて硝化・脱窒素工程が行われる活性汚泥方式排水処理装置において、前記排水処理装置内の少なくともアンモニア性窒素濃度と硝酸性窒素濃度又はこれらの濃度と共に溶存酸素濃度や排水流量及び／又は排水濃度を測定し、前記各測定量の最適動作値を設定し、これらの最適動作値を目標にして前記各測定値からカルマンフィルタ演算処理及び線型演算処理を用いて制御信号を逐次演算出力し、この制御信号により前記曝気装置を駆動制御する活性汚泥方式排水処理方法である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気装置を用いて硝化・脱窒素工程が行われる活性汚泥方式排水処理装置において、前記排水処理装置内で少なくともアンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度を測定し、前記各測定量の最適動作値を設定し、これらの最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理して制御信号を出力し、この制御信号により前記曝気装置を駆動制御することを特徴とする活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項２】
前記排水処理装置内の溶存酸素濃度を測定する請求項１に記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項３】
前記排水処理装置に供給される排水の流量及び／又は排水濃度が測定され、これらの測定量が前記演算処理に組込まれる請求項１又は２に記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項４】
前記演算処理は、前記各測定量の測定値から各測定量の予測値を演算するカルマンフィルタ演算処理と、これらの予測値から前記制御信号を演算出力する線型演算処理からなる請求項１〜３のいずれかに記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項５】
前記演算処理では逐次演算処理が行われ、前記カルマンフィルタ演算処理では、各測定量の現在測定値と直前の制御信号と直前の予測値から次の予測値を演算し、前記線型演算処理では前記次の予測値と前記排水流量及び／又は排水濃度の現在測定値から次の制御信号を演算する請求項４に記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項６】
前記線型演算処理により出力された制御信号は、次の制御信号が出力されるまで一定値に保持され、この一定の制御信号により前記曝気装置を逐次的に駆動制御する請求項５に記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項７】
前記各測定量の基準値が設定され、前記各測定量の各測定値が基準値以下のときに前記演算処理が実行される請求項１〜６のいずれかに記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項８】
前記排水処理装置がオキシデーションディッチである請求項１〜７のいずれかに記載の活性汚泥方式排水処理方法。
【請求項９】
曝気装置を用いて硝化・脱窒素工程が行われる活性汚泥方式排水処理装置において、前記排水処理装置内に配置された少なくともアンモニア性窒素濃度計及び硝酸窒素濃度計と、これらの濃度計による測定値の記憶手段と、前記各測定量の最適動作値の記憶手段と、これらの最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理する演算制御部とを配設され、この演算制御部により出力される制御信号により前記曝気装置を駆動制御することを特徴とする活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１０】
前記排水処理装置内に溶存酸素濃度計が配置された請求項９に記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１１】
前記排水処理装置内に供給される排水の流量計及び／又は排水濃度計と、これらの測定器により測定された測定値の記憶手段が配設され、これらの測定値が前記演算制御部に出力される請求項９又は１０に記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１２】
前記演算制御部は、前記各測定量の測定値から各測定量の予測値を演算するカルマンフィルタ制御部と、これらの予測値から前記制御信号を演算出力する線型演算制御部とから構成される請求項１０又は１１に記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１３】
前記演算制御部は、逐次演算処理を行うように構成され、前記カルマンフィルタ制御部は、各測定量の現在測定値と直前の制御信号と直前の予測値を記憶する記憶手段と、これらの値から次の予測値を演算手段から構成され、前記線型演算制御部は、前記次の予測値と前記排水流量及び／又は排水濃度の現在測定値を記憶する記憶手段と、これらの値から次の制御信号を演算する演算手段から構成される請求項１２に記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１４】
前記演算制御部に前記線型演算処理により出力された制御信号を次の制御信号が出力されるまで一定値に保持する信号保持回路が設置され、この一定の制御信号により前記曝気装置を逐次的に駆動制御する請求項１３に記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１５】
前記各測定量の基準値が設定されたローパスフィルタを配設し、このローパスフィルタに入力される前記各測定量の各測定値が基準値以下のときに前記演算処理を実行する請求項９〜１４のいずれかに記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１６】
硝化・脱窒素工程を有する活性汚泥方式排水処理装置において、処理工程中にアンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計、溶存酸素濃度計及び排水流量計を配置して、それらの測定値を第１シーケンス制御コントローラに取り込み、当該データをコンピューターに入力し、内蔵している全データの最適化処理を行うデータベースソフトウェアによってオンラインで演算処理し、その最適値を第２のシーケンス制御コントローラを介して、最適運転条件のアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び／又は溶存酸素濃度を保持するように曝気装置を自動制御することを特徴とする活性汚泥方式排水処理装置。
【請求項１７】
前記活性汚泥方式排水処理装置がオキシデーションディッチである請求項９〜１６のいずれかに記載の活性汚泥方式排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性汚泥方式の排水処理装置の曝気装置の制御方法に関し、更に詳細には、窒素及びリン除去プロセスで用いられる曝気装置の設定を自動最適化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性排水を対象とする活性汚泥方式排水処理方法には、標準活性汚泥法、長時間曝気法、接触曝気法及びオキシデーションディッチ法等があるが、近年、法的のみならず自主的な排水規制の強化が望まれており、有機物のみならず排水中に残存している湖沼や河川の富栄養化物質である窒素化合物除去を目的として硝化・脱窒素工程を有する活性汚泥方式排水処理装置の設置が増加している。この
処理方法は微生物の代謝機能を活用して有機物と窒素化合物の浄化を行うものであり、処理装置が浄化能力を発揮するためには、微生物の生息環境を良好に保持する必要がある。
【０００３】
微生物処理による排水中の窒素化合物を除去する工程は、硝化工程や脱窒素工程などから構成される。前記硝化工程においては、排水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４＋）等を硝化菌によって大部分を硝酸性窒素（ＮＯ３−）に硝化する。その際にｐＨが低下するため硝化槽（無終端水路であるオキシデーションディッチにおいては硝化ゾーン）内にアルカリ剤（ＮａＯＨ等）を投入しｐＨを中性近く（ｐＨ６．５〜６．９）に保持する必要がある。前記脱窒素工程においては、硝化工程で変換された硝酸性窒素成分が脱窒菌によって、Ｎ２に還元されて排水中より大気に放散される。その際に脱窒素促進のために脱窒素槽（無終端水路であるオキシデーションディッチにおいては脱窒素ゾーン）内を無酸素に保持し、脱窒菌の栄養源として有機物（前段の好気性ＢＯＤ処理工程部分の有機含有水を利用できる）を供給する必要がある。
【０００４】
前記処理装置内を好適条件に保持するためには、溶存酸素（ＤＯ）、水素イオン濃度（ＰＨ）、酸化還元電位（ＯＰＲ）、活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）及び化学的酸素要求量（ＣＯＤ）等を管理指標とし、処理装置内の曝気装置、ポンプ等を適正に運転管理する高度な専門知識が現場管理者に要求される。前述のような困難性を解消するために、ＤＯ濃度計又はＯＰＲ計からの信号に基づいてＰＩＤ（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）制御装置により曝気装置の動作を自動制御して前記排水処理装置を管理する方法が、特開２００２−２１９４８１号公報（特許文献１）に記載されており、次に図８を参照してＰＩＤ制御の概略を説明する。
【０００５】
図８は、従来のＰＩＤ制御による曝気槽の制御装置を示す概略図である。特許文献１に記載される溶存酸素濃度制御方法では、ニューラル・ネット・オプティマイザー１１３において、予め記憶されている各プラントの運転条件、各プラントの排水量及び活性汚泥プロセスデータと、それらのラボ分析データからなるデータ群１１５が取り込まれ、これらのデータ群１１５に基づいて運転中のプロセスデータから酸素消費量、排水処理量、排水水質に関連するコスト関数を最適化して溶存酸素濃度の目標値が算出される。
【０００６】
この目標値は、短期予測機能付きＰＩＤ制御装置１１１に出力され、前記目標値との差を比較して目標溶存酸素濃度に漸近するような酸素供給量が計算される。より具体的には、過去の溶存酸素濃度とその目標値との関係を示す運転データ及び酸素供給量の設定値を用いて、制御対象の線形モデルを使って溶存酸素濃度の将来の推移が計算される。前記制御対象の線形モデルとしては、酸素供給量に対する溶存酸素濃度の動特性とノイズを考慮に入れた離散線形モデル（ＡＲＩＭＡＸモデル）が用いられている。
【０００７】
前記酸素供給量の計算結果が酸素供給量調節計１１０に出力され、酸素供給量測定器１０８の計測結果と比較して酸素供給量調節弁１０９が操作される。更に、酸素供給量を制御するとともに、引き続いて曝気槽の圧力調節計１１２により圧力調節弁１０７を操作し、曝気槽１０４内のガスを所定圧力まで排出することにより溶存酸素濃度を調節して前記曝気槽の制御が行われる。
【０００８】
前記排水処理装置は、一般的に、好気運転（硝化工程）を行う曝気槽と無酸素運転（脱膣素工程）を行う曝気槽などからなる複数の曝気槽から構成されている。しかし、前記オキシデーションディッチ法では、単一の処理槽により硝化・脱膣素工程を行うことができ、前記排水処理装置を小型化することが可能である。
【０００９】
図９は、従来の制御装置を有するオキシデーションディッチ槽の概略図である。オキシデーションディッチの反応槽２０１は、左右中央部に前後方向に延びる隔壁２１０により無終端循環水路２１１が形成されている。反応槽２０１の周壁適所には、無終端循環水路２１１に開口する流入出口２１２、２１３が設けられ、給水路２１４から無終端循環水路２１１に汚水が供給される。
【００１０】
前記曝気攪拌翼２２０を一定方向（矢印方向）に回転させる好気性運転では、無終端循環水路２１１において汚水２０６と活性汚泥２６０ｂとの混合液２０６Ａを循環流動させると共に曝気攪拌する。従って、前記無終端水路２１１の全域が好気状態に保持され、好気性菌により汚水２０６中のアンモニア性窒素が硝酸性窒素へと硝化される。前記攪拌装置２２０を停止して前記水中プロペラ装置２０３が駆動される無酸素運転では、好気性運転時に生成された硝酸性窒素が脱膣菌により還元されて窒素ガスとなり、大気中へと放出される。また、混合液２０６Ａは前記水中プロペラ装置２０３により曝気されず、この混合液２０６Ａ中の汚泥を沈降させない流速で循環流動させる。
【００１１】
硝化脱窒素処理された処理混合液２６０を沈殿池２１５において処理水２６０ａと汚泥（活性汚泥）２６０ｂとに分離される。沈殿池２１５で汚泥２６０ｂを沈降分離した処理水２６０ａは排出される。一方、沈降汚泥２６０ｂは、沈殿池２１５の底部から返送路２１７を介して無終端循環水路２１１に返送される。余剰汚泥引き抜き装置２０４は、余剰汚泥２６１を余剰汚泥引抜ポンプ２４２により反応槽２０１から引き抜いて固液分離機２４１において固液分離し、固形分たる脱水汚泥２６１ａを脱水汚泥排出路２４４から汚泥処理装置に排出させると共に液分たる分離液２６１ｂを分離液返送路２４３から無終端循環水路２１１に返送させる。制御装置２０５は、制御器２５０と、この制御器２５０へのデータ入力等を行うためのタッチパネル２５１から構成される。
【特許文献１】特開２００２−２１９４８１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図８に示すＰＩＤ制御装置は、前記曝気装置内の溶存酸素濃度を測定しながらこの溶存酸素濃度を前記目標値に近づけるように制御信号を出力している。従って、前記ＰＩＤ制御装置は、溶存酸素濃度だけによる曝気装置の制御方法である。しかし、前記曝気装置を効率的に制御するためには、溶存酸素濃度と共にアンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度を測定し、これらの測定量を基づいて前記曝気装置の制御を行う必要性がある。特に、上記のオキシデーションディッチ法では、硝化・脱膣素工程を同一の処理槽で行うから、前記各測定値に基づいて曝気装置の制御を行うことが要求される。
【００１３】
しかし、ＰＩＤ制御法はその演算速度が遅いために曝気装置内における溶存酸素濃度を測定してから制御信号を出力するまでに時間が掛かる。従って、前述のような演算速度の遅れにより最適な制御信号と実際に出力される制御信号との誤差が大きくなり、時間差を考慮して制御信号を計算した場合においても演算時間の増加に伴う誤差の増大を避けることができなかった。即ち、活性汚泥方式排水処理装置のアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び溶存酸素濃度に基づいたＰＩＤ制御は、目標値の予測モデルや制御信号の演算回路が複雑になって演算時間が長くなり過ぎるという問題を有していた。
【００１４】
微生物による複雑な反応を含む下水処理プロセスにおいて、ＩＡＷＱ（InternationalAssociation on Water Quality ）のワーキンググループにより開発された、ＩＡＷＱの標準活性汚泥モデルＮｏ．１〜３と呼ばれる微生物反応による有機物分解プロセスのモデルが確立されつつある。しかし、複雑なプロセスに対応するモデルは、そのモデル自体が複雑になるという傾向があり、このような複雑なモデルを直接用いて前記曝気装置の駆動制御をしようとすると、その制御信号を決定するための演算式の導出が複雑になったり、導出した演算式に基づく計算に莫大な計算時間を必要としたり、又は計算式の解が求まらない等の問題が生じる。極端な場合には、計算式の導出自体が不可能となったり、計算時間が逐次制御の周期を大きく越えてしまい、実際の制御系として機能しなくなるという場合も生じていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、本発明の第１の形態は、曝気装置を用いて硝化・脱窒素工程が行われる活性汚泥方式排水処理装置において、前記排水処理装置内で少なくともアンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度を測定し、前記各測定量の最適動作値を設定し、これらの最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理して制御信号を出力し、この制御信号により前記曝気装置を駆動制御する活性汚泥方式排水処理方法である。
【００１６】
本発明の第２の形態は、前記排水処理装置内の溶存酸素濃度を測定する活性汚泥方式排水処理方法である。
【００１７】
本発明の第３の形態は、前記排水処理装置に供給される排水の流量及び／又は排水濃度が測定され、これらの測定量が前記演算処理に組込まれる活性汚泥方式排水処理方法である。
【００１８】
本発明の第４の形態は、前記演算処理が、前記各測定量の測定値から各測定量の予測値を演算するカルマンフィルタ演算処理と、これらの予測値から前記制御信号を演算出力する線型演算処理からなる活性汚泥方式排水処理方法である。
【００１９】
本発明の第５の形態は、前記演算処理では逐次演算処理が行われ、前記カルマンフィルタ演算処理では、各測定量の現在測定値と直前の制御信号と直前の予測値から次の予測値を演算し、前記線型演算処理では前記次の予測値と前記排水流量及び／又は排水濃度の現在測定値から次の制御信号を演算する活性汚泥方式排水処理方法である。
【００２０】
本発明の第６の形態は、前記線型演算処理により出力された制御信号が、次の制御信号が出力されるまで一定値に保持され、この一定の制御信号により前記曝気装置を逐次的に駆動制御する活性汚泥方式排水処理方法である。
【００２１】
本発明の第７の形態は、前記各測定量の基準値が設定され、前記各測定量の各測定値が基準値以下のときに前記演算処理が実行される活性汚泥方式排水処理方法である。
【００２２】
本発明の第８の形態は、前記排水処理装置がオキシデーションディッチである活性汚泥方式排水処理方法である。
【００２３】
本発明の第９の形態は、曝気装置を用いて硝化・脱窒素工程が行われる活性汚泥方式排水処理装置において、前記排水処理装置内に配置された少なくともアンモニア性窒素濃度計及び硝酸窒素濃度計と、これらの濃度計による測定値の記憶手段と、前記各測定量の最適動作値の記憶手段と、これらの最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理する演算制御部が配設され、この演算制御部により出力される制御信号により前記曝気装置を駆動制御する活性汚泥方式排水処理装置である。
【００２４】
本発明の第１０の形態は、前記排水処理装置内に溶存酸素濃度計が配置された活性汚泥方式排水処理装置である。
【００２５】
本発明の第１１の形態は、前記排水処理装置内に供給される排水の流量計及び／又は排水濃度計と、これらの測定器により測定された測定値の記憶手段が配置され、これらの測定値が前記演算制御部に出力される記載の活性汚泥方式排水処理装置である。
【００２６】
本発明の第１２の形態は、前記演算制御部が、前記各測定量の測定値から各測定量の予測値を演算するカルマンフィルタ制御部と、これらの予測値から前記制御信号を演算出力する線型演算制御部とから構成される活性汚泥方式排水処理装置である。
【００２７】
本発明の第１３の形態は、前記演算制御部が、逐次演算処理を行うように構成され、前記カルマンフィルタ制御部が、各測定量の現在測定値と直前の制御信号と直前の予測値を記憶する記憶手段と、これらの値から次の予測値を演算手段から構成され、前記線型演算制御部は、前記次の予測値と前記排水流量及び／又は排水濃度の現在測定値を記憶する記憶手段と、これらの値から次の制御信号を演算する演算手段から構成される活性汚泥方式排水処理装置である。
【００２８】
本発明の第１４の形態は、前記演算制御部に前記線型演算処理により出力された制御信号を次の制御信号が出力されるまで一定値に保持する信号保持回路が設置され、この一定の制御信号により前記曝気装置を逐次的に駆動制御する活性汚泥方式排水処理装置である。
【００２９】
本発明の第１５の形態は、前記各測定量の基準値が設定されたローパスフィルタが配設され、このローパスフィルタに入力される前記各測定量の各測定値が基準値以下のときに前記演算処理が実行される活性汚泥方式排水処理装置である。
【００３０】
本発明の第１６の形態は、硝化・脱窒素工程を有する活性汚泥方式排水処理装置において、処理工程中にアンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計及び／又は溶存酸素濃度計及び排水流量計を配置して、それらの測定値を第１シーケンス制御コントローラに取り込み、当該データをコンピュータに入力し、内蔵している全データの最適化処理を行うデータベースソフトウェアによってオンラインで演算処理し、その最適値を第２のシーケンス制御コントローラを介して、最適運転条件のアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び／又は溶存酸素濃度を保持するように曝気装置を自動制御する活性汚泥方式排水処理装置である。
【００３１】
本発明の第１７の形態は、前記活性汚泥方式排水処理装置がオキシデーションディッチである活性汚泥方式排水処理装置である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の第１の形態によれば、前記排水処理装置内の少なくともアンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度を測定し、前記各測定量の最適動作値を設定するから、前記曝気装置の高精度な最適動作値を設定することができる。更に、この最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理し、前記曝気装置の制御信号を出力するから、この曝気装置により排水処理装置内のアンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度を好適な濃度に保持することができ、排水の硝化・脱窒素効率を向上させることができる。更に、アンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度に基づいた演算処理により出力された制御信号により前記曝気装置を駆動制御するから、高効率で安定な硝化・脱窒素工程を行うことができ、運用コストを格段に低減することができる。前記測定量は、アンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度に限定されるものではなく、演算速度が遅くなり過ぎなければ、活性汚泥方式排水処理装置の要求される精度に応じて前記測定量を増やすことが可能であり、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質濃度）、ＳＶ（活性汚泥沈殿率）、ＭＬＳＳ（活性汚泥浮遊物質）、ＭＬＶＳＳ（活性汚泥有機性浮遊物質）、ＯＲＰ（酸化還元電位）及び放散される窒素量などから測定量を選択し、前記最適動作値を設定することができる。
【００３３】
本発明の第２の形態によれば、前記排水処理装置内の溶存酸素濃度を測定し、前記各測定量の最適動作値を設定するから、前記曝気装置の格段に高精度な最適動作値を設定することができる。前記活性汚泥方式排水処理方法における微生物処理では、曝気槽内の溶存酸素濃度が所定値以上又は所定の範囲にある場合に好気性微生物による硝化が行われ、所定値以上又は所定の範囲内にある場合に嫌気性微生物による脱窒素が行われる。従って、アンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度と共に曝気槽内の溶存酸素濃度は、活性汚泥方式排水処理方法において重要な測定指標である。しかし、測定量が増加すると、前記最適動作値の導出過程が複雑化し、円滑な前記曝気装置の制御が困難になる。本発明者等は、鋭意研究の結果、アンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び溶存酸素濃度から前記最適動作値の好適な演算速度を保持する演算モデルを採用することにより、本発明を完成するに到った。本発明に係る排水処理方法では、前記最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理し、前記曝気装置の制御信号を出力するから、この曝気装置により排水処理装置内の溶存酸素濃度を好適な濃度に保持することができ、排水の硝化・脱窒素効率を格段に格段に向上させることができる。更に、前記制御信号により前記曝気装置を駆動制御するから、格段に高効率で安定な硝化・脱窒素工程を行うことができ、運用コストを格段に低減することができる。
【００３４】
本発明の第３の形態によれば、前記排水処理装置に供給される排水の流量及び／又は排水濃度を測定して前記演算処理に組込まれるから、最適動作値の精度が格段に向上し、好適な制御信号を出力することができる。前記排水の流量のみを測定して前記最適動作値を設定しても良く、排水の流量と排水濃度を測定して最適動作値を設定すれば、より好適な最適動作値を設定することができる。更に、前記排水濃度として、アンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び浮遊物質濃度などから所望の測定量を選択し、前記最適動作値を設定することができる。
【００３５】
本発明の第４の形態によれば、カルマンフィルタ演算処理を用いてアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び／又は溶存酸素濃度などの測定値から各測定量の予測値を演算するから、正確性の高い予測値を算出することができる。カルマンフィルタは、予測値が出力される毎に前記各測定値と比較され、線型演算処理が修正されるから、現象追随性が良く、正確性の高い予測を行うことができる。従って、これらの予測値から前記線型演算処理により制御信号を演算出力するから、この制御信号は曝気装置を好適に動作させることができ、高効率で低コストな活性汚泥方式の排水処理を実現することができる。
【００３６】
本発明の第５の形態によれば、前記演算処理において、カルマンフィルタ演算処理と線型演算処理からなる演算方法により逐次演算処理が行われるから、正確性の高い次の制御信号を導出することができる。前記カルマンフィルタ演算処理では、先ず次の予測値Ｘｋ＋１が直前の予測値Ｘｋ、直前の制御信号Ｕｋ、前記各測定量の現在測定値Ｙｋ（アンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び／又は溶存酸素濃度など）及びＤｋ（排水流量・濃度など）を用いてカルマンフィルタ演算式：Ｘｋ＋１＝ＫＸ・Ｘｋ＋ＫＵ・Ｕｋ＋ＫＹ・Ｙｋ＋ＫＤ・Ｄｋから演算される。ここで、ＫＸ、ＫＵ、ＫＹ、ＫＤは行列であり、Ｘｋ＋１、Ｘｋ、Ｕｋ、Ｙｋ及びＤｋは、列ベクトルである。前記カルマンフィルタ演算式は、国際水質学会（ＩＡＷＱ：International Association on Water Quality）が窒素やリンの除去プロセスを非線形微分方程式を用いて表したＩＡＷＱの標準活性汚泥モデルＮｏ．１〜３に基づいて導出することができる。次に前記線型演算処理において、直前の制御信号Ｕｋが次の予測値Ｘｋ＋１及び排水流量・濃度Ｄｋから線型演算式：Ｕｋ＋１＝−ＦＸ・Ｘｋ＋１−ＦＤ・Ｄｋにより演算される。即ち、前記直前の予測値、現在測定値及び直前の制御信号から線型演算式の修正が逐次行われるから、前記活性汚泥方式排水処理装置に対する状態予測の正確性が格段に向上し、安定で高効率な排水処理を行うことができる。
【００３７】
本発明の第６の形態によれば、前記線型演算処理により出力された制御信号が、次の制御信号が出力されるまで一定値に保持されるから、前記曝気装置の動作の揺らぎを抑制することができる。前記各測定値がリアルタイムで変動するから、前記各測定値が大きく又は小刻みに揺らいだ場合、この揺らぎを全て抑制信号に反映させることにより前記曝気装置の安定動作を妨げる場合がある。従って、前記逐次演算処理より次の制御信号が出力されるまで前記制御信号を一定に保持することにより、安定に前記曝気措置を動作することができる。
【００３８】
本発明の第７の形態によれば、前記各測定量の基準値が設定され、前記各測定量の各測定値が基準値以下のときに前記演算処理が実行されるから、急激な各測定値の変化に対する前記演算処理の安定性を確保することができる。即ち、前記各測定量の各測定値が前記排水処理装置内における各測定量の極端な濃度斑、前記測定器からのノイズ信号又は測定器の誤作動などにより基準値以上の信号が前記演算処理に取り込まれることを防止することができる。従って、この演算処理に前記基準値以上の値が入力され、前記演算処理により導出される値が収束せずに異常な制御信号が出力されることを未然に防止することができる。
【００３９】
本発明の第８の形態によれば、前記排水処理装置がオキシデーションディッチから構成され、前記最適動作値がアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び／又は溶存酸素濃度から設定されるから、前記オキシデーションディッチ槽に配設された曝気装置により硝化工程からなる好気運転と脱膣素工程からなる無酸素運転を好適に切替制御することができる。前記オキシデーションディッチは、硝化工程において、排水中のアンモニア性窒素（ＮＨ４＋）等を硝化菌によって硝酸性窒素に硝化し、脱窒素工程において、前記硝化工程で変換された前記硝酸性窒素成分を脱窒菌によってＮ２に還元するから、前記アンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度を測定して前記最適動作値を設定することにより、前記曝気装置の好気運転と無酸素運転を適宜に切替制御することができる。
【００４０】
本発明の第９の形態によれば、前記排水処理装置内にアンモニア性窒素濃度計及び硝酸性窒素濃度計を配置して、これらの濃度計による測定値に基づいて最適動作値を設定するから、高精度な最適動作値を設定することができる。また、この最適動作値を目標にして前記各測定値を演算処理し、前記曝気装置の好適な制御信号を出力するから、この曝気装置に必要以上の負荷（高速回転など）が加えられることがなく、長寿命の活性汚泥方式排水処理装置を提供することができる。更に、複雑な演算過程を必要とする最適動作値の設定を大型コンピューターや並列演算コンピューターなどの高速演算回路を用いて演算することができる。この最適動作値を目標に前記各測定値から前記曝気装置又は循環制御装置の制御信号を導出する演算制御部として、パーソナルコンピューター（ＰＣ）の中央処理装置（ＣＰＵ）などを用いることができ、前記記憶手段としてＰＣのメモリーを用いることができる。従って、前記高速演算回路が設置された中央管理装置により遠隔地から複数の排水処理装置を制御することができ、各装置の管理コストを格段に低減することができる。また、アンモニア性窒素濃度計及び硝酸性窒素濃度計としては、既成のレーザー式濃度計、マイクロ波濃度計、赤外線濃度計及び超音波濃度計などから測定対象に応じて適宜選択することができる。更に、配置される濃度計は、アンモニア性窒素濃度計及び硝酸性窒素濃度計に限定されるものではなく、活性汚泥方式排水処理装置の要求される精度に応じて前記測定量を増やすことが可能であり、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＳＳ（浮遊物質濃度）、ＳＶ（活性汚泥沈殿率）、ＭＬＳＳ（活性汚泥浮遊物質）、ＭＬＶＳＳ（活性汚泥有機性浮遊物質）、ＯＲＰ（酸化還元電位）及び放散される窒素量などを計測する測定装置を配設し、これらの測定量から前記最適動作値を導出することができる。
【００４１】
本発明の第１０の形態によれば、前記排水処理装置内に溶存酸素濃度計を配置して、この測定値に基づいて最適動作値を設定するから、格段に高精度な最適動作値を設定することができる。前記活性汚泥方式排水処理方法における微生物処理では、曝気槽内の溶存酸素濃度が所定値以上又は所定の範囲にある場合に好気性微生物による硝化が行われ、所定値以上又は所定の範囲内にある場合に嫌気性微生物による脱窒素が行われる。従って、アンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度と共に曝気槽内の溶存酸素濃度は、活性汚泥方式排水処理方法において重要な測定指標である。また、前記アンモニア性窒素濃度及び硝酸性窒素濃度から導出された最適動作値を前記溶存酸素濃度に基づいて修正して新たな最適動作値を設定する修正回路を付設することもでき、簡易に前記最適動作値を設定することができる。
【００４２】
本発明の第１１の形態によれば、前記排水処理装置に設置された排水流量計及び／又は排水濃度計により、排水流量及び／又は排水濃度を測定してこれらの測定値を前記演算処理に組込まれるから、設定される最適動作値の精度が格段に向上し、好適な制御信号を演算出力することができる。更に、前記排水流量計として、電磁流量計及び超音波流量計などの高精度な流量計を用いることができ、より正確性の高い制御信号を出力することができる。また、前記排水濃度計としては、アンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計及び浮遊物質濃度計などから適宜選択して設置することができる。前記排水流量計のみを配置して前記最適動作値を設定することができ、より好ましくは排水流量計と排水濃度計を配置して、前記最適動作値を設定及び演算処理をするための各測定値を測定することができる。
【００４３】
本発明の第１２の形態によれば、カルマンフィルタ演算制御部でアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び／又は溶存酸素濃度などの各測定値から各測定量の予測値を演算するから、正確性の高い予測値を算出することができる。前記カルマンフィルタ制御部や線型演算制御部では、生物反応モデルとしては簡単な行列方程式を用いて演算が行われるから、これらの制御部はパーソナルコンピューターの中央処理装置（ＣＰＵ）などを用いて好適な速度で演算することができ、前記記憶手段としてパーソナルコンピューターのメモリー部を用いることができる。更に、前記予測値が出力される毎に前記各測定値と比較され、前記線型演算制御部の線型演算処理が修正されるから、現象追随性が良く、正確性の高い予測を行うことができる。従って、これらの予測値から前記線型演算処理により制御信号を演算出力するから、この制御信号は曝気装置を好適に動作させることができ、高効率で低コストな活性汚泥方式排水処理装置を提供することができる。
【００４４】
本発明の第１３の形態によれば、カルマンフィルタ演算制御部と線型演算制御部により逐次演算処理が行われるから、正確性の高い制御信号を導出することができる。前記カルマンフィルタ演算制御部は、上述のように、比較的簡単なカルマンフィルタ演算式：Ｘｋ＋１＝ＫＸ・Ｘｋ＋ＫＵ・Ｕｋ＋ＫＹ・Ｙｋ＋ＫＤ・Ｄｋから構成され、前記線型演算制御部は線型演算式：Ｕｋ＋１＝−ＦＸ・Ｘｋ＋１−ＦＤ・Ｄｋから構成されている。従って、複雑な生物化学反応モデルに基づいた曝気装置の制御をパーソナルコンピューターなどにより実行することができ、本発明に係る活性汚泥方式排水処理方法及び装置を既設の排水処理装置に低コストで導入することができる。
【００４５】
本発明の第１４の形態によれば、前記線型演算処理により出力された制御信号が、次の制御信号が出力されるまで一定値に保持されるから、前記曝気装置の動作の揺らぎを抑制することができる。従って、本発明に係る曝気装置は、回転速度が常時安定しており、誤作動や破損を引起す確率が格段に低減されるから、超寿命で安定動作する活性汚泥方式排水処理装置を提供することができる。
【００４６】
本発明の第１５の形態によれば、前記ローパスフィルタに各測定量の基準値が設定され、前記各測定値が基準値以下のときにのみ演算処理が実行されるから、急激な各測定値の変化に対する前記演算処理の安定性を確保することができる。即ち、前記各測定量の各測定値が前記排水処理装置内における各測定量の極端な濃度斑、前記測定器からのノイズ信号又は測定器の誤作動などにより基準値以上の信号が前記演算処理に取り込まれることを防止することができる。従って、本発明に係る曝気装置は、回転速度が常時安定しており、誤作動や破損を引起す確率が格段に低減されるから、長寿命で安定動作する活性汚泥方式排水処理装置を提供することができる。
【００４７】
本発明の第１６の形態によれば、処理工程中にアンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計及び／又は溶存酸素濃度計を設置して、その測定値を前記パーソナルコンピュータ制御システムに入力することによって、曝気装置を最適に制御することができる。従って、熟練の現場管理者が常駐せずとも、特に窒素化合物の除去を安定して且つ省エネルギーで実施することができる。
【００４８】
本発明の第１７の形態によれば、アンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計及び／又は溶存酸素濃度計を設けて、これらの各測定値から最適動作値を設定するから、前記オキシデーションディッチ槽に配設された曝気装置により、アンモニア性窒素を分解する好気性運転と硝酸性窒素を分解する無酸素運転を適宜に切替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るオキシデーションディッチ槽２を用いた活性汚泥方式排水処理装置を示す概略図である。前記オキシデーションディッチ槽２には、循環制御装置３と曝気装置４が設置され、嫌気状態では前記循環制御装置３を駆動し、好気状態では前記曝気装置４を駆動制御する演算制御部１が前記オキシデーションディッチ槽２に接続されている。前記オキシデーションディッチ槽２には、前記アンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計及び溶存酸素濃度計が設置され、アンモニア性窒素濃度信号１０、硝酸性窒素濃度信号８及び溶存酸素濃度信号１２が前記演算制御部に入力される。また、前記排水処理装置に供給される排水（原水）は、排水流量信号１４と排水濃度信号１６から構成される。前記排水流量信号１４は、途中で分岐して一方が測定値としてカルマンフィルタ演算制御部（ＫＦ）６に入力される。
【００５０】
前記演算制御部は、前記カルマンフィルタ制御部６、線型演算制御部２４及び分配部２９から構成される。このカルマンフィルタ制御部６には、前記アンモニア性窒素濃度信号、硝酸性窒素濃度信号及び溶存酸素濃度信号が接続され、前記各測定量の各測定値が信号として前記カルマンフィルタ制御部６に取り込まれる。更に、前記線型演算制御部から出力される制御信号２８が前記カルマンフィルタ制御部に戻され、これと共に前記各信号８、１０、１２は、カルマンフィルタ制御部６において、次のカルマンフィルタ演算式：Ｘｋ＋１＝ＫＸ・Ｘｋ＋ＫＵ・Ｕｋ＋ＫＹ・Ｙｋ＋ＫＤ・Ｄｋによって演算される。ここで、Ｘｋ＋１は次の予測値、Ｘｋは直前の予測値、Ｕｋは直前の制御信号、Ｙｋ及びＤｋ（排水の流量信号１８・濃度信号１６）は前記各測定量の現在測定値であり、列ベクトルを形成している。また、ＫＸ、ＫＵ、ＫＹ、ＫＤは行列である。次に前記線型演算処理において、直前の制御信号Ｕｋが次の予測値Ｘｋ＋１及び排水の流量信号２０・濃度信号１６Ｄｋから次の線型演算式：Ｕｋ＋１＝−ＦＸ・Ｘｋ＋１−ＦＤ・Ｄｋにより演算される。従って、前記直前の予測値、現在測定値及び直前の制御信号から線型演算式の修正が逐次行われるから、優れた現象追随性を有する演算制御を行うことができる。
【００５１】
上記の演算式は、国際水質学会（ＩＡＷＱ：International Association on Water Quality）が、窒素やリンの除去プロセスを非線形微分方程式を用いて表したＩＡＷＱの標準活性汚泥モデルＮｏ．１〜３のいずれかに基づいて導出される。
【００５２】
更に、前記線型演算制御部２４から出力される制御信号２６は、分配部２９において、デジタル信号からアナログ信号へ変換され、この分配部２９に内蔵される増幅器により信号を増幅して制御アナログ信号３２を出力する。
【００５３】
図２は、本発明に係る信号保持回路及びローパスフィルタが配設された活性汚泥方式排水処理装置の概略図である。図２の活性汚泥方式排水処理装置は、図１の排水処理装置に信号保持回路２５、これに接続されたトリガー発信器２７、ローパスフィルタ３８、３９及びこれに接続されたスイッチ４２、４３が設置されている。図２における線型演算制御部２４は、流量回路２４ａ、予測値回路２４ｂ、ミキシング回路２４ｅ、信号保持回路２５及びトリガー発信器２７から構成される。前記線型演算制御部２４では、流量回路２４ａにより流量信号２０から演算出力された流量演算信号２４ｃと、予測値回路２４ｂにより予測値信号２２から演算出力された予測値演算信号２４ｄとをミキシング回路２４ｅによりミキシングして前記制御信号２６が前記信号保持回路２５に出力される。この信号保持回路２５では、前記トリガー発信器２７からのパルス入力に伴って前記制御信号２６が一定値に保持される。
【００５４】
図３は、本発明に係る制御信号３８とトリガー信号３４の時間変化の関係を示す関係図である。前記トリガー発信器２７から周期Ｔでトリガー信号３４が発信される。このトリガー信号３４のパルスが前記信号保持回路２５に入力されると、この入力時間の制御点ｔ１における制御信号２６が信号保持回２５により保持されて一定値の制御信号２６ａとして出力される。更に、前記トリガー信号３４の次のパルスが入力されると制御信号２６の制御点ｔ２での値が保持され、一定値の制御信号２６ａとして出力される。図３の制御信号２６は、連続的に変化するように図示されているが、実際は前記演算処理毎に出力される不連続な数値である。
【００５５】
前記制御信号３２が、次の制御信号が出力されるまで一定値に保持されるから、前記曝気装置４の動作の揺らぎを防止される。前記各測定値は、連続的に変動するから、前記各測定値が大きく又は小刻みに揺らいだ場合、この揺らぎを全て抑制信号に反映させる場合、前記曝気装置の安定動作が妨げられる。従って、前記逐次演算処理より次の制御信号が出力されるまで前記制御信号を一定に保持することにより、安定に前記曝気措置を動作することができる。
【００５６】
図２の排水流量信号１４には前記ローパスフィルタ３８が接続され、基準値以下のときには、スイッチ４２をＯＮ状態にして排水流量信号１４を前記流量回路２４ａ及びカルマンフィルタ演算制御部６に出力して演算処理を実行する。瞬間的な排水流量の過度な増加が引起された場合や流量測定器の誤差動を起こした場合などにおいて、異常な排水流量信号１４がそのまま前記流量回路２４ａ及びカルマンフィルタ演算制御部６に出力されると、前記最適動作値近傍から大きく逸脱した異常な制御信号２６を出力する。従って、前記基準値以上の流量信号は、ノイズ又はエラーとして取り扱うことによって、安定した曝気装置４の制御を行うことができる。
【００５７】
ローパスフィルタ３９では、前記曝気装置２において測定されたアンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び溶存酸素濃度による各測定値信号４４ａが基準値以下のとき第１シーケンス制御コントローラ（ＰＬＣ１）３０に出力され、このＰＬＣ１によりＤ／Ａ変換された測定値信号４４がカルマンフィルタ演算制御部に出力される。また、図２の排水処理装置には、第１シーケンス制御コントローラ（ＰＬＣ１）３０及び第２シーケンス制御コントローラ（ＰＬＣ２）３１が設置されている。これらのコントローラ３０、３１には、Ｄ／Ａ変換器及び増幅器が配設されておいる。
【００５８】
図４は、本発明に係るオンライン部５２及びオフライン部５６によるオキシデーションディッチ槽２の制御方法示す概略図である。前記オキシデーションディッチ槽２内に設置された前記循環制御装置３及び曝気装置４を制御することにより、前記好気性運転と無酸素運転の切替えが適宜に自動制御で行われる。前記曝気装置４を駆動する好気性運転では、活性汚泥を循環流動させると共に曝気攪拌する。従って、前記オキシデーションディッチ槽の全域が好気状態に保持され、好気性菌により排水中のアンモニア性窒素が硝酸性窒素へと硝化される。前記曝気装置４を停止して前記循環制御装置３が駆動され、前記好気性運転時に生成された硝酸性窒素が脱膣菌により還元されて窒素ガスとなり、大気中へと放出される。前記活性汚泥は、循環制御装置３により曝気されずに汚泥を沈降させない流速で循環流動する。
【００５９】
従って、前記オキシデーションディッチ槽２では、アンモニア性窒素濃度、硝酸性窒素濃度及び溶存酸素濃度が有機排水の浄化において最も重要な管理指標である。前記オキシデーションディッチ２には、硝化溶存酸素濃度計８ａ、アンモニア性窒素濃度計１０ａ、溶存酸素濃度計１２ａが設置され、これらの測定値８、１０、１２が前記ＰＬＣ１：３０に出力され、Ｄ／Ａ変換及び増幅されてオンライン部５２内のＣＰＵ５３ａに入力されて演算される。前記オンライン部５２には、前記オフライン部５６が接続されており、このオフライン部５６により本システムの設計、前記オンライン部５２の設定条件の画面表示、生物反応モデルの設定値の変更及び変更後の計算が行われる。これら変更された設定値や計算結果は、オンライン部のメモリー（ＭＥ）５２ｂに出力される。
【００６０】
図５は、本発明に係るカルマンフィルタ制御と従来のＰＩＤ制御による処理水質のアンモニア性窒素濃度の比較図である。実験に用いられた活性汚泥方式排水処理装置は、処理能力１２０，０００ｍ２／ｈを有し、２系列のオキシデーションディッチ槽の各々に５基の曝気装置が備えられている。上記の１系列は、アンモニア性窒素濃度計、硝酸性窒素濃度計、溶存酸素濃度計及び流量計からの信号に基づいて曝気装置が上記のカルマンフィルタ法により自動最適化制御される排水処理装置である。図５には。この排水処理装置による浄化水のアンモニア性窒素濃度が四角印（□）でプロットされている。もう一方の１系列は、溶存酸素濃度計からの信号に基づいてＰＩＤ制御により曝気装置を制御する排水処理装置であり、この排水処理装置によって処理された浄化水のアンモニア性窒素濃度が比較例として、丸印（○）でプロットされている。
【００６１】
図に示すように、本発明に係る自動最適化制御によるアンモニア性窒素濃度（□）は、従来のＰＩＤ制御に比べ、測定期間中の濃度が一定し、その濃度も低く抑えられている。特に、３月３日〜４日及び３月１７日〜１８日において、ＰＩＤ制御による排水処理では、急激なアンモニア性窒素濃度の増加が見られるが、前記自動最適化制御によるアンモニア性窒素濃度は、測定期間中、略同程度の値を保持している。従って、本発明に係る自動最適化制御による排水処理方法は、良好な浄化処理を安定で高効率に行えることが実証された。
【００６２】
図６は、本発明に係る自動最適化制御と従来のＰＩＤ制御による処理水質の硝酸性窒素濃度の比較図である。図６では、図５の結果を得た同じ排水処理装置を用いて、前記自動最適化制御とＰＩＤ制御による排水処理から得られた各浄化水の硝酸性窒素濃度が比較されている。前記自動最適化制御による浄化水の硝酸性窒素濃度（□）は、前記ＰＩＤ制御（○）に比べ、急激な変化が少なく、その硝酸性窒素濃度も低く抑えられている。従って、アンモニア性窒素濃度の場合と同様に硝酸性窒素濃度の比較した場合においても、本発明に係る自動最適化制御の排水処理方法により良好な浄化処理を安定で高効率に行えることが実証された。
【００６３】
図７は、本発明に係る自動最適化制御と従来のＰＩＤ制御による排水処理の消費電力量の比較図である。図のプロットは、前記自動最適化制御の場合（□印）とＰＩＤ制御の場合（○印）における各排水処理装置の消費電力量である。図より明らかなように、前記ＰＩＤ制御の場合に比べて前記自動最適化制御の場合の消費電力は低く抑えられている。また、測定期間中の平均消費電力量を比較すると、前記ＰＩＤ制御における平均消費電力量が７２４６ｋＷｄであるのに対して、前記自動最適化制御における平均消費電力量は６５２１ｋＷｄであり、約１０％の電力量削減が実現されている。従って、本発明に係る自動最適化制御の排水処理方法により、排水処理の飛躍的な省エネルギー化を実現できることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係る活性汚泥方式排水処理方法及び装置は、既設の排水処理装置に最小限の装置投資で導入することができる。更に、各地に設けられた排水処理装置を遠隔地にある１つの中央管理施設などからコンピューターを用いて自動制御することができる。更に、本発明の前記活性汚泥方式排水処理方法は、低コストで高効率な排水処理を実現することができ、河川及び湖沼などの水質の維持に寄与することができる
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係るオキシデーションディッチ槽２を用いた活性汚泥方式排水処理装置を示す概略図である。
【図２】本発明に係る信号保持回路及びローパスフィルタが配設された活性汚泥方式排水処理装置の概略図である。
【図３】本発明に係る制御信号３８とトリガー信号３４の時間変化の関係を示す関係図である。
【図４】本発明に係るオンライン部５２及びオフライン部５６によるオキシデーションディッチ槽２の制御方法示す概略図である。
【図５】本発明に係るカルマンフィルタ制御と従来のＰＩＤ制御による処理水質のアンモニア性窒素濃度の比較図である。
【図６】本発明に係る自動最適化制御と従来のＰＩＤ制御による処理水質の硝酸性窒素濃度の比較図である。
【図７】本発明に係る自動最適化制御と従来のＰＩＤ制御による排水処理の平均消費電力量の比較図である。
【図８】従来のＰＩＤ制御による曝気槽の制御装置を示す概略図である。
【図９】従来の制御装置を有するオキシデーションディッチ槽の概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１        演算制御部
２        オキシデーションディッチ槽
３        循環制御装置
４        曝気装置
６        カルマンフィルタ制御部
８        硝酸性窒素濃度信号
８ａ      硝酸性窒素濃度計
１０      アンモニア性窒素濃度信号
１０ａ    アンモニア性窒素濃度計
１２      溶存酸素濃度信号
１２ａ    溶存酸素濃度計
１４      排水流量信号
１６      排水濃度信号
１８      流量信号
２０      流量信号
２２      予測信号
２４      線型演算制御部
２４ａ    流量回路
２４ｂ    予測値回路
２４ｃ    流量演算信号
２４ｄ    予測値演算信号
２４ｅ    ミキシング回路
２５      信号保持回路
２６      制御信号
２６ａ    制御信号
２８      制御信号
２７      トリガー発信器
２９      分配部
３０      第１シーケンス制御コントローラ
３０ａ    Ｄ／Ａ変換器
３０ｂ    増幅器
３１      第２シーケンス制御コントローラ
３２      制御信号
３４      トリガー信号
３８      ローパスフィルタ
３９      ローパスフィルタ
４４      測定値信号
４４ａ    測定値信号
５２      オンライン部
５２ｂ    メモリー
５２ａ    ＣＰＵ
５６      オフライン部
１０１    原水流量計
１０２    原水流量調節弁
１０３    返送汚泥流量計
１０４    曝気槽
１０５    溶存酸素濃度計
１０６    圧力検出器
１０７    圧力調節器
１０８    酸素供給量測定器
１０９    酸素供給量調節弁
１１０    酸素供給量調節計
１１１    予測機能付きＰＩＤ制御装置
１１２    圧力制御調節弁
２０１    反応槽
２０２    曝気攪拌装置
２０３    水中プロペラ装置
２０４    余剰汚泥引抜装置
２０５    制御装置
２０６    汚水
２０６ａ  活性汚泥
２０６Ａ  混合液
２１１    無終端循環水路
２１５    沈殿池
２２０    曝気攪拌翼
２２１    曝気攪拌翼
２３０    プロペラ
２４１    固液分離機
２４２    余剰汚泥引抜ポンプ
２５０    制御器
２５１    タッチパネル
Ｓ１      汚水処理システム
【図１】
2006055683.tif 000003
【図２】
2006055683.tif 000004
【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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