(57)【要約】【課題】生物反応槽から放出されるＮ2Ｏ濃度を制御指標とし、脱窒反応を促進する運転条件を制御し、Ｎ2Ｏ放出量を削減できる下水処理装置及び下水処理方法を提供する。【解決手段】上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽と、前記好気槽に設置される複数の曝気手段と、好気槽の上部に設置され曝気ガスを回収するためのガス回収手段と、該ガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度を計測するためのＮ2Ｏ計測手段と、前記複数の曝気手段のうち最も嫌気槽側の前記曝気手段の送風量を制御するための前段曝気手段調整器と、該前段曝気手段調整器を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて該前段曝気手段調整器を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽と、前記好気槽に設置される複数の曝気手段と、好気槽の上部に設置され曝気ガスを回収するためのガス回収手段と、該ガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度を計測するためのＮ2Ｏ計測手段と、前記複数の曝気手段のうち最も嫌気槽側の前記曝気手段の送風量を調整するための前段曝気手段調整器と、該前段曝気手段調整器を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて該前段曝気手段調整器を制御する下水処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測値が増加し、予め設定された上限値を超えた時は、前記最も嫌気槽側の前記曝気手段の曝気量を予め設定されている下限値とするように前記前段曝気手段調整器を制御する請求項１に記載の下水処理装置。
【請求項３】
前記前段曝気手段調整器を制御する時に、前記好気槽全体での曝気量は一定とした請求項１又は２に記載の下水処理装置。
【請求項４】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽と、前記好気槽に設置される複数の曝気手段と、前記好気槽の下流側から前記嫌気槽に反応液を循環するための循環手段と、好気槽の上部に設置され曝気ガスを回収するためのガス回収手段と、該ガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度を計測するためのＮ2Ｏ計測手段と、前記循環手段の流量を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記循環手段の流量を制御する下水処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測値が予め設定された上限値を超えた際に、前記循環手段の流量を低下させる請求項４に記載の下水処理装置。
【請求項６】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽と、前記好気槽に設置される複数の曝気手段と、好気槽の上部に設置され曝気ガスを回収するためのガス回収手段と、該ガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度を計測するためのＮ2Ｏ計測手段と、前記嫌気槽に炭素源を投入するための炭素源投入手段と、前記炭素源投入手段の流量を制御する制御手段とを備え、該制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記炭素源投入手段の流量を制御する下水処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測値が予め設定された上限値を超えた際に、前記炭素源手段を稼動させる請求項６に記載の下水処理装置。
【請求項８】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽と、前記好気槽に設置される複数の曝気手段と、好気槽の上部に設置され曝気ガスを回収するためのガス回収手段と、該ガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度を計測するためのＮ2Ｏ計測手段と、前記嫌気槽の下流側に反応液のＮＯ3−Ｎを計測するためのＮＯ3−Ｎ計測手段と、前記嫌気槽に炭素源を投入するための炭素源投入手段と、前記好気槽の下流側から前記嫌気槽に反応液を循環するための循環手段と、前記好気槽に複数の曝気手段と最も嫌気槽側の前記曝気手段の送風量を制御するための前段曝気手段調整器のうちの少なくとも一つと、前記Ｎ2Ｏ計測手段と前記ＮＯ3−Ｎ計測手段の計測信号が入力され、前記炭素源投入手段，前記循環手段，前記前段曝気手段調整器の少なくとも一つを制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記Ｎ2Ｏ計測手段と該ＮＯ3−Ｎ計測手段の各計測値が予め設定された上限値を超過した際に、前記炭素源投入手段，前記循環手段，前記前段曝気手段調整器の少なくとも一つを制御する下水処理装置。
【請求項９】
流入水の水質を計測するための流入水質計測手段と、処理水の水質を計測するための処理水水質計測手段と、流入水水質，流入流量，運転条件の少なくとも一つを用いて処理水の水質を推定する処理水水質推定手段と、前記流入水水質計測手段，前記処理水水質計測手段，前記処理水水質推定手段の少なくとも１つの信号に基づいて処理水水質が基準値を満足しているか否かを判定する処理水水質判定手段とを備え、前記制御手段は、前記処理水水質判定手段の情報に基づいて処理水水質が基準値を満足していると判断された場合に運転量を変更する請求項１から請求項８のいずれかに記載の下水処理装置。
【請求項１０】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽により下水を処理する下水処理方法であって、前記好気槽の上部に設置され、前記好気槽に設置される複数の曝気手段によって曝気される曝気ガスを回収するためのガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度をＮ2Ｏ計測手段により計測し、制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記複数の曝気手段のうち最も嫌気槽側の前記曝気手段の送風量を制御する前段曝気手段調整器を制御する下水処理方法。
【請求項１１】
前記制御手段は前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測値が増加し、予め設定された上限値を超えた時は、前記最も嫌気槽側の前記曝気手段の曝気量を予め設定されている下限値とするように前記前段曝気手段調整器を制御する請求項１０に記載の下水処理方法。
【請求項１２】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽により下水を処理する下水処理方法であって、前記好気槽の上部に設置され、前記好気槽に設置される複数の曝気手段によって曝気される曝気ガスを回収するためのガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度をＮ2Ｏ計測手段により計測し、制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記好気槽の下流側から前記嫌気槽に反応液を循環するための循環手段の流量を制御する下水処理方法。
【請求項１３】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽により下水を処理する下水処理方法であって、前記好気槽の上部に設置され、前記好気槽に設置される複数の曝気手段によって曝気される曝気ガスを回収するためのガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度をＮ2Ｏ計測手段により計測し、制御手段が、前記Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記嫌気槽に炭素源を投入するための炭素源投入手段の流量を制御する下水処理方法。
【請求項１４】
上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽により下水を処理する下水処理方法であって、前記好気槽の上部に設置され、前記好気槽に設置される複数の曝気手段によって曝気される曝気ガスを回収するためのガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度をＮ2Ｏ計測手段により計測し、ＮＯ3−Ｎ計測手段により前記嫌気槽の下流側に反応液のＮＯ3−Ｎを計測し、前記Ｎ2Ｏ計測手段と該ＮＯ3−Ｎ計測手段の各計測値が予め設定された上限値を超過した際に、制御手段が、前記嫌気槽に炭素源を投入するための炭素源投入手段と、前記好気槽の下流側から前記嫌気槽に反応液を循環するための循環手段と、前記好気槽に複数の曝気手段と最も嫌気槽側の前記曝気手段の送風量を調節するための前段曝気手段調整器のうちの少なくとも一つを制御する下水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理の過程で発生する温室効果ガスを削減するための運転制御を適用した下水処理装置及び下水処理方法に係り、特に、生物反応槽の曝気槽から発生する亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）を対象とした下水処理装置及び下水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理方法には、活性汚泥と呼ばれる微生物により生物学的に処理する活性汚泥法がある。活性汚泥法では、下水中の窒素は、アンモニア体窒素を硝酸体窒素に酸化する硝化工程と、硝酸体窒素を窒素ガスに還元する脱窒工程により除去される。硝化工程，脱窒工程の副生成物として亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）が生成することが知られている。亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）は二酸化炭素（ＣＯ2）の３１０倍の温室効果があり、地球温暖化防止のための排出削減対象物質になっている。
【０００３】
〔非特許文献１〕に記載のように、Ｎ2Ｏ生成量が増加する条件には、硝化反応の進行および不完全な脱窒反応が挙げられる。〔特許文献１〕には、Ｎ2Ｏガスを連続モニタリングして回分式活性汚泥法の嫌気と好気の時間配分を制御する方法が記載されている。〔特許文献２〕には、硝化槽で発生した亜酸化窒素ガスを酸素除去装置に送気し、含有ガスに混在する酸素を予め除去した脱酸素ガスを脱窒槽の廃水中に導入する亜酸化窒素ガスの生物学的処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４４９４９号公報
【特許文献２】特開２００７−７５８２１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】下水道の長期的技術開発に関する基礎調査、（財）下水道新技術推進機構（1996）http://www.jiwet.jp/result/annual/plan/1996a1-1-2m.htm
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｎ2Ｏ生成量を抑制する手段には脱窒反応の促進が考えられる。〔特許文献１〕に記載の従来の技術は、硝化反応と脱窒反応の制御のためにＮ2Ｏのモニタリング値を用いたものであり、必ずしもＮ2Ｏを抑制するための制御条件になっていない恐れがある。また、〔特許文献１〕に記載の従来の技術は、回分式活性汚泥法であるため嫌気と好気の時間を制御できるが、公共下水道などで多く適用されている嫌気−無酸素−好気法，循環式硝化脱窒法などは、回分式でなく連続式のため、嫌気時間や好気時間は、槽容積と下水の流入流量に依存しているため反応時間の制御は困難であった。又、〔特許文献２〕に記載の従来の技術は、硝化槽で発生した亜酸化窒素ガスを脱窒槽の廃水中に導入して亜酸化窒素ガスの放出を防止しているが、脱窒槽が適切な状態でないため、Ｎ2Ｏを抑制するための制御条件になっていない恐れがある。
【０００７】
本発明の目的は、生物反応槽から放出されるＮ2Ｏ濃度を制御指標とし、脱窒反応を促進する運転条件を制御し、Ｎ2Ｏ放出量を削減できる下水処理装置及び下水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の下水処理装置及び下水処理方法は、上流側に設置される嫌気槽と下流側に設置される好気槽を有する活性汚泥が投入されている複数の反応槽により下水を処理し、好気槽の上部に設置され、好気槽に設置される複数の曝気手段によって曝気される曝気ガスを回収するためのガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度をＮ2Ｏ計測手段により計測し、Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて複数の曝気手段のうち最も嫌気槽側の曝気手段の送風量を調整する前段曝気手段調整器を制御するものである。
【０００９】
又、Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記好気槽の下流側から前記嫌気槽に反応液を循環するための循環手段の流量を制御するものである。
【００１０】
又、Ｎ2Ｏ計測手段の計測信号に基づいて前記嫌気槽に炭素源を投入するための炭素源投入手段の流量を制御するものである。
【００１１】
又、好気槽に設置される複数の曝気手段によって曝気される曝気ガスを回収するためのガス回収手段によって集められた排ガス中のＮ2Ｏ濃度をＮ2Ｏ計測手段により計測し、ＮＯ3−Ｎ計測手段により嫌気槽の下流側に反応液のＮＯ3−Ｎを計測し、Ｎ2Ｏ計測手段とＮＯ3−Ｎ計測手段の各計測値が予め設定された上限値を超過した際に、嫌気槽に炭素源を投入するための炭素源投入手段と、好気槽の下流側から嫌気槽に反応液を循環するための循環手段と、好気槽に複数の曝気手段と最も嫌気槽側の曝気手段の送風量を調整するための曝気手段調整器のうちの少なくとも一つを制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生物反応槽のＮ2Ｏ発生量を元に、生物反応槽の運転を制御することで脱窒反応を促進し、Ｎ2Ｏ発生量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１の下水処理装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例２の下水処理装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例３の下水処理装置の構成図である。
【図４】本発明の実施例４の下水処理装置の構成図である。
【図５】本発明の実施例５の下水処理装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の各実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１を図１により説明する。図１は本実施例の下水処理装置の構成図である。
【００１６】
複数の微生物群が生息している活性汚泥が投入されている反応槽が直列に接続されており、上流側に嫌気槽１、嫌気槽１の下流に順次、好気槽２，好気槽３，好気槽４が設けられている。図示していないが、好気槽４の後段には沈殿池が設けられ、好気槽２〜４の反応液を処理水と汚泥とに固液分離する。分離された汚泥の一部は、図示していないポンプにより嫌気槽１に返送汚泥として戻される。
【００１７】
好気槽２〜４には、それぞれ曝気手段５〜７が設置されている。曝気手段５〜７は、それぞれ配管によりブロワ８に接続され、ブロワ８と曝気手段５の間の配管には、前段曝気手段調整器９が設置されている。ブロワ８により供給される空気は曝気手段５〜７に送られ曝気手段５〜７から、それぞれ好気槽２〜４で曝気される。
【００１８】
好気槽２〜４で曝気された空気は、好気槽２〜４内の撹拌と下水を処理する際に活性汚泥が必要とする酸素を供給している。前段曝気手段調整器９の開度を制御することで、好気槽群の前段である好気槽２は曝気量が変更される。
【００１９】
好気槽２〜４の上部には曝気した排ガスを回収するガス回収手段１０〜１２がそれぞれ設置されている。ガス回収手段１０〜１２により回収された排ガスは、ガス回収手段１０〜１２のそれぞれに接続された配管により１つの配管に集約されて排気され、排気される排ガスは、配管に設置されたＮ2Ｏ計測手段１３によってＮ2Ｏ濃度が計測されている。Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測信号は、制御手段１４に伝達される。制御手段１４は、計測されるＮ2Ｏ濃度に基づいて前段曝気手段調整器９を制御し、好気槽２への曝気量を制御する。
【００２０】
Ｎ2Ｏは、嫌気槽の脱窒工程おいてＮＯ3−Ｎ→ＮＯ2−Ｎ→Ｎ2Ｏ→Ｎ2へと還元される過程で生成する。脱窒反応が良好に進行している場合、Ｎ2ＯはＮ2ガスなとり大気中に放出されるが、脱窒反応が不完全、すなわち脱窒不良になるとＮ2Ｏが反応液に溶解して蓄積する。
【００２１】
溶解性Ｎ2Ｏは、嫌気槽１から好気槽２へ流入すると、曝気によりパージされ、排ガス中のＮ2Ｏ濃度が増加する。このため、溶解性Ｎ2Ｏの蓄積を抑制できればＮ2Ｏ排出量を削減できる。溶存Ｎ2Ｏの蓄積を抑制するためには、脱窒反応を促進する運転条件に制御することが必要である。
【００２２】
なお、図１に示す例では、Ｎ2Ｏ計測手段１３はガス回収手段１０〜１２の排ガスの合流後の配管に設置されているが、好気槽２で曝気によりパージされたＮ2Ｏを計測するためには、ガス回収手段１０の配管に設置するとよい。
【００２３】
本実施例では、排ガス中のＮ2Ｏ濃度の増加が検知された際に、その原因が脱窒不良であると推定して脱窒促進運転を行う。本実施例の制御方法について説明する。
【００２４】
制御手段１４は、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が予め設定された上限値Ａを超過した場合に、前段曝気手段調整器９を制御し、好気槽２への曝気量を予め設定された下限値Ｂに設定する。ここで、上限値Ａは、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値の一日の平均値の１.５〜１０倍に設定している。また、固定された数値を用いる場合には５ppm〜２０ppmに設定している。下限値Ｂは、好気槽２を曝気により撹拌でき、溶存酸素濃度が低下して実質的に嫌気反応となる曝気量に設定される。
【００２５】
このように曝気量を下限値Ｂに設定する制御により、好気槽２は実質的には嫌気槽となる。溶解性Ｎ2Ｏが増加した原因として、脱窒反応の時間が短いことが原因であるため、嫌気槽を一時的に追加でき脱窒の反応時間を長くでき、脱窒反応を促進できる。好気槽２の嫌気化だけでは不足する場合は、順次嫌気槽側の好気槽を嫌気化させるとよい。
【００２６】
なお、好気槽２を嫌気槽にすると、後段の好気槽での滞留時間が短くなる。このため、硝化反応の時間が短くなり、窒素除去率を低下する恐れがある。そこで、本実施例では、制御手段１４がブロワ８からの曝気量を維持したまま、前段曝気手段調整器９を制御して好気槽２の曝気量を低下させるようにしている。このように制御すると、好気槽３と好気槽４の曝気量は増加し、好気槽３〜４の溶存酸素濃度を上昇させる。一般的に、硝化反応は溶存酸素濃度が高いほど、反応速度が速くなるため、硝化時間が短くても硝化量の維持が可能である。硝化量が低下する場合は、制御手段１４は、前段曝気手段調整器９を制御した際にブロワ８の曝気量を増加させる。なお、ブロワ８の曝気量を変更すると曝気ガスの希釈によりＮ2Ｏ計測手段１３の計測値が変化する。制御手段１４は、ブロワ８の全体の曝気量又は排ガス流量と、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値からＮ2Ｏ生成速度を算出し、Ｎ2Ｏ生成速度を制御指標に、前段曝気手段調整器９を制御すると良い。
【００２７】
本実施例によれば、溶解性Ｎ2ＯをＮ2に還元する脱窒反応を促進し、排ガス中のＮ2Ｏ濃度を低下できＮ2Ｏ放出量を削減できる。
【実施例２】
【００２８】
本発明の実施例２を図２により説明する。図２は本実施例の下水処理装置の構成図である。
【００２９】
本実施例は、実施例１と同様に構成されているが、本実施例では、前段曝気手段調整器９が設けられていなく、好気槽４の反応液を嫌気槽１に循環する循環ポンプ１５を設けている。
【００３０】
循環ポンプ１５は好気槽４の反応液を嫌気槽１に循環する。本実施例の運転方式は硝化液循環法といわれ、嫌気槽１は無酸素槽といわれる。本実施例では、循環ポンプ１５による反応液の循環により好気槽で酸化されたＮＯ3−Ｎが嫌気槽１に流入し、Ｎ2ガスに還元されることで窒素除去率の向上が期待できる。循環ポンプ１５の流量は制御手段１４により制御される。
【００３１】
反応液の循環に伴い、好気槽４から嫌気槽１に流入するＮＯ3−Ｎが過剰になると、Ｎ2ＯからＮ2ガスへの還元が間に合わず、好気槽２への流入水に溶解性Ｎ2Ｏが増加し、排ガス中のＮ2Ｏ濃度が増加する。そこで、本実施例では、制御手段１４は、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過した時に循環ポンプ１５の循環流量を低下させる。循環流量の低下により、嫌気槽１に流入するＮＯ3−Ｎが減少するため、脱窒不良時でも溶解性Ｎ2Ｏの蓄積を防止できる。循環流量の低下は、窒素除去率の低下を招くため、制御手段１４は窒素除去率の目標値を維持できる範囲で循環流量を低下させると良い。
【００３２】
本実施例によれば、循環するＮＯ3−Ｎを減少させ、脱窒不良時においても溶解性Ｎ2Ｏの蓄積を抑制でき、排ガス中のＮ2Ｏ濃度を低下できＮ2Ｏ放出量を削減できる。
【実施例３】
【００３３】
本発明の実施例３を図３により説明する。図３は本実施例の下水処理装置の構成図である。
【００３４】
本実施例は、実施例１と同様に構成されているが、本実施例では、前段曝気手段調整器９が設けられていなく、有機物を追加投入する炭素源投入ポンプ１６を設けている。炭素源投入ポンプ１６は、活性汚泥が脱窒反応をする際に必要な電子供与体である有機物を追加投入する。有機物としてはメタノール、最初沈殿池で発生する汚泥などが挙げられる。炭素源投入ポンプ１６の流量は制御手段１４で制御される。
【００３５】
流入下水中の有機物が低下すると、電子供与体が減少し、脱窒量が減少する。脱窒量の減少に伴い溶解性Ｎ2Ｏが嫌気槽１の反応液に蓄積し、溶解性Ｎ2Ｏが好気槽２に流入することで、曝気により排ガスにパージされてＮ2Ｏ放出量が増加する。本実施例では、制御手段１４は、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過した時に炭素源投入ポンプ１６を起動させる。炭素源投入ポンプ１６の流量は、予め設定されている設定値であり、流量がこの設定値となるように運転される。嫌気槽１に有機物が投入されると、脱窒反応が促進され溶解性Ｎ2ＯはＮ2ガスに還元される。
【００３６】
本実施例によれば、有機物の減少に由来する脱窒不良時においても溶解性Ｎ2Ｏの蓄積を抑制でき、排ガス中のＮ2Ｏ濃度を低減できＮ2Ｏ放出量を削減できる。
【実施例４】
【００３７】
本発明の実施例４を図４により説明する。図４は本実施例の下水処理装置の構成図である。
【００３８】
本実施例は、実施例１と同様に構成されているが、本実施例では、さらに好気槽４の反応液を嫌気槽１に循環する循環ポンプ１５と、有機物を追加投入する炭素源投入ポンプ１６と、嫌気槽１の反応液のＮＯ3−Ｎを計測するためのＮＯ3−Ｎ計測手段１７を設けている。ＮＯ3−Ｎ計測手段１７の計測信号は制御手段１４に送られる。
【００３９】
脱窒反応によりＮＯ3−Ｎは、ＮＯ2−Ｎ→Ｎ2Ｏ→Ｎ2へと還元されるため、ＮＯ3−Ｎが嫌気槽に残留していると溶解性Ｎ2Ｏが残留している可能性が高く、溶解性Ｎ2Ｏの指標にできる。
【００４０】
本実施例の制御方法について説明する。制御手段１４は、ＮＯ3−Ｎ計測手段１７とＮ2Ｏ計測手段１３の計測値を受信する。制御手段１４は、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過し、ＮＯ3−Ｎ計測手段１７の計測値が上限値Ｂ以上で、１）前段曝気手段調整器９による好気槽２の曝気量を下限値にする、２）循環ポンプ１５の循環流量を低下させる、３）炭素源投入ポンプ１６を起動させる制御の中から、何れか一つ以上を実施する。
【００４１】
上限値Ｂは１〜１０mg／Ｌに設定する。Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過し、ＮＯ3−Ｎ計測手段１７の計測値が上限値Ｂを超過した場合は、脱窒不良により溶解性Ｎ2Ｏが増加し、排ガス中のＮ2Ｏ濃度が増加したことが分かる。このため、対応策として上述した１）〜３）の制御を行い、脱窒反応を促進する運転条件にすることでＮ2Ｏ排出量を削減できる。
【００４２】
なお、ＮＯ3−Ｎ計測手段１７の代わりに溶解性Ｎ2Ｏを計測するための溶解性Ｎ2Ｏ計測手段でもよい。また、上述の前段曝気手段調整器９，循環ポンプ１５，炭素源投入ポンプ１６の３つが全て設置されている必要はなく、何れか一つ以上設置されていれば良い。又、複数設置されている場合は、順次制御すると良く、Ｎ2Ｏ生成量の抑制に加えて窒素除去率が向上できる運転条件が望ましいため、制御する順番は炭素源投入ポンプ１６を上位にするとよい。
【００４３】
本実施例によれば、嫌気槽１での脱窒不良が原因でＮ2Ｏ放出量が増加している条件を特定でき、脱窒反応を促進させる運転に制御できるため、排ガス中のＮ2Ｏ濃度を低減できＮ2Ｏ放出量を削減できる。
【実施例５】
【００４４】
本発明の実施例５を図５により説明する。図５は本実施例の下水処理装置の構成図である。
【００４５】
本実施例は、実施例４と同様に構成されているが、本実施例では、ＮＯ3−Ｎ計測手段１７が設けられていなく、流入水水質計測手段１８，処理水水質計測手段１９，処理水水質推定手段２０，処理水水質判定手段２１が設けられている。流入水水質計測手段１８，処理水水質計測手段１９，処理水水質推定手段２０は、それぞれ処理水水質判定手段２１に接続されている。
【００４６】
流入水水質計測手段１８は、流入水中の有機物，窒素，りんなどを計測し、計測値を処理水水質判定手段２１に送る。処理水水質計測手段１９は、処理水水質基準項目である有機物，窒素，りんなどを計測し、計測値を処理水水質判定手段２１に送る。処理水水質推定手段２０は、処理水水質基準項目である有機物，窒素，りんなどの濃度を算出し、その算出値を処理水水質判定手段２１に送る。
【００４７】
処理水水質推定手段２０は、国際水協会（ＩＷＡ）から提案されている活性汚泥モデルを組み込んだシミュレータや、予め設定された運転条件と除去率の関係を用いて処理水水質を算出する。なお、処理水水質推定手段２０は、運転条件や流入水水質情報を算出に用いる際には、流入水水質計測手段１８や制御手段１４からその情報を入手する。
【００４８】
処理水水質判定手段２１は、流入水水質計測手段１８だけが設置されている場合には、予め設定された除去率から処理水水質を予測する。また、処理水水質判定手段２１は、データベースを備え、流入水水質計測手段１８の計測値により処理水水質を推定できるようにしてもよい。
【００４９】
処理水水質判定手２１は、流入水水質計測手段１８，処理水水質計測手段１９，処理水水質推定手段２０のうちの少なくとも１により得られた処理水水質と予め設定された水質規制値とを比較する。水質項目は窒素にすることが望ましい。処理水水質判定手段２１は、処理水水質が規制値以上か以下かの情報を制御手段１４に与える。制御手段１４は、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過し、処理水水質が規制値以上の場合は、炭素源投入ポンプ１６を起動する。
【００５０】
排ガスのＮ2Ｏ濃度が増加し、処理水の窒素濃度が増加した場合は、炭素源不足により脱窒反応が低下した恐れがあるので、このような制御を実施することで脱窒反応が促進され、Ｎ2Ｏ発生量を抑制できる。Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過し、処理水水質が規制値以上の場合には、循環ポンプ１５の流量低下又は前段曝気手段調整器９を制御して好気槽２の嫌気化を行うことにより、窒素除去率の低下を招く場合があるので、水質規制値を満足するために制御を実施しない。したがって、制御手段１４は、炭素源投入ポンプ１６が設置されていない場合は、運転条件を変更しない。
【００５１】
制御手段１４は、Ｎ2Ｏ計測手段１３の計測値が上限値Ａを超過し、処理水水質が規制値以下の場合は、循環ポンプ１５の循環流量の低下、又は前段曝気手段調整器９による好気槽２への曝気量を下限値Ａに設定する。これらの制御は除去率を低下させる恐れがあるが、処理水水質が良好なため処理水が規制値を超過することがない。制御手段１４は、処理水水質を水質値で分類し、分類に応じて循環ポンプ１５の循環流量を設定しても良い。
【００５２】
本実施例によれば、処理水水質を考慮して、溶解性Ｎ2Ｏを低下させる運転に制御できるため、排ガス中のＮ2Ｏ濃度を低減でき、Ｎ2Ｏ放出量を削減できる。又、処理水水質を規制値以内に維持できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  嫌気槽
２〜４  好気槽
５〜７  曝気手段
８  ブロワ
９  前段曝気手段調整器
１０〜１２  ガス回収手段
１３  Ｎ2Ｏ計測手段
１４  制御手段
１５  循環ポンプ
１６  炭素源投入ポンプ
１７  ＮＯ3−Ｎ計測手段
１８  流入水水質計測手段
１９  処理水水質計測手段
２０  処理水水質推定手段
２１  処理水水質判定手段
【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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