(57)【要約】【課題】生物処理槽の負荷の増大に曝気能力の変更が追いつかないことが原因で、処理水の水質を悪化させるようなことがなく、処理負荷の変動に対応できる排水処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】前段生物処理槽５にて処理された処理水を計測槽２６に導き、Ｒｒの演算を計測槽２６の総括酸素移動容量係数と処理水の飽和溶存酸素濃度から演算し、演算したＲｒから後段生物処理槽１４の処理能力の過不足を判断し、前段生物処理槽５の曝気手段１０を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2008073659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水である排水と汚泥との混合水の曝気手段を有する前段生物処理槽および後段生物処理槽とからなる生物処理槽と、前記前段生物処理槽にて処理された処理水を流入させ一定量貯留する計測槽と、前記計測槽の混合水を曝気する計測槽曝気手段と、前記計測槽の混合水の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素濃度センサと、制御装置を備え、前記制御装置は、前記前段生物処理槽にて処理された処理水を計測槽に流入させて一定量貯留し、貯留した計測槽の混合水を一定時間曝気し、飽和溶存酸素濃度を演算する飽和溶存酸素濃度演算手段と、前記計測槽の総括酸素移動容量係数を記憶する総括酸素移動容量係数記憶手段を備え、前記飽和溶存酸素濃度演算手段により演算した飽和溶存酸素濃度と前記総括酸素移動容量係数記憶手段に記憶した総括酸素移動容量係数から酸素利用速度を演算し、前記後段生物処理槽の処理能力の過不足を予測し、前記前段生物処理槽の曝気手段を制御することを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
計測槽曝気手段は曝気風量を他段階あるいは連続的に変更することが可能であることを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
総括酸素移動容量係数記憶手段には計測槽曝気手段の曝気風量と総括酸素移動容量係数の関係が記憶されていることを特徴とする請求項２記載の排水処理装置。
【請求項４】
計測槽曝気手段の曝気風量を一定にして曝気し、飽和溶存酸素濃度を計測し、総括酸素移動容量係数記憶手段に記憶された前記曝気風量に該当する総括酸素移動容量係数と前記飽和溶存酸素濃度とから酸素利用速度を演算することを特徴とする請求項３記載の排水処理装置。
【請求項５】
前段生物処理槽の曝気手段の制御は、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して行うことを特徴とする請求項４記載の排水処理装置。
【請求項６】
生物処理槽の前段に、排水の懸濁成分を浮上させて分離する加圧浮上装置を設けたことを特徴とする請求項５記載の排水処理装置。
【請求項７】
加圧浮上装置の排水流入側に切換弁を設けたことを特徴とする請求項６記載の排水処理装置。
【請求項８】
酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により前記切換弁を制御することを特徴とする請求項７記載の排水処理装置。
【請求項９】
前段生物処理槽の曝気手段および切換弁の制御は、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して行うことを特徴とする請求項８記載の排水処理装置。
【請求項１０】
加圧浮上装置に流入した排水の懸濁成分の浮上を促進させる薬剤を供給する薬注ポンプを有することを特徴とする請求項９記載の排水処理装置。
【請求項１１】
酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により薬注ポンプを制御することを特徴とする請求項１０記載の排水処理装置。
【請求項１２】
前段生物処理槽の曝気手段、切換弁および薬注ポンプの制御は、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して行うことを特徴とする請求項１１記載の排水処理装置。
【請求項１３】
酸素利用速度が予め設定した値以上の場合は処理能力大側に運転モードを変更することを特徴とする請求項５，９，１２のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【請求項１４】
酸素利用速度が予め設定した値以下の場合は処理能力小側に運転モードを変更することを特徴とする請求項５，９，１２のいずれか１項に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や他の施設などから排出される被処理水である排水と汚泥との混合水を生物処理槽に貯留し、生物処理槽の混合水の溶存酸素濃度を測定し、検出した溶存酸素濃度により混合水の処理を最適な条件に制御する排水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物処理槽の被処理水である排水と汚泥との混合水の水質を測定し、その検出値に基づき混合水の処理を最適な条件に制御する排水処理装置として、生物処理槽の混合水に直接、溶存酸素濃度検出器を位置させて溶存酸素濃度（以下ＤＯと記述する）を検出し、この検出値に基づき生物処理槽の曝気手段の曝気能力を制御するものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
前記特許文献１に記載のものは、単一の生物処理槽内において汚水を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ＤＯの降下を時系列的に採取しＤＯの降下の傾きを示す酸素消費速度（以下Ｒｒと記述する）を各曝気サイクル毎に計測し、計測したＲｒ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Ｔｏｘと酸素の供給を停止している時間の内脱窒反応が進行する槽内ＤＯが０近傍の嫌気時間Ｔａｎとの好気嫌気時間比ＲＡＯを計測したＲｒに応じて自動設定し、曝気インターバル時間においてＲＡＯ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Ｒｒから予測することにより制御するというものである。
【特許文献１】特開平１１−１２８９７６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、前記従来の特許文献１に記載のものは、単一の生物処理槽内において各曝気サイクル毎に計測したＲｒを用いて曝気手段の曝気能力を制御しているが、制御した結果が生物処理槽の状態に影響を及ぼすのには数時間の時間遅れがあり、生物処理槽の負荷の増大に対し曝気能力の変更が追いつかず処理水の水質が悪化することがある。
【０００５】
したがって、計測したＲｒにより単一の生物処理槽の曝気能力を制御する方式では処理負荷の変動に対応することは困難である。
【０００６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、前段および後段の少なくとも２つの生物処理槽からなる排水処理施設の前段生物処理槽にて処理された処理水のＲｒを飽和溶存酸素濃度と総括酸素移動容量係数から演算し、演算したＲｒから後段生物処理槽における生物処理能力の過不足を予測し、前段生物処理槽の曝気手段を制御することで後段生物処理槽に流入する混合水の負荷量が後段生物処理槽にて処理可能な負荷量となるように制御し、処理負荷の変動に対応できる排水処理装置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】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、被処理水である排水と汚泥との混合水の曝気手段を有する前段生物処理槽および後段生物処理槽とからなる生物処理槽と、前記前段生物処理槽にて処理された処理水を流入させ一定量貯留する計測槽と、前記計測槽の混合水を曝気する計測槽曝気手段と、前記計測槽の混合水の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素濃度センサと、制御装置を備え、前記制御装置は、前記前段生物処理槽にて処理された処理水を計測槽に流入させて一定量貯留し、貯留した計測槽の混合水を一定時間曝気し、飽和溶存酸素濃度を演算する飽和溶存酸素濃度演算手段と、前記計測槽の総括酸素移動容量係数を記憶する総括酸素移動容量係数記憶手段を備え、前記飽和溶存酸素濃度演算手段により演算した飽和溶存酸素濃度と前記総括酸素移動容量係数記憶手段に記憶した総括酸素移動容量係数から酸素利用速度を演算し、前記後段生物処理槽の処理能力の過不足を予測し、前記前段生物処理槽の曝気手段を制御することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、前段および後段の少なくとも２つの生物処理槽からなる排水処理施設の前段生物処理槽にて処理された処理水のＲｒを飽和溶存酸素濃度と総括酸素移動容量係数から演算し、演算したＲｒから後段生物処理槽における生物処理能力の過不足を予測し、前段生物処理槽の曝気手段を制御することで後段生物処理槽に流入する混合水の負荷量が後段生物処理槽にて処理可能な負荷量となるように制御し、処理負荷の変動に対してもエネルギーを無駄にせず処理水質を維持できる排水処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の実施の形態による排水処理装置は、被処理水である排水と汚泥との混合水の曝気手段を有する前段生物処理槽および後段生物処理槽とからなる生物処理槽と、前記前段生物処理槽にて処理された処理水を流入させ一定量貯留する計測槽と、前記計測槽の混合水を曝気する計測槽曝気手段と、前記計測槽の混合水の溶存酸素濃度を計測する溶存酸素濃度センサと、制御装置を備え、前記制御装置は、前記前段生物処理槽にて処理された処理水を計測槽に流入させて一定量貯留し、貯留した計測槽の混合水を一定時間曝気し、飽和溶存酸素濃度を演算する飽和溶存酸素濃度演算手段と、前記計測槽の総括酸素移動容量係数を記憶する総括酸素移動容量係数記憶手段を備え、前記飽和溶存酸素濃度演算手段により演算した飽和溶存酸素濃度と前記総括酸素移動容量係数記憶手段に記憶した総括酸素移動容量係数から酸素利用速度を演算し、前記後段生物処理槽の処理能力の過不足を予測し、前記前段生物処理槽の曝気手段を制御することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００１０】
本実施の形態によれば、後段生物処理槽の処理能力の過不足を判断し、前段生物処理槽の曝気手段を制御することで処理水の水質を最適な条件に制御することができる。
【００１１】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による排水処理装置において、計測槽曝気手段は曝気風量を他段階あるいは連続的に変更することが可能であることを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００１２】
本実施の形態によれば、計測槽曝気手段の曝気風量を排水の状況に応じて他段階あるいは連続的に変更することができる。
【００１３】
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による排水処理装置において、総括酸素移動容量係数記憶手段には計測槽曝気手段の曝気風量と総括酸素移動容量係数の関係が記憶されていることを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００１４】
本実施の形態によれば、酸素消費速度の演算に計測槽曝気手段の曝気風量に対応した総括酸素移動容量係数を用いることができる。
【００１５】
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による排水処理装置において、計測槽曝気手段の曝気風量を一定にして曝気し、飽和溶存酸素濃度を計測し、総括酸素移動容量係数記憶手段に記憶された前記曝気風量に該当する総括酸素移動容量係数と前記飽和溶存酸素濃度とから酸素利用速度を演算することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００１６】
本実施の形態によれば、計測槽曝気手段の曝気風量に対応した総括酸素移動容量係数にて酸素消費速度の演算を行うことができる。
【００１７】
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による排水処理装置において、前段生物処理槽の曝気手段の制御は、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して行うことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００１８】
本実施の形態によれば、後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により前段生物処理槽の曝気手段の運転方法を的確に変更することができる。
【００１９】
本発明の第６の実施の形態は、第５の実施の形態による排水処理装置において、前段生物処理槽の前段に、排水の懸濁成分を浮上させて分離する加圧浮上装置を設けたことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２０】
本実施の形態によれば、排水を加圧浮上装置でも処理することができる。
【００２１】
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による排水処理装置において、加圧浮上装置の排水流入側に切換弁を設けたことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２２】
本実施の形態によれば、排水を加圧浮上装置を通して前段生物処理槽に流入させるか否かのり切換を行うことができる。
【００２３】
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による排水処理装置において、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により前記切換弁を制御することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２４】
本実施の形態によれば、前段生物処理槽の負荷量が処理能力を超えた時に排水を加圧浮上装置で処理することができる。
【００２５】
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態による排水処理装置において、前段生物処理槽の曝気手段および切換弁の制御は、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して行うことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２６】
本実施の形態によれば、前段生物処理槽および後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により槽曝気手段および切換弁の運転方法を的確に変更することができる。
【００２７】
本発明の第１０の実施の形態は、第９の実施の形態による排水処理装置において、加圧浮上装置に流入した排水の懸濁成分の浮上を促進させる薬剤を供給する薬注ポンプを有することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２８】
本実施の形態によれば、加圧浮上装置における懸濁成分の浮上を促進させ、加圧浮上能力を高めることができる。
【００２９】
本発明の第１１の実施の形態は、第１０の実施の形態による排水処理装置において、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により薬注ポンプを制御することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３０】
本実施の形態によれば、前段生物処理槽および後段生物処理槽の負荷量が処理能力を超え、さらに加圧浮上装置の能力を高める必要があるときに薬剤を加圧浮上装置に投入することができる。
【００３１】
本発明の第１２の実施の形態は、第１１の実施の形態による排水処理装置において、前段生物処理槽の曝気手段、切換弁および薬注ポンプの制御は、酸素利用速度から求めた後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により複数の運転モードの中から１つの運転モードを選択して行うことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３２】
本実施の形態によれば、前段生物処理槽および後段生物処理槽の処理能力の過不足状況により槽曝気手段、切換弁および薬注ポンプの運転方法を的確に変更することができる。
【００３３】
本発明の第１３の実施の形態は、第５、９、１２のいずれかの実施の形態による排水処理装置において、酸素利用速度が予め設定した値以上の場合は処理能力大側に運転モードを変更することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３４】
本実施の形態によれば、酸素利用速度を予測することで後段生物処理槽の処理能力が不足することを予測して排水処理を行うことができる。
【００３５】
本発明の第１４の実施の形態は、第５、９、１２のいずれかの実施の形態による排水処理装置において、酸素利用速度が予め設定した値以下の場合は処理能力小側に運転モードを変更することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３６】
本実施の形態によれば、酸素利用速度を予測することで後段生物処理槽の処理能力が過多となることを予測して排水処理を行うことができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明による実施例の排水処理装置について、図面を参照して説明する。
【００３８】
図１は本発明による一実施例の排水処理装置を示す構成図、なお、図中の矢印は排水の流れを示す。
【００３９】
まず、生物処理手段１の構成について説明する。流入管２から被処理水である排水は切換弁３により直接あるいは加圧浮上装置４を介して前段生物処理槽５に流入し、一定量貯留される。
【００４０】
加圧浮上装置４には薬注ポンプ６から薬注入管７を通して排水の懸濁成分の浮上を促進させる薬剤が供給される。
【００４１】
加圧浮上装置４にて浮上した排水の懸濁成分は排出管８から排出され廃棄物として処理される。浮上した懸濁成分が取り除かれた排水は供給管９から前段生物処理槽５に流入する。
【００４２】
前段生物処理槽５には曝気手段１０に接続した供給管１１と、この供給管１１に接続し、多数の噴出孔を有した散気管１２が設けられており、被処理水である排水と汚泥との混合水に対しては曝気手段１０から供給管１１、散気管１２へと空気を供給することで曝気が行われる。この曝気によって溶存酸素濃度を高めて好気性化し、微生物による分解を促進する。
【００４３】
前段生物処理槽５で浄化処理された混合水は、接続管１３を介して後段生物処理槽１４に流入する。
【００４４】
後段生物処理槽１４には曝気手段１５に接続した供給管１６と、この供給管１６に接続し、多数の噴出孔を有した散気管１７が設けられており、混合水に対しては曝気手段１５から供給管１６、散気管１７へと空気を供給することで曝気が行われる。この曝気によって、溶存酸素濃度を高めて好気性化し、微生物による分解を促進する。
【００４５】
後段生物処理槽１４で浄化処理された混合水は、接続管１８を介して沈殿槽１９に供給され、汚泥分が沈降することでこれを分離し、排出管２０、開閉弁２１を介して排出し、活性汚泥として前段生物処理槽５に返送する。汚泥分が除かれた処理水は、排出管２２より排出し、放流または再利用するものである。
【００４６】
次に、水質測定手段２３の構成について説明する。後段生物処理槽１４側の接続管１３の出口付近に設置されたポンプ２４は前段生物処理槽５の処理水に近い性状の混合水を流入管２５より計測槽２６に流入させる。流入管２５には流入する被測定水の流量を測定する流量計２７と流入する被測定水の流量を調整する導入弁２８が設けられている。
【００４７】
計測槽２６の上部には、上部排出口２９が、計測槽２６の底部には底部排出口３０が備えてあり、被測定水は上部排出口２９からオーバーフローすることで排出管３１を通り後段生物処理槽１４へと還流させることができるようになっている。また、排出弁３２を開くことで底部排出口３０から排出管３１を通り後段生物処理槽１４へと還流させることができるようにもなっている。
【００４８】
また計測槽２６には溶存酸素濃度を検出する溶存酸素濃度センサ３３が設けられている。
【００４９】
さらに計測槽２６にはノッチを切替えることで風量を変更することができる計測槽曝気手段３４に接続した供給管３５と、この供給管３５に接続し、多数の噴出口を有した散気管３６とを設けて、曝気は、計測槽２６の被測定水に計測槽曝気手段３４から供給管３５、散気管３６へと空気を供給することで行うものである。この曝気によって、計測槽２６の被測定水の溶存酸素濃度を、前段生物処理槽５の処理水に近い性状の混合水の溶存酸素濃度よりも高めるものである。
【００５０】
図２は制御装置３７の入出力を示すブロック図である。制御装置３７にはシーケンサを用い、総括酸素移動容量係数記憶手段３８はシーケンサのメモリであり、飽和溶存酸素濃度演算手段３９およびその他の動作はシーケンサに記憶されたプログラムにて行われる。
【００５１】
制御装置３７は流量計２７の計測値、溶存酸素濃度センサ３３の計測値を入力とし、ポンプ２４への運転／停止指令、導入弁２８への開度指令、排出弁３２への開／閉指令、計測槽曝気手段３４へのノッチ切り替え指令（０〜４、０は停止、数字が大きくなるほど風量大）、曝気手段１０への運転／停止指令、切換弁３への開／閉指令、薬注ポンプ６への運転／停止指令を出力としている。
【００５２】
なお、後段生物処理槽１４の曝気手段１５に対しては常時運転指令が出力されている。
【００５３】
また、総括酸素移動容量係数記憶手段３８には表１に示すように計測槽曝気手段３４のノッチ（１〜４）と総括酸素移動容量係数の関係が記憶されている。
【００５４】
【表１】
2008073659.tif 000003
【００５５】
なお、計測槽曝気手段３４がノッチ切換を行わず風量一定の場合は風量一定時の総括酸素移動容量係数が１個記憶されている。
【００５６】
総括酸素移動容量係数（以下ＫＬａと記す）とは、計測槽２６が計測槽曝気手段３４の曝気により、単位時間に気相から液相へ酸素を移動させる、すなわち溶存酸素を生成させる能力を示す係数であり、その値は計測槽２６の形状、計測槽２６に貯留させる被計測水の量、計測槽曝気手段３４の曝気風量により一意に決定することができる。
【００５７】
ＫＬａの値の決定方法を簡単に説明すると、計測槽２６に純水（蒸留水、精製水でも可）を一定量貯留し、亜硫酸ナトリウムなどの還元性物質を投入し、溶存酸素を除去（溶存酸素濃度センサ３３の計測値はゼロとなる）した後、計測槽曝気手段３４を運転し、曝気による溶存酸素濃度センサ３３の計測値（Ｃ）の上昇過程を測定し、以下の式によりＫＬａを得る。
【００５８】
ｄＣ／ｄｔ＝ＫＬａ（Ｃｓ−Ｃ）
ここでＣｓは純水の飽和溶存酸素濃度で一般に２０℃で８．８４ｍｇ／Ｌである。
【００５９】
また、飽和溶存酸素濃度演算手段３９では溶存酸素濃度センサ３３の計測値から飽和溶存酸素濃度を演算する。
【００６０】
次に制御装置３７の動作について説明する。
【００６１】
図３は制御装置３７の制御動作を示すフローチャートである。
【００６２】
制御装置３７に電源が入れられると、制御装置３７はまず、排出弁３２を開き計測槽２６内の被測定水を底部排出口３０から後段生物処理槽１４へと還流させる（Ｓ１）。終了後に排出弁３２を閉じる。
【００６３】
次にポンプ２４を運転し、後段生物処理槽１４の被処理水を被測定水として計測槽２６に流入させる。被測定水の流入流量は流量計２７で測定され、予め定められた流入流量（２Ｌ／分）となるように導入弁２８の開度制御が行われる（Ｓ２、Ｓ３）。
【００６４】
なお、被測定水の供給は計測槽２６内の被測定水の性状と後段生物処理槽１４の被処理水の性状が等しくなるように被測定水が上部排出口２９からオーバーフローして後段生物処理槽１４へと還流するまでの一定時間（１０分程度）行われる。
【００６５】
その後、ポンプ２４を停止、導入弁２８を閉じ、計測槽曝気手段３４を運転することで計測槽２６内に貯留された被測定水の溶存酸素濃度を高める（Ｓ４、Ｓ５）。
【００６６】
なお、計測槽曝気手段３４の運転時のノッチは１〜４いずれかの強さで固定し曝気風量を一定にして運転される。どのノッチに固定して運転するかは排水処理装置の試運転調整時に飽和溶存酸素濃度が４から６程度になるノッチを調査して選択される。
【００６７】
飽和溶存酸素濃度が４から６程度になる曝気風量は、排水の処理負荷により異なるため、曝気風量は固定ではなく、多段階あるいは連続的に変更できることが望ましい。
【００６８】
計測槽曝気手段３４の運転は、計測槽２６内に貯留された被測定水の溶存酸素濃度が上昇しなくなるまでの時間（２０分程度）行い、その時の溶存酸素濃度センサ３３の計測値を飽和溶存酸素濃度（以下Ｃ*と記す）とする。
【００６９】
そして、計測槽曝気手段３４を停止し、Ｒｒの演算を行う（Ｓ６〜Ｓ８）。
【００７０】
Ｒｒの演算はＣ*と総括酸素移動容量係数記憶手段３８に記憶された計測槽曝気手段３４のノッチ（１〜４）と総括酸素移動容量係数の関係により演算される。
【００７１】
例えば計測槽曝気手段３４がノッチ３で運転された時は、
Ｒｒ＝１０．５×（Ｃｓ−Ｃ*）
で演算する。
【００７２】
そして、Ｒｒの値をもとに曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６の運転モードを決定し、決定した運転モードによって曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６を運転する。
【００７３】
そして、一定時間経過後Ｓ１に戻り、同様の動作を周期的に（１時間程度の間隔で）繰り返す。
【００７４】
次に、Ｒｒによる曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６の運転モード決定と運転方法について詳細に説明する。
【００７５】
表２は運転モードと曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６の運転方法を示しており、運転モードの数字が大きくなるほど加圧浮上装置４および前段生物処理槽５での処理能力が大きくなる運転方法となっている。
【００７６】
【表２】
2008073659.tif 000004
【００７７】
なお、曝気手段１０のみで排水の処理を行う時は運転モード１〜４、曝気手段１０、切換弁３で排水の処理を行う時は運転モード１〜８、曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６で排水の処理を行う時は運転モード１〜９での運転となる。
【００７８】
制御装置３７に電源が入れられた時の運転モードは４であり、曝気手段１０は運転、切換弁３は開、薬注ポンプ６は停止となっており、流入管２から被処理水である排水は切換弁３により直接、前段生物処理槽５に流入し、前段生物処理槽５を曝気手段１０で連続曝気することで、排水処理を行っている。
【００７９】
Ｒｒによって後段生物処理槽１４の負荷量が予測されており、Ｒｒ＞ＲｒＨの時は後段生物処理槽１４の負荷量が処理能力を超える危険があると判断し、運転モードを加圧浮上装置４および前段生物処理槽５での処理能力が大きくなる側にレベルを上げ４から５に変更する（曝気手段１０は運転、切換弁３は１５分開、５分閉の間欠開閉、薬注ポンプ６は停止）。
【００８０】
Ｒｒ＜ＲｒＬの時は後段生物処理槽１４の処理能力が負荷量に対して過大になると判断し、運転モードを加圧浮上装置４および前段生物処理槽５での処理能力が小さくなる側にレベルを下げ４から３に変更する（曝気手段１０は１５分運転、５分停止の間欠運転、切換弁３は開、薬注ポンプ６は停止）。
【００８１】
レベルを変更しなかった時には、曝気手段１０は連続運転のままで、前段生物処理槽５は過曝気となり、エネルギーの無駄使いとなってしまうが、レベル変更により省エネが図れる。
【００８２】
ここで、ＲｒＨは処理能力不足判断Ｒｒ、ＲｒＬは処理能力過大判断Ｒｒで、後段生物処理槽１４の設計処理能力（曝気手段１５を連続曝気した時に処理できる負荷量）から予め決定される定数である。
【００８３】
このようにして、一定時間間隔でＲｒにより曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６の運転モード決定され、決定された運転に従って曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６が運転される。
【００８４】
以上のように、本実施例では前段生物処理槽５の処理水を計測槽２６に一定量貯留し、曝気することで飽和溶存酸素濃度を計測し、処理水のＲｒを処理水の飽和溶存酸素濃度と計測槽２６の総括酸素移動容量係数とから演算し、演算したＲｒから後段生物処理槽１４における生物処理能力の過不足を予測し、前段生物処理槽５の曝気手段１０、切換弁３、薬注ポンプ６を制御することで後段生物処理槽１４に流入する混合水の負荷量が後段生物処理槽１４にて処理可能な負荷量となるように制御することで、処理水の水質を最適な条件に制御している。
【００８５】
なお、本実施例ではポンプ２４を後段生物処理槽１４における接続管１３の出口付近に設置したが、設置位置は前段生物処理槽５の処理水の性状にできるたけ近い混合水を計測槽２６に取り込めるように設置すればよく、前段生物処理槽５における接続管１３の入り口付近設置してもいい。あるいは接続管１３に流れる混合水の一部をバイパスさせて計測槽２６に取り込む方法を用いてもよい。
【００８６】
なお、本実施例では計測槽曝気手段３４の風量切替えはノッチにて行っているがインバータ等を設置し曝気風量を調整しても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【００８７】
なお、本実施例では総括酸素移動容量係数記憶手段３８に計測槽曝気手段のノッチと総括酸素移動容量係数の関係を記憶しているが計測槽曝気手段の風量と総括酸素移動容量係数の関係式を記憶しても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【００８８】
なお、本実施例では計測槽曝気手段３４の運転を計測槽２６内に貯留された被測定水の溶存酸素濃度が上昇しなくなるまでの時間行っているが飽和溶存酸素濃度の時定数に相当する時間（飽和溶存酸素濃度の６３％に達する時間）を前もって求めておいて、その時間だけ曝気することでＣ*を求めることも可能であり、この場合は計測槽曝気手段３４の運転時間が少なくなり省エネとなることはいうまでもない。
【００８９】
なお、本実施例では曝気手段１０の間欠運転時間を変更することで単位時間あたりの曝気風量を制御しているがインバータ等を設置し曝気風量を調整しても同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【００９０】
なお、本実施例では曝気手段１５は連続曝気で運転しているが、Ｒｒによって間欠運転あるいは曝気風量調整を行うようにすればさらに最適な運転が行えることはいうまでもない。特に運転モード１にて運転をしても後段生物処理槽１４の処理能力が過大になる状況がたびたび発生する排水処理施設では効果的である。
【００９１】
なお、本実施例では、Ｒｒを使用したが、計測槽２６にＭＬＳＳ計を設置し、ＲｒをＭＬＳＳ計の計測値で除した値（Ｋｒ）を使用してもいい。特に後段生物処理槽１４の活性汚泥量が変動する場合はＫｒを使用する方が望ましい。
【００９２】
なお、本実施例では生物処理槽は２段であるが３段以上の生物処理槽がある場合でも、どの段の生物処理槽の処理水を被測定水として計測槽に流入させるかにより前段生物処理槽、後段生物処理槽に分類し制御することで同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００９３】
また、本実施例で記載した時間は、特に限定した説明がない場合は、標準的な時間であり、記載した時間に限定されるものではない。
【００９４】
以上のように、本発明の排水処理装置によれば、計測槽２６で前段生物処理槽５にて処理された処理水のＲｒを計測槽２６の総括酸素移動容量係数と処理水の飽和溶存酸素濃度から演算し、演算したＲｒから後段生物処理槽１４の処理能力の過不足を予測して排水処理を行うことで処理水の水質を最適な条件に制御する排水処理装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明による水質測定装置は、工場や、排水処理施設などから排出されるさまざまな排水に対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施例における排水処理装置の構成図
【図２】本発明の一実施例における制御装置の入出力を示すブロック図
【図３】本発明の一実施例における制御装置の制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９７】
１    生物処理手段
２，２５  流入管
３    切換弁
４    加圧浮上装置
５    前段生物処理槽
６    薬注ポンプ
７    薬注入管
８，２０，２２，３１  排出管
９，１１，１６，３５  供給管
１０，１５  曝気手段
１２，１７，３６  散気管
１３  接続管
１４  後段生物処理槽
１８  接続管
１９  沈殿槽
２１  開閉弁
２３  水質測定手段
２４  ポンプ
２６  計測槽
２７  流量計
２８  導入弁
２９  上部排出口
３０  底部排出口
３２  排出弁
３３  溶存酸素濃度センサ
３４  計測槽曝気手段
３７  制御装置
３８  総括酸素移動容量係数記憶手段
３９  飽和溶存酸素濃度演算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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