(57)【要約】【課題】流入負荷変動に追従して曝気攪拌機の運転を常に最適となるよう制御することができる曝気攪拌機の運転制御方法を提供すること。【解決手段】汚水を攪拌する攪拌スクリュー３を備えたシャフト２を、スクリュー３を回転するモータ１と接続し、スクリュー３とモータ１との間に汚水を飛散させるための遠心羽根４を有する曝気攪拌機の運転制御方法において、曝気攪拌機にて曝気攪拌を行う生物反応槽に流入する汚水の量、若しくは汚水ポンプの運転時間を検出して該曝気攪拌機の運転時間の演算を行い、該曝気攪拌機のモータの正転と逆転、若しくは停止時間の割り付けを行い、間欠的に生物反応槽を好気状態と嫌気状態にして汚水を処理するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を攪拌する攪拌スクリューを備えたシャフトを、該スクリューを回転するモータと接続し、スクリューとモータとの間に汚水を飛散させるための遠心羽根を有する曝気攪拌機の運転制御方法において、該曝気攪拌機にて曝気攪拌を行う生物反応槽に流入する汚水の量、若しくは汚水ポンプの運転時間を検出して該曝気攪拌機の運転時間の演算を行い、該曝気攪拌機のモータの正転と逆転、若しくは停止時間の割り付けを行い、間欠的に生物反応槽を好気状態と嫌気状態にして汚水を処理するようにしたことを特徴とする曝気攪拌機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曝気攪拌機の運転制御方法、特に下水処理場に流入する汚水を処理する際に、生物反応槽（汚水処理槽ともいい、本明細書において、「生物反応槽」という。）内を汚水の流入量に対応して好気と嫌気とに間欠的に繰返し、汚水中に存在する有機物や窒素成分の処理を効果的に行うようにした曝気攪拌機の運転制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理場に流入する汚水を生物学的に処理する方法として、汚水を処理する生物反応槽内に曝気攪拌機を設置した方法がある。この場合、曝気攪拌機の運転は、維持管理者が経験的に運転時間をタイムチャート割り付けをしているが、処理場に流入する汚水量は常に変動しており、これにより生物反応槽内の流入負荷も変動している。
このような場合に、流入量に対応した適正な運転が行いにくいことから、最近では、水中に溶存する酸素（ＤＯ）や酸化還元電位（ＯＲＰ）やｐＨ等を検出するための計測器やセンサーを設置し、計測器にて検出された検出値を、曝気攪拌機にフィードバックして制御する方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の曝気攪拌機の運転制御方法には、汚水処理する生物反応槽内にＤＯ計、ＯＲＰ計、ｐＨ計等の計測器やセンサーを設置する必要があり、これらの計測器類のセンサー部分に毛髪をはじめとする爽雑物が絡み付きやすく、このため正常な値が検出できず、制御が不安定になったり、これらに絡み付いた爽雑物の除去などの維持管理に労力を要するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の曝気攪拌機の運転制御方法の有する問題点を解決し、ＤＯ、ＯＲＰ、ｐＨ等の計測器を用いずに、流入負荷変動に追従して曝気攪拌機の運転を常に最適となるよう制御することができる曝気攪拌機の運転制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の曝気攪拌機の運転制御方法は、汚水を攪拌する攪拌スクリューを備えたシャフトを、該スクリューを回転するモータと接続し、スクリューとモータとの間に汚水を飛散させるための遠心羽根を有する曝気攪拌機の運転制御方法において、該曝気攪拌機にて曝気攪拌を行う生物反応槽に流入する汚水の量、若しくは汚水ポンプの運転時間を検出して該曝気攪拌機の運転時間の演算を行い、該曝気攪拌機のモータの正転と逆転、若しくは停止時間の割り付けを行い、間欠的に生物反応槽を好気状態と嫌気状態にして汚水を処理するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の曝気攪拌機の運転制御方法によれば、生物反応槽に流入する汚水の量を該汚水を送水する汚水ポンプの運転時間（頻度）や生物反応槽へ送水する配管に流量計等を設置することにより測定し、これにより、生物反応槽に与える負荷を簡易に、正確に算出することができるとともに、流量計等への爽雑物の絡み付きを抑制することができ、また、負荷の算出にあたっては、一定の測定時間内の負荷を積算し、必要な酸素量から好気運転時間を演算し、残る時間を嫌気運転時間に割当て嫌気攪拌運転や曝気攪拌機の停止操作を適正に行うことができる。
さらに、好気運転時に、必要な酸素を汚水に供給することができるので、汚水中の有機物を酸化分解処理し、かつアンモニア性窒素を酸化することができ、また、その後の嫌気運転時間にアンモニア性窒素を窒素ガスに変える脱窒反応を促進することができ、この好気運転と嫌気運転は、１日の中で間欠的に繰返して行うため、それぞれの工程の間に汚水の流入があっても、次の処理サイクルの中で処理することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曝気攪拌機の運転制御方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図２は、流入汚水量に対応して運転を制御して、下水処理場に流入する汚水を生物学的に処理する曝気攪拌機の説明図で、（Ａ）は嫌気運転時を、（Ｂ）は曝気運転時をそれぞれ示す。
【０００９】
汚水を生物処理するために用いる曝気攪拌機Ａは、特に限定されるものではないが、例えば、図２に示すように、正逆と逆転が可能なモータ１に、直接あるいは変速機などを介して間接的にシャフト２を接合してモータ１の回転力をシャフト２に伝達するようにし、このシャフト２の先端あるいは先端部分に攪拌スクリュー３を配備するとともに、この攪拌スクリュー３とモータ１との間に遠心羽根４を設け、モータ１の回転によりシャフト２を介して攪拌スクリュー３と遠心羽根４とが共に回転するように構成する。
なお、この攪拌スクリュー３、遠心羽根４の形状は限定されるものではないが、攪拌スクリュー３は常に汚水中に浸る位置に、また遠心羽根４は水面上方位置になるようにする。
【００１０】
さらに、この遠心羽根４の外周と、少なくとも該遠心羽根４を取り付けたシャフト２の外周部分とを覆うようにしてドラフトチューブ５を設け、これによりドラフトチューブ５の下端は汚水中に没し、ドラフトチューブ５の上端は大気中に開口するようにする。これにより、攪拌スクリュー３はこのドラフトチューブ５の下端より突出して、汚水を攪拌できるようにする。
なお、この場合、曝気攪拌機Ａは、図２に示すように、攪拌スクリュー３と遠心羽根４の間に生物反応槽の水面があるように設置する。
次に、モータ１を正転させ、攪拌スクリュー３を回転させると、図２（Ａ）に示すように、汚水中に攪拌スクリュー３から下向きの攪拌流が発生し、汚水中に酸素（空気）を供給にすることなく、生物反応槽内の汚水のみを攪拌し、これにより生物反応槽内の嫌気攪拌をすることができる。
【００１１】
その後、予め設定した時間の経過により運転を停止し、モータ１の回転を逆転するように駆動すると、図２（Ｂ）に示すように、攪拌スクリュー３も逆回転し攪拌スクリュー附近に上向きの流れが発生し、この上向流によりドラフトチューブ５内の水面が上昇し、ドラフトチューブ５内で遠心羽根４が上向流の水中に没するようになる。
【００１２】
さらに、攪拌スクリュー３が逆回転することにより、ドラフトチューブ５内の上向流はドラフトチューブ内を上昇し、ドラフトチューブ上端開口部より飛び出すようになるが、この場合、ドラフトチューブ５内の遠心羽根４の攪拌効果によりこの上向流汚水は、ドラフトチューブ５の上端開口部より水泡となってドラフトチューブ５の外周水面上方へ飛散する。この時、空気中の酸素を吸収して、生物反応槽に酸素を供給できる。
なお、本発明に使用する曝気攪拌機Ａは、このように、モータ１の正転と逆転の切り替え、及び停止とを組み合わせることにより汚水を効率的に処理することができるようにする。
【００１３】
次に、曝気攪拌機Ａを用いてその運転の制御方法を、図１に示す制御フローに基づいて説明する。
生物反応槽内へ汚水を流入するようにした汚水ポンプ（図示省略）の運転時間を例として曝気攪拌機Ａの運転制御方法を説明する。
曝気攪拌機Ａの制御プログラムの運転が開始されると、まず、汚水ポンプの運転時間が計測される。この汚水ポンプ運転の計測時間は、１乃至数時間が適当であるが、時間が長くなり過ぎると制御間隔が長くなり処理性能が低下することがあるので、この実施例においては、計測時間を１時間とする。
この工程により、汚水ポンプから生物反応槽へ流入する負荷量を決定することができる。
【００１４】
次に、計算した負荷量に基づき、曝気攪拌機Ａの運転時間を割り付け、その好気時間を演算する。好気時間は、負荷量を分析し、有機物と窒素を酸化するために必要な酸素量に活性汚泥微生物が呼吸するために必要な酸素量を加えて算出することができる。この場合において、後者の酸素量は、予め想定した値を代入することができる。
【００１５】
このようにして算出した必要酸素量の合計に対して、曝気攪拌機Ａの酸素供給スピードから好気運転時間を算出する。好気運転時間は、汚水ポンプの運転計測時間と同じ１時間に対して割り付けると制御が簡素化される。
一方、嫌気運転時間は、１時間を１サイクルとして、好気時間に要した残りの時間とすることができ、嫌気運転時間を嫌気攪拌時間と曝気攪拌機の停止時間とに別け、それぞれの長さを自由に設定することができる。
ちなみに、好気時間を算出した結果において、１時問より大きくなり、サイクル時間をオーバーした場合には、１時間を超えて好気運転することになり、２時間の中で好気と嫌気を１回ずつ行うようにする。
【００１６】
このようにして、好気と嫌気の運転を１サイクル運転した後は、制御の最初の段階に戻って好気と嫌気を再度繰返し、すべての割付時間を終了して汚水処理を完了する。この場合において、２回目の好気と嫌気の運転は、１回目のサイクルを実施している間に測定した負荷量に基づいて実施することができる。
【００１７】
このように曝気攪拌機Ａの運転を制御すれば、夾雑物が絡み付きやすい生物反応槽内にＤＯ計、ＯＲＰ計、ｐＨ計等の計測器を使用することなく、流入汚水の負荷変動量に応じて適正な好気運転と嫌気運転を繰返して行えるため、常に安定的に、汚水中の有機成分ならびに窒素成分を処理できる。
【００１８】
以上、本発明の曝気攪拌機の運転制御方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の曝気攪拌機の運転制御方法によれば、曝気攪拌機にて曝気攪拌を行う生物反応槽に流入する汚水の量、若しくは汚水ポンプの運転時間を検出して該曝気攪拌機の運転時間の演算を行い、該曝気攪拌機のモータの正転と逆転、若しくは停止時間の割り付けを行い、間欠的に生物反応槽を好気状態と嫌気状態にして汚水を処理するようにしているから、生物反応槽に流入する汚水の量を該汚水を送水する汚水ポンプの運転時間（頻度）や生物反応槽へ送水する配管に流量計等を設置することにより測定し、これにより、生物反応槽に与える負荷を簡易に、正確に算出することができるとともに、流量計等への爽雑物の絡み付きを抑制することができる。
また、負荷の算出にあたっては、一定の測定時間内の負荷を積算し、必要な酸素量から好気運転時間を演算し、残る時間を嫌気運転時間に割当て嫌気攪拌運転や曝気攪拌機の停止操作を適正に行うことができる。
さらに、好気運転時に、必要な酸素を汚水に供給することができるので、汚水中の有機物を酸化分解処理し、かつアンモニア性窒素を酸化することができ、また、その後の嫌気運転時間にアンモニア性窒素を窒素ガスに変える脱窒反応を促進することができ、この好気運転と嫌気運転は、１日の中で間欠的に繰返して行うため、それぞれの工程の間に汚水の流入があっても、次の処理サイクルの中で処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の曝気攪拌機の運転制御方法による運転制御フローである。
【図２】本発明の運転制御フローにより適用する曝気攪拌機を示し、（Ａ）は嫌気運転時を、（Ｂ）は曝気運転時をそれぞれ示す説明図である。
【符号の説明】
１    モータ
２    シャフト
３    攪拌スクリュー
４    遠心羽根
５    ドラフトチューブ
【図１】
2004283639.tif 000003
【図２】
2004283639.tif 000004