(57)【要約】【課題】元管から分岐された複数の分岐管を備えたエアレーション装置に対し、分岐管内での圧力損失を大幅に削減し、システムの消費電力を削減しながらもシステム全体としての水処理能力を安定的に得ることが可能なエアレーション装置及び水処理システムを提供する。【解決手段】エアレーション装置４における元管５から分岐された複数の分岐管５１〜５６それぞれにおける空気流速を測定する手段として熱式風速センサ７１〜７６を採用する。熱式風速センサ７１〜７６は風速検知素子が分岐管５１〜５６の流路内に位置するのみであり流路の絞り部は存在しないため、ここでの圧力損失は殆ど生じることがない。これにより、空気流速センシング部分での圧力損失が原因となって一部の分岐管から空気が供給できなくなってしまうといった状況を回避できる。【選択図】      図１
2004223499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元管から分岐された複数の分岐管を備え、送風機から送られた空気を元管を経て各分岐管に分流し、これら分岐管によって水処理反応槽内部に空気を供給するエアレーション装置において、
上記各分岐管には、その分岐管内における空気流速を測定する流速測定手段と、分岐管の流路面積を変更する流路面積変更手段とがそれぞれ備えられている一方、
上記各流速測定手段によって測定された各分岐管内それぞれの空気流速に基づいて各流路面積変更手段を個別に制御して各分岐管それぞれの流路面積を個別に変更する流路面積制御手段を備えており、
上記流速測定手段は、分岐管内の流路に臨んで配設された導体に通電することでこの導体を発熱させ、分岐管内に空気が流れることに伴う導体からの熱放散量によって空気流速を測定する熱式風速センサにより構成されていることを特徴とするエアレーション装置。
【請求項２】
元管に接続される１本または複数の分岐管を備え、送風機から送られた空気を元管を経て分岐管に分流し、この分岐管によって水処理反応槽内部に空気を供給するエアレーション装置において、
上記分岐管には、その分岐管内における空気流速を測定する流速測定手段と、分岐管の流路面積を変更する流路面積変更手段とが備えられている一方、
上記流速測定手段によって測定された分岐管内の空気流速に基づいて流路面積変更手段を制御して分岐管の流路面積を変更する流路面積制御手段を備えており、
上記流速測定手段は、分岐管内の流路に臨んで配設された導体に通電することでこの導体を発熱させ、分岐管内に空気が流れることに伴う導体からの熱放散量によって空気流速を測定する熱式風速センサにより構成されていることを特徴とするエアレーション装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のエアレーション装置において、
流路面積制御手段は、流速測定手段によって測定された１つ以上の分岐管内の空気流速に基づき、制御対象とする分岐管における流量が予め設定された流量に一致するように流路面積変更手段を制御する構成とされていることを特徴とするエアレーション装置。
【請求項４】
請求項１記載のエアレーション装置において、
流路面積制御手段は、各流速測定手段によって測定された各分岐管内それぞれの空気流速に基づき、制御対象とする全ての分岐管における空気流量が等しいか均衡するよう流路面積変更手段を制御する構成とされていることを特徴とするエアレーション装置。
【請求項５】
請求項１記載のエアレーション装置において、
流路面積制御手段は、各流速測定手段によって測定された各分岐管内それぞれの空気流速に基づき、制御対象とする各分岐管における空気流量の比率が予め設定された所望の比率でバランスするよう流路面積変更手段を制御する構成とされていることを特徴とするエアレーション装置。
【請求項６】
請求項１、４または５のうち何れか一つに記載のエアレーション装置において、
各分岐管に備えられた流速測定手段は、測定した空気流速に基づいてシリアル伝送用のデジタル信号を出力する出力手段を備えており、
流路面積制御手段は、各流速測定手段から送信されたデジタル信号を受信し、この信号に基づいて各流路面積変更手段を制御して各分岐管の流路面積を個別に変更するよう構成されていることを特徴とするエアレーション装置。
【請求項７】
水処理反応槽内部が複数の曝気槽に区画されており、そのうちの１つ以上の曝気槽の内部に、上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載のエアレーション装置における分岐管が一つ以上導入されて構成されていることを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂活性汚泥プロセスによって下水や産業廃水等の処理を行う水処理システムに適用されるエアレーション装置及びこのエアレーション装置を備えた水処理システムに係る。特に、本発明は、消費電力の削減と水処理能力の安定化とを両立するための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、活性汚泥プロセスを利用した水処理システムとしては種々のものが提案されている。例えば下記の特許文献１、２には、代表的な水処理法である標準活性汚泥法を使用した水処理システムが開示されている。
【０００３】
この種の水処理システムは、流入した下水等の汚水が、最初沈殿池により懸濁物が沈殿除去されて１次処理された後、生物処理槽（以下反応槽と呼ぶ）に送られ、この反応槽内で標準活性汚泥法の活性汚泥プロセスにより、汚水中の有機物が微生物処理（生物化学的処理）によって分解除去される。この反応槽で処理された汚水は、その後、最終沈殿池に送られ、この最終沈殿池により再び懸濁物が固液分離され、上澄水が河川等に放流される。また、最終沈殿池内の沈殿汚泥の一部は反応槽に戻されて汚水処理のために再使用される一方、その他の沈殿汚泥は余剰汚泥として脱水処理などが行われた後に処分される。
【０００４】
また、一般に、この種の水処理システムでは、反応槽の内部が複数の曝気槽に区画されている。例えば、各曝気槽同士を直列的に連通させ、汚水を各曝気槽に亘って順に流しながら各曝気槽において上記生物化学的処理が行われるようになっている。
【０００５】
このため、反応槽の内部に空気を供給するためのエアレーション装置としては、１本の元管から各曝気槽毎に対応して分岐された複数本の分岐管を備え、各分岐管が各曝気槽にそれぞれ個別に導入され、この分岐管の下流端に取り付けられた散気装置（散気筒や散気板や水中機械式散気装置など）から曝気槽内に空気（酸素）が個別供給されるようになっている。つまり、ブロワ等の送風機から元管内に空気を導入し、この空気を各分岐管に分流することで各曝気槽内を好気状態として上記生物化学的処理を行わせるようにしている。
【０００６】
ところで、この種のエアレーション装置における反応槽への空気供給量の調整動作としては、ブロワのインレット弁の絞り量を調整したり、ブロワ回転数を調整したり、ブロワを複数台備えたものではその稼働台数を変更したり、各分岐管毎に備えられた流量調整弁を手動操作によって開度調整したりしている。この流量調整弁を開度調整することで空気供給量を調整する技術は例えば下記の特許文献３に開示されている。
【０００７】
また、反応槽への空気供給量を調整する場合には、予め、各分岐管それぞれにおける空気流量を測定しておく必要があるが、これまでは、オリフィス＋差圧計（所謂オリフィスマノメータ）によって空気流量を測定するといった手法が一般的であった。つまり、このオリフィス＋差圧計で構成される流量計の計測値に基づいてブロワを制御したり流量調整弁の開度を調整することによって、各分岐管における空気流量が目標値に近付くようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３２５９８０号公報
【特許文献２】
特開２００２−８６１７９号公報
【特許文献３】
特開平７−８０４９４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したようにオリフィス＋差圧計で構成される流量計の計測値に基づいて空気流量を制御する従来のものにあっては以下に述べる課題があった。
【００１０】
つまり、上記流量計では、絞り部のオリフィスでの圧力損失が、その部分での流速つまり流量の２乗に比例して増大するため反応槽の空気供給量が多い範囲では、損失圧が多大になりエネルギ損失が大きくなる。また、ブロワからの送風圧力の余裕の少ない設備では、この計測のための絞り部の圧力損失が増大するため必要な空気を供給できないことも生じる。
【００１１】
一般に、それぞれの散気装置に所要の空気を供給するのに必要な所要空気供給圧力は、必ずしも同じではない。この所要空気供給圧力が等しくならない原因としては、各分岐管の配管長が異なっていることや、散気装置の種類によって設置水深が異なること、また、散気装置の目詰まりによる圧力損失（一般に、散気装置では使用開始後１年で１．０〜２．０ｋＰａの圧力損失が増加し、その後、１年毎に０．５〜１．０ｋＰａずつ圧力損失が増加していくと言われている）などが掲げられる。元配管から空気を分岐して供給する場合、所要空気供給圧力の高い分岐管には空気は流れ難く、所要空気供給圧力の低い分岐管へ多量の空気が流れることは避けられない。空気供給量が少なくなればなる程、所要空気供給圧力の差が僅かでも、この現象は顕著になる。日中の反応槽への流入負荷が高い場合、空気供給量も多いため所要空気供給圧力の高い分岐管へも空気は供給されるが、夜間など負荷が低下し全体の空気量を低減させる場合には、所要空気供給圧力の高い分岐管には空気が流れないということも生じる。このような場合、空気の供給される曝気槽と供給されない曝気槽が発生するため水処理が悪化することは避けられない。また、散気筒や散気板では目詰まりが発生し、以後の水処理に悪影響の残ることが懸念される。
【００１２】
この不具合を回避するために、これまでは、所要空気供給圧力が最も高い分岐管にも十分な風量が得られるように、反応槽への空気供給量を必要供給量よりも多く設定している。つまり、汚水の流入量（負荷）に対応した空気供給量よりも過剰に空気を供給し、これによって、一部の曝気槽に空気が供給されないといった状況を回避している。
【００１３】
しかし、これでは、ブロワの稼働率を高めることになってしまうため、システム全体としての消費電力を削減することができず、システムのランニングコストの高騰に繋がっていた。特に、エアレーション装置の消費電力は水処理システム全体の消費電力の５０％近くを占めており、このエアレーション装置の消費電力を削減することは大きな課題となっている。また、近年、地球温暖化防止対策として省エネルギ化が要求されているが、上述の如き従来の水処理システムにあっては、この要求に十分に応えることができていないのが現状である。更には、一部の曝気槽（圧力損失が小さい分岐管が導入されている曝気槽）にあっては過剰に空気が供給される状態となってしまうため、脱窒処理などの高度処理を行うものにあっては逆に処理能力の悪化を招いてしまう虞もある。
【００１４】
このように、これまでのエアレーション装置にあっては、消費される電力を削減しながらも水処理能力を安定的に得ることが可能な水処理システムを実現することは未だ不可能であった。
【００１５】
尚、このような状況は、標準活性汚泥法を使用した水処理システムに限らず、嫌気好気処理法や循環変法等を使用した種々の水処理システムにおいても同様に生じており、改善が求められていた。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、元管から分岐された複数の分岐管を備えたエアレーション装置に対し、分岐管内での圧力損失を大幅に削減し、システムの消費電力を大幅に削減しながらもシステム全体としての水処理能力を安定的に得ることが可能なエアレーション装置及び水処理システムを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、エアレーション装置における元管から分岐された複数の分岐管それぞれにおける空気流速を測定する手段として熱式風速センサを採用している。この熱式風速センサは風速素子が分岐管の流路内に位置するのみであり流路の絞り部は存在しないため、ここでの圧力損失は殆ど生じることがない。これにより、空気流速を測定するための手段によって生じる圧力損失が原因となって一部の分岐管から空気が供給できなくなってしまうといった状況を回避することができるようにしている。また、熱式風速センサは、極めて応答性が高いため、負荷変動に対するシステムの水処理能力の追従性を向上することもできる。
【００１８】
−解決手段−
具体的には、元管から分岐された複数の分岐管を備え、送風機から送られた空気を元管を経て各分岐管に分流し、これら分岐管によって水処理反応槽内部に空気を供給するエアレーション装置を前提とする。このエアレーション装置に対し、上記各分岐管に、その分岐管内における空気流速を測定する流速測定手段と、分岐管の流路面積を変更する流路面積変更手段とをそれぞれ備えさせる。また、上記各流速測定手段によって測定された各分岐管内それぞれの空気流速に基づいて各流路面積変更手段を個別に制御して各分岐管それぞれの流路面積を個別に変更する流路面積制御手段を備えさせる。更に、上記流速測定手段を、分岐管内の流路に臨んで配設された導体に通電することでこの導体を発熱させ、分岐管内に空気が流れることに伴う導体からの熱放散量によって空気流速を測定する熱式風速センサとしている。
【００１９】
この特定事項により、分岐管内での空気流速を測定するセンシング部分での圧力損失は殆ど生じることがない。つまり、従来のオリフィス＋差圧計で構成される風量計では、流路の絞り部が存在するため、この部分で大きな圧力損失が生じ、一部の分岐管から空気が供給できなくなる可能性があった。特に、低負荷時には反応槽への総空気供給量が比較的少なく設定されるため、この不具合は顕著であった。本解決手段の如く熱式風速センサによって空気流速を測定するようにした場合には、風速素子が分岐管の流路内に位置するのみであるので、ここでの圧力損失は殆ど生じることがなく、一部の分岐管から空気が供給できなくなってしまうといった状況を回避することが可能となる。これにより、低負荷時であっても全ての分岐管に十分な風量（空気供給量）を得ることができ、水処理反応槽での生物化学的処理を十分に行うことが可能となってシステム全体としての水処理能力を安定的に得ることができる。言い換えると、汚水の流入量（負荷）に対応した空気供給量よりも過剰に空気を供給することで全ての分岐管に十分な風量を確保するといった手法を用いる必要がないので、送風機の稼働率を必要最小限に抑えながらも良好な水処理能力を得ることが可能となり、消費電力の大幅な削減と水処理能力の安定化とを両立することができる。
【００２０】
また、他の解決手段としては、以下の構成が掲げられる。つまり、元管に接続される１本または複数の分岐管を備え、送風機から送られた空気を元管を経て分岐管に分流し、この分岐管によって水処理反応槽内部に空気を供給するエアレーション装置を前提とする。このエアレーション装置に対し、上記分岐管に、その分岐管内における空気流速を測定する流速測定手段と、分岐管の流路面積を変更する流路面積変更手段とを備えさせる。また、上記流速測定手段によって測定された分岐管内の空気流速に基づいて流路面積変更手段を制御して分岐管の流路面積を変更する流路面積制御手段を備えさせる。更に、上記流速測定手段を、分岐管内の流路に臨んで配設された導体に通電することでこの導体を発熱させ、分岐管内に空気が流れることに伴う導体からの熱放散量によって空気流速を測定する熱式風速センサとしている。
【００２１】
上記流路面積制御手段による流路面積変更手段の制御動作として、具体的には以下のものが掲げられる。
【００２２】
先ず、流速測定手段によって測定された１つ以上の分岐管内の空気流速に基づき、制御対象とする分岐管における流量が予め設定された流量に一致するように、流路面積制御手段が流路面積変更手段を制御する構成である。つまり、流速測定手段によって測定された１つ以上の分岐管内の空気流速に測定部の流路断面積を乗ずれば空気流量が求まるので、これに基づき分岐管における空気流量が予め設定された流量に一致するよう流路面積制御手段が流路面積変更手段を制御する構成である。これは元管の流量が変動しても分岐管は常に一定の空気流量となる構成である。
【００２３】
次に、各流速測定手段によって測定された各分岐管内それぞれの空気流速に基づき、制御対象とする全ての分岐管における空気流量が等しいか均衡するよう流路面積制御手段が流路面積変更手段を制御する構成である。これは元管の流量が変動しても各分岐管の空気流量が常にバランスして同じ流量となる構成である。
【００２４】
また、各流速測定手段によって測定された各分岐管内それぞれの空気流速に基づき、制御対象とする各分岐管における空気流量の比率が予め設定された所望の比率でバランスするよう流路面積制御手段が流路面積変更手段を制御する構成も掲げられる。これは元管の流量が変動しても各分岐管の空気流量が常にバランスして所望の比率の流量となる構成である。
【００２５】
更に、測定した空気流速に基づいてシリアル伝送用のデジタル信号を出力する出力手段を各流速測定手段に備えさせ、流路面積制御手段が、各流速測定手段から送信されたデジタル信号を受信し、この信号に基づいて各流路面積変更手段を制御して各分岐管の流路面積を個別に変更するようにしている。これによれば、多数の流速測定手段を備えたエアレーション装置であっても、これら流速測定手段の出力手段同士を並列に接続して各信号をシリアル伝送することにより、各流速測定手段から送信された信号の処理を正確に行うことができる。つまり、シリアル伝送の場合、デジタルデータを少数の信号線上で順番に伝送するため、アナログ信号のような伝送過程での誤差が生じることがなく、しかも離れた距離であっても少ない本数の信号線で正確にデータを伝送することが可能である。例えばＲＳ４８５等の規格が採用可能である。これにより、多数の分岐管を備えたエアレーション装置であっても、各分岐管それぞれの流路面積変更手段に対する制御を正確に行うことが可能となり、エアレーション装置の汎用性の拡大を図ることができる。
【００２６】
また、上記各解決手段のうち何れか一つに記載のエアレーション装置を備えた水処理システムも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、水処理反応槽内部が複数の曝気槽に区画されており、そのうちの１つ以上の曝気槽の内部に、上記各解決手段のうち何れか一つに記載のエアレーション装置における分岐管が一つ以上導入されて構成された水処理システムである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では、本発明を標準活性汚泥法を使用した水処理システムに適用した場合について説明する。
【００２８】
−水処理システムの概略構成の説明−
図１は本形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。この図１に示すように、本形態に係る水処理システムは、反応槽１の内部が６分割されて成る第１〜第６の６個の曝気槽１１〜１６を備えている。第１曝気槽１１と第２曝気槽１２との間、第３曝気槽１３と第４曝気槽１４との間、第５曝気槽１５と第６曝気槽１６との間には、これらの底部同士を連通する連通路２１，２３，２５が設けられている。一方、第２曝気槽１２と第３曝気槽１３との間、第４曝気槽１４と第５曝気槽１５との間には、これらの上部同士を連通する連通路２２，２４が設けられている。つまり、第１曝気槽１１から第６曝気槽１６に亘って各曝気槽１１〜１６が直列に連通された構成となっている。
【００２９】
また、第１曝気槽１１には汚水や返送汚泥を反応槽１へ供給するための流入口１１ａが設けられている。一方、第６曝気槽１６には曝気処理された処理水を最終沈殿槽（固液分離槽）３に向けて排出するための排出口１６ａが設けられている。
【００３０】
これにより、汚水と返送汚泥との混合液が、第１曝気槽１１から第６曝気槽１６に向けて順に流されると共に、各曝気槽１１〜１６には後述するエアレーション装置４から空気が供給され、これによって各曝気槽１１〜１６において生物化学的処理が行われて汚水中の有機物が分解除去される。
【００３１】
また、第６曝気槽１６に達した処理水は、排出口１６ａを経て最終沈殿槽３へ送られ、上澄水と汚泥とに固液分離される。そして、この上澄水が河川等に放流される。一方、最終沈殿槽３内の沈殿汚泥の一部は返送汚泥として第１曝気槽１１に返送され、汚水処理のために再使用される。また、その他の沈殿汚泥は余剰汚泥として脱水処理などが行われた後に処分される。
【００３２】
−エアレーション装置の説明−
次に、本形態の特徴部分であるエアレーション装置４について説明する。図１に示すように、エアレーション装置４の配管構成としては、１本の元管５と、この元管５から各曝気槽１１〜１６毎に対応して分岐された複数本の分岐管５１〜５６とを備え、各分岐管５１〜５６が各曝気槽１１〜１６にそれぞれ個別に導入され、これら分岐管５１〜５６の下流端に取り付けられた散気筒６１〜６６から曝気槽１１〜１６内に空気（酸素）が供給されるようになっている。つまり、ブロワ等の送風機４１から元管５内に空気を導入し、この空気を各分岐管５１〜５６に分流することで各曝気槽１１〜１６内を好気状態として上記生物化学的処理を行わせる構成となっている。
【００３３】
図２は、１本の分岐管５１における本実施形態の特徴とする部分を示す断面図である。ここでは１本の分岐管（第１曝気槽１１に導入する分岐管）５１について示しているが他の分岐管５２〜５６も同様の構成となっている。
【００３４】
この図２に示すように、分岐管５１には、管内における空気流速を測定する流速測定手段としての風速センサ７１と、分岐管５１の流路面積を変更する流路面積変更手段としてのバタフライバルブ８１がそれぞれ配設されている。本形態では、風速センサ７１をバタフライバルブ８１よりも上流側（元管５側）に配設している。
【００３５】
尚、図３に示すように、バタフライバルブ８１に対して櫛歯付ロータリコントロールバルブ８１Ａを使用すればより制御特性の向上を図ることができる。特に、この種のバルブ８１Ａにあっては、小開度時にあっては、櫛歯が流路抵抗となるため、開度変化に伴う流量変化割合を小さくすることができ制御性が良好である。
【００３６】
上記風速センサ７１は、所謂熱式風速センサ（熱線式風速センサとも呼ばれる）により構成されている。詳しくは、分岐管５１の流路に臨んで配設された白金製の導体（風速素子）に通電することでこの風速素子を発熱させ、分岐管５１に空気が流れることに伴う風速素子からの熱放散量（空気によって奪われる熱量）によって空気流速（風速）を測定するよう構成されている。また、本風速センサ７１にあっては、風速素子の外周囲に、この風速素子を保護するための保護管７ａが備えられている。この保護管７ａの外周面には、分岐管５１内部を流れる空気が風速素子に直接接触するように図示しない開口が形成されている。
【００３７】
図４は、この熱式風速センサ７１の回路構成を示している。この図に示すように、風速センサ７１は、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が直列接続されたラインと、１つの抵抗Ｒ３と風速素子７ｂとが直列接続されたラインとが互いに並列接続され、抵抗Ｒ１，Ｒ２同士間の電圧と、抵抗Ｒ３と風速素子７ｂとの間の電圧が差動アンプ７ｃにそれぞれ入力され、この差動アンプ７ｃの出力が発信器７ｄに入力されるようになっている。そして、この風速センサ７１は、定温度型熱式風速計として構成されており、空気の流れの冷却作用による放散熱量に対し、通電することにより同じだけ風速素子７ｂに熱量を供給して風速素子７ｂの温度を常に一定に保つようにしている。つまり、放散熱量と供給熱量とを常に平衡状態にするものであって、上記放散熱量によって変動する風速素子７ｂへの通電電流の変化を差動アンプ７ｃによって検出し、それに応じた検出信号を発信器（本発明でいう出力手段）７ｄからデジタル信号（シリアル信号）として出力するよう構成されている。
【００３８】
尚、図１においては、各分岐管５１〜５６に備えられた風速センサを符号７１〜７６で示しており、バタフライバルブを符号８１〜８６で示している。
【００３９】
一方、バタフライバルブ８１〜８６の開度を制御するコントローラ９（本発明でいう流路面積制御手段）は、上記各分岐管５１〜５６に備えられた熱式風速センサ７１〜７６からのデジタル信号を受け、このデジタル信号によって各分岐管５１〜５６それぞれにおける空気流速を認識し、配管の流速計測部断面積を乗じて流量を得て、これに基づいて各分岐管５１〜５６に備えられた電動バタフライバルブ８１〜８６の開度を個別に制御して各分岐管５１〜５６それぞれの流路面積を個別に変更、つまり、各分岐管５１〜５６それぞれの空気流量の変化割合を個別に変更するようになっている。
【００４０】
具体的には、各熱式風速センサ７１〜７６に備えられた発信器７ｄ同士を並列に接続して各信号をコントローラ９にシリアル伝送するようになっている。例えばＲＳ４８５やＲＳ４２２等の規格が採用される。これにより、多数の分岐管５１〜５６を備えたエアレーション装置４であっても、各熱式風速センサ７１〜７６から送信された信号の処理を正確に行うことができるようになっている。
【００４１】
バタフライバルブ８１〜８６の開度調整の具体的な制御動作としては、例えば、全ての分岐管５１〜５６における空気流量を均一にしたい場合には、熱式風速センサ７１〜７６によって得られた各分岐管５１〜５６の空気流量のうち空気流量が低い分岐管ほどバタフライバルブの開度を大きく設定する。また、必要に応じて、各分岐管５１〜５６の空気流量のうち空気流量が高い分岐管にあってはバタフライバルブの開度を小さく設定する。これにより、全ての分岐管５１〜５６内における圧力損失を均一にして空気流量の均一化を図るようにしている。更に、分岐管５１〜５６における空気流量が均一化された状態で、これらの空気流量が目標値に達していない場合には、送風機４１の制御を行って、この送風機４１から送風される総空気流量を増大させる。逆に、空気流量が目標値を上回っている場合には、送風機４１の制御を行って、この送風機４１から送風される総空気流量を減少させる。この空気流量の調整は、例えば、送風機（ブロワ）４１のインレット弁の絞り量を調整したり、ブロワ回転数を調整したり、ブロワを複数台備えたものではその稼働台数を変更したりする。
【００４２】
また、各分岐管５１〜５６における空気流量の比率が予め設定されている場合（所謂テーパードエアレーションの場合）には、熱式風速センサ７１〜７６によって得られた各分岐管５１〜５６の空気流量に基づき、実際の空気流量が目標空気流量よりも低い分岐管ではバタフライバルブの開度を大きく設定する。一方、実際の空気流量が目標空気流量よりも高い分岐管ではバタフライバルブの開度を小さく設定する。これにより、全ての分岐管５１〜５６内を流れる空気の流量が所望の比率でバランスするようにしている。この場合にも、空気流量が目標値と異なっている場合には、送風機４１の制御を行って、この送風機４１から送風される総空気流量を調整し、各分岐管５１〜５６の空気流量を目標値に近付ける。
【００４３】
−その他の実施形態−
上記実施形態では、本発明を標準活性汚泥法を使用した水処理システムに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、嫌気好気処理法や循環変法やオキシデーションディッチ法等の種々の活性汚泥プロセスを利用した水処理システムに対して適用することが可能である。
【００４４】
また、上記実施形態では、反応槽１を６個の曝気槽１１〜１６に区画したものに本発明を適用した場合について説明した。この反応槽１の区画個数はこれに限るものではない。例えば図５に示すように、内部が区画されていない反応槽１を備えた水処理システムであって、元管５に接続される１本以上の分岐管５１が分岐されて成るエアレーション装置に対しても本発明は適用可能である。尚、この図５では、図１に示した水処理システムと同構成部材については同符号を付している。
【００４５】
更に、風速センサ７１〜７６としては、定温度型熱式風速計として構成されたものに限らず、風速素子７ｂへの通電電流を一定とし、この風速素子７ｂの温度変化を検知することによって風速を測定するものであってもよい。また、白金製の風速素子７ｂを備えたものに限らず、サーミスタ等の温度素子を備えたものであってもよい。
【００４６】
また、このセンサは感度と応答性とを高めるために微細線または微小素子を使用している。このため、異物衝突による損壊防止のために、周囲を細目のネットで防護するようにしてもよい。
【００４７】
また、流路面積変更手段としてはバタフライバルブ８１〜８６に限らず、グローブ弁や仕切弁等の種々の電動弁を採用することが可能である。
【００４８】
加えて、散気装置としては、散気筒６１〜６６に限らず、散気板や水中機械式散気装置などを適用することも可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、エアレーション装置における元管から分岐された複数の分岐管それぞれにおける空気流量を測定する手段として熱式風速センサを採用している。この熱式風速センサは風速素子が分岐管の流路内に位置するのみであるので、ここでの圧力損失は殆ど生じることがない。これにより、空気流量を測定するための手段によって生じる圧力損失が原因となって一部の分岐管から空気が供給できなくなってしまうといった状況を回避することが可能になる。つまり、汚水の流入量（負荷）に対応した空気供給量よりも過剰に空気を供給することで全ての分岐管に十分な風量を確保するといった従来の手法を用いる必要がないので、送風機の稼働率を必要最小限に抑えながらも良好な水処理能力を得ることが可能となり、消費電力の大幅な削減（例えば従来のものに比べて３０％の削減）と水処理能力の安定化とを両立することができる。
【００５０】
特に、測定した空気流速に基づいてシリアル伝送用のデジタル信号を出力する出力手段を各流速測定手段に備えさせた場合には、流速測定手段の出力手段同士を並列に接続して各信号をシリアル伝送することで、多数の分岐管を備えたエアレーション装置であっても、各分岐管それぞれの流路面積変更手段に対する制御を正確に行うことが可能となり、しかも、センサの信号配線が大幅に簡単化され、エアレーション装置の汎用性の拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図２】風速センサ及びバタフライバルブの配設位置における分岐管の断面図である。
【図３】櫛歯付ロータリコントロールバルブを示す斜視図である。
【図４】熱式風速センサの回路構成を示す図である。
【図５】他の水処理システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１          反応槽
１１〜１６  曝気槽
４          エアレーション装置
４１        送風機
５          元管
５１〜５６  分岐管
７１〜７６  風速センサ（流速測定手段）
７ｄ        発信器（出力手段）
８１〜８６  バタフライバルブ（流路面積変更手段）
９          コントローラ（流路面積制御手段）
【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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