(57)【要約】【課題】降雨によるリン除去の悪化を容易かつ定量的に予測出来るリン除去装置を提供する。【解決手段】下水が流入する第１沈殿池と、この第１沈殿池によって処理された下水が流入する嫌気槽と好気槽とを有する生物反応槽と、この生物反応槽からの下水が流入する第２沈殿池とを具備するリン除去装置において、前記第一沈殿池に流入した下水の水質を測定する水温計、全窒素計及びｐＨ計と、リン除去装置の処理区域内に設けられた降雨量計と、前記水温計、全窒素計、ｐＨ計及び降雨量計の測定データに基づいて酢酸濃度を演算する演算装置を備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水が流入する第１沈殿池と、
この第１沈殿池によって処理された下水が流入する嫌気槽と好気槽とを有する生物反応槽と、
この生物反応槽からの下水が流入する第２沈殿池とを具備するリン除去装置において、
前記第一沈殿池に流入した下水の水質を測定する水温計、全窒素計及びｐＨ計と、
リン除去装置の処理区域内に設けられた降雨量計と、
前記水温計、全窒素計、ｐＨ計及び降雨量計の測定データに基づいて酢酸濃度を演算する演算装置を備えたことを特徴とするリン除去装置。
【請求項２】
前記演算装置に酢酸の手分析データを入力して酢酸濃度の補正演算を行なうことを特徴とする請求項１記載のリン除去装置。
【請求項３】
前記演算装置は酢酸濃度の予測演算を行なうことを特徴とする請求項１又は２記載のリン除去装置。
【請求項４】
前記予測した酢酸濃度と流入全リン濃度に予めレベルを設定しこれらのレベルの数値をもとに警報レベルを設定したことを特徴とする請求項３記載のリン除去装置。
【請求項５】
前記第１沈殿池、第２沈殿池のリンデータ、降雨量、及び流入酢酸の測定データのトレンドを表示する表示画面を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のリン除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場におけるリン除去装置に関し、降雨によるリン除去率の悪化を容易かつ定量的に予測可能としたリン除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
閉鎖性水域の富栄養化を防止するため，窒素・リンを除去対象とした下水高度処理の導入が進んでいる。
図７は、従来より一般に使用されている嫌気−好気活性汚泥法によるリン除去装置の構成説明図である。
図において、１は下水Ａが流入する第１沈殿池である。
２は嫌気槽３と好気槽４とを有する生物反応槽であり、第１沈殿池１によって処理された下水Ａが流入する。
【０００３】
５は生物反応槽２によって処理された下水Ａが流入する第２沈殿池であり、この沈殿池での処理水Ｂが河川などに放流される。
６は第２沈殿池５と嫌気槽３とを連通し、返送汚泥Ｃを送る返送汚泥管であ
る。なお、第２沈殿池５の余剰汚泥Ｄは、外部に排出される。
【０００４】
７は第１沈殿池１に設けられた第１全リン計、８は第２沈殿池５に設けられた第２全リン計、９は、装置の処理区域内に近くに設けられた降雨量計、１１は流入下水Ａの水温を測定する水温計である。
上記第１全リン計７、第２全リン計８、降雨量計９および水温計１１の測定結果は監視室Ｅの監視盤Ｅ１で監視される。
【０００５】
上述のような、嫌気−好気活性汚泥法は，嫌気槽によってリン除去を行う微生物を優先的に増殖させ，その微生物の持つリンの放出と過剰摂取の性質を利用して，リン除去を行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
嫌気−好気活性汚泥法は優れた処理方法であるが，以下のような問題
点がある。
（１）降雨があるとリン除去性能が低下する。
【０００７】
（２）降雨が終わったあともしばらくの間は，リン除去性能が回復しない。
現状においては、降雨後のリン除去性能の悪化は、処理水のリン濃度で確認している。従って，降雨後などにおいては対策が後手になり、リンの規制値を超過する恐れがあった。
【０００８】
図８は、降雨量と流入酢酸，流入全リン，処理全リンの関係を示すグラフである。縦軸は降雨量（ｍｍ）と酢酸濃度及び全リン濃度（ｍｇ／ｌ）、横軸は時間軸（日付９／１〜１０／３１）を示している。
【０００９】
即ち、図８のＡの時点に着目すると、降雨後は流入酢酸濃度が０ｍｇ／ｌまで低下しており、その後しばらくは処理水のリン濃度が上昇（リンの除去性能が悪化）している。また、Ｂで示す時点でも降雨があった後は流入酢酸濃度が０ｍｇ／ｌまで低下し、その後しばらくは処理水のリン濃度が上昇していることが分かる。
【００１０】
更に流入酢酸濃度と処理水のリン濃度の関係は酢酸濃度が約２０ｍｇ／ｌ以上になると処理水のリン濃度が低下（処理性能が上昇）することが分かる。
上記のように，リンの除去性能を判断するためには，酢酸濃度の回復と流入
リン濃度の監視が重要である。
【００１１】
大量の降雨があり、処理水がリンの規制値を超過する恐れがある場合、凝集剤の注入などの対策が考えられるが、投入する凝集剤の量や注入するタイミングが難しく、安全を考慮した場合、薬品の過剰注入になる可能性がある。
【００１２】
その他、下水の脱リン方法の従来例としては、特開２０００−２１３０５７号公報が知られている。ここに記載された下水の脱リン方法は、
有機酸を添加する添加タイミング１として、処理水のリン濃度が、目標濃度を２４時間以上の時間として予め定めた設定時間ａを経過する前に超えると予想された場合、連続的に添加する。但し上記予測が解消されたとき、または添加を開始してから設定時間ｂを経過したとき、のいずれかの時点で添加を停止する。
【００１３】
有機酸を添加する添加タイミング２として、過去のデータより統計的にリン除去が悪化すると予測される期間ｄ中は連続的に添加する。というものである。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−２１３０５７号公報
【００１５】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、降雨等によりリン除去性能が悪化し、規制値を超過する恐れのある場合に、早期に警報やメッセージを表示し、容易かつ定量的に予測出来るリン除去装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１においては、
下水が流入する第１沈殿池と、この第１沈殿池によって処理された下水が流入する嫌気槽と好気槽とを有する生物反応槽と、この生物反応槽からの下水が流入する第２沈殿池とを具備するリン除去装置において、
前記第一沈殿池に流入した下水の水質を測定する水温計、全窒素計及びｐＨ計と、リン除去装置の処理区域内に設けられた降雨量計と、前記水温計、全窒素計、ｐＨ計及び降雨量計の測定データに基づいて酢酸濃度を演算する演算装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項２においては、請求項１記載のリン除去装置において、
前記演算装置に酢酸の手分析データを入力して酢酸濃度の補正演算を行なうことを特徴とする請求項１記載のリン除去装置。
【００１８】
本発明の請求項３においては、請求項１又は請求項２記載のリン除去支援装置において、
前記演算装置は酢酸濃度の予測演算を行なうことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項４においては、請求項３に記載のリン除去装置において、
前記予測した酢酸濃度と流入全リン濃度に予めレベルを設定しこれらのレベルの数値をもとに警報レベルを設定したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項５においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のリン除去装置において、
前記第１沈殿池、第２沈殿池のリンデータ、降雨量、及び流入酢酸の測定データのトレンドを表示する表示画面を設けたことを特徴とする
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図である。
図において、図７と同一機能を有するものは同一記号を付している。
以下、図７と相違部分のみ説明する。
【００２２】
２０は第１沈殿池１の出口に設けられたｐＨ計、２１は全窒素全リン計である。２２は監視室であり、監視盤２３及び第１表示装置２４が設置されている。２５は水質分析室であり、演算装置２６及び第２表示装置２７が設置されている。
【００２３】
監視盤２３及び演算装置２６には全窒素計２１、ｐＨ計２０、降雨量計９、水温計１１及び第２リン計８からの信号が入力され、監視盤２２では各々の信号が表示される。
【００２４】
図２は演算装置２５における入力信号の処理フローを示すものである。
処理フローに従って説明する。
演算開始のステップ（１）として酢酸予測に用いるオンライン計測値（水温，流入全窒素，ｐＨ，降雨量のデータ）が入力される。
【００２５】
ステップ（２）において、降雨量から積算降雨影響指数を算出する。
即ち、降雨量データから積算降雨量を算出し、更にその積算降雨量を変数変換して降雨影響指数を演算する。
ステップ（３）において、水質試験における酢酸の手分析データを入力する。
【００２６】
ステップ（４）において、酢酸手分析データの入力の有無をみる。
なお、手分析データはコンポジットサンプルではなくスポットサンプルを用いる。この手分析データを５〜６０データほど入力する。
ステップ（５）において、上述の（１），（２），（３）のステップで得た値に基づいて多変量解析を行なう。
【００２７】
ステップ（６）において、酢酸の予測式を作成し、式の更新を行なう。
以下に多変量解析で得られた結果と、予測式の一例を示す。
多変量解析結果  寄与率  Ｒ２＝０．８３
酢酸濃度の予測式は、以下のとおりである。
【００２８】
2004305862.tif 000003
ここで、ｘ１は流入下水の全窒素    ｘ２は流入下水の水温
ｘ３は流入下水のｐＨ      ｘ４は降雨量の影響指数
【００２９】
ステップ（７）において、酢酸の予測値（濃度）を演算する。なお、ステップ（４）において、手分析データがなかった場合は上述の（１），（２）のステップで得た値のみを用いて酢酸の予測値（濃度）を演算する。
ステップ（８）において、図５に示すリン除去悪化判断マップに酢酸の予測値（濃度）と流入下水の全リン濃度を当てはめ現在の警報レベルを決定する。
なお、リン除去悪化判断マップは予め経験から作成しておき適宜実状に合わせて修正を加えていく。
【００３０】
図３はＡ下水処理場における実験結果を示すグラフであり、横軸に測定日、縦軸に酢酸濃度（ｍｇ／ｌ）を示している。なお、解析に用いた酢酸の手分析値は平日における１日１回のデータと通日試験における２時間おきの１２回のデータを過去３ヶ月間分入力した結果である。
図によれば、酢酸の実測値（イで示す線）と酢酸予測値（ロで示す線）がほぼ一致していることが分かる。
【００３１】
図４は同様にしてＢ下水処理場における実験結果を示すグラフであり、横軸に測定日、縦軸に酢酸濃度（ｍｇ／ｌ）を示している。図によれば、図３に示す場合と同様、酢酸の実測値（イで示す線）と酢酸予測値（ロで示す線）がほぼ一致していることが分かる。
【００３２】
図５は流入酢酸濃度と流入リン濃度から警報レベルを決定するための概念図であり、横軸に酢酸濃度、縦軸に流入全リン濃度を示している。
図５において、流入酢酸濃度及び流入全リン濃度をレベル１〜レベル５まで設定する。例えば流入酢酸濃度は０〜５，５〜１０，１０〜２０，２０〜３０，３０ｍｇ／ｌ以上の５段階とし、流入全リン濃度は０〜１，１〜２，２〜３，３〜４，４ｍｇ／ｌ以上の５段階とする。
【００３３】
ここでは、図示のように流入全リン濃度、流入酢酸濃度との関係から警報レベルを１〜４段階に設定する。即ち、酢酸濃度が低く流入全リン濃度が高い場合には警報レベルは高くなり、酢酸濃度が高く流入全リン濃度が低い場合には警報レベルは低くなって警報解除となる。
【００３４】
このような設定は処理場ごとに変化するものであり、例えば積算降雨量が２０ｍｍ未満の場合は警報レベルを一段階下げ、積算降雨量が１００ｍｍ以上の場合は警報レベルを一段階上げる。また、降雨が１ヶ月なかった場合は警報レベルを下げ、冬季に積算降雨量が２０ｍｍを超えた場合には流入全リン濃度に関係なくすぐにレベル２の警報を発するなど処理場ごとの特性を反映させる必要がある。
【００３５】
図６は図１に示す監視室２２と水質分析室２５内に配置される表示装置２４及び２７表示内容をしめすもので、横軸に日付、縦軸に降雨量、流入全リン、処理全リン及び本発明により演算した流入酢酸の予測値を示すものである。１０／１４日時点では流入酢酸の予測値が２ｍｇ／ｌ、流入全リンが３．５ｍｇ／ｌで、メッセージとしてリン除去悪化警報レベルが３であることを示している。
【００３６】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば全窒素計の代わりにＵＶ計などで有機物濃度を測定しても良い。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
（１）これまで、リン除去の悪化は経験や勘によって予測されてきたが、本装置では、既存の計器を利用して容易かつ定量的な予測が可能なリン除去装置を実現することができる。
（２）その結果、リンの除去の悪化に対して、凝集剤を適切に注入するなどの対応が可能なリン除去装置が得られる。
【００３８】
（３）本装置では、酢酸を直接測定する計器が不要なので、装置全体を安価に構成することができる。
（４）本装置は、演算処理をプログラミングできる計算機があれば良く、既存のパソコン等を利用した監視装置に容易に組み込むことが出来る。
【００３９】
（５）また、流入全リンと流入酢酸の関係から警報レベルを設定したので適切な量の凝集剤や有機源を注入するなどの対策が立てやすいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す要部構成説明図である。
【図２】図１に示す演算装置の演算フローを示す説明図である。
【図３】下水処理場における実験結果を示すグラフである。
【図４】下水処理場における実験結果を示すグラフである。
【図５】流入リン濃度と酢酸濃度に基づく警報レベルの説明図である。
【図６】表示装置の表示例を示す説明図である。
【図７】リン除去装置の従来例を示す要部構成図である。
【図８】降雨量と流入酢酸，流入全リン，処理全リンの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１      第１沈殿池
２      生物反応槽
３      嫌気槽
４      好気槽
５      第２沈殿池
６      返送汚泥管
８      第２全リン計
９      降雨量計
１１    水温計
２０    ｐＨ計
２１    全窒素全リン計
２２    監視室
２３    監視盤
２４，２７    表示装置
２５    水質分析室
２６    演算装置
Ａ      流入下水
Ｂ      処理水
Ｃ      返送汚泥
Ｄ      余剰汚泥
【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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【図６】
2004305862.tif 000009
【図７】
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【図８】
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