(57)【要約】【課題】  オキシデーションディッチ法における好気性水域と無酸素水域とのバランスを常に最適に保ちながら、曝気装置における送風機のエネルギー消費量を削減できる排水処理装置及び方法を提供する。【解決手段】  オキシデーションディッチ法における好気性水域の上流側と下流側とに、循環水中の溶存酸素濃度を測定する溶存酸素計２２，２３をそれぞれ設けるとともに、各溶存酸素計で測定した上流側及び下流側の溶存酸素濃度に基づいて循環水流発生手段１２による循環水の流速及び酸素供給手段（曝気装置１３）による酸素供給量を調節する制御手段を設ける。上流側の溶存酸素濃度が上流側設定値より高いときには酸素供給量を減少させ、上流側設定値より低いときには酸素供給量を増加させるとともに、下流側の溶存酸素濃度が下流側設定値より高いときには循環水の流速を低くし、下流側設定値より低いときには循環水の流速を高くする。【選択図】    図１
2005052804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備え、該酸素供給手段の下流側の好気性水域と、該好気性水域の終端から前記酸素供給手段に至る無酸素水域とを形成したオキシデーションディッチ法により排水処理を行う排水処理装置において、前記好気性水域における上流側と下流側とに、循環水中の溶存酸素濃度を測定する上流側溶存酸素計及び下流側溶存酸素計をそれぞれ設けるとともに、該上流側溶存酸素計及び下流側溶存酸素計で測定した溶存酸素濃度に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速及び酸素供給手段による酸素供給量を調節する制御手段を設けたことを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記上流側溶存酸素計の測定値に基づいて前記酸素供給手段による酸素供給量を調節し、前記下流側溶存酸素計の測定値に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速を調節するように形成されてい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】
無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備え、該酸素供給手段の下流側に形成される好気性水域と、該好気性水域の終端から前記酸素供給手段に至る無酸素水域とを形成したオキシデーションディッチ法により排水処理を行う排水処理装置の運転方法において、前記好気性水域における上流側の溶存酸素濃度と下流側の溶存酸素濃度とをそれぞれ測定し、各溶存酸素濃度の測定値に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速及び酸素供給手段による酸素供給量を調節することを特徴とする排水処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記上流側の溶存酸素濃度に基づいて前記酸素供給手段による酸素供給量を調節し、前記下流側の溶存酸素濃度に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速を調節することを特徴とする請求項３記載の排水処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記上流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された上流側設定値に比べて高いときには前記酸素供給手段による酸素供給量を減少させ、該上流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された上流側設定値に比べて低いときには前記前記酸素供給手段による酸素供給量を増加させるとともに、前記下流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された下流側設定値に比べて高いときには前記循環水流発生手段による循環水の流速を低くし、該下流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された下流側設定値に比べて低いときには前記循環水流発生手段による循環水の流速を高くすることを特徴とする請求項３記載の排水処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理装置及びその運転方法に関し、詳しくは、オキシデーションディッチ法によって窒素の除去を含む排水の浄化処理を行う排水処理装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学的な排水処理を行う方法として、オキシデーションディッチ法が広く知られている。このオキシデーションディッチ法は、無端状に形成したディッチ（無終端水路）内の水を循環させながら一部で曝気することにより、ディッチ内に好気性水域と無酸素水域とを形成し、有機物の分解だけでなく、好気性水域での硝化反応と無酸素水域での脱窒反応とによって窒素分も除去するようにしている。
【０００３】
オキシデーションディッチ法は、大規模処理場に比べて日間変動が大きい小規模処理場に適しているが、日間変動によってディッチ内における負荷が大きく変動するため、負荷に応じてディッチ内の流速や酸素供給量（曝気量）を調節し、前記好気性水域と無酸素水域とのバランスを適正に保つことが重要となる。このため、好気性水域の適当な位置に溶存酸素計（ＤＯ計）を設置し、このＤＯ計の測定値（ＤＯ値）に基づいて酸素供給量を調節することにより、好気性水域と無酸素水域とのバランスを適正に保つようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３３６８９３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、従来は、ＤＯ計をディッチ内の１箇所にだけ設置しているため、このＤＯ計を設置した地点におけるＤＯ値は、常に適正に制御することができるが、その上流側や下流側におけるＤＯ値が常に適正な範囲にあるとはいえなかった。例えば、図９乃至図１１は、ディッチ一周分の流れ方向におけるＤＯ値の変化をＤＯ減少直線として示すものであり、横軸両端が曝気装置設置点（曝気点）の一周分を示し、横軸中央のディッチ長さに対して曝気点から５０％の位置を好気性水域と嫌気性水域との最適な分岐点としている。そして、好気性水域の終端近く、ディッチ長さに対して曝気点から４０％の位置にＤＯ計を設置し、この測定点において測定したＤＯ値（測定値）と、あらかじめ設定した上限ＤＯ値（ＤＯＨ：上限値）及び下限ＤＯ値（ＤＯＬ：下限値）とを比較し、比較結果に基づいて曝気装置の曝気量を増減させる制御を行う例を示している。なお、ディッチ内におけるＤＯ値は、実際には下に凸の緩やかな曲線を描くが、ここでは近似的な直線、即ちＤＯ減少直線として表している（以下同様）。
【０００５】
まず、図９は、流入水の負荷（水質及び流入量）が平均的な場合を示すものであって、この場合は、測定点における測定値が上限値である１．５ｍｇ／Ｌと下限値である０．５ｍｇ／Ｌとの間に入るように曝気量を制御することにより、曝気点におけるＤＯ値も適正な範囲である約４．５ｍｇ／Ｌと約５．５ｍｇ／Ｌとの間となる。これにより、好気性水域におけるＤＯ減少直線は、直線（ａ）と直線（ｂ）との間に位置する状態となり、ディッチにおける好気性水域と無酸素水域とのバランスが適正に保たれることになる。
【０００６】
ここで、流入水の負荷が高くなって酸素消費量が多くなった場合は、曝気点におけるＤＯ値が適正範囲内にあったとしても、循環水中の溶存酸素の減少率が大きくなるため、図１０に示すように、ディッチにおけるＤＯ減少直線が、直線（ｃ）に示すように急激に減少することになる。このとき、測定点におけるＤＯ値が下限値よりも低くなるので、測定点におけるＤＯ値が下限値と上限値との間に入るように曝気量を増加させる制御が行われる。このとき、溶存酸素の減少率が同じだとすると、測定点におけるＤＯ値が下限値と上限値との間に入るようにするためには、ＤＯ減少直線が直線（ｄ）と直線（ｅ）との範囲になるように曝気量を制御する必要がある。したがって、前記直線（ａ），（ｂ）に比べて測定点より上流側のＤＯ値が大幅に上昇し、測定点より上流側では酸素供給過多の状態、すなわち、曝気装置から過剰な曝気が行われている状態となり、曝気装置における送風機が無駄なエネルギーを消費していることになる。また、曝気量の増大に伴って気泡周辺の溶存酸素濃度が高くなり、水中への酸素の溶解が低下するために更に多くの曝気量が必要となる。
【０００７】
一方、流入水の負荷が低くなって酸素消費量が少なくなった場合は、曝気点におけるＤＯ値が適正範囲内にあったとしても、循環水中の溶存酸素の減少率が小さくなるため、図１１に示すように、ディッチにおけるＤＯ減少直線は、直線（ｆ）に示すように緩やかに減少することになる。このとき、測定点におけるＤＯ値が上限値よりも高くなるので、測定点におけるＤＯ値が下限値と上限値との間に入るように曝気量を減少させる制御が行われる。このとき、溶存酸素の減少率が同じだとすると、測定点におけるＤＯ値が下限値と上限値との間に入るようにするためには、ＤＯ減少直線が直線（ｇ）と直線（ｈ）との範囲になるように曝気量を制御する必要がある。したがって、この場合は、前記直線（ａ），（ｂ）に比べて測定点より上流側でＤＯ値が低下するとともに、下流側のＤＯ値が上昇することになる。このため、測定点におけるＤＯ値が上限値に近付くと好気性水域が下流側に広がり、十分な無酸素水域を得られなくなってしまうことになる。また、曝気装置の曝気量には下限があり、これ以下の曝気量では均一な曝気操作が行えなくなるため、曝気量が下限に達した時点で流速を制御する必要がある。
【０００８】
これらの現象は、ＤＯ測定点を好気性水域における最適範囲の最終端に設定し、この測定点におけるＤＯ値がゼロとなるように制御しても完全には避けられず、曝気点からの時間差も考慮した複雑な制御が必要となるだけでなく、特に、高負荷の場合におけるエネルギーの無駄な消費は大きな問題となる。
【０００９】
そこで本発明は、オキシデーションディッチ法における好気性水域と無酸素水域とのバランスを常に最適に保ちながら、曝気装置における送風機のエネルギー消費量を削減することができる排水処理装置及び運転方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の排水処理装置は、無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備え、該酸素供給手段の下流側の好気性水域と、該好気性水域の終端から前記酸素供給手段に至る無酸素水域とを形成したオキシデーションディッチ法により排水処理を行う排水処理装置において、前記好気性水域における上流側と下流側とに、循環水中の溶存酸素濃度を測定する上流側溶存酸素計及び下流側溶存酸素計をそれぞれ設けるとともに、該上流側溶存酸素計及び下流側溶存酸素計で測定した溶存酸素濃度に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速及び酸素供給手段による酸素供給量を調節する制御手段を設けたことを特徴とし、特に、前記制御手段は、前記上流側溶存酸素計の測定値に基づいて前記酸素供給手段による酸素供給量を調節し、前記下流側溶存酸素計の測定値に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速を調節するように形成されていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の排水処理装置の運転方法は、無終端水路に循環水流発生手段及び酸素供給手段を備え、該酸素供給手段の下流側に形成される好気性水域と、該好気性水域の終端から前記酸素供給手段に至る無酸素水域とを形成したオキシデーションディッチ法により排水処理を行う排水処理装置の運転方法において、前記好気性水域における上流側の溶存酸素濃度と下流側の溶存酸素濃度とをそれぞれ測定し、各溶存酸素濃度の測定値に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速及び酸素供給手段による酸素供給量を調節することを特徴とするものであり、前記上流側の溶存酸素濃度に基づいて前記酸素供給手段による酸素供給量を調節し、前記下流側の溶存酸素濃度に基づいて前記循環水流発生手段による循環水の流速を調節することを特徴とする請求項３記載のしている。
【００１２】
より具体的には、前記上流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された上流側設定値に比べて高いときには前記酸素供給手段による酸素供給量を減少させ、該上流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された上流側設定値に比べて低いときには前記前記酸素供給手段による酸素供給量を増加させるとともに、前記下流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された下流側設定値に比べて高いときには前記循環水流発生手段による循環水の流速を低くし、該下流側の溶存酸素濃度があらかじめ設定された下流側設定値に比べて低いときには前記循環水流発生手段による循環水の流速を高くすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、オキシデーションディッチ法によって確実な排水処理を行えるとともに、エネルギー消費量の削減も図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の一形態例を示すオキシデーションディッチ法による排水処理装置の構成図である。この排水処理装置は、無終端水路からなるディッチ１１に循環水流発生手段１２と酸素供給手段である曝気装置１３とを設け、ディッチ１１内に矢印で示す方向の循環水流を形成することにより、曝気装置１３から所定の距離までを好気性水域１４とし、この好気性水域１４の終端から曝気装置１３までを無酸素水域１５としている。また、好気性水域１４の下流部分には最終沈殿池１６への処理水流出経路１７が設けられ、無酸素水域１５の上流部分に返送汚泥経路１８及び原水流入経路１９がそれぞれ設けられている。
【００１５】
原水流入経路１９からディッチ１１に流入した原水は、循環水流発生手段１２で形成された循環水流によって返送汚泥経路１８から流入した汚泥と共にディッチ１１内を循環し、曝気装置１３から供給される酸素を溶存させた好気性水域１４と、溶存酸素が消費された後の無酸素水域１５でそれぞれ処理されることにより、有機物や窒素が除去されて処理水流出経路１７から最終沈殿池１６に流出する。最終沈殿池１６で汚泥から分離した処理水は流出経路２０から流出し、沈殿した汚泥は、一部が余剰汚泥として汚泥抜出経路２１から抜き取られ、残部が返送汚泥経路１８を経てディッチ１１に返送される。
【００１６】
このように形成されているオキシデーションディッチ法による排水処理装置において、前記好気性水域１４には、上流側と下流側とに循環水中の溶存酸素濃度を測定する上流側溶存酸素計（第１ＤＯ計）２２と下流側溶存酸素計（第２ＤＯ計）２３とが設けられている。この第１、第２ＤＯ計２２，２３は、前記循環水流発生手段１２及び曝気装置１３を制御するための溶存酸素濃度を測定するためのものであって、その設置位置は任意であるが、第１ＤＯ計２２は曝気装置１３の直後に設けることが好ましく、第２ＤＯ計２３は好気性水域１４の終端近くに設けることが好ましい。これにより、溶存酸素濃度の最大値付近と最小値付近とを測定することができるので、制御性を向上させることができる。
【００１７】
図２のブロック図に示すように、前記上流側溶存酸素計（第１ＤＯ計）２２の測定値（上流側測定値）及び下流側溶存酸素計（第２ＤＯ計）２３の測定値（下流側測定値）は、制御手段２４にそれぞれ読み込まれ、この制御手段２４で各測定値を所定の手順で処理することにより、前記循環水流発生手段１２と酸素供給手段である曝気装置１３とに制御信号がそれぞれ出力され、循環水の流速や酸素供給量が適正な範囲となるように調節される。
【００１８】
図３は、前記制御手段２４における処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートにおける判断記号では、下向き矢印が［Ｙｅｓ］、横向き矢印が［Ｎｏ］の状態となっている。以下、このフローチャートと、図４乃至図７に示すＤＯ減少直線の状態を示す図とを参照して運転方法の一例を説明する。
【００１９】
まず、図４は、流入水の負荷（水質及び流量）に対して適正な制御が行われ、ディッチ内のＤＯ減少直線が適正な状態となった場合を示すものである。この場合、ディッチ長さに対して曝気点から５％の位置に設定した第１測定点における第１ＤＯ計２２が測定したＤＯ値（ＤＯ１）は、あらかじめ設定された上流側設定値に対する上限値（ＤＯ１Ｈ）としての５．０ｍｇ／Ｌと、下限値（ＤＯ１Ｌ）としての４．０ｍｇ／Ｌとの範囲内に収まる状態になるとともに、ディッチ長さに対して曝気点から４０％の位置に設定した第２測定点における第２ＤＯ計２３が測定したＤＯ値（ＤＯ２）は、あらかじめ設定された下流側設定値に対する上限値（ＤＯ２Ｈ）としての１．５ｍｇ／Ｌと、下限値（ＤＯ２Ｌ）としての０．５ｍｇ／Ｌとの範囲内に収まっている状態となる。
【００２０】
したがって、好気性水域１４におけるＤＯ減少直線は、前述の図９に示した状態と同様に、直線（ａ）と直線（ｂ）との間に位置する状態となり、ディッチにおける好気性水域と無酸素水域とのバランスが適正に保たれた状態となっている。このとき、制御手段では、図３のフローチャートに基づいた処理が行われており、ステップ１０１で第１ＤＯ計２２が測定したＤＯ１と上流側上限値であるＤＯ１Ｈとが比較され、ＤＯ１がＤＯ１Ｈを下回っていることが確認される。ステップ１０２では、ＤＯ１と上流側下限値であるＤＯ１Ｌとが比較され、ＤＯ１がＤＯ１Ｌを超えていることが確認される。さらに、ステップ１０３では、第２ＤＯ計２３が測定したＤＯ２と下流側上限値であるＤＯ２Ｈとが比較され、ＤＯ２がＤＯ２Ｈを超えていないことが確認され、ステップ１０４では、ＤＯ２と下流側下限値であるＤＯ２Ｌとが比較され、ＤＯ２がＤＯ２Ｌを超えていることが確認される。通常の状態では、このステップ１０１からステップ１０４が適当な時間間隔で繰り返されており、上流側測定値であるＤＯ１と、下流側測定値であるＤＯ２とが前記範囲を外れない限り、この状態が継続される。
【００２１】
このような状態で流入水の負荷が変化し、ステップ１０１でＤＯ１がＤＯ１Ｈを下回っていない、即ちＤＯ１が高いと判断されたときは、第１測定点での溶存酸素量が多い状態であるから、ステップ１０５に進んで曝気量を減少する操作が行われ、逆にステップ１０２でＤＯ１がＤＯ１Ｌを超えていない、即ちＤＯ１が低いと判断されたときは、第１測定点での溶存酸素量が少ない状態であるから、ステップ１０６に進んで曝気量を増大する操作が行われる。
【００２２】
また、ステップ１０３でＤＯ２がＤＯ２Ｈを下回っていない、即ちＤＯ２が高いと判断されたときは、第２測定点での溶存酸素量が多く、好気性水域１４が下流側に伸びている状態を示しているから、ステップ１０７に進んで流速を減少させる操作が行われる。さらに、ステップ１０４でＤＯ２がＤＯ２Ｌを超えていない、即ちＤＯ２が低いと判断されたときは、好気性水域１４が十分に形成されていない状態を示しているから、ステップ１０８に進んで流速を増加させる制御が行われる。
【００２３】
なお、図３に示すフローチャートでは、ステップ１０５又はステップ１０６の曝気量増減処理を終えた後、ステップ１０３のＤＯ２の判断に進み、ＤＯ１とＤＯ２とを交互に判断しながら曝気量や流速をそれぞれ調節しているが、ＤＯ１が所定範囲内に収まるまでステップ１０１、１０２，１０５，１０６を繰り返して曝気量を調節した後、ＤＯ２に基づいたステップ１０３，１０４，１０７，１０８の処理を繰り返して流速を調節するように制御することも可能である。
【００２４】
図５に示すように、流入原水の負荷が変動し、上流側で測定したＤＯ１が適正範囲内にあったとしても、下流側で測定したＤＯ２が適正範囲を外れたときには、例えば、ＤＯ２がＤＯ２Ｈを超えており、ディッチ内のＤＯ減少直線が直線（ｊ）で示す状態になったときには、ステップ１０３からステップ１０７に進み、循環水の流速を減少させる制御が行われる。すなわち、制御手段２４から循環水流発生手段１２に流速を減少させるための信号が出力され、この信号に基づいて循環水流発生手段１２が作動し、ディッチ内の流速を低下させる。逆に、ＤＯ２がＤＯ２Ｌを下回ってＤＯ減少直線が直線（ｋ）で示す状態になったときには、ステップ１０４からステップ１０８に進んで流速を増加させる制御が行われ、制御手段２４から循環水流発生手段１２に流速を増加させる信号が出力される。
【００２５】
ステップ１０７，１０８における流速の増減制御は、あらかじめ数段階の流速を設定しおき、ステップ１０７では１段階下げ、ステップ１０８では１段階上げるというような制御を行ってもよく、ＤＯ２とＤＯ２Ｈ又はＤＯ２Ｌとの差を演算し、この演算結果に基づいて新たな流速を設定するという制御を行うようにしてもよい。また、ＤＯ２の変動状況を監視して最適流速を予測する制御を行うことも可能である。なお、循環水流発生手段１２における流速調節は、水流を発生させるためのスクリューやプロペラ等を駆動するモーターに与える電力（電圧や電流）を制御するなどの一般的な手法で行うことができる。
【００２６】
このように、ＤＯ２がＤＯ２Ｈを超えているときはディッチ内の流速を下げて好気性水域１４の領域を縮小させ、ＤＯ２がＤＯ２Ｌを下回っているときにはディッチ内の流速を上げて好気性水域１４の領域を拡大することにより、ディッチ内のＤＯ減少直線を直線（ｊ）あるいは直線（ｋ）の状態から、前記直線（ａ）と直線（ｂ）との間に修正することができ、好気性水域と無酸素水域とのバランスが良好な状態になるように制御することができる。
【００２７】
また、図６に示すように、ＤＯ減少直線が直線（ｍ）、直線（ｎ）あるいは直線（ｏ）に変化し、ＤＯ１が適正範囲よりも上昇してステップ１０１でＤＯ１がＤＯ１Ｈを下回っていないと判断された場合は、曝気装置１３による曝気量が過剰な状態を示しているから、ステップ１０５において曝気量を減少させる処理が行われる。
【００２８】
逆に、図７に示すように、ＤＯ減少直線が直線（ｐ）、直線（ｑ）あるいは直線（ｒ）に変化し、ＤＯ１が適正範囲よりも減少してステップ１０２でＤＯ１がＤＯ１Ｌを超えていないと判断された場合は、曝気装置１３による曝気量が過少な状態を示しているから、ステップ１０６において曝気量を増加させる処理が行われる。
【００２９】
ステップ１０５，１０６における曝気量の増減制御は、前記流速の制御と同様に、あらかじめ数段階の曝気量を設定しておき、ステップ１０５では１段階下げ、ステップ１０６では１段階上げるという制御でもよく、ＤＯ１とＤＯ１Ｈ又はＤＯ１Ｌとの差を演算した結果に基づいて新たな流速を設定する制御でもよく、さらに、ＤＯ１の変動状況に基づく予測制御を加えるようにしてもよい。また、曝気量の増減調節は、曝気装置１３に設けられている送風機に供給する電力を制御するなどの一般的な手法で行うことができる。
【００３０】
このようにして上流側ＤＯ値を所定範囲内に収める制御を行うとともに、図６の直線（ｍ）や図７の直線（ｐ）のように、ＤＯ２がＤＯ２Ｈを超えている場合には、ステップ１０３からステップ１０７に進んで流速を減少させる制御が行われる。また、図６の直線（ｏ）や図７の直線（ｒ）のように、ＤＯ２がＤＯ２Ｌより下回っているときには、ステップ１０４からステップ１０８に進んで流速を増加させる制御が行われる。
【００３１】
このとき、曝気装置１３からの曝気量を変化させると、上流側だけでなく下流側のＤＯ値も変化するので、例えば、図６における直線（ｎ）は、曝気量の減少によって図５における直線（ｋ）と同じような状態となり、同様に、図７における直線（ｑ）は、曝気量の増加によって図５における直線（ｊ）と同じような状態となる。その他の場合も、曝気量の増減によって各ＤＯ減少直線の傾きが大きく変わることなく、ＤＯ減少直線が上下方向に平行移動した状態となる。そして、曝気量を増減させてからＤＯ２が変化するまでは、流速に応じた時間差が生じるので、ステップ１０５，１０６で曝気量を変化させるのと同時に流速も連動させて変化させるようにしてもよい。すなわち、曝気量を増加させるとＤＯ２が上昇することになるので流速をあらかじめ減少させ、曝気量を減少させるときには流速を増加させるような操作を加えるようにしてもよい。
【００３２】
一方、前記制御手段２４において、読み込んだＤＯ１とＤＯ２との関係からＤＯ減少直線の傾きを算出し、このＤＯ減少直線の傾きに応じて前記循環水流発生手段１２及び曝気装置１３を制御することもできる。すなわち、図８のフローチャート（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示すように、ＤＯ１及びＤＯ２を読み込み（ステップ２０１，３０１）、両者の値からＤＯ減少直線の傾きを算出した後（ステップ２０２，３０２）、流速調節と曝気量調節とを順番に行ったり（ステップ２０３，２０４）、ＤＯ１又はＤＯ２の測定値と設定値とを比較して流速調節と曝気量調節とを同時に行ったり（ステップ３０３，３０４）、という制御も可能である。
【００３３】
例えば、ＤＯ減少直線が図６における直線（ｏ）の状態のときには、単に曝気量を減少させるだけでは好気性水域１４が更に短くなるので、このように直線の傾きが大きいとき、図８（Ａ）に示すフローチャートでは、ステップ２０３で流速調節を行うことによってＤＯ減少直線の傾きを直線（ａ）、（ｂ）と同程度にして、例えば図６の直線（ｍ）の状態とした後、ステップ２０４で曝気量調節を行い、ＤＯ減少直線を直線（ａ）、（ｂ）の範囲に制御する。また、図８（Ｂ）に示すフローチャートでは、ステップ３０３におけるＤＯ１及びＤＯ２の測定値と設定値との比較からＤＯ１がＤＯ１Ｈより高いと判断すると、ＤＯ１をＤＯ１Ｈ以下にするための曝気量を減少させる制御と、ステップ３０２で算出したＤＯ減少直線の傾きを直線（ａ）、（ｂ）と同程度にするための流速を増加させる制御とを同時に行うようにしている。
【００３４】
逆に、ＤＯ減少直線が図６における直線（ｍ）の状態のときには、その傾きが直線（ａ）、（ｂ）と同程度であるから、直線の傾きを調節するための流速制御は行わずに、曝気量調節のみを行うようにする。また、ＤＯ減少直線が図５における直線（ｊ）、（ｋ）のような場合には、直線の傾きを調節するだけでよいから、流速調節のみを行うようにすればよい。
【００３５】
ＤＯ減少直線の制御手順は、前述のように前記ＤＯ１及びＤＯ２の状態に応じて行われるが、排水処理装置の規模や設置環境に応じて最適な制御手順を設定することが好ましく、以下に示すような制御手順を適宜選択してあるいは組み合わせて実施することが可能である。
【００３６】
まず、１番目の制御手順として、上流側のＤＯ１が適正値となるように曝気量を増減させた後、下流側のＤＯ２が適正値となるように流速を増減させる制御である。この手順は、図３に示したフローチャートにおいて、上流側における制御のステップ１０１〜１０５又は１０２〜１０６を繰り返して曝気量を調節し、ＤＯ１を適正範囲に調節した後、下流側における制御のステップ１０３〜１０７又は１０４〜１０８を繰り返して流速を調節し、ＤＯ２を適正範囲に調節する手順である。
【００３７】
２番目の制御手順は、１番目の制御とは逆に、最初に下流側のＤＯ２が適正値となるように流速を増減させた後、上流側のＤＯ１が適正値となるように曝気量を増減させる制御である。この手順は、図３に示したフローチャートにおいて、先に下流側における制御のステップ１０３〜１０７又は１０４〜１０８を繰り返して流速を調節し、ＤＯ２を適正範囲に調節した後、上流側における制御のステップ１０１〜１０５又は１０２〜１０６を繰り返して曝気量を調節し、ＤＯ１を適正範囲に調節する手順である。
【００３８】
３番目の制御手順は、上流側のＤＯ１が適正値となるように曝気量を増減させるとともに、下流側のＤＯ２が適正値となるように流速を増減させる制御である。この手順は、図３に示したフローチャートにおいて、上流側における制御のステップ１０１〜１０５又は１０２〜１０６を行って曝気量をある程度調節した後、続いて下流側における制御のステップ１０３〜１０７又は１０４〜１０８を行って流速をある程度調節し、これらを繰り返すことによってＤＯ１及びＤＯ２が適正範囲に入るように曝気量及び流速をそれぞれ調節する手順である。
【００３９】
４番目の制御手順は、ＤＯ１とＤＯ２とからＤＯ減少直線の傾きを算出し、この傾きが適正状態の傾きに近付くように流速を調節した後、ＤＯ１が適正値となるように曝気量を調節する制御手順であって、図８（Ａ）に示したフローチャートとなる。５番目の制御手順は、ＤＯ１が適正値となるように曝気量を調節した後、ＤＯ１とＤＯ２とから算出したＤＯ減少直線の傾きが適正状態になるように流速を調節する制御手順である。６番目の制御手順は、ＤＯ１とＤＯ２とから算出したＤＯ減少直線の傾きとＤＯ１の値とから、ＤＯ１が適正値となるように曝気量を調節する操作と、ＤＯ減少直線の傾きを適正状態に近付けるための流速調節とを同時に実行する制御手順であって、図８（Ｂ）に示したフローチャートとなる。
【００４０】
なお、４番目から６番目の制御手順において、曝気量の調節をＤＯ２に基づいて行うことも可能であるが、下流側では曝気量を変化させてからＤＯ２が変化するまでに時間差を生じるので、ＤＯ１に基づいて曝気量を調節することが好ましい。
【００４１】
また、組み合わせ例としては、前記制御手順のいずれを行っているときでも、ＤＯ１が適正値よりも上昇している場合にはＤＯ２の測定値にかかわらず曝気量を減少させる操作を優先して曝気装置１３のエネルギー消費量を削減する制御、即ち１番目あるいは５番目の制御手順を行い、ＤＯ２が上昇している場合にはＤＯ１の値にかかわらず流速を減少させる操作を優先して無酸素水域を確保する制御、即ち２番目あるいは４番目の制御手順を行うようにすることもできる。さらに、流入水量の増減や水温等の条件に応じて制御手順を変更することもできる。
【００４２】
このように、好気性水域１４における上流側と下流側とで溶存酸素濃度をそれぞれ測定し、各測定値に基づいて循環水流発生手段１２及び曝気装置１３をそれぞれ制御することにより、上流側が酸素供給過多の状態となったり、好気性水域が下流側に広がって無酸素水域を狭めたりてしまうことがなくなる。これにより、流入水の日間変動が大きな場合でも確実な排水処理が行えるとともに、曝気装置１３におけるエネルギー消費量を大幅に削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
オキシデーションディッチ法によって窒素の除去を含む排水の浄化処理に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一形態例を示す排水処理装置の構成図である。
【図２】制御系のブロック図である。
【図３】処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】ディッチ一周分の流れ方向における正常なＤＯ値の変化を示す図である。
【図５】同じく下流側のＤＯ値が適正範囲から外れた状態を示す図である。
【図６】同じく上流側のＤＯ値が適正範囲よりも上昇した状態を示す図である。
【図７】同じく上流側のＤＯ値が適正範囲よりも低下した状態を示す図である。
【図８】他の処理手順例を示すフローチャートである。
【図９】従来の制御方法において、流入水の負荷が平均的な場合のＤＯ値の変化を示す図である。
【図１０】同じく流入水の負荷が上昇したときのＤＯ値の変化を示す図である。
【図１１】同じく流入水の負荷が低下したときのＤＯ値の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１１…ディッチ、１２…循環水流発生手段、１３…曝気装置、１４…好気性水域、１５…無酸素水域、１６…最終沈殿池、１７…処理水流出経路、１８…返送汚泥経路、１９…原水流入経路、２０…流出経路、２１…汚泥抜出経路、２２…上流側溶存酸素計（第１ＤＯ計）、２３…下流側溶存酸素計（第２ＤＯ計）、２４…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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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