(57)【要約】【課題】流入汚水の質と量が変化しても、常に適正な好気状態と嫌気状態を維持するようにし、かつ直接的に曝気攪拌機を運転制御し、特に汚水中の窒素成分を自動的かつ高度に除去、処理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】下水等の有機性汚水に、空気又は酸素を供給し、活性汚泥微生物の作用により汚水処理を行う曝気攪拌機の運転制御方法において、被処理水中の酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度を測定、若しくは計算して曝気攪拌機をフィードバック制御するようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水等の有機性汚水に、空気又は酸素を供給し、活性汚泥微生物の作用により汚水処理を行う曝気攪拌機の運転制御方法において、被処理水中の酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度を測定、若しくは計算して曝気攪拌機をフィードバック制御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。
【請求項２】
酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度とを比較し、非酸化態窒素が大きい場合は曝気を、酸化態窒素が大きくなった場合には非曝気処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の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、特に下水等の有機性汚水を、曝気攪拌機を用いて活性汚泥微生物の作用により処理を行う際、好気と嫌気をゾーンあるいは水槽毎に、若しくは時間的に行い、汚水中に存在する有機物や窒素成分を効果的に処理する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、下水等の有機性汚水を、曝気攪拌機を用いて活性汚泥微生物の作用により処理する場合、曝気攪拌機の運転制御には、維持管理者が流入する水質や水量、処理水質等を考慮して、経験に基づいて運転時間をタイムチャートに割り付けて行うタイムチャート運転制御方法と、曝気槽の混合液中に溶解する酸素濃度（ＤＯ）を測定して運転するＤＯ制御運転方法とがある。
【０００３】
ところで、曝気攪拌機の運転制御は、簡便かつ安定的な処理方式が望まれており、さらに最近では高度に処理することが要求されるようになってきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、汚水中の窒素成分を除去する場合、曝気攪拌機により適正な比率で好気状態（曝気）と嫌気状態（非曝気）にする必要があるが、下水処理場に流入する下水等の汚水の質と量は常に変化し、例えば、下水等の汚水の質と量は、短期的には時間単位や週単位にて変化し、また長期的には季節単位や年単位で変化する。
【０００５】
このため、上記従来のタイムチャートによる運転制御方法では、常に変動する流入汚水に対し、適正な好気状態と嫌気状態を維持して運転することが難しいという問題があった。
【０００６】
また、ＤＯ制御運転方法では、硝化反応と脱窒反応を効率良く進める窒素処理に好適な処理方法ではあるが、好気状態と嫌気状態の指標となるＤＯを測定して、運転・制御する間接的制御方式で、直接的な運転・制御が行えないという問題があった。
【０００７】
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に鑑み、流入汚水の質と量が変化しても、常に適正な好気状態と嫌気状態を維持するようにし、かつ直接的に曝気攪拌機を運転制御し、特に汚水中の窒素成分を自動的かつ高度に除去、処理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。
【０００８】
【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、下水等の有機性汚水に、空気又は酸素を供給し、活性汚泥微生物の作用により汚水処理を行う曝気攪拌機の運転制御方法において、被処理水中の酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度を測定、若しくは計算して曝気攪拌機をフィードバック制御するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の曝気攪拌機の運転制御方法は、被処理水中の窒素成分を測定して、曝気攪拌機をフィードバック制御できるため、処理水中の窒素濃度を直接制御することができ、また、流入汚水の負荷変動に対しても、状況に応じて曝気と非曝気を適正に設定できるため、簡便に直接運転することができる。
【００１０】
また、この場合、酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度とを比較し、非酸化態窒素が大きい場合には曝気を、酸化態窒素が大きくなった場合には非曝気処理を行うようにすることができる。
【００１１】
これにより、被処理水中の酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度とを比較し、これに基づいて曝気と、非曝気処理とを選択的に行うようにしているから、曝気槽内へ連続的に汚水が流入することにより水質、水量が常時変動している状態でも、酸化態窒素と非酸化態窒素とを、同一濃度となる値を基準として実施することにより処理水中の全窒素濃度を最も小さくすることができ、適正な処理を行うことができる。
【００１２】
【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。
【００１３】
本発明は、曝気槽内に流入した下水等の有機性汚水（混合液）の水溶液部分、最終沈澱池の上澄水、若しくは処理水中の酸化態窒素と非酸化態窒素を測定し、両者の関係から直接的に曝気攪拌機を運転・制御するものである。
とりわけ、曝気槽の混合液は、窒素成分の測定にあたって、固形物を除去する前処理が必要なものの、曝気又は非曝気の効果を直接的に評価できるため、混合液を対象として運転・制御することが望ましく、これにより、汚水の変動に対し、迅速に適正な処理が行える利点がある。
【００１４】
次に、制御因子である各窒素成分の関係を説明する。
水中の窒素成分は大別して酸化態窒素と非酸化態窒素からなり、両者を合計したものを全窒素と呼んでいる。
下水中では、全窒素に対する非酸化態窒素の割合は９０％程度であり、その大部分を占めている。非酸化態窒素は、さらにケルダール態窒素（有機性と無機性由来のアンモニア態窒素）とアンモニア態窒素（無機性由来）に分けられるが、アンモニア態窒素の割合が大部分を占めている。
このことより、制御因子として使用する非酸化態窒素は、ケルダール態を用いることが好ましいが、アンモニア態窒素でも十分対応することができる。
一方、酸化態窒素は、非酸化態窒素が酸化されて生成する。この酸化態窒素は大別して亜硝酸態窒素と硝酸態窒素とがあり、そのほとんどが硝酸態窒素である。
【００１５】
以上のことから、全窒素は、概ね、アンモニア態窒素と硝酸態窒素を合計した数値に近似する。
したがって、曝気槽へ汚水が流入すると、混合液中のアンモニア態窒素が増え、曝気を開始するとアンモニア態窒素が酸化されて減少し、硝酸態窒素に変換されて、その濃度が増大する。
さらに、硝酸態窒素は、嫌気性条件の元で有機物が存在すると酸素が離脱して窒素ガスとなり、水中から窒素が除去されることになる。
【００１６】
図１は、各窒素成分と曝気攪拌機の運転・制御方法の関係を示している。
曝気攪拌機を運転・制御するにあたり、曝気槽の混合液中の硝酸態窒素とアンモニア態窒素を制御因子とすることができる。各窒素成分のうちアンモニア態窒素は、市販されているアンモニウムイオン測定器により簡易に測定することができる。
また、全窒素自動測定器についても市販されているものを採用することができ、これにより、両成分を書く測定器にて測定し、全窒素からアンモニア態窒素を減算すれば、硝酸態窒素を算出することができる。
【００１７】
曝気攪拌機の運転・制御を開始する前は、混合液中の窒素成分は、図１に示すように、その大部分がアンモニア態窒素であるが、曝気を開始するとアンモニア態窒素が酸化されて硝酸態窒素に変化するため、アンモニア態窒素が減少し、硝酸態窒素が増加する。
【００１８】
一方、混合液中の各窒素成分は、各々の計測器を用いて、１５分乃至６０分程度の間隔で成分測定をすることができる。曝気が継続されている場合、測定を継続していくと、アンモニア態窒素濃度と硝酸態窒素濃度が逆転することになるが、その計測時点で曝気から非曝気に運転を切替えることができる。非曝気の時間帯には、曝気攪拌機を停止、若しくは嫌気攪拌することができる。
さらに各窒素成分の測定を継続すると、時間的な遅れの関係から硝酸態窒素は増加し、アンモニア態窒素は減少するが、やがては各成分とも平衡状態となる。汚水はこの間も曝気槽へ連続的に流入していることから、非曝気の嫌気状態下では、硝酸態窒素は窒素ガスに還元されて濃度が小さくなり、アンモニア態窒素は流入量に応じて増加することになる。そして、各成分の濃度は、再度、逆転することになる。再度の逆転により曝気攪拌機を再び曝気することができる。
【００１９】
このようにして、曝気攪拌機の運転・制御は硝酸態窒素とアンモニア態窒素が同一濃度となる値を基準として実施することにより処理水中の全窒素濃度を最も小さくできる。
【００２０】
なお、本発明においては、アンモニア態窒素の代りにケルダール態窒素を用いて制御することもできる。
また、混合液の測定は、生物反応槽の平均的水質を代表する位置、若しくは、好気ゾーンと嫌気ゾーンの境界位置等で実施することができる。
前者においては、曝気攪拌機を間欠的運転する処理場に適用でき、また、後者においては、ゾーン的に好気と嫌気を行うか、あるいは好気槽と嫌気槽に分かれて処理を行う処理場に適用することができる。
【００２１】
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。
【００２２】
【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、被処理水中の窒素成分を測定して、曝気攪拌機をフィードバック制御できるため、処理水中の窒素濃度を直接制御することができる。
また、流入汚水の負荷変動に対しても、状況に応じて曝気と非曝気を適正に設定できるため簡便に直接制御運転を行うことができる。
【００２３】
また、被処理水中の酸化態窒素濃度と非酸化態窒素濃度とを比較し、これに基づいて曝気と、非曝気処理とを選択的に行うようにしているから、曝気槽内へ連続的に汚水が流入することにより水質、水量が常時変動している状態でも、酸化態窒素と非酸化態窒素とを、同一濃度となる値を基準として実施することにより処理水中の全窒素濃度を最も小さくすることができ、適正な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による曝気攪拌機の運転制御方法を示す説明図である。
【図１】
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