(57)【要約】【課題】複数台のブロアを必要とするような大型の曝気槽を曝気する設備において、低コストで曝気制御の最適化を実現する。【解決手段】曝気設備１００は、曝気槽１０と、曝気槽１０内の汚水の溶存酸素濃度を測定する測定器３０と、曝気槽１０内に空気を供給する複数のオンオフ制御式ブロア４２、４４、４６と、曝気槽１０内に空気を供給するインバータ制御式ブロア４８と、制御器７０とを備える。制御器７０は、測定器３０によって測定された溶存酸素濃度に基づいて、曝気槽１０内の汚水２０の溶存酸素濃度が目標溶存酸素濃度になるように、複数のオンオフ制御式ブロア４２、４４、４６を動作させる個数とインバータ制御式ブロア４８の回転数とを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水を曝気する曝気設備であって、
曝気槽と、
前記曝気槽内の汚水の溶存酸素濃度を測定する測定器と、
前記曝気槽内に空気を供給する複数のオンオフ制御式ブロアと、
前記曝気槽内に空気を供給するインバータ制御式ブロアと、
前記測定器によって測定された溶存酸素濃度に基づいて、前記曝気槽内の汚水の溶存酸素濃度が目標溶存酸素濃度になるように、前記複数のオンオフ制御式ブロアを動作させる個数と前記インバータ制御式ブロアの回転数とを制御する制御器と、
を備えることを特徴とする曝気設備。
【請求項２】
前記制御器は、前記インバータ制御式ブロアを最大回転数で継続動作させた時間が規定時間を超えたときに、前記複数のオンオフ制御式ブロアを動作させる個数を増加させ、前記インバータ制御式ブロアを最小回転数で継続動作させた時間が規定時間を超えたときに、前記複数のオンオフ制御式ブロアを動作させる個数を減少させることを特徴とする請求項１に記載の曝気設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気槽内の汚水を曝気する曝気設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機物を含む汚水を処理する方法として、活性汚泥処理法がある。有機物を含む汚水を曝気槽内に滞留させて曝気（エアレーション）することによって好気性のバクテリアや原生動物等の微生物が繁殖して活性汚泥が生成される。活性汚泥は、バクテリアとこれによって生成されるゼラチン状の粘着物質で構成されるフロックと、その周辺に棲息する原生動物とからなる。このような活性汚泥は、汚水中の有機物を補足してその酸化を促進し、これによって汚水中の有機物が分解される。
【０００３】
このような活性汚泥処理法において、活性汚泥を構成する微生物の活性状態を最適に維持するために、曝気槽内の溶存酸素（ＤＯ）濃度を管理することが重要である。このために曝気槽内の溶存酸素濃度を測定して、その測定値に基づいて曝気槽内に対する空気（酸素）の供給が制御される。
【０００４】
なお、特許文献１、２には、曝気槽内の汚水をインバータ制御式ブロアで曝気することが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１５１４７７号公報
【特許文献２】特開平０６−１２６２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
曝気槽が大型化すると、１台のブロアで曝気槽に空気を供給することは難しくなり、複数台のブロアが使用されうる。このような大型の曝気設備では、全てのブロアを特許文献１、２に記載されたようなインバータ制御式ブロアとすることが考えられる。しかしながら、このような方法では、全てのブロアの回転数を制御する必要があるし、設備のコストも増加する。一方で、全てのブロアをオンオフ制御式ブロアとし、動作させる個数を制御することによって曝気槽への空気の供給量を制御することも考えられる。しかしながら、このような方法では、曝気槽への空気の供給量を微調整することができず、活性汚泥の活性状態を最適に維持することが難しい。
【０００６】
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、複数台のブロアを必要とするような大型の曝気槽を曝気する設備において、低コストで曝気制御の最適化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る曝気設備は、汚水を曝気する設備として構成され、曝気槽と、前記曝気槽内の汚水の溶存酸素濃度を測定する測定器と、前記曝気槽内に空気を供給する複数のオンオフ制御式ブロアと、前記曝気槽内に空気を供給するインバータ制御式ブロアと、制御器とを備える。前記制御器は、前記測定器によって測定された溶存酸素濃度に基づいて、前記曝気槽内の汚水の溶存酸素濃度が目標溶存酸素濃度になるように、前記複数のオンオフ制御式ブロアを動作させる個数と前記インバータ制御式ブロアの回転数とを制御する。
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記制御器は、前記インバータ制御式ブロアを最大回転数で継続動作させた時間が規定時間を超えたときに、前記複数のオンオフ制御式ブロアを動作させる個数を増加させ、前記インバータ制御式ブロアを最小回転数で継続動作させた時間が規定時間を超えたときに、前記複数のオンオフ制御式ブロアを動作させる個数を減少させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、複数台のブロアを必要とするような大型の曝気槽を曝気する設備において、低コストで曝気制御の最適化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な実施形態の曝気設備を模式的に示す図である。本発明の好適な実施形態の曝気設備１００は、汚水２０を一時的に滞留させる曝気槽１０を備えている。曝気槽１０には、例えば、工場設備からポート１２を通して生産設備からの排水（汚水）が供給される。この汚水には、有機物が含まれる。曝気槽１０で曝気された水（曝気水）は、典型的には、ポート１４を通して沈殿槽（不図示）に排出される。曝気水には、曝気槽１０で生成された活性汚泥が含まれ、この活性汚泥は沈殿槽で沈殿する。沈殿槽の上澄み水が浄化水として下水道等に排出されうる。
【００１２】
曝気設備１００は、更に、曝気槽１０内の汚水２０の溶存酸素濃度を測定する測定器（ＤＯ濃度計）３０と、曝気槽１０内に空気を供給する複数のオンオフ制御式ブロア４２、４４、４６並びに少なくとも１つのインバータ制御式ブロア４８と、ブロア４２、４４、４４、４６を制御することによって汚水２０中の溶存酸素濃度を制御する制御器７０とを備えている。
【００１３】
ブロア４２、４４、４６、４８によって散気管（エアレータ）８０に空気を送り込むことによって曝気槽１０内の汚水２０が曝気される。曝気によって曝気層１０内の汚水２０中の溶存酸素濃度が高まる。
【００１４】
制御器７０は、測定器３０によって測定された溶存酸素濃度（以下、測定ＤＯ値）に基づいて、曝気槽１０内の汚水２０の溶存酸素濃度が目標溶存酸素濃度（以下、目標ＤＯ値）になるように、複数のオンオフ制御式ブロア４２、４４、４６を動作させる個数と、少なくとも１つのインバータ制御式ブロア４８の回転数とを制御する。このような制御によれば、全てのブロアをインバータ制御式ブロアにしなくても汚水２０中の溶存酸素濃度を微調整することができる。したがって、低コストで曝気制御（溶存酸素濃度制御）を最適化することができる。
【００１５】
オンオフ制御式ブロア４２、４４、４６の動作（オンオフ動作）は、主制御器６０がオンオフ制御器（スイッチ）５２、５４、５６に対してオン又はオフを指令することによってなされうる。インバータ制御式ブロア４８の回転数は、主制御器６０が、インバータ制御式ブロア４８の回転数を制御するインバータ５８に対して回転数（周波数）を指令することによってなされうる。ここで、主制御器６０は、測定ＤＯ値に基づいて曝気槽１０内の汚水２０の溶存酸素濃度が目標ＤＯ値になるように、オンオフ制御器５２、５４、５６（ブロア４２、４４、４６のオンオフ）及びインバータ５８（ブロア４８の回転数）を制御する。ここで、典型的には、オンオフ制御式ブロア４２、４４、４６に優先順位が定められて、オンオフ制御式ブロア４２、４４、４６のうち動作させるべきブロアの個数と優先順位によって動作させるべきブロアが決定される。
【００１６】
図２は、図１に示す曝気設備１００における制御器７０による曝気制御（溶存酸素濃度制御）を模式的に示す図である。図２の横軸は時間、縦軸はブロアによる曝気槽１０への空気供給量を示している。また、図２において、"１"は第１ブロア（オンオフ制御式）４２、"２"は第２ブロア（オンオフ制御式）４４、"３"は第３ブロア（オンオフ制御式）４６、"４"は第４ブロア（インバータ制御式）４８が動作していることを示す。例えば、図２において、"１＋４"が付された区間では、第１ブロア（オンオフ制御式）４２が動作するとともに、第４ブロア（インバータ制御式）４８が主制御器６０によって指示された回転数（出力）で動作していることを示す。
【００１７】
図２において、"酸素不足"が付された区間は、測定ＤＯ値が目標ＤＯ値より小さい区間（すなわち、空気供給量を増加させるべき区間）を示している。図２において、"適正"が付された区間は、測定ＤＯ値が目標ＤＯ値に一致している区間（すなわち、空気供給量を維持すべき区間）を示している。図２において、"酸素過剰"が付された区間は、測定ＤＯ値が目標ＤＯ値より大きい区間（すなわち、空気供給量を減少させるべき区間）を示している。
【００１８】
図２に示す例では、まず、第４ブロア（インバータ制御式）４８を起動し、最大回転数まで徐々に回転数を増加させている（区間Ａ）。そして、第４ブロア（インバータ制御式）４８を最大回転数で継続動作させた時間が規定時間Ｔを超えたら（すなわち、第４ブロア（インバータ制御式）４８のみでは空気供給量が不十分な場合）、第１ブロア（オンオフ制御式）４２を起動する（区間Ｂ）。
【００１９】
更に、区間Ｂにおいて第４ブロア（インバータ制御式）４８を最大回転数で継続動作させた時間が規定時間Ｔを超えたら（すなわち、依然として空気供給量が不足している場合）、第２ブロア（オンオフ制御式）４４を起動する（区間Ｃ）。
【００２０】
更に、区間Ｃにおいて第４ブロア（インバータ制御式）４８を最大回転数で継続動作させた時間が規定時間Ｔを超えたら（すなわち、依然として空気供給量が不足している場合）、第３ブロア（オンオフ制御式）４６を起動する（区間Ｄ）。
【００２１】
このようにして、制御器７０は、第４ブロア（インバータ制御式）４８を最大回転数で継続動作させた時間が規定時間Ｔを超える度に、第１〜第３ブロア（オンオフ制御式）４２、４４、４６のうち動作させるブロアの個数を増やす。
【００２２】
図２に示す例では、区間Ｄの初期の区間では、測定ＤＯ値が目標ＤＯ値に一致していて（"適正"）、その後に、測定ＤＯ値が目標ＤＯ値よりも大きくなっている（"酸素過剰"）。そのために、第４ブロア（インバータ制御式）４８の回転数が最小回転数まで落とされている。
【００２３】
区間Ｄにおいて第４ブロア（インバータ制御式）４８を最小回転数で継続動作させた時間が規定時間Ｔを超えたら（すなわち、空気供給量が過剰な場合）は、第３ブロア（オンオフ制御式）４６を停止させる（区間Ｅ）。
【００２４】
このようにして、制御器７０は、第４ブロア（インバータ制御式）４８を最小回転数で継続動作させた時間が規定時間Ｔを超える度に、第１〜第３ブロア（オンオフ制御式）４２、４４、４６のうち動作させるブロアの個数を減らす。
【００２５】
以上のように、規定時間Ｔを経た後に第１〜第３ブロア（オンオフ制御式）４２、４４、４６の動作数を変更（増減）することによって制御量（溶存酸素濃度）のハンチングを防止することができる。
【００２６】
図２に示す例では、区間Ｅにおいて、第１ブロア（オンオフ制御式）４２及び第２ブロア（オンオフ制御式）４４が動作した状態で、測定ＤＯ値と目標ＤＯ値とが一致するように第４ブロア（インバータ制御式）４８の回転数が制御されている。
【００２７】
なお、第３ブロア（オンオフ制御式）４６を停止させる場合には、それに同期して第４ブロア（インバータ制御式）４８の回転数を高めても良い。同様に、第１ブロア（オンオフ制御式）４２、第２ブロア（オンオフ制御式）４４を停止させる場合にも、それに同期して第４ブロア（インバータ制御式）４８の回転数を高めても良い。
【００２８】
上記の規定時間Ｔは、曝気設備１００におけるフィードバック制御系の時定数を考慮して決定されうる。時定数は、オンオフ制御式ブロア４２、４４、４６のオンオフに対する溶存酸素濃度の変化の遅れ時間、及び、インバータ制御式ブロア４８の回転数制御に対する溶存酸素濃度の変化の遅れ時間として評価されうる。
【００２９】
なお、インバータ制御式ブロアを２台以上備えた場合には、空気供給量の微調整幅が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好適な実施形態の曝気設備を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す曝気設備１００における曝気制御（溶存酸素濃度制御）を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  曝気槽
２０  汚水
３０  測定器
４２、４４、４６  オンオフ制御式ブロア
４８  インバータ制御式ブロア
５２、５４、５６  オンオフ制御器（スイッチ）
５８  インバータ
６０  主制御器
７０  制御器
８０  散気管（エアレータ）
【図１】
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【図２】
2007105664.tif 000004