(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水処理プロセスの最初沈殿池であって、前記最初沈殿池はその上部から下部にわたって複数の沈殿池を有するとともに、前記最初沈殿池には、前記沈殿池にそれぞれ対応して消毒剤を注入する複数の消毒剤注入用バルブおよび簡易処理水と一次処理水とに分流する複数の仕切り板を設け、
前記複数の消毒剤注入用バルブは、任意の前記消毒剤注入用バルブの作動によって、当該消毒剤注入用バルブより上部の沈殿池には消毒剤を注入せず、下部の沈殿池に消毒剤を注入し、前記複数の仕切り板は、任意の前記仕切り板の作動によって、当該仕切り板より上部の沈殿池は一次処理水として、下部の沈殿池は簡易処理水として分流する機能を有し、
前記最初沈殿池に流入する流入下水流量から前記複数の沈殿池のうち簡易処理対象となる沈殿池数を演算し、該演算値に基づいて前記最初沈殿池の該当する沈殿池に対応する前記消毒剤注入用バルブを操作して消毒剤を注入すると同時に前記仕切り板を操作して簡易処理水を分流することを特徴とする簡易処理水の消毒剤注入制御方式。
【請求項２】
請求項１において、前記下水処理プロセスは消毒設備を有し、消毒剤の注入は前記最初沈殿池の入口付近とし、前記最初沈殿池と前記消毒設備までの距離を長くすることを特徴とする簡易処理水の消毒剤注入制御方式。
【請求項３】
請求項１において、前記最初沈殿池から分流した簡易処理水の水質を測定し、該測定値に基づいて前記最初沈殿池に注入する消毒剤注入量を演算することを特徴とする簡易処理水の消毒剤注入制御方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水道の簡易処理対象水に消毒剤を注入する簡易処理水の消毒剤注入制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水処理場では、下水を沈砂池等で前処理行った後、最初沈殿池、生物反応槽、最終沈殿池、消毒設備を経て河川等の公共用水域に放流される（二次処理水）。しかし、生物反応槽において処理される水量には限界があり、大雨などにより許容水量を越えた場合には、生物反応槽、最終沈殿池を通さず、最初沈殿池から消毒設備を経て放流されている（簡易処理水）。
消毒剤の注入する方法は、二次処理水、簡易処理水ともに一定注入等で運用しており、特に注入量に関して水質制御は行っていない。
塩素注入量は、簡易処理水の場合２〜８ｍｇ／Ｌ、二次処理水の場合１〜５ｍｇ／Ｌ程度である（下水道維持管理指針による。）。
消毒剤に使用される薬剤は、設備の規模等にもよるが、種々あるもののうち塩素が最も多く使用されている。塩素は、殺菌作用は非常に強いが、人体に対する影響が大きいため、種々の法規的な制約があり、その取り扱いには有資格者が必要である。そのため、近年では漏えい時に危険の少ない等の安全性と取り扱い性に優れている塩素化合物の使用が増加している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の簡易処理水の消毒は、消毒設備で消毒剤を注入後、公共用水域へ放流されるため、消毒剤の接触時間が短い。そのため、多量の消毒剤を注入する必要があり、不経済である。
また、消毒剤は、一定注入等により運用しているため、水質変動時には適正な水質を得ることができない、という課題もある。
【０００４】
本発明の課題は、簡易処理水の消毒剤の接触時間が長く、水質変動時には適正な消毒剤を注入するに好適な簡易処理水の消毒剤注入制御方式を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、下水処理プロセスの最初沈殿池であって、最初沈殿池はその上部から下部にわたって複数の沈殿池を有するとともに、最初沈殿池には、複数の沈殿池にそれぞれ対応して消毒剤を注入する複数の消毒剤注入用バルブおよび簡易処理水と一次処理水とに分流する複数の仕切り板を設け、
複数の消毒剤注入用バルブは、任意の消毒剤注入用バルブの作動によって、当該消毒剤注入用バルブより上部の沈殿池には消毒剤を注入せず、下部の沈殿池に消毒剤を注入し、複数の仕切り板は、任意の仕切り板の作動によって、当該仕切り板より上部の沈殿池は一次処理水として、下部の沈殿池は簡易処理水として分流する機能を有し、
最初沈殿池に流入する流入下水流量から複数の沈殿池のうち簡易処理対象となる沈殿池数を演算し、該演算値に基づいて最初沈殿池の該当する沈殿池に対応する消毒剤注入用バルブを操作して消毒剤を注入すると同時に仕切り板を操作して簡易処理水を分流する。
ここで、下水処理プロセスは消毒設備を有し、消毒剤の注入は最初沈殿池の入口付近とし、最初沈殿池と消毒設備までの距離を長くする。
ここで、最初沈殿池から分流した簡易処理水の水質を測定し、該測定値に基づいて最初沈殿池に注入する消毒剤注入量を演算する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１により説明する。
図１は、本発明の一実施形態による簡易処理水の消毒剤注入制御方式を示す。なお、図１は、本発明の簡易処理水の消毒剤注入制御方式を汚水と雨水を同一の管で収集、処理を行う合流式下水道に適用した一例である。
図１において、下水処理プロセスは、主として最初沈殿池１０、生物反応槽２０、最終沈殿池３０、消毒設備４０から構成される。
最初沈殿池１０は、消毒剤注入用バルブ１１（１〜６）、沈殿池１０（１〜９）、仕切り板１２（１〜６）から構成され、この場合、消毒剤の注入を最初沈殿池１０の入口付近とする。
合流水は、最初沈殿池１０の入口から沈殿池１０（１〜９）に流入し、最初沈殿池１０の出口から仕切り板１２により分流し、流出される。この際、最初沈殿池１０の出口から流出される合流水は、仕切り板１２により、一次処理水として生物反応槽２０と簡易処理水として直接消毒設備４０に行くルートに分割される。
生物反応槽２０に分流した一次処理水は、最終沈殿池３０を経て消毒設備４０に二次処理水として流入し、最初沈殿池１０から直接消毒設備４０に流入した簡易処理水と合流して処理水として消毒設備４０から流出される。
仕切り板１２により分流された直接消毒設備４０に給水される水（簡易処理水）には、消毒剤注入装置５０から消毒剤注入用バルブ１１の開閉により消毒剤を注入する。この場合、消毒剤の注入は最初沈殿池１０の入口付近であることから、最初沈殿池１０から消毒設備４０までの距離が長くなり、消毒剤の接触時間が長くなる。最初沈殿池１０における合流水と消毒剤の接触時間を長くすることできる。生物反応槽２０に給水される一次処理水には、消毒剤を注入しない。それは消毒剤によって生物反応槽内の微生物に悪影響を及ぼすからである。
【０００７】
ここで、本実施形態の消毒剤注入制御系は、濁度計１、流量計（流入下水（合流水）流量）２、ＣＯＤ計３、流量計（消毒剤注入量）４、残留塩素計５、消毒剤注入制御手段６０からなる。
消毒剤を注入する消毒剤注入用バルブ１１の開閉制御、仕切り板１２の開閉制御は、消毒剤注入制御手段６０により行う。仕切り板１２の開閉は、最初沈殿池１０の入口の合流水を流入下水流量Ｑｉとして流量計２で計測し、この流量Ｑｉを消毒剤注入制御手段６０に入力し、生物反応槽２０で処理不可能な簡易処理対象池数を演算する。図１の例では、仕切り板１２（３）で分流しており、沈殿池１０（１〜５）の水は、一次処理水として生物反応槽２０へ送られ、沈殿池１０（６〜９）の水は、簡易処理水として消毒設備４０へ送られる。消毒剤注入用バルブ１１の開閉も、仕切り板１２と同様であり、図１の例では消毒剤注入用バルブ１１（３）を開くことにより、沈殿池１０（６〜９）のみ消毒剤を注入する。
このとき合流水は、常に沈殿池１０（１〜９）に流入しているので、消毒剤注入用バルブ１１（３）から注入される消毒剤が沈殿池１０（１〜５）内に混入することはないが、逆止弁等設置しておいた方がよい。
また、消毒剤注入制御手段６０は、流入下水流量Ｑｉ、合流水の有機物濃度ＣＯＤ、濁度Ｔｕ、簡易処理水の残留塩素濃度ｒｃｌを入力し、消毒剤注入量Ｑｄを演算する。ここで、流入下水流量Ｑｉは流量計２、有機物濃度ＣＯＤはＣＯＤ計３、濁度Ｔｕは濁度計１、残留塩素濃度ｒｃｌは残留塩素計５からそれぞれ計測される。
消毒剤注入制御手段６０で演算された消毒剤注入量Ｑｄにより消毒剤注入装置５０から相当量の消毒剤が消毒剤注入用バルブ１１へと注入される。その際、消毒剤注入装置５０の注入誤差を考慮するため、消毒剤注入装置５０の出口の流量計４より実際に注入された消毒剤注入量Ｑｄ’を消毒剤注入装置５０の入口にフィードバックさせ、消毒剤注入装置５０の性能によって生ずる誤差を解消するように考慮した。
【０００８】
図２に、消毒剤注入制御手段６０の実行フローを示す。実行フロー開始後、はじめに簡易処理対象池数演算７０を行う。これにより消毒剤注入用バルブ１１の開閉、仕切り板１２の開閉を行う。次に、消毒剤注入量演算８０を行う。これにより消毒剤注入装置５０の注入量を決定する。
簡易処理対象池数演算７０では、流量計２の計測値である流入下水流量Ｑｉ、最初沈殿池１０の全池数Ｎｃ（図１の例では９池）、高級処理計画水量Ｑ*（生物反応槽で処理可能な水量）から簡易処理対象池数Ｎを式（１）により演算する。
Ｎ＝Ｎｃ（Ｑｉ−Ｑ*）／Ｑｉ                    （１）
これにより消毒剤注入用バルブ１１の開閉、仕切り板１２の開閉対象の池を決定する。
消毒剤注入量演算８０では、濁度計１、流量計２、ＣＯＤ計３、残留塩素計５の計測値である流入下水濁度Ｔｕ、流入下水流量Ｑｉ、有機物濃度ＣＯＤ、残留塩素ｒｃｌ及び流入下水流量Ｑｉより算出される沈殿池接触時間Ｔｄ、残留塩素目標値Ｒｃｌを用い、まず、残留塩素偏差ΔＣｌを式（２）によりを算出する。
ΔＣｌ（＝Ｒｃｌ−ｒｃｌ）                     （２）
次に、有機物ＣＯＤ、濁度Ｔｕ、沈殿池接触時間Ｔｄ、残留塩素偏差ΔＣｌからなる関数ｆ（ＣＯＤ、Ｔｕ、Ｔｄ、ΔＣｌ）から式（３）により消毒剤注入濃度Ｃｄを算出する。
Ｃｄ＝ｆ（ＣＯＤ、Ｔｕ、Ｔｄ、ΔＣｌ）         （３）
ここで、関数ｆの一具体例として、関数ｆ（ＣＯＤ、Ｔｕ、Ｔｄ、ΔＣｌ）＝Ｋ１・ＣＯＤ＋Ｋ２・Ｔｕ＋Ｋ３・Ｔｄ＋Ｋ４・ΔＣｌ（但し、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４は変数）と表わせる。なお、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４は値を調整しながら最適値を決定する。
最後に、消毒剤注入量Ｑｄは式（４）から演算する。
Ｑｄ＝（Ｑｉ−Ｑ*）Ｃｄ                        （４）
以上説明した実施形態は、合流式下水道のへの適用事例で説明したが、本発明は、分流式の汚水管にも適用できる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易処理水の消毒剤の接触時間を長くすることができ、水質変動時にも適正な消毒剤注入を行うことができるので、消毒剤の使用量の削減による経済性が向上するとともに、放流水質を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による簡易処理水の消毒剤注入制御方式を示す構成図
【図２】本発明の消毒剤注入制御実行フロー図
【符号の説明】
１…濁度計、２…流量計（流入下水流量）、３…ＣＯＤ計、４…流量計（消毒剤注入量）、５…残留塩素計、１０…最初沈殿池、１１…消毒剤注入用バルブ、１２…仕切り板、２０…生物反応槽、３０…最終沈殿池、４０…消毒設備、５０…消毒剤注入装置、６０…消毒剤注入制御手段、７０…簡易処理対象池数演算、８０…消毒剤注入量演算
【図１】
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【図２】
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