(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽に配設した溶存酸素（ＤＯ）センサー又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサーによる計測値を制御因子として、曝気槽内に溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを制御する汚水中のリン除去方法において、溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を制御因子として曝気機を間欠的に自動運転するとともに、該曝気機の運転時間中、凝集剤の１日当たりの必要量を均等に添加するように薬注ポンプを前記曝気機の運転と連動させて運転することを特徴とする汚水中のリン除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水中のリン除去方法に関し、特に、流入汚水量や流入リン濃度が時刻によって大きく変動する小規模汚水処理施設において、好気性処理を行う処理槽内に流入する下水等の有機性汚水中の溶解性リンを除去するために、無機系の凝集剤を添加して、不溶性のリンを凝集し、沈殿、除去するようにした汚水中のリン除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
汚水処理場や下水処理場に流入する下水、屎尿、産業排水等の汚水中には、有機性汚濁物質と汚水に溶解したリン等が含まれている。
この有機性汚濁物質、溶解性リンを除去するために、反応槽内において活性汚泥を馴養しながら有機性物質の好気性分解処理を促進させるとともに、溶解性リンを除去するために凝集剤を添加している。
この溶解性リンを除去のための凝集剤の添加方法を大別すると、
（１）薬注ポンプをタイマー運転等により一定量の凝集剤を注入する定量注入方法
（２）放流流量計の指示値により薬注ポンプを連動運転する流量比例制御方法
（３）反応槽にｐＨセンサーを配設して、その信号値によって薬注ポンプを運転するフィードバック制御方法
等が、一般的に採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の汚水中のリン除去方法において用いられる薬注ポンプの運転制御方法に以下の問題点があった。
（１）定量注入方法の場合、１日当たりの凝集剤添加量を一定量とする方法であるため、汚水流入量に日変動がある場合は、汚水量に対する注入率が変化し、適正な凝集反応ができない。
（２）流量比例制御方法の場合、定量注入方法に比べ、ある程度、適正な注入率でリンを除去できるが、雨水や不明水が侵入して、汚水の濃度が変わる場合には適正な注入率で運転できない。
（３）フィードバック制御方法の場合、凝集剤を添加することにより変化する化学的項目を主に検知して、凝集剤の添加量を調整する方法であり、通常はｐＨが制御因子として用いられることが多い。凝集剤としては鉄系又はアルミ系の無機凝集剤が用いられるが、添加量が少ない場合、ｐＨが高く、添加量が多い場合はｐＨが低くなる現象を応用して薬注ポンプを制御しているので、ｐＨの高低は汚水流入量に影響するため、汚水濃度が変化する場合は適正な注入率の運転ができない。
【０００４】
本発明は、上記従来の汚水中のリン除去方法の有する問題点を解決し、汚水流入量やリンの流入濃度の変動に対応して、薬注ポンプの運転時間を制御し、流入汚水量に対して常に最適な凝集剤の添加量となるよう調整することができる汚水中のリン除去方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の汚水中のリン除去方法は、曝気槽に配設した溶存酸素（ＤＯ）センサー又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサーによる計測値を制御因子として、曝気槽内に溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを制御する汚水中のリン除去方法において、溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を制御因子として曝気機を間欠的に自動運転するとともに、該曝気機の運転時間中、凝集剤の１日当たりの必要量を均等に添加するように薬注ポンプを前記曝気機の運転と連動させて運転することを特徴とする。
【０００６】
この汚水中のリン除去方法においては、曝気槽内に流入する汚水に対して溶存酸素（ＤＯ）センサー又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサーにて溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を計測し、その計測値を制御因子として曝気機を間欠的に自動運転するとともに、該曝気機の運転時間中、凝集剤の１日当たりの必要量を均等に添加するように薬注ポンプを前記曝気機の運転と連動させて運転するようにしているので、流入する汚水の負荷変動に対して凝集剤の添加量を制御できるため、リン除去を安定して行うことができる。
【０００７】
そして、溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を制御因子として曝気機を自動運転して、該曝気機の運転時間中、凝集剤の１日当たりの必要量を均等に添加するように薬注ポンプを運転することにより、薬注ポンプにて曝気槽内に注入される凝集剤は、運転されている曝気機によって、汚水と急速に撹拌して均一に混合して、リン除去を最小限の凝集剤で以て安定して行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の汚水中のリン除去方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に、オキシデーションデイッチ法（ＯＤ法）により窒素及び溶解性リンを同時に除去するようにした汚水の処理設備を示す。
【００１０】
汚水の処理設備を構成する曝気槽１は、円形の無終端水路１１を構成するようにされており、この無終端水路１１内に、１台又は２台以上の曝気機３を設置し、流入する汚水を曝気機３を駆動することにより、攪拌曝気をして好気処理を行った後、曝気槽１の中心部に配設した最終沈殿槽２に被処理水を導入して、最終沈殿槽２内にて汚泥と上澄水との固液分離を行うように構成している。
【００１１】
これにより、汚水中の有機性物質は、汚水中に送り込まれる空気及び活性汚泥と接触して生物反応が促進され、好気処理される。
【００１２】
この場合において、汚水中の窒素除去を行うため、曝気槽１内の無終端水路１１には、変換器を備えた自動制御盤７に回路４１を介して接続された溶存酸素（ＤＯ）センサー又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサー４を配設し、この溶存酸素（ＤＯ）センサー又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサー４にて検出した検出信号を自動制御盤７に送信するようにする。
そして、曝気槽１内に配設された曝気機３は、自動制御盤７に回路３１を介して接続されており、溶存酸素（ＤＯ）又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサー４にて検出した溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）に基づいて、自動制御盤７から発せられる運転指示信号により曝気機３を間欠的に運転するようにし、流入する汚水の負荷変動に応じて、汚水の好気処理と嫌気処理を繰り返して行うようにする。
【００１３】
ところで、曝気槽１には、溶解性リンを凝縮して除去するための凝集剤を注入するための薬注ポンプ５と薬液タンク６とを備えるようにし、薬注ポンプ５は、自動制御盤７に回路５１を介して接続されており、溶存酸素（ＤＯ）又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサー４にて検出した溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）に基づいて、自動制御盤７から発せられる運転指示信号により薬注ポンプ５を間欠的に運転するようにし、流入する汚水の負荷変動に応じて、凝集剤供給管５２及びノズル５３を介して曝気槽１内に所定量の凝集剤を注入するようにする。
なお、薬注ポンプ５と薬液タンク６を接続する凝集剤供給管５２には、必要に応じて、バルブ８を配設するようにする。
【００１４】
例えば、溶存酸素値（ＤＯ値）に基づいて曝気機３の運転をフィードバック制御する場合、溶存酸素値（ＤＯ値）の設定値は、自動制御盤７の設定器により設定されるが、好気処理の終点を検知するための設定値は、１ｍｇ／Ｌあるいはそれ以下とし、この設定値に達すると、曝気機３を停止して嫌気処理を行うようにする（参考例）。
オキシデーションデイッチ法（ＯＤ法）においては、曝気槽１への汚水の流入は、通常、図２に示すように、連続的で、かつ流入量は時間帯によって大きく変化するため、流入負荷が高い時間帯は、曝気槽１内の活性汚泥微生物の酸素消費量が多くなって、溶存酸素値（ＤＯ値）が上がりにくく、曝気時間が長くなり、逆に、流入量が少ない時や、汚水濃度が薄いときは曝気時間が短くなる。
【００１５】
一般に、汚水中のリン濃度が、有機物濃度やケルダール性窒素濃度と正の相関関係にあり、また、生活排水の場合、通常、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐの濃度比は、１００：４０：５程度であり、一方、曝気槽１の溶存酸素値（ＤＯ値）や酸化還元電位値（ＯＲＰ値）は、リンの凝集反応とは直接的には無関係で、凝集剤を添加してもその影響を受けず、さらに、これらの因子は、汚水中の有機物やケルダール性窒素の処理状況をよく検知できる因子でもある。
このため、これらの因子を指標として、間接的にリンの流入負荷変動を知ることができる。すなわち、曝気槽１の有機物濃度やケルダール性窒素濃度が高い間は、流入リン量が多いと考えられる。
このことから、曝気時間が長く、有機性汚水が高負荷の時には、リンの流入量も比例的に多くなると考えられるので、薬注ポンプ５の運転時間を長くすることにより、流入リン濃度に対応した凝集剤の添加を行うことができるものとなる。
したがって、例えば、溶存酸素値（ＤＯ値）に基づいて曝気機３の運転をフィードバック制御する場合の曝気機３の運転時間は、有機性汚水や窒素の負荷量を表すとともに、リンの負荷量を表すことにもなるので、曝気機３の運転時間に連動して薬注ポンプ５を運転すれば、リンの流入負荷量に追従して、一定の注入率で薬注タンク６から凝集剤を汚水中に添加することができるものとなる。
【００１６】
次に、本発明の汚水中のリン除去方法の一実施例を、図２に示す、１日当たり２００ｍ３の汚水を処理する小規模汚水処理場における曝気機３、薬注ポンプ５等の機器の運転方法に基づいて説明する。
図２に示すように、処理場に流入する汚水量は、１日当たり２００ｍ３であり、時刻によって、汚水量及び汚水濃度が大きく変化している。
午前の炊飯時と午後の炊飯時には、流入汚水量は増加し、かつその汚水濃度も増加しており、その処理のために、曝気機３は、溶存酸素値（ＤＯ値）制御運転で、図示のように間欠的に、１日に１５時間運転して、汚水の好気処理と嫌気処理を繰り返して行い、汚水中の有機物と窒素の処理を行うようにする。
【００１７】
曝気機３の溶存酸素値（ＤＯ値）制御運転では、流入汚水量が多い時間帯や高濃度汚水の流入時間帯には、曝気機３の運転による曝気時間が長く、流入負荷量が少ない時間帯には曝気時間が短くなっている。
このような処理状況において、溶解性リンを効率よく除去するために、負荷変動に追従して薬注ポンプ５を運転して薬注タンク６から、薬注ポンプ５、凝集剤供給管５２及びノズル５３を介して凝集剤を汚水中に添加するようにする。
この場合、凝集剤の添加量は、処理水として系外へ持出されるリン総量に対して、凝集剤の理論的な化学反応量や経験値から決定できる。
例えば、鉄系の凝集剤の場合、リンを処理するために必要な鉄のモル比は、理論的には、１：１であることが知られている。
【００１８】
図２に示す実施例において、凝集剤の必要量が、１日当たり１０Ｌであるとすると、薬注ポンプ５の運転時間を曝気機３と連動的に１５時間運転し、１５時間で１０Ｌの凝集剤が添加できるように、薬注ポンプ５の速度を１１．１ｍＬ／分に設定する。この速度設定は、凝集剤の添加開始時期に一度行えば、通常、変更の必要はないが、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐのバランスが大きく変化した場合にのみ再設定する必要がある。
【００１９】
このようにすることにより、流入汚水量や流入リン濃度が変化しても、溶存酸素値（ＤＯ値）や酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を測定することにより間接的にリン負荷量を検知でき、その制御因子によって自動運転される曝気機の運転時間に凝集剤の添加時間を同調させれば、リン負荷量に追従して凝集剤の添加量を増減することができる。
【００２０】
なお、曝気機３とは異なる設定値によって、薬注ポンプ５の停止を曝気機３の停止よりも早め、曝気機３の運転時間にほぼ比例した時間だけ薬注ポンプ５を運転することも可能である。
さらに、曝気機３の近傍に凝集剤を添加することにより、曝気機３の撹拌水流を利用して急速に撹拌できるため、不溶性のリン酸塩を急速に生成して溶解性リンを除去することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の汚水中のリン除去方法によれば、曝気槽内に流入する汚水に対して溶存酸素（ＤＯ）センサー又は酸化還元電位（ＯＲＰ）センサーにて溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を計測し、その計測値を制御因子として曝気機を間欠的に自動運転するとともに、該曝気機の運転時間中、凝集剤の１日当たりの必要量を均等に添加するように薬注ポンプを前記曝気機の運転と連動させて運転するようにしているので、流入する汚水の負荷変動に対して凝集剤の添加量を制御できるため、リン除去を安定して行うことができる。
また、凝集剤の過剰添加を防止できるため、処理障害などの心配がなく、薬剤費の低減を図ることができる。
【００２２】
そして、溶存酸素値（ＤＯ値）又は酸化還元電位値（ＯＲＰ値）を制御因子として曝気機を自動運転して、該曝気機の運転時間中、凝集剤の１日当たりの必要量を均等に添加するように薬注ポンプを運転することにより、薬注ポンプにて曝気槽内に注入される凝集剤は、運転されている曝気機によって、汚水と急速に撹拌して均一に混合して、リン除去を最小限の凝集剤で以て安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の汚水中のリン除去方法を実施する汚水の処理設備を示す平面図である。
【図２】  本発明の汚水中のリン除去方法における曝気機の運転方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  曝気槽
２  最終沈殿槽
３  曝気機
４  溶存酸素（ＤＯ）センサー（酸化還元電位（ＯＲＰ）センサー）
５  薬注ポンプ
６  薬注タンク
７  自動制御盤
８  バルブ
【図１】
0004101349.tif 000002
【図２】
0004101349.tif 000003