【手続補正書】
【提出日】平成25年7月22日(2013.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
同じような効果が得られる方式として、例えば、好気槽３、無酸素槽２、再曝気槽、沈殿池４の順で窒素含有排水を通水する内生硝化脱窒法もある。この場合、好気槽３では、散気装置１２から供給される酸素によりアンモニア性窒素が硝化され、無酸素槽２では、活性汚泥中に吸着蓄積された有機物成分を水素供与体として脱窒が行われる。排水中の有機物濃度が低い場合、もしくは排水が無機性の場合は、外部から無酸素槽２に水素供与体を添加することにより脱窒が進められる。
また、窒素とリンを含有する排水の場合には、窒素、リン同時除去方法が用いられる。  例えば、嫌気槽、無酸素槽２、好気槽３の順で窒素含有排水を通水する嫌気―無酸素―好気法などである。
これらの窒素含有排水を生物学的に処理する施設では、窒素含有排水中に含まれるアンモニア性窒素を硝化するために、好気槽３において酸素含有気体の曝気を行っており、曝気風量は、曝気風量一定制御、もしくは流入水量比例制御、又は溶存酸素濃度（以下、ＤＯと称す）一定制御などによって制御されているのが一般的である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
好気槽へ流入する流入水のアンモニア性窒素濃度（Ｃ１）と、好気槽最後部区画における目標アンモニア性窒素濃度（ＳＶＮＨ４）から前述の（５）式を用いて、好気槽最後部区画における目標アンモニア性窒素濃度（ＳＶＮＨ４）を実現するために必要な目標硝化速度（ＳＶｄＳＮＨ４／ｄｔ）を求める。
計算した目標硝化速度（ＳＶｄＳＮＨ４／ｄｔ）、定数Ｋの値、目標アンモニア性窒素濃度（ＳＶＳＮＨ４）を前述の（６）式に代入し、ＳＶＤＯを求める。
以上の計算を溶存酸素・曝気風量演算装置２２にて行い、目標アンモニア性窒素濃度を実現するために必要なＤＯ設定制御のＳＶＤＯもしくは曝気風量を演算し、演算されたＳＶＤＯもしくは曝気風量から求められる制御信号を、ＳＶＤＯよりも測定されたＤＯが高い場合には曝気風量を減らし、低い場合には曝気風量を増やす制御を行う溶存酸素制御手段１４へ送る。
硝化速度演算装置２１と溶存酸素・曝気風量演算装置２２と溶存酸素制御手段１４により、ＤＯ設定制御手段が構築されており、計算されたＳＶＤＯに基づき、好気槽３のＤＯは制御される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
以下に本発明を用いて施設を制御した例を示す。
実施例１
嫌気−無酸素−好気法のパイロットプラントにおける実施例を示す。本実施例は、本発明の方法にて制御した結果である。
図６及び図７に水温条件の異なる時期での制御状況を示す。
本処理設備は、嫌気槽１槽（０．６５ｍ３）、無酸素槽２槽（０．９６ｍ３×２）、好気槽３槽（０．９６ｍ３×３）からなり、流入水量８．２５ｍ３／ｄ、硝化液循環率は流入水量に対して１５０％、汚泥返送率は流入水量に対して５０％で運転されているＨＲＴ１５．９時間の嫌気−無酸素−好気法のパイロットプラントである。
図７の６／１５  １０：００を例にとって計算する。無酸素槽２区画目のアンモニア性窒素濃度が４．８ｍｇ／Ｌ、好気槽１区画目のアンモニア性窒素濃度が３．６ｍｇ／Ｌのとき、好気槽１区画目の滞留時間は０．９３ｈｒであった。（１）式により、好気槽１区画目の硝化速度は１．３ｍｇ／Ｌ・ｈｒとなった。このとき、好気槽１区画目のＤＯは、０．１２ｍｇ／Ｌであった。前述の（４）式の溶存酸素の飽和定数Ｋｏ２を０．６０、アンモニア性窒素の飽和定数を０．４５としたとき、（４）式により定数Ｋは８．８ｈｒ−１と計算される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
処理水の目標アンモニア性窒素濃度を０．５ｍｇ／Ｌとすると、（５）式に無酸素槽２区画目のアンモニア性窒素濃度４．８ｍｇ／Ｌと目標アンモニア性窒素濃度０．５ｍｇ／Ｌと好気槽全体の滞留時間２．８ｈｒを代入して目標硝化速度１．５ｍｇ／Ｌ・ｈｒが計算される。計算された目標硝化速度を（６）式に代入し、目標溶存酸素濃度ＳＶＤＯ０．３ｍｇ／Ｌを得て、ＳＶＤＯを溶存酸素の制御値として制御を行った。なお、実験ではＤＯの制御下限を０．５ｍｇ／Ｌとしたため、実際にはＤＯは０．５ｍｇ／Ｌとして制御されている。これを１時間毎に繰り返した結果を図６及び図７に示す。
本パイロットプラントでは、本発明のＤＯ設定制御（実験系）とＤＯ一定制御（対照系）を比較した。図６のように、水温が１８℃の条件でＤＯは１．０ｍｇ／Ｌを中心に制御され、処理水ＮＨ４−Ｎ濃度も一時的に１．１ｍｇ／Ｌまで上昇するも、ほぼ０．４〜０．５ｍｇ／Ｌであった。このとき曝気風量はＤＯ一定制御（１．５ｍｇ／Ｌ）における日平均風量が８．８ｍ３／ｈだったのに対して、本発明のＤＯ設定制御を実施した場合には７．９ｍ３／ｈであり、本発明のＤＯ設定制御を実施することで、ＤＯ一定制御を実施したときよりも１０％程度曝気風量を低減することができた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
実施例２
次に、実施例１と同じ施設において、本発明の別の方法にて制御した結果を示す。
図８に制御状況を示す。
図８の、６／１２  １３：００を例にとって計算する。好気槽１区画目のアンモニア性窒素濃度が３．６ｍｇ／Ｌ、好気槽２区画目のアンモニア性窒素濃度が１．９ｍｇ／Ｌのとき、好気槽２区画目の滞留時間は０．９３ｈｒであった。（１）式により、好気槽２区画目の硝化速度は１．８ｍｇ／Ｌ・ｈｒとなった。このとき、好気槽２区画目のＤＯは０．２６ｍｇ／Ｌであった。前述の（４）式の溶存酸素の飽和定数Ｋｏ２を０．６０、アンモニア性窒素の飽和定数を０．４５としたとき、（４）式により定数Ｋは７．５ｈｒ−１と計算される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
処理水の目標アンモニア性窒素濃度を０．５ｍｇ／Ｌとすると、（５）式に、好気槽１区画目のアンモニア性窒素濃度３．６ｍｇ／Ｌと、目標アンモニア性窒素濃度０．５ｍｇ／Ｌと、好気槽全体の滞留時間２．８ｈｒを代入して、目標硝化速度１．１ｍｇ／Ｌ・ｈｒが計算される。計算された目標硝化速度を（６）式に代入し、目標溶存酸素濃度ＳＶＤＯ０．２３ｍｇ／Ｌを得て、ＳＶＤＯを溶存酸素の制御値として制御を行った。これを１時間毎に繰り返した結果を図８に示す。
本処理施設では、本発明のＤＯ設定制御（実験系）とＤＯ一定制御（対照系）を比較した。
図８に示すように、水温２３℃の条件で、ＤＯは０．５〜１．０ｍｇ／Ｌで制御され、処理水ＮＨ４−Ｎも０．１〜０．６ｍｇ／Ｌで制御されており、曝気風量もＤＯ一定制御の場合が日平均７．２ｍ３／ｈ、本発明のＤＯ設定制御の場合が５．９ｍ３／ｈであり、ＤＯ一定制御を実施したときに比べて１８％程度低減できた。表２にその結果を示す。
【表２】
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【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
１：流入水路、２：無酸素槽、３：好気槽、４：最終沈殿池、５：返送汚泥水路、６：返送汚泥ポンプ、７：循環水路、８：循環ポンプ、９：ブロア、１０：曝気空気管、１１：曝気風量調整弁、１２：散気装置、１３：ＤＯ測定手段、１４：溶存酸素制御手段、１５：余剰汚泥ポンプ、１６：攪拌装置、１７：水温測定手段、１８：アンモニア性窒素濃度測定手段、１９：水量測定手段、２０：流量演算手段、２１：硝化速度演算手段、２２：溶存酸素・曝気風量演算手段、２３：凝集剤添加手段、２５：嫌気槽、２６：再曝気槽、２７：アルカリ剤添加手段