(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気工程を溶存酸素制御している生物反応処理方法において、前記溶存酸素制御による正常運転時の曝気風量を単位時間毎に記録しておき、該溶存酸素制御が正常に機能しなくなった時には、前記の記録した曝気風量の正常に機能しなくなった時までの１日毎に更新して作成した過去数週間又は過去数日間の曝気風量データから、曜日平均又は日平均でパターン化して求めた曝気風量パターンに基づいて曝気風量を制御するバックアップシステムを有することを特徴とする生物反応処理方法。
【請求項２】
前記曝気風量の記録は、１分〜１０分間毎に平均化して行うことを特徴とする請求項１記載の生物反応処理方法。
【請求項３】
前記生物反応処理方法は、生物反応槽内を所要時間ごとに嫌気状態と好気状態とを交互に作りながら汚水を硝化脱窒処理する処理方法であることを特徴とする請求項１又は２記載の生物反応処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物反応処理方法に係り、特に、溶存酸素制御（以下、ＤＯ制御という）している曝気工程のバックアップシステムを有する生物反応処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生物学的汚水処理において、生物反応槽で流入負荷量等に対応した曝気を行うため、曝気風量を適切に制御する技術としては、以下のものが知られている。
（ａ）流入汚水量の変動に応じて曝気風量を調整する技術。
（ｂ）硝化・脱窒速度等から負荷に適した曝気時間を算出する技術。
（ｃ）予め複数の曝気パターンを用意し、流入負荷に応じてパターンを選定する技術。
（ｄ）溶存酸素計とインバータで曝気風量を制御する技術。
前記の溶存酸素計（以下、ＤＯ計と言う）等の計測機器を用いてインバータでブロワ回転数を制御する方法で生物反応槽の曝気風量の適性化を図る場合、システム全体の信頼性を確保するために、ＤＯ計等の計測機器の信頼性を向上させる必要がある。しかし、実際には計測機器の保守点検を確実に実施した場合でも、故障等のトラブルは避けることができない。
【０００３】
従来、計測機器異常時の対応は、発生後に計測機器を交換する方法が一般的であり、機器異常が発生した場合についてまで検討を加えている技術は見当たらず、修復までの対応策に適切なものがないのが現状である。
とりわけ、常駐処理を条件としない小規模処理施設では巡回管理を採用しており、故障時の対応が機器制御を行う場合極めて重要となる。また、この故障の対応方法として考えるべき条件に、小規模な農村の生活排水は曜日毎及び１日のうちの時間毎でも負荷変動が大きいという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑み、計測機器の異常時のバックアップシステムを有したＤＯ制御による生物反応処理方法を提供することを課題とする。
【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、本発明では、曝気工程を溶存酸素制御している生物反応処理方法において、前記溶存酸素制御による正常運転時の曝気風量を単位時間毎に記録しておき、該溶存酸素制御が正常に機能しなくなった時には、前記の記録した曝気風量の正常に機能しなくなった時までの１日毎に更新して作成した過去数週間又は過去数日間の曝気風量データから、曜日平均又は日平均でパターン化して求めた曝気風量パターンに基づいて曝気風量を制御するバックアップシステムを有することとしたものである。
前記生物反応処理方法において、曝気風量の記録は、１分〜１０分間毎に平均化して行うのがよい。
【０００６】
また、本発明の生物反応処理方法は、生物反応槽内を所要時間ごとに嫌気状態と好気状態とを交互に作りながら汚水を硝化脱窒処理する処理方法に適用するのが最も有効であるが、ＤＯ制御を行う生物反応処理方法であれば、何れの方法でも適用可能である。
前記の溶存酸素制御が正常に機能しなくなった時とは、ＤＯ計が異常の時、ＤＯ計の保守点検時、停電復帰時等である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
上記のように、本発明では、流入負荷量や水温によって変化する曝気風量を最適にする目的で、曝気槽をＤＯ制御する場合、計測機器等の制御異常が発生し正常な制御が行えなくなった時にバックアップするシステムを有する生物反応処理方法である。
すなわち、コンピュータで、ＤＯ制御が正常に機能している時の曝気風量を、曜日毎に変動がある場合は各曜日を時刻毎に、曜日毎の変動が少なく１日の時間毎の変動のみを考える場合は時刻毎に統計処理し、曝気風量パターンを作成及び記憶させ、ＤＯ制御に異常が発生した場合にバックアップ用として再現するものである。曝気風量パターンは、直近の運転条件を再現させるため、過去数週間あるいは数日間のデータで求める。
なお、ＤＯ計は自己診断機能付きものを設置し、異常が発生した場合、直ちに自動的にバックアップ運転へ移行させる。
【０００８】
次に、本発明の生物反応処理方法を図面を用いて詳細に説明する。
図１に、本発明の処理方法に適用する処理装置の一例の概略構成図を示す。
図１において、１は流量調整槽、２は生物反応槽で、３は沈殿槽である。下水等の汚水は汚水流入管７より流量調整槽１に流入され、ここで貯留される。貯留された汚水は、所定時間毎に一定時間ポンプ６により、移送管８を通り、生物反応槽２に流入される。
生物反応槽２には、ブロワ５と接続した曝気攪拌機４が設置されており、汚水流入時はブロワ５は閉じられており、攪拌機のみが稼動し嫌気状態を維持して脱窒反応が進行している。一定時間後に汚水の流入を停止し、ブロワ５を稼動させて曝気攪拌して好気状態として硝化反応を進行させる。このとき生物反応槽２にＤＯ計１２を設置し、反応槽２内のＤＯ値によりブロワの曝気量を制御する。
【０００９】
１３はＤＯ値によりブロワの曝気量を制御するためのコンピュータであり、１４はそれを記録するコンピュータ（制御と記録を同一コンピュータで行う場合もある。）である。
生物反応槽２から処理水は、曝気時又は連続的に流出管９から抜き出され、沈殿槽３に流入する。沈殿槽３では活性汚泥が沈降分離され、汚泥返送管１０から生物反応槽２に循環される。一方、汚泥が分離された処理水は１１から排出される。
前記ＤＯ計１２は、それ自体に何らかの異常が発生した場合に、ＤＯ計から直ちに警報が発せされる安全機能を備えた自己診断機能付き、例えば、隔膜の破損（ピンホール）、ケーブルの断線、ケーブルの絶縁不良等により作動する型式のものを用いるのがよい。
また、コンピュータ１４による記録は、ＤＯ制御が正常に機能しているときに、制御コンピュータ１３から送られる曝気風量を１〜１０分単位で平均化し、これを記録して曝気風量をパターン化する。
【００１０】
曝気風量のパターン化は次のように行う。
（１）日平均モード
例えば、嫌気工程と好気工程を１回づつ行う１サイクルが９０分の場合、１６サイクル（２４時間／９０分＝１６）についてパターン化する。
過去数日間（通常１週間）で得られたデータを集計し各時間毎に平均する。
以上の作業で得られた曝気風量パターンを１日毎に更新する。なお、この場合一番古い日のデータは除く。
（２）曜日平均モード
例えば、嫌気工程と好気工程を１回づつ行う１サイクルが９０分の場合、月曜日から日曜日の各曜日の１１２サイクル／週（１６×７日＝１１２）についてパターン化する。
過去数週間（通常４週間）で得られたデータを曜日毎かつ時間毎に集計し平均する。
以上の作業で得られた曝気風量パターンを１日毎に更新する。なお、この場合一番古い日のデータは除く。
なお、立ち上げ時で日数が不足する場合は、便法として得られた日数のみの日平均モードとする。
【００１１】
ＤＯ制御運転に異常が発生した時には、次のように対応する。
（１）ＤＯ計が異常の時
ＤＯ計から警報が出力されると、自動的にバックアップモードに切り替わる。記録コンピュータ１４からのパターン化された数値に基づき制御コンピュータ１３がブロワの回転数を制御する。バックアップシステムの解除はＤＯ制御が正常に回復した後、手動でＤＯ制御モードに切り替える。
（２）ＤＯ計の保守点検時
ＤＯ計を曝気槽から引き上げ、洗浄・校正等を行う場合、バックアップモードに手動で切り替える。ＤＯ計の保守点検が終了し正常に作動していることを確認した後、ＤＯ制御モードに切り替える。
（３）停電復帰の時
停電復帰時は、自動的にバックアップモードに切り替わる。一定時間（通常、３０分程度でＤＯ計が正常に戻る）バックアップモード作動後、自動的にＤＯ制御モードに切り替わる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明で用いるバックアップシステムは、当該処理施設のＤＯ制御に異常が発生する直前まで曝気風量に係わるデータの収集と更新が行われるため、異常時（バックアップ運転時）に再現する曝気風量パターンは、常に最新の負荷状況を反映したものであり、実際に処理すべき流入汚水に十分対応したものとなる。
さらに、本バックアップシステムは、処理施設毎に異なる負荷変動に直ちに対応したバックアップ運転のデータを当該施設の実運転から得る手法を取っていることから、普遍性のあるシステムとなり得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する処理装置の概略構成図。
【符号の説明】
１：流量調整槽、２：生物反応槽、３：沈殿槽、４：曝気攪拌機、５：ブロワ、６：ポンプ、７：流入管、８：移送管、９：流出管、１０：返送管、１１：排出管、１２：ＤＯ計、１３：制御コンピュータ、１４：記録コンピュータ
【図１】
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