(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理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、汚水を、曝気機を自動運転することにより、攪拌、曝気し、好気処理を行い、その後、曝気を予め設定した時間停止して嫌気処理を行うようにするとともに、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、該曝気機の運転時間に合わせて曝気機の好気処理時にのみ予め設定された間欠運転し、曝気機の運転停止後、予め設定された間欠運転のタイムアップを待って薬注ポンプの運転を停止するようにしたことを特徴とする汚水中のリン除去方法。
【請求項２】
処理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、汚水を、曝気機を自動運転することにより、攪拌、曝気し、好気処理を行い、その後、曝気を予め設定した時間停止して嫌気処理を行うようにするとともに、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、該曝気機の運転時間に合わせて曝気機の好気処理時にのみ予め設定された間欠運転し、曝気機の運転停止と同時に、薬注ポンプの運転を停止するようにした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、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、曝気機の運転と関連づけて運転することにより、薬注管の詰まり等を防いで、効果的に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、処理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する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添加する定量添加方法
（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）処理槽に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おいては、以下の問題があった。
（１）定量添加方法の場合、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、汚水量に対する添加率が変化し、適正な凝集反応ができない。
（２）流量比例制御方法の場合、定量添加方法に比べ、ある程度、適正な添加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添加率で運転できない。
（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添加率の運転ができない。
【０００４】
ところで、上記従来の汚水中のリン除去方法の有する問題点に鑑み、本件出願人は、先に、処理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、曝気機を自動運転するとともに、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、曝気機の運転に連動するようにする汚水中のリン除去方法を提案した。
【０００５】
この汚水中のリン除去方法は、流入汚水量及びリンの流入濃度に適応した凝集剤の添加を行うことができるものであるが、この方法は、曝気機の運転時間に薬注ポンプの運転時間を完全に一致させるものであるため、薬注ポンプの運転時間が長くなり、必然的に、薬注ポンプやそれに接続される薬注管の容量が小さく設定されることになる。
このように、薬注ポンプやそれに接続される薬注管の容量が小さい場合には、薬注ポンプや薬注管に異物が詰まったり、気温が低い場合には凍結しやすく、また、無理に容量を大きく設定しても、凝集剤の流速が小さくなることに伴う種々の問題が生じることが予想される。
また、薬注ポンプには、通常、定量性のあるダイヤフラムポンプが採用されるが、ダイヤフラムの寿命との関係から、薬注ポンプの運転時間が長いと、それに追随して薬注ポンプの耐久性が低下するという問題点があった。
【０００６】
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に鑑み、好気性処理を行う処理槽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、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、曝気機の運転と関連づけて運転することにより、薬注管の詰まり等を防いで、効果的に不溶性のリンを凝集し、沈殿、除去するとともに、薬注ポンプの耐久性を向上することができるようにした汚水中のリン除去方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、処理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、汚水を、曝気機を自動運転することにより、攪拌、曝気し、好気処理を行い、その後、曝気を予め設定した時間停止して嫌気処理を行うようにするとともに、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、該曝気機の運転時間に合わせて曝気機の好気処理時にのみ予め設定された間欠運転し、曝気機の運転停止後、予め設定された間欠運転のタイムアップを待って薬注ポンプの運転を停止するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、同じ目的を達成するため、本発明の汚水中のリン除去方法は、処理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、汚水を、曝気機を自動運転することにより、攪拌、曝気し、好気処理を行い、その後、曝気を予め設定した時間停止して嫌気処理を行うようにするとともに、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、該曝気機の運転時間に合わせて曝気機の好気処理時にのみ予め設定された間欠運転し、曝気機の運転停止と同時に、薬注ポンプの運転を停止するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この汚水中のリン除去方法は、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、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自動運転される曝気機の運転時間に合わせて予め設定された間欠運転することにより、薬注ポンプの実運転時間を短くすることができ、これにより、使用する薬注ポンプや薬注管の容量を大きく設定しても、凝集剤の流速が極端に小さくなることがなく、薬注ポンプや薬注管に異物が詰まったり、気温が低い場合に凍結を起こすことを防止することができるとともに、凝集剤の過剰添加を防止することができる。
また、薬注ポンプを間欠運転することにより、薬注ポンプの運転時間を短くすることができ、薬注ポンプの耐久性が向上する。
さらに、曝気機の運転停止後、予め設定された間欠運転のタイムアップを待って薬注ポンプの運転を停止するようにしたり、曝気機の運転停止と同時に、薬注ポンプの運転を停止するようにすることにより、凝集剤の添加量が適量となるように、容易に調整することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
この汚水中のリン除去方法は、オキシデーションデイッチ法（ＯＤ法）により行うもので、汚水の処理設備を構成する処理槽は、内部に無終端水路を構成し、この無終端水路に、１台又は複数台の曝気機を設置し、連続的に流入する汚水を曝気機を運転することにより、攪拌、曝気し、好気処理を行い、その後、曝気を予め設定した時間停止して嫌気処理を行うようにする。
この曝気による好気処理と、非曝気による嫌気処理とを、流入する汚水の負荷変動に応じて交互に繰り返して、流入する汚水中の窒素及び溶解性リンを同時に処理して、除去するようにする。
【００１２】
処理槽には、溶解性リンを凝縮して除去するための凝集剤を添加するための薬注ポンプを備え、処理槽に設置した溶存酸素（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）に基づいて制御装置から運転指示信号を出力し、この運転指示信号により曝気機を運転するとともに、薬注ポンプ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、処理槽に所定量の凝集剤を添加するようにする。
【００１３】
ところで、オキシデーションデイッチ法（ＯＤ法）においては、処理槽への汚水の流入は、通常、連続的で、かつ流入量及び流入汚水濃度は時間帯によって大きく変化するため、流入する汚水の負荷が高い時間帯は、例えば、溶存酸素値（ＤＯ値）を例にして説明すると、処理槽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）が上がりにくいため、曝気時間が長くなり、逆に、流入量が少ない時や、汚水濃度が低いときは曝気時間が短くなる。
【００１４】
生活排水等の汚水は、通常、有機物濃度と窒素及びリンがある割合（通常、ＢＯＤ：Ｎ：Ｐの濃度比は、１００：４０：５程度）で混在している。
これに着目して、流入有機物量が多く、溶存酸素値（ＤＯ値）が上昇しにくい時は、リンの負荷が高くなっていると判定することができる。
したがって、リンを凝集、除去するための凝集剤を添加する薬注ポンプを、曝気機と共に、溶存酸素値（ＤＯ値）に連動するようにして運転すれば、リンの負荷に見合った量の凝集剤を添加することができることとなる。
【００１５】
しかしながら、流入汚水量の変動に対して、曝気機を１日に１５時間以上も運転する場合には、これに合わせて薬注ポンプを運転し、凝集剤を一定の添加量で連続して添加するとすれば、上記のとおり、薬注ポンプや薬注管に異物が詰まったり、気温が低い場合には凍結しやすく、また、凝集剤の流速が小さくなることに伴う種々の問題が生じることが予想される。
【００１６】
ところで、凝集剤の添加量は、通常、流入するリンの負荷に見合った量とすればよいことから、必ずしも、凝集剤を一定の添加量で連続して添加する必要はないことから、ここでは、薬注ポンプに容量の大きなポンプを使用して、薬注ポンプの運転を間欠的に運転することにより、一定時間内に流入するリンの負荷に見合った必要量の凝集剤を添加するようにしている。
【００１７】
次に、本発明の汚水中のリン除去方法の第１実施例を、図１に基づいて説明する。
連続的に処理槽に流入する汚水を処理するために、流入する汚水の負荷に対して、溶存酸素値（ＤＯ値）を制御因子として、曝気機を８２分間連続運転をして曝気を行い、その後、曝気を停止して、タイマーで３０分間非曝気とし、続いて、３０分間曝気を行う場合について説明する。
ここで、薬注ポンプは、曝気機の曝気運転開始時にリレー等の信号を受け、同時に運転を開始する。
薬注ポンプの運転は、５分間運転し、その後１５分間停止し、以下これを繰り返し、間欠運転を行うように予め設定するようにする。
この薬注ポンプの運転及び停止は、運転タイマーにより予め可調整的に設定することができ、これにより、薬注ポンプや薬注管の容量を変えずに処理槽に添加する凝集剤の量を任意に設定することができるものとなる。
そして、薬注ポンプは、１５分間停止した後、２回目以降の運転を開始する前に、曝気機の運転状況を確認することにより、運転の要否を決定する。
すなわち、２回目以降の運転を開始しようとする時点において、曝気機が運転されており、曝気機のリレー等の信号が曝気状態を示していれば、薬注ポンプの２回目の運転が開始される。
このようにして、曝気機の設定運転時間（８２分）内に、薬注ポンプの運転及び停止を交互に繰り返すようにし、薬注ポンプの運転を開始しようとする時点において、曝気機が運転されていれば、薬注ポンプを運転し、曝気機は設定運転時間（８２分）経過後、停止する。
このとき、薬注ポンプは、５回目の運転中であるが、運転タイマーの設定時間（５分）がタイムアップするまで継続して運転され、設定時間（５分）経過後、停止し、次の曝気機の設定運転時間になるまで停止状態を継続する。
そして、次の曝気機の設定運転時間（３０分）に対しては、同様に、曝気機の設定運転時間（３０分）内に、薬注ポンプの運転及び停止を交互に繰り返すようにし、薬注ポンプの運転を開始しようとする時点において、曝気機が運転されていれば、薬注ポンプを運転し、曝気機は設定運転時間（３０分）経過後、停止する。
このとき、薬注ポンプは、２回目の運転停止中であるが、運転タイマーの設定時間（１５分）が経過したとき、曝気機が停止しているため、次の曝気機の設定運転時間になるまで停止状態を継続する。
このようにして、薬注ポンプは、曝気機の運転時間に比例して運転（間欠運転）されるため、流入する汚水の負荷変動に応じて、処理槽に所定量の凝集剤を添加することができるものとなる。
【００１８】
次に、本発明の汚水中のリン除去方法の第２実施例を、図２に基づいて説明する。
連続的に処理槽に流入する汚水を処理するために、流入する汚水の負荷に対して、溶存酸素値（ＤＯ値）を制御因子として、曝気機を６３分間連続運転をして曝気を行い、その後、曝気を停止して、タイマーで３０分間非曝気とし、続いて、４４分間曝気を行う場合について説明する。
この実施例における基本的な薬注ポンプの運転の方法は、上記第１実施例と同様であるが、本実施例においては、曝気機の運転停止と同時に、薬注ポンプの運転を停止するようにしている。
すなわち、曝気機の設定運転時間（６３分）内に、薬注ポンプの運転及び停止を交互に繰り返すようにし、薬注ポンプの運転を開始しようとする時点において、曝気機が運転されていれば、薬注ポンプを運転し、曝気機は設定運転時間（６３分）経過後、停止する。
このとき、薬注ポンプは、４回目の運転中であるが、曝気機の運転停止と同時に、制御装置からの停止信号によって運転を停止し（したがって、薬注ポンプの４回目の運転時間は、運転タイマーに設定されている運転時間の５分よりも短い３分となる。）、次の曝気機の設定運転時間になるまで停止状態を継続する。
そして、次の曝気機の設定運転時間（４４分）に対しては、同様に、曝気機の設定運転時間（４４分）内に、薬注ポンプの運転及び停止を交互に繰り返すようにし、薬注ポンプの運転を開始しようとする時点において、曝気機が運転されていれば、薬注ポンプを運転し、曝気機は設定運転時間（４４分）経過後、停止する。
このとき、薬注ポンプは、３回目の運転停止中であるが、曝気機の運転停止と同時に、制御装置からの停止信号によって運転を停止し（したがって、薬注ポンプの４回目の運転時間は、運転タイマーに設定されている運転時間の５分よりも短い４分となる。）、次の曝気機の設定運転時間になるまで停止状態を継続する。
このようにして、薬注ポンプは、曝気機の運転時間に比例して運転（間欠運転）されるため、流入する汚水の負荷変動に応じて、処理槽に所定量の凝集剤を添加することができるものとなる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の汚水中のリン除去方法によれば、汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を添加する薬注ポンプを、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自動運転される曝気機の運転時間に合わせて予め設定された間欠運転することにより、薬注ポンプの実運転時間を短くすることができ、これにより、使用する薬注ポンプや薬注管の容量を大きく設定しても、凝集剤の流速が極端に小さくなることがなく、薬注ポンプや薬注管に異物が詰まったり、気温が低い場合に凍結を起こすことを防止することができ、汚水に対して汚水中の溶解性リンを凝集する凝集剤を安定して添加すことができるとともに、凝集剤の過剰添加を防止することができるため、処理障害の心配がなく、薬剤費の低減を図ることができる。
また、薬注ポンプを間欠運転することにより、薬注ポンプの運転時間を短くすることができ、薬注ポンプの耐久性を向上することができる。
さらに、曝気機の運転停止後、予め設定された間欠運転のタイムアップを待って薬注ポンプの運転を停止するようにしたり、曝気機の運転停止と同時に、薬注ポンプの運転を停止するようにすることにより、凝集剤の添加量が適量となるように、容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の汚水中のリン除去方法の曝気機及び薬注ポンプの運転状態を示す説明図である。
【図２】  本発明の汚水中のリン除去方法の曝気機及び薬注ポンプの異なる運転状態を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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