曝気槽の処理状況判断方法とそれを用いた排水処理制御システム
【課題】押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽の制御方法において、標準分布を更新する度に一時的に排水処理を中断しなければならないため頻繁な更新は不可能であり、曝気槽の処理状況を適切に判断することができないという課題があった。
【解決手段】標準分布は標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成することにより、低コストで曝気槽の処理状況を適切に判断することができる。
【解決手段】標準分布は標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成することにより、低コストで曝気槽の処理状況を適切に判断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設において、下水道や工場などから排出される有機物を含んだ被処理水である排水を微生物によって酸化分解処理する主要処理工程である曝気槽の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場や事業所等の排水処理施設での有機性排水処理は、活性汚泥法による微生物の酸化分解処理によりなされている。
【０００３】
この工程において、活性汚泥中の微生物（細菌、原生動物など）は排水中の有機物を生物活動に必要なエネルギー源として体内に取り込んで浄化し、取り込まれた有機物は酸素を消費しながら主に二酸化炭素と水に分解される。
【０００４】
微生物は様々な要因により有機物の分解特性が変化するため、連続かつ安定に処理を行うには適正な運転管理を行う必要がある。
【０００５】
また、排水処理施設における消費電力の最大の発生要因は曝気槽へ送風するためのブロアの電力であり、省エネルギーの観点からも曝気風量が必要最低限になるよう制御することも望まれている。
【０００６】
特に事業所等の排水処理施設では下水処理施設に比べ操業状況により流入負荷の変動差が大きく、負荷の変動に対応する為に人員を常時配置して適宜制御する必要があり、人員を配置しない場合は安全をみて曝気風量を多めに設定してエネルギー消費が増える状況となっており、省メンテ、コスト削減からも排水処理の制御に対する要望は大きい。
【０００７】
排水処理における制御対象の項目としては、曝気槽に供給する空気の量（以下曝気風量）で行うのが一般的であり、その他、汚泥濃度や流入する負荷量の調整など様々である。
【０００８】
一方、計測対象の項目としては溶存酸素濃度（ＤＯ）、ｐＨ、酸化還元電位、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が代表的であり、これ以外に、水温、流入水量、汚泥沈降率なども測定され、最低限これらのデータは一定時間毎に記録され、管理されている。
【０００９】
また、これらの計測対象項目を監視対象として測定するだけでなく、これらの値から曝気槽を最適に制御する試みも行われており、排水処理の形式、制御の目的、処理場の規模、排水の性状等により様々な制御方法が考案されている。
【００１０】
最も基本的な曝気槽の制御方法としては、溶存酸素濃度が一定に保持するように曝気風量を制御する方法である。
【００１１】
曝気槽内の溶存酸素濃度は、曝気槽への酸素供給量と曝気槽内の微生物の酸素消費速度から求められ、酸素供給量が一定であれば、酸素消費速度により増減する。
【００１２】
すなわち、最も基本的な曝気風量の制御方法は、この溶存酸素濃度を常に一定量になるように（通常１〜２ｍｇ／Ｌに）制御するもので、例えば流入負荷が低く溶存酸素濃度が高いときは曝気風量を絞り、逆に流入負荷が増大し、溶存酸素濃度が低いときは曝気風量を増やして、常に必要最低限の曝気風量となるように制御する方法である。
【００１３】
しかし、このような最も基本的な溶存酸素濃度による曝気槽の制御は、曝気槽への酸素供給量が常に一定であるという仮定に基づいており、この仮定が成り立たないと正しく曝気槽の状態を制御できなくなる。
【００１４】
曝気槽の酸素供給能力は総括酸素移動容量係数（ＫＬａ）で表されるが、この値は汚泥の性状や散気管の目詰まり等の影響により変化するうえ、測定自体もかなりの手間と労力を要するため、曝気槽が稼動中に総括酸素移動容量係数を正確に測定することは困難である。
【００１５】
このような理由により、曝気槽の溶存酸素濃度の値で曝気風量の制御を行うことは信頼性が低いとみなされ、曝気槽の運転状況を表す目安として使用されるにとどまり、結局は管理者が溶存酸素濃度その他の計測項目を頼りに経験と勘で運転しているケースが多いのが実情である。
【００１６】
このような曝気槽の溶存酸素濃度を用いた制御に対し、曝気槽に流入する負荷を測定し、負荷の大小に応じて制御を行う方法が提案されている。
【００１７】
曝気槽に流入する負荷の大小を測定する方法としては、ＢＯＤ計測器やＣＯＤ計測器を用いて流入原水の負荷を直接測定する方法も存在するが、ＢＯＤ計測器やＣＯＤ計測器は高価かつ複雑で、現場設置で使用するには耐久性が低いうえ、負荷とＢＯＤ、ＣＯＤの相関が必ずしも一致しないなどの問題もあって現在のところ実用化は困難な状況である。
【００１８】
一方、これらのように負荷を直接に測定する装置とは別に曝気槽の活性汚泥の酸素消費速度（Ｒｒ）を用いて負荷の大小を間接的に測定する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【００１９】
この方法は、曝気槽内の活性汚泥の酸素消費速度を計測することにより流入負荷の大小を判断し曝気槽を制御するもので、活性汚泥の酸素消費速度と流入負荷量に相関があることを前提としており、酸素消費速度の計測値から流入負荷量を推定し、負荷量に応じた曝気風量等の制御を行う方法である。この方法において酸素消費速度は、従来から使用されており信頼性、安定性が高くかつ安価である溶存酸素濃度計で測定が行える点がＣＯＤ計測器等と比較して有利である。
【００２０】
この測定方法を基本とし、酸素消費速度の測定精度を向上させるため、ＡＴＵ（アリルチオ尿素）を投入して硝化菌による影響を排除するものや、グルコース等による標準負荷を定期的に測定して汚泥の活性度の変化の影響を除外するものがあり、酸素消費速度の測定方法も、曝気槽内で直接測定する場合や溶存酸素濃度の測定値と総括酸素移動容量係数（ＫＬａ）から計算するものや、処理系外の別槽に汚泥を採取して計測するもの等様々なものが様々な見地から考案されている。
【００２１】
しかしながら、このような曝気槽の酸素消費速度の値から流入負荷を推定して制御を行う方法の場合、流入負荷と酸素消費速度の相関が常に一定であることを前提としており、現実的には酸素消費速度と流入負荷の相関が必ずしも一定ではなく、負荷の種類、汚泥の馴致状況や活性度などにより相関が変化してしまい、相関係数を一義的に定義できるものではない。
【００２２】
また、流入負荷の大小を曝気槽の酸素消費速度で計測しているので測定対象と制御対象が同一になり、測定値を負荷に変換し制御量を決定するフローとなるため急激な負荷の変化には常に応答の遅れを生じさせることになり、適切に制御を行えない課題を抱えており、現在においても主流にはなっていない。
【００２３】
ところで、これらの酸素消費速度を測定する制御方法における別の考え方として、流入負荷を測定して制御量を決定するのではなく、曝気槽の処理状況を直接判断し、最適な状態に制御する考え方がある。
【００２４】
この考え方を採用し、負荷が連続的に流入、流出する押し出し流れ型の活性汚泥法において、曝気槽の流れ方向に対して、複数箇所の酸素消費速度の分布を測定し、これをあらかじめ設定してある標準分布と比較して処理状況を判断し、判断結果に基づいて曝気風量を制御する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【００２５】
この方法は、気候変動などによって活性汚泥の活性度が変化して標準分布が変わってしまう場合、活性度が変化する度に負荷が既知の標準物質を曝気槽へ投入し標準分布を更新することにより活性度の変化に対応することができる。
【００２６】
この方法によれば、酸素消費速度から負荷を推定して制御する方法と比較して、負荷の大小、負荷の性状によらず、また負荷の変動に対しても応答の遅れを生じさせること無く、適切な曝気槽の制御方法が得られる。
【特許文献１】特開平０１−１８１３９６号公報
【特許文献２】特開平０１−０２６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、上記従来の曝気槽の制御方法では、標準分布を更新する度に一時的に排水処理を中断しなければならないため頻繁な更新は不可能であり、活性汚泥の活性度が変化しても標準分布を更新できない場合があり、間違った制御により、無駄な曝気をしたり、処理水質を低下させるという課題があった。
【００２８】
また、標準分布を更新するとき、曝気槽が非常に大きいため投入する標準物質や曝気のための電力が多大に必要であり、使用する標準物質の増加や電力消費量の増加からコストが増加するという課題があった。
【００２９】
そこで本発明は、標準分布を作成する際に使用する標準物質の増加や電力消費量の増加を抑え、活性汚泥の活性度の変化に応じて適宜標準分布を更新することにより、低コストで、曝気槽の処理状態を適切に判断できる曝気槽の処理状況判断方法と、この判断結果に基づいた最適な排水処理が行える排水処理の制御システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽制御方法において、標準分布は、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成するものである。
【００３１】
また、本発明の排水処理の制御システムは、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記曝気槽の微生物の活性度を調整する活性度調整手段を有するものである。
【００３２】
また、本発明の排水処理の制御システムは、前記曝気槽で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水に分離する沈殿槽を有し、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記沈殿槽から前記曝気槽に返送する汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段を有するものである。
【００３３】
また、本発明の排水処理の制御システムは、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記曝気槽に流入させる排水の負荷量を調整する流入負荷量調整手段を有するものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、低コストで曝気槽の処理状況を適切に判断する曝気槽の処理状況判断方法と、この判断結果に基づいた最適な排水処理が行える排水処理の制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の第１の実施の形態による曝気槽の処理状況の判断方法は、押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して前記押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽制御方法において、標準分布は、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成するものである。
【００３６】
本実施の形態によれば、頻繁に汚泥の活性度が変化しても、低コストで標準分布を更新することができる。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態は、前記押し出し流れ式曝気槽から前記活性汚泥を採取する位置は、前記押し出し流れ式曝気槽の流れ方向の最下流部とするものである。
【００３８】
本実施の形態によれば、最も残留負荷が低い混合液を採取することができる。
【００３９】
本発明の第３の実施の形態は、標準とする負荷条件を満たすための負荷調整方法は、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥へ既知の標準液を混合するものである。
【００４０】
本実施の形態によれば、標準液を一定量投入するだけでよいため、調整のための特別な計測装置を必要としない。
【００４１】
本発明の第４の実施の形態は、負荷が既知の標準液は、薬剤から作製するものである。
【００４２】
本実施の形態によれば、正確な負荷量をもつ標準液を簡単に作製することができる。
【００４３】
本発明の第５実施の形態は、負荷が既知の標準液は、押し出し流れ式曝気槽へ流入する原水から作製するものである。
【００４４】
本実施の形態によれば、低コストで標準液を作製することができる。
【００４５】
本発明の第６の実施の形態の排水処理制御システムは、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況の判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて前記曝気槽の微生物の活性度を調整する活性度調整手段を有するものである。
【００４６】
本実施の形態によれば、曝気槽の処理状況を正確に把握し、処理状況に応じて曝気槽の微生物の活性状態を調整し、有機物の分解量を調整することができる。
【００４７】
本発明の第７の実施の形態は、活性度調整手段は、多数の噴出項を有した散気管と前記散気管に空気を供給するブロアで構成されるものである。
【００４８】
本実施の形態によれば、曝気槽への曝気風量を調整することで微生物の活性度を調整することができる。
【００４９】
本発明の第８の実施の形態は、散気管は曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記複数の散気管の風量はそれぞれ個別に調整するものである。
【００５０】
本実施の形態によれば、曝気槽への曝気風量を流れ方向に沿ってきめ細かく調整することができる。
【００５１】
本発明の第９の実施の形態は、活性度調整手段は、微生物の活性度を促進させる活性剤を曝気槽に流入させる活性剤流入手段であるものである。
【００５２】
本実施の形態によれば、曝気槽に投入する活性剤の量を調整することで微生物の活性度を調整するができる。
【００５３】
本発明の第１０の実施の形態は、活性剤流入手段の活性剤流入口は曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記活性剤流入口から流入させる活性剤の量はそれぞれ個別に調整するとしたものである。
【００５４】
本実施の形態によれば、曝気槽内の微生物の活性度を流れ方向に沿ってきめ細かく調整することができる。
【００５５】
本発明の第１１の実施の形態の排水処理制御システムは、前記曝気槽で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水に分離する沈殿槽を有し、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて前記沈殿槽から前記曝気槽に返送する汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段を有するとしたものである。
【００５６】
本実施の形態によれば、曝気槽の処理状況を正確に把握し、処理状況に応じて微生物の数量を調整することで有機物の分解量を調整することができる。
【００５７】
本発明の第１２の実施の形態は、返送汚泥量調整手段は曝気槽と沈殿槽を接続した配管と、配管に取り付けられた弁で構成され、前記弁の開度を調整するものである。
【００５８】
本実施の形態によれば、沈殿槽に存在する微生物を曝気槽に戻すことで曝気槽内の微生物の数量を調整することができる。
【００５９】
本発明の第１３の実施の形態は、返送汚泥量調整手段は曝気槽と沈殿槽を接続した配管と、配管に取り付けられたポンプで構成され、ポンプの運転を調整するものである。
【００６０】
本実施の形態によれば、沈殿槽に存在する微生物を曝気槽に戻すことで曝気槽内の微生物の数量を調整することができる。
【００６１】
本発明の第１４の実施の形態の排水処理制御システムは、請求項１から７いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記曝気槽に流入させる排水の負荷量を調整する流入負荷量調整手段を有するとしたものである。
【００６２】
本実施の形態によれば、曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６３】
本発明の第１５の実施の形態は、流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置された弁であり、前記弁の開度を調整するものである。
【００６４】
本実施の形態によれば、曝気槽に流入する排水の流量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６５】
本発明の第１６の実施の形態は、流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置されたポンプであり、前記ポンプの運転を調整するものである。
【００６６】
本実施の形態によれば、曝気槽に流入する排水の流量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６７】
本発明の第１７の実施の形態は、流入負荷量調整手段は、排水の油分を除去する加圧浮上装置であり、前記加圧浮上装置の運転を調整するものである。
【００６８】
本実施の形態によれば、排水の油分の除去量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６９】
本発明の第１８の実施の形態は、排水を一時的に溜めておく調整槽を有し、流入負荷量調整手段は、前記調整槽に溜められた排水の負荷を低減させる薬剤を前記調整槽に流入させる薬剤流入手段であり、前記調整槽への薬剤の流入量を調整するものである。
【００７０】
本実施の形態によれば、調整槽で排水の負荷量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００７１】
以下、本発明による実施の形態の曝気槽の制御方法について、図面を参照して説明する。
【００７２】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態における排水処理システムの１例を示すフロー図で、制御対象を含んだ排水処理部１と計測制御部２を示している。
【００７３】
排水処理部１は排水を貯留する調整槽３と、排水と汚泥との混合液を曝気することにより有機物を微生物によって酸化・分解する押し出し流れ式曝気槽４と、押し出し流れ式曝気槽４で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水とに分離する沈殿槽５で構成されている。
【００７４】
ここで、矢印の向きは排水の流れ方向を表している。
【００７５】
また、処理対象の排水が流入する調整槽３は排水内の油分を気泡により浮上させて除去する加圧浮上装置６および流量調整弁７を介して押し出し流れ式曝気槽４に接続されている。
【００７６】
さらに、調整槽３には溜められた排水の負荷を低減させる薬剤を流入させる薬剤注入装置８が接続されている。ここで薬剤とは例えば凝集剤・ｐＨ調整剤・栄養剤である。
【００７７】
押し出し流れ式曝気槽４の底部には有酸素気泡が発生する散気管９が流れ方向に沿って複数配置されており、各散気管９はそれぞれ散気管制御弁１０を介して押し出し流れ式曝気槽４の外部に接続された曝気ブロア１１と空気配管によって接続されている。
【００７８】
また、押し出し流れ式曝気槽４の最下流部は沈殿槽５と接続されている。
【００７９】
沈殿槽５で沈降した汚泥は排出管１２、返送弁１３を介して排出し、返送汚泥として押し出し流れ式曝気槽４の流入口へ戻され再利用される（図示なし）。
【００８０】
次に計測制御部２について説明する。
【００８１】
一定量の汚泥が貯留する計測槽１４の上部には溶存酸素濃度計１５および標準液貯留槽１６が配置されており、標準液貯留槽１６の底部から標準液投入弁１７を介して、計測槽１４の上部に配管が配置されている。また、計測槽１４の底部には計測槽散気管１８と混合液を攪拌する攪拌機１９が配置されており、計測槽散気管１８は計測槽１４の外部に配置された計測槽曝気ブロア２０と空気配管によって接続されている。
【００８２】
また、押し出し流れ式曝気槽４には混合液採取ポンプ２１が流れ方向に沿って最上流部と最下流部を含む複数箇所に配置されおり、各混合液採取ポンプ２１は混合液採取弁２２および液体配管２３を介して計測槽１４の流入口２４と接続されている。
【００８３】
また、計測槽１４の底部には流出口２５があり、流出口２５は液体配管２６によって押し出し流れ式曝気槽４の最上流部近傍と接続されている。
【００８４】
また、特に図示していないが、流出口２５の下方には排出用の弁があり処理状況判断装置２７から開閉できるようになっている。
【００８５】
図２は計測制御部２を構成している処理状況判断装置２７と制御装置２８の関係を示すブロック図である。処理状況判断装置２７は溶存酸素濃度計１５の計測値を入力とし、計測槽曝気ブロア２０への運転／停止指令、混合液採取ポンプ２１への運転／停止指令、混合液採取弁２２の開／閉指令、標準液投入弁１７の開／閉指令を随時出力して酸素消費速度を演算し、その演算結果から押し出し流れ式曝気槽４の処理状況を判断し、判断結果を制御装置２８に出力している。
【００８６】
制御装置２８は処理状況判断装置２７にて判断された押し出し流れ式曝気槽４の処理状況を入力とし、加圧浮上装置６への運転／停止指令、流量調整弁７への開度指令、薬剤注入装置８への運転／停止指令、散気管制御弁１０への開度指令、曝気ブロア１１への風量指令、返送弁１３への開度指令を出力し各対象を制御している。
【００８７】
次に、押し出し流れ式曝気槽４の内部での処理状況について図３を用いて説明する。
【００８８】
押し出し流れ式曝気槽４の内部に流入した有機物を含んだ排水は押し出し流れ式曝気槽４の最上流部で汚泥と混合されるが、ここで、汚泥の中の微生物は、まず負荷である有機物を急速に体内に取り込む。
【００８９】
この時、微生物は多量に酸素を消費するため酸素消費速度は最上流部で最も高い値を示す（図３（ａ）中のＡ部）。
【００９０】
混合液は押し出し流れ式曝気槽４を下流に向かって進む際、混合液に含まれた微生物が体内に取り込んだ有機物を少しずつ酸素を消費しながら酸化分解していき、酸素消費速度は下流に行くに従い徐々に低下していく。
【００９１】
微生物が体内に取り込んだ有機物が全て消費されたとき、微生物は有機物の消費を伴わない内生呼吸状態となり、内生呼吸の酸素消費速度となって安定する。
【００９２】
ここで、図３（ａ）のａは、押し出し流れ式曝気槽４に流入した標準とする負荷量に対し適正な処理を行ったときの酸素消費速度と位置に関する標準分布とする。
【００９３】
もし、図３（ａ）のｂのように標準分布より前に内生呼吸に達している場合は、その分だけ処理は無駄となり、これは負荷に対して処理が過剰であることを示している。
【００９４】
一方、図３（ａ）のｃのように標準分布の最下流部に対し上方向に分布のずれが生じた場合は、ずれの分だけ微生物の体内に有機物が残留している事になり、処理が不足していることを示している。
【００９５】
処理過剰が進行すると菌体外物質の生産不足による汚泥の沈降性の悪化などが生じる恐れがあり、逆に処理不足が進行しても、菌体内に有機物が残存して蓄積し、微生物の有機物の吸収能力が低下し、いずれにせよ処理水の性状が悪化する。すなわち、負荷量が標準分布と一致している場合、標準分布に近づくようにすれば、曝気槽を最適に制御することができる。また、流入した負荷量が標準とする負荷量と差異が生じている場合でも、図３（ｂ）にあるように最後段が標準分布と一致するように制御することにより、常に最適に曝気槽を制御することができる。
【００９６】
このように、標準とする負荷量とそれに伴う最適な酸素消費速度の標準分布があらかじめ分かっている場合、曝気槽の処理状況を適切に判断し最適に制御することができる。
【００９７】
ところで、このような押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度と位置に関する標準分布を作成するためには、標準とする負荷量に対し適正な運転を行って分布を測定する必要がある。
【００９８】
そのためにまず押し出し流れ式曝気槽４に流入する負荷量を定量的に取り扱う必要があり、ここではＢＯＤ容積負荷という考え方を用いる。
【００９９】
ＢＯＤ容積負荷とは曝気槽 １ｍ3当りに投入される１日のＢＯＤ量であり、通常は０．４ｋｇ／ｍ3から０．８ｋｇ／ｍ3程度で設定されている。よって、酸素消費速度の標準分布を作成するに際し、押し出し流れ式曝気槽４のＢＯＤ容積負荷の中でも安全性の高い０．４ｋｇ／ｍ3程度の負荷状態を標準の負荷量とした。
【０１００】
ただし、押し出し流れ式曝気槽４の負荷を標準とする上記のＢＯＤ容積負荷にし、標準分布を作成するためには、一時的に排水処理を中断しなければならないため頻繁な更新は不可能であり、活性汚泥の活性度が変化しても標準分布を更新できない場合があり、間違った制御により、無駄な曝気をしたり、処理水質を低下させる。
【０１０１】
また、押し出し流れ式曝気槽４に対して標準とするＢＯＤ容積負荷にするためには、投入する標準物質や曝気のための電力が多大に必要であり、コスト性から現実的ではない。
【０１０２】
そこで、低コストで標準分布を頻繁に更新するために、押し出流れ式曝気槽４を縮小した押し出し流れ式の計測槽を用いて、少量の標準物質を投入して標準分布を作成することも考えられるが、標準物質が押し出し流れ式の計測槽内をショートカットし排出されるため、正確な標準分布を作成することができない。
【０１０３】
よって、押し出し流れ式以外で標準分布を作成する方法を検討した。
【０１０４】
図４は押し出し流れ式曝気槽４における汚泥採取ポンプの位置、酸素消費速度と位置の関係および酸素消費速度と時間の関係を表した概念図である。
【０１０５】
ここで、図４のＰ１からＰ４は押し出し流れ式曝気槽４に配置された汚泥採取ポンプであり、Ｐ１は最上流部、Ｐ４は最下流部である位置にそれぞれ配置されている。また、矢印の向きは排水の流れ方向を表している。
【０１０６】
排水が一定の流量で押し出し流れ式曝気槽４に流入する場合、排水は一定の速度で押し出し流れ式曝気槽４の最上流部から最下流部へと流れる。
【０１０７】
ここで、排水の滞留時間をＴ［ｈ］、排水の流量をＱ［ｍ3／ｈ］、押し出し流れ式曝気槽４の容積をＶ［ｍ3］、最上流部から最下流部までの距離をＬ［ｍ］、最上流部から汚泥採取ポンプまでの距離をｌ［ｍ］とすれば、以下に示す式（１）が成り立つ。
【０１０８】
Ｔ［ｈ］＝Ｖ［ｍ3］／（Ｑ［ｍ3／ｈ］・Ｌ［ｍ］）×ｌ［ｍ］ ・・・（１）
式（１）に各汚泥採取ポンプまでの距離を代入すれば、図４のように最上流部から各汚泥採取ポンプ２１までの距離を最上流部から各汚泥採取ポンプ２１までの滞留時間に置き換えることができる。
【０１０９】
すなわち、押し出し流れ式曝気槽４に対して標準とするＢＯＤ容積負荷を投入して直接標準分布を作成するのではなく、容量がはるかに小さい回分式曝気槽である計測槽１４を用い、標準とするＢＯＤ容積負荷の状態として、回分式曝気槽である計測槽１４の酸素消費速度と時間の関係を測定し、式（１）により押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって、直接的に押し出し流れ式曝気槽４から酸素消費速度の標準分布を作製する方法と比較して、低コスト、低メンテで標準分布を作成することができる。この考察が本発明を完成させるに至った基礎となったものである。
【０１１０】
以上の考察をもとに、酸素消費速度の標準分布を得る具体的な手順について図１を用いて説明する。
【０１１１】
まず、混合液採取ポンプ２１の内、最も残留負荷が低いと考えられる最下流部の位置の混合液採取ポンプ２１を動作させ、そのポンプに対応した混合液採取弁２２を開いて、その近傍だけの混合液を流入口２４から計測槽１４へ流入させる。
【０１１２】
採取された混合液は計測槽１４に一定量貯留され、計測槽１４内の混合液を標準とするＢＯＤ容積負荷の状態にするために、標準液投入弁１７を開いて標準液貯留槽１６から負荷が既知の標準液を投入する。
【０１１３】
ここで、負荷が既知の標準液は、グルコースなどを用いて薬剤から作製される。薬剤を用いることによって正確な負荷量をもつ標準液を簡単に作製することができる。
【０１１４】
また、負荷が既知の標準液は、被処理対象の排水を濃縮、もしくは排水に薬剤を投入することによって作製しても良い。排水を用いれば、より低コストで標準液を作製することができる。
【０１１５】
次に、計測槽曝気ブロア２０を作動させ、計測槽散気管１８より有酸素気泡が計測槽１４内に送り込まれると同時に攪拌機１９を作動させ、計測槽１４内の混合液が攪拌される。
【０１１６】
押し出し流れ式曝気槽４に配置している混合液採取ポンプ２１の各位置から式（１）を用いて酸素消費速度を測定する時間を算出し、その時間に溶存酸素濃度計１５による酸素消費速度の測定を行う。
【０１１７】
ここで、処理状況判断装置２７では溶存酸素濃度計１５の測定値が一定時間ごとに逐次記録され、計測槽曝気ブロア２０の運転を停止し、計測槽１４内の混合液の酸素消費速度を溶存酸素濃度の減少曲線から算出する。
【０１１８】
溶存酸素濃度がほぼ０になったら酸素消費速度の計測を停止し、次の計測時間まで計測槽曝気ブロア２０を作動させ、計測槽散気管１８より有酸素気泡を計測槽１４内に送り込み、最上流部から最下流部までの滞留時間と同等時間経過するまで、計測を繰り返す。
【０１１９】
計測を開始し、すべての測定が完了したところで、計測槽１４内部の混合液を流出口２５より押し出し流れ式曝気槽４に返送する。ここで、押し出し流れ式曝気槽４に返送する位置は処理水への影響を考慮し押し出し流れ式曝気槽４の最上流部であることが望ましい。
【０１２０】
このようにして、回分式の計測槽１４を用い押し出し流れ式曝気槽４の最上流部から最下流部までの位置に相当する経過時間の酸素消費速度を測定していくことにより、押し出し流れ式曝気槽４内の酸素消費速度の標準分布が低コストで得られる。
【０１２１】
次に酸素消費速度の分布を得る手順について図１を用いて説明する。
【０１２２】
まず、混合液採取ポンプ２１を動作させ、各ポンプに対応した混合液採取弁２２を開いて、その近傍だけの混合液を流入口２４から計測槽１４へ流入させる。
【０１２３】
混合液は計測槽１４に一定量貯留され、次いで計測槽曝気ブロア２０を作動させ計測槽散気管１８より有酸素気泡が計測槽１４内に送り込まれると同時に攪拌機１９を作動させ、計測槽１４内の混合液が攪拌され、溶存酸素濃度計１５による酸素消費速度の測定も開始する。
【０１２４】
ここで、処理状況判断装置２７では溶存酸素濃度計１５の測定値が一定時間ごとに逐次記録され、計測槽１４内の混合液の溶存酸素濃度が曝気により上昇し、安定したところで攪拌を続けたまま計測槽曝気ブロア２０の運転を停止することにより、計測槽１４内の混合液の酸素消費速度を溶存酸素濃度の減少曲線から算出する。
【０１２５】
測定が完了したところで、計測槽１４内部の混合液を流入口２４より押し出し流れ式曝気槽４に返送する。ここで、押し出し流れ式曝気槽４に返送する位置は処理水への影響を考慮し押し出し流れ式曝気槽４の最上流部であることが望ましい。
【０１２６】
このようにして、押し出し流れ式曝気槽４の最上流部から最下流部まで順次に測定していくことにより、押し出し流れ式曝気槽４内の酸素消費速度の分布が得られる。
【０１２７】
次に酸素消費速度の標準分布と測定した酸素消費速度の分布から押し出し流れ式曝気槽４の処理状況を判断する方法について図５を用いて説明する。
【０１２８】
図５においてＳ1からＳ4は計測槽１４で測定された標準とする酸素消費速度を表し、Ｒ1からＲ4は計測槽１４で測定された押し出し流れ式曝気槽４における流れ方向の酸素消費速度を表し、Ｓ1、Ｒ1が最上流部を、Ｓ4、Ｒ4が最下流部を表す。
【０１２９】
標準分布は既に測定されているものとする。
【０１３０】
まず、押し出し流れ式曝気槽４の最上流部の酸素消費速度であるＳ1とＲ1の値を比較し、Ｒ1＝Ｓ1である場合、押し出し流れ式曝気槽４は「適正負荷」であると判断する。
【０１３１】
また、Ｒ1＜Ｓ1であり、かつＲ1＝Ｓ4であれば、流入する負荷が無い「無負荷」状態と判断する。
【０１３２】
さらに、Ｒ1＜Ｓ1であり、かつＲ4＜Ｓ4であれば、汚泥の活性度が低下したと判断することができ、標準分布を測定して更新し、再度Ｒ1からＲ4の測定から行う。
【０１３３】
さらに、Ｒ1＜Ｓ1であり、かつＲ1＝Ｓ4およびＲ4＜Ｓ4以外であれば、「低負荷」であると判断する。
【０１３４】
また、Ｒ1＞Ｓ1であり、かつＲ4＞Ｓ4である場合、汚泥の活性度が上昇したと判断することができ、標準分布を測定して更新し、再度Ｒ1からＲ4の測定から行う。
【０１３５】
さらに、Ｒ1＞Ｓ1であり、かつＲ4＜Ｓ4以外であれば、「高負荷」であると判断する。
【０１３６】
次に、押し出し流れ式曝気槽４の負荷状況と標準分布から最適分布を作製する。
【０１３７】
最適分布とは、押し出し流れ式曝気槽４の処理状況に対し、適切に制御を行うための分布である。押し出し流れ式曝気槽４の負荷状況が標準分布と一致している場合問題は無いが、負荷状況が標準分布と一致していない場合、押し出し流れ式曝気槽４の分布を標準分布に一致させることは適切ではないため、押し出し流れ式曝気槽４を適切な状態にするために新たに最適分布を作成する必要がある。
【０１３８】
「適正負荷」であると判断された場合、最適分布は標準分布と等しいため、Ｒ1からＲ4とＳ1からＳ4の値とをそれぞれ比較したとき、標準分布の値より高ければ「処理が不足」と判断し、標準値より低ければ「処理が過剰」と判断し、一致していれば「処理が適正」であると判断する。
【０１３９】
また、「低負荷」であると判断された場合、標準分布に一致するように制御を行うことは適切でないため、標準分布から最適分布を作成する。
【０１４０】
図６（ａ）は負荷に対して処理が過剰である状態と標準分布から最適分布を算出したグラフである。
【０１４１】
図６（ａ）のように、標準分布と、押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度の分布を比較し、押し出し流れ式曝気槽４の各酸素消費速度から内生呼吸分を引いた値がそれぞれａ1からａ4であり、各標準速度から内生呼吸分を引いた値がｂ1からｂ4であった場合、最上流部の酸素消費速度から（ｂ2−ａ2）／２、（ｂ3−ａ3）／２の値を経て、最下流部で標準分布と一致するように最適分布を作成する。
【０１４２】
ここで、上記最適分布を算出するための式は、押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度と標準分布の値との中間の値を求める式であり、最上流部から最下流部までの酸素消費速度を最適に推移させることにより、低コストで押し出し流れ式曝気槽４を最適な状況にすることができる。
【０１４３】
また、「高負荷」であると判断された場合も、標準分布に一致するように制御を行うことは適切ではないため、標準分布から最適分布を作成する。
【０１４４】
図６（ｂ）は負荷に対して処理が過剰である状態と標準分布から最適分布を算出したグラフである。
【０１４５】
図６（ｂ）のように、標準分布と、押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度の分布を比較し、押し出し流れ式曝気槽４の各酸素消費速度から内生呼吸分を引いた値がそれぞれａ1からａ4であり、各標準速度から内生呼吸分を引いた値がｂ1からｂ4であった場合、最上流部の酸素消費速度から（ａ2−ｂ2）／２、（ａ3−ｂ3）／２の値を経て、最下流部で標準分布と一致するように最適分布を作成する。
【０１４６】
次に、最適分布を用いて押し出し流れ式曝気槽４の処理状況に対して適切に制御を行う。
【０１４７】
図７は最適分布と押し出し流れ式曝気槽４の分布のグラフである。
【０１４８】
図中の矢印は不適切な制御による押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度を最適分布に一致させる方向を示している。
【０１４９】
図７のようにＲ1からＲ4と最適分布の値とをそれぞれ比較したとき、最適分布の値より高ければ「処理が不足」であると判断し、最適分布の値より低ければ「処理が過剰」であると判断し、最適分布の値と一致していれば「処理が適正」であると判断する。「処理が不足」もしくは「処理が過剰」と判断された場合、図中の矢印のように押し出し流れ式曝気槽４の制御を行い、「処理が適正」に一致させる必要がある。
【０１５０】
このようにして、運転制御する各機器は押し出し流れ式曝気槽４の流れ方向の各位置において、個別に運転させることができるため、より正確な押し出し流れ式曝気槽４の制御を行うことができる。
【０１５１】
尚、ここでは酸素消費速度の分布が標準分布と押し出し流れ式曝気槽４の最下流部で一致するかどうかで処理状況を判断しているが、これは必ずしも厳密な一致である必要は無く、適当な許容差の範囲で一致すればよい。また実際の運転では、汚泥は２〜４日の汚泥日令で引抜かれる為、この汚泥日令の範囲で水質が悪化しない程度に標準分布に許容差を設定する。
【０１５２】
尚、上記では自動運転によって標準分布を更新しているが、手動で強制的に標準分布を更新することもできる。強制的な標準分布の更新は、初期運転時のほかに気候変化などによって著しく気温が変化する際に行う。例えば、四季があるところでは年に最低４回、季節の変わり目などに運転管理者が判断して更新することが好ましい。
【０１５３】
尚、内生呼吸状態とは厳密には微生物が有機物を取り込んだ後、１０〜２０日以上経過して有機物を完全に消費し、さらに長時間かけて窒素成分等をも完全に消費した状態とされているが、ここでいう内生呼吸とは厳密な意味での内生呼吸状態ではなく、押し出し流れ式曝気槽４が無負荷状態となって大部分の有機物が消費され、酸素消費速度の低下が極めて遅くなり、短期的には一定と判断できる状態として用いている。
【０１５４】
次に制御装置２８の動作について説明する。制御装置２８は処理状況判断装置２７にて判断された押し出し流れ式曝気槽４の処理状況判断結果が「処理が適正」となるように、加圧浮上装置６への運転／停止指令、流量調整弁７への開度指令、薬剤注入装置８への運転／停止指令、散気管制御弁１０への開度指令、曝気ブロア１１への風量指令、返送弁１３への開度指令を出力制御しているが、各機器は以下の判断に基づいて運転制御されている。
【０１５５】
１．加圧浮上装置を運転すると、排水の油分が取り除かれ、排水の負荷が減少する。
【０１５６】
２．流量調整弁を閉じることで排水の曝気槽への流入を減らし、排水の負荷が減少する。
【０１５７】
３．薬剤注入装置を運転すると排水の有機物が沈降し、排水の負荷が減少する。
【０１５８】
４．散気管制御弁、曝気ブロアで曝気槽への曝気風量を増やすと微生物の活性が増加する。
【０１５９】
５．曝気槽への曝気風量は計測位置Ｒ1からＲ4に対応する散気管制御弁を個別に制御することで曝気槽内の各位置での微生物の活性度を別個に制御できる。
【０１６０】
６．返送弁を開いて汚泥を返送すると曝気槽の微生物量が増加し、曝気槽の処理能力が増加する。
【０１６１】
実際の機器の運転制御は表１に示すように１から１１の運転モード（運転モードが増えるほど排水の負荷が増加した時の運転方法になっている）に対する各機器の運転方法を定義し、処理状況判断装置２７で押し出し流れ式曝気槽４の処理状況判断が行われる毎に、以下の判断に基づいて運転モードの変更が行われている。
【０１６２】
【表１】
【０１６３】
１．判断結果が「無負荷」の時：運転モードを１にする。
【０１６４】
２．判断結果が「処理が過剰」の時：運転モードを１減ずる。
【０１６５】
３．判断結果が「処理が適正」の時：運転モードは変更しない。
【０１６６】
４．判断結果が「処理が不足」の時：運転モードを１増やす。
【０１６７】
尚、曝気ブロア１１はインバータを使用して散気管制御弁１０の開閉状態に応じて常に適切な風量を供給するように制御されている。
【０１６８】
尚、表１では、機器は運転／停止の２状態、弁は全開／半開／全閉の３状態で制御しているが、機器を連続運転／５０％間欠運転／停止の３状態、弁は全開／７５％開／５０％開／２５％開／全閉の５状態とすれば運転モードをさらに増やして、きめ細かく制御できる。
【０１６９】
尚、本実施の形態では、「返送弁」「散気管制御弁と曝気ブロア」「加圧浮上装置」「薬剤注入装置」「流量調整弁」の順番で運転制御をしているが運転制御の順番は変更してもよい。
【０１７０】
また、本実施の形態では複数の散気管９と散気管制御弁１０に対して、１台の曝気ブロア１１の曝気風量の調整をすることで押し出し流れ式曝気槽４内の微生物の活性を調整しているが、一つの散気管９、散気管制御弁１０に対してそれぞれ別個の曝気ブロア１１を設置して曝気風量の調整を行っても同様の効果が得られる。
【０１７１】
また、本実施の形態では散気管制御弁１０、曝気ブロア１１で押し出し流れ式曝気槽４内の微生物の活性を調整しているが、図８に示すように散気管制御弁１０を取り除き押し出し流れ式曝気槽４への曝気風量はどの位置でも同じにしておき、微生物の活性度を促進させる活性剤を貯蔵タンク２９に蓄えておき、活性剤流入管３０を押し出し流れ式曝気槽４内における流れ方向に沿って複数箇所設置し、複数の活性剤流入管３０から押し出し流れ式曝気槽４内に流入させる活性剤の量を活性剤流入弁３１にてそれぞれ個別に調整することでも同様の効果が得られる。ここで活性剤とは例えばビタミン、ミネラル、サポニン等である。
【０１７２】
また、沈殿槽５から押し出し流れ式曝気槽４への汚泥の返送は返送弁１３の開度調整をすることで行ったが、返送ポンプを用いて行ってもよい。特に押し出し流れ式曝気槽４に設けられた汚泥返送口が沈殿槽５の汚泥返送口より高さが上方にある場合は返送ポンプを用いる必要がある。
【０１７３】
また、排水の押し出し流れ式曝気槽４への流入には流量調整弁７の開度調整をすることで行ったが、流入ポンプを用いて行ってもよい。特に押し出し流れ式曝気槽４に設けられた排水流入口が加圧浮上装置６の排水流出口より高さが上方にある場合は流入ポンプを用いる必要がある。
【０１７４】
尚、本実施の形態では「返送弁」「散気管制御弁と曝気ブロア」「加圧浮上装置」「薬剤注入装置」「流量調整弁」の各機器の制御を制御装置２８にて自動制御したが、処理状況判断装置２７の判断結果から管理者が手動で各機器の操作を行ってもよい。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態によれば、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえて標準分布を作成することにより、省メンテ、低コストで曝気槽の処理状況を適切に判断し、この結果に基づき最適な排水処理が行える排水処理制御システムが得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明による曝気槽の処理状況判断方法およびそれを用いた排水処理制御システムは、下水処理場、事業所等における有機性排水の処理施設における排水処理の制御システムに対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の実施の形態１における排水処理システムを示すフロー図
【図２】本発明の実施の形態１における計測制御部の入出力を示すブロック図
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態１における曝気槽内で負荷量が同じ場合の酸素消費速度の分布を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１における曝気槽内で負荷量が異なる場合の酸素消費速度の分布を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態１における酸素消費速度と位置の関係および酸素消費速度と時間の関係を表した概念図
【図５】本発明の実施の形態１における処理状況判断装置の動作を示すフローチャート
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態１における曝気槽内の酸素消費速度の分布が標準分布より低い場合の最適分布を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１における曝気槽内の酸素消費速度の分布が標準分布より高い場合の最適分布を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態１における曝気槽内における酸素消費速度の分布と最適分布を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態１における他の排水処理システムを示すフロー図
【符号の説明】
【０１７８】
１ 排水処理部
２ 計測制御部
３ 調整槽
４ 押し出し流れ式曝気槽
５ 沈殿槽
６ 加圧浮上装置
７ 流量調整弁
８ 薬剤注入装置
９ 散気管
１０ 散気管制御弁
１１ 曝気ブロア
１２ 排出管
１３ 返送弁
１４ 計測槽
１５ 溶存酸素濃度計
１６ 標準液貯留槽
１７ 標準液投入弁
１８ 計測槽散気管
１９ 攪拌機
２０ 計測槽曝気ブロア
２１ 混合液採取ポンプ
２２ 混合液採取弁
２３ 液体配管
２４ 流入口
２５ 流出口
２６ 液体配管
２７ 処理状況判断装置
２８ 制御装置
２９ 貯蔵タンク
３０ 活性剤流入管
３１ 活性剤流入弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理施設において、下水道や工場などから排出される有機物を含んだ被処理水である排水を微生物によって酸化分解処理する主要処理工程である曝気槽の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場や事業所等の排水処理施設での有機性排水処理は、活性汚泥法による微生物の酸化分解処理によりなされている。
【０００３】
この工程において、活性汚泥中の微生物（細菌、原生動物など）は排水中の有機物を生物活動に必要なエネルギー源として体内に取り込んで浄化し、取り込まれた有機物は酸素を消費しながら主に二酸化炭素と水に分解される。
【０００４】
微生物は様々な要因により有機物の分解特性が変化するため、連続かつ安定に処理を行うには適正な運転管理を行う必要がある。
【０００５】
また、排水処理施設における消費電力の最大の発生要因は曝気槽へ送風するためのブロアの電力であり、省エネルギーの観点からも曝気風量が必要最低限になるよう制御することも望まれている。
【０００６】
特に事業所等の排水処理施設では下水処理施設に比べ操業状況により流入負荷の変動差が大きく、負荷の変動に対応する為に人員を常時配置して適宜制御する必要があり、人員を配置しない場合は安全をみて曝気風量を多めに設定してエネルギー消費が増える状況となっており、省メンテ、コスト削減からも排水処理の制御に対する要望は大きい。
【０００７】
排水処理における制御対象の項目としては、曝気槽に供給する空気の量（以下曝気風量）で行うのが一般的であり、その他、汚泥濃度や流入する負荷量の調整など様々である。
【０００８】
一方、計測対象の項目としては溶存酸素濃度（ＤＯ）、ｐＨ、酸化還元電位、汚泥濃度（ＭＬＳＳ）が代表的であり、これ以外に、水温、流入水量、汚泥沈降率なども測定され、最低限これらのデータは一定時間毎に記録され、管理されている。
【０００９】
また、これらの計測対象項目を監視対象として測定するだけでなく、これらの値から曝気槽を最適に制御する試みも行われており、排水処理の形式、制御の目的、処理場の規模、排水の性状等により様々な制御方法が考案されている。
【００１０】
最も基本的な曝気槽の制御方法としては、溶存酸素濃度が一定に保持するように曝気風量を制御する方法である。
【００１１】
曝気槽内の溶存酸素濃度は、曝気槽への酸素供給量と曝気槽内の微生物の酸素消費速度から求められ、酸素供給量が一定であれば、酸素消費速度により増減する。
【００１２】
すなわち、最も基本的な曝気風量の制御方法は、この溶存酸素濃度を常に一定量になるように（通常１〜２ｍｇ／Ｌに）制御するもので、例えば流入負荷が低く溶存酸素濃度が高いときは曝気風量を絞り、逆に流入負荷が増大し、溶存酸素濃度が低いときは曝気風量を増やして、常に必要最低限の曝気風量となるように制御する方法である。
【００１３】
しかし、このような最も基本的な溶存酸素濃度による曝気槽の制御は、曝気槽への酸素供給量が常に一定であるという仮定に基づいており、この仮定が成り立たないと正しく曝気槽の状態を制御できなくなる。
【００１４】
曝気槽の酸素供給能力は総括酸素移動容量係数（ＫＬａ）で表されるが、この値は汚泥の性状や散気管の目詰まり等の影響により変化するうえ、測定自体もかなりの手間と労力を要するため、曝気槽が稼動中に総括酸素移動容量係数を正確に測定することは困難である。
【００１５】
このような理由により、曝気槽の溶存酸素濃度の値で曝気風量の制御を行うことは信頼性が低いとみなされ、曝気槽の運転状況を表す目安として使用されるにとどまり、結局は管理者が溶存酸素濃度その他の計測項目を頼りに経験と勘で運転しているケースが多いのが実情である。
【００１６】
このような曝気槽の溶存酸素濃度を用いた制御に対し、曝気槽に流入する負荷を測定し、負荷の大小に応じて制御を行う方法が提案されている。
【００１７】
曝気槽に流入する負荷の大小を測定する方法としては、ＢＯＤ計測器やＣＯＤ計測器を用いて流入原水の負荷を直接測定する方法も存在するが、ＢＯＤ計測器やＣＯＤ計測器は高価かつ複雑で、現場設置で使用するには耐久性が低いうえ、負荷とＢＯＤ、ＣＯＤの相関が必ずしも一致しないなどの問題もあって現在のところ実用化は困難な状況である。
【００１８】
一方、これらのように負荷を直接に測定する装置とは別に曝気槽の活性汚泥の酸素消費速度（Ｒｒ）を用いて負荷の大小を間接的に測定する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【００１９】
この方法は、曝気槽内の活性汚泥の酸素消費速度を計測することにより流入負荷の大小を判断し曝気槽を制御するもので、活性汚泥の酸素消費速度と流入負荷量に相関があることを前提としており、酸素消費速度の計測値から流入負荷量を推定し、負荷量に応じた曝気風量等の制御を行う方法である。この方法において酸素消費速度は、従来から使用されており信頼性、安定性が高くかつ安価である溶存酸素濃度計で測定が行える点がＣＯＤ計測器等と比較して有利である。
【００２０】
この測定方法を基本とし、酸素消費速度の測定精度を向上させるため、ＡＴＵ（アリルチオ尿素）を投入して硝化菌による影響を排除するものや、グルコース等による標準負荷を定期的に測定して汚泥の活性度の変化の影響を除外するものがあり、酸素消費速度の測定方法も、曝気槽内で直接測定する場合や溶存酸素濃度の測定値と総括酸素移動容量係数（ＫＬａ）から計算するものや、処理系外の別槽に汚泥を採取して計測するもの等様々なものが様々な見地から考案されている。
【００２１】
しかしながら、このような曝気槽の酸素消費速度の値から流入負荷を推定して制御を行う方法の場合、流入負荷と酸素消費速度の相関が常に一定であることを前提としており、現実的には酸素消費速度と流入負荷の相関が必ずしも一定ではなく、負荷の種類、汚泥の馴致状況や活性度などにより相関が変化してしまい、相関係数を一義的に定義できるものではない。
【００２２】
また、流入負荷の大小を曝気槽の酸素消費速度で計測しているので測定対象と制御対象が同一になり、測定値を負荷に変換し制御量を決定するフローとなるため急激な負荷の変化には常に応答の遅れを生じさせることになり、適切に制御を行えない課題を抱えており、現在においても主流にはなっていない。
【００２３】
ところで、これらの酸素消費速度を測定する制御方法における別の考え方として、流入負荷を測定して制御量を決定するのではなく、曝気槽の処理状況を直接判断し、最適な状態に制御する考え方がある。
【００２４】
この考え方を採用し、負荷が連続的に流入、流出する押し出し流れ型の活性汚泥法において、曝気槽の流れ方向に対して、複数箇所の酸素消費速度の分布を測定し、これをあらかじめ設定してある標準分布と比較して処理状況を判断し、判断結果に基づいて曝気風量を制御する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【００２５】
この方法は、気候変動などによって活性汚泥の活性度が変化して標準分布が変わってしまう場合、活性度が変化する度に負荷が既知の標準物質を曝気槽へ投入し標準分布を更新することにより活性度の変化に対応することができる。
【００２６】
この方法によれば、酸素消費速度から負荷を推定して制御する方法と比較して、負荷の大小、負荷の性状によらず、また負荷の変動に対しても応答の遅れを生じさせること無く、適切な曝気槽の制御方法が得られる。
【特許文献１】特開平０１−１８１３９６号公報
【特許文献２】特開平０１−０２６１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
しかしながら、上記従来の曝気槽の制御方法では、標準分布を更新する度に一時的に排水処理を中断しなければならないため頻繁な更新は不可能であり、活性汚泥の活性度が変化しても標準分布を更新できない場合があり、間違った制御により、無駄な曝気をしたり、処理水質を低下させるという課題があった。
【００２８】
また、標準分布を更新するとき、曝気槽が非常に大きいため投入する標準物質や曝気のための電力が多大に必要であり、使用する標準物質の増加や電力消費量の増加からコストが増加するという課題があった。
【００２９】
そこで本発明は、標準分布を作成する際に使用する標準物質の増加や電力消費量の増加を抑え、活性汚泥の活性度の変化に応じて適宜標準分布を更新することにより、低コストで、曝気槽の処理状態を適切に判断できる曝気槽の処理状況判断方法と、この判断結果に基づいた最適な排水処理が行える排水処理の制御システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽制御方法において、標準分布は、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成するものである。
【００３１】
また、本発明の排水処理の制御システムは、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記曝気槽の微生物の活性度を調整する活性度調整手段を有するものである。
【００３２】
また、本発明の排水処理の制御システムは、前記曝気槽で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水に分離する沈殿槽を有し、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記沈殿槽から前記曝気槽に返送する汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段を有するものである。
【００３３】
また、本発明の排水処理の制御システムは、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記曝気槽に流入させる排水の負荷量を調整する流入負荷量調整手段を有するものである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、低コストで曝気槽の処理状況を適切に判断する曝気槽の処理状況判断方法と、この判断結果に基づいた最適な排水処理が行える排水処理の制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の第１の実施の形態による曝気槽の処理状況の判断方法は、押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して前記押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽制御方法において、標準分布は、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成するものである。
【００３６】
本実施の形態によれば、頻繁に汚泥の活性度が変化しても、低コストで標準分布を更新することができる。
【００３７】
本発明の第２の実施の形態は、前記押し出し流れ式曝気槽から前記活性汚泥を採取する位置は、前記押し出し流れ式曝気槽の流れ方向の最下流部とするものである。
【００３８】
本実施の形態によれば、最も残留負荷が低い混合液を採取することができる。
【００３９】
本発明の第３の実施の形態は、標準とする負荷条件を満たすための負荷調整方法は、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥へ既知の標準液を混合するものである。
【００４０】
本実施の形態によれば、標準液を一定量投入するだけでよいため、調整のための特別な計測装置を必要としない。
【００４１】
本発明の第４の実施の形態は、負荷が既知の標準液は、薬剤から作製するものである。
【００４２】
本実施の形態によれば、正確な負荷量をもつ標準液を簡単に作製することができる。
【００４３】
本発明の第５実施の形態は、負荷が既知の標準液は、押し出し流れ式曝気槽へ流入する原水から作製するものである。
【００４４】
本実施の形態によれば、低コストで標準液を作製することができる。
【００４５】
本発明の第６の実施の形態の排水処理制御システムは、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況の判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて前記曝気槽の微生物の活性度を調整する活性度調整手段を有するものである。
【００４６】
本実施の形態によれば、曝気槽の処理状況を正確に把握し、処理状況に応じて曝気槽の微生物の活性状態を調整し、有機物の分解量を調整することができる。
【００４７】
本発明の第７の実施の形態は、活性度調整手段は、多数の噴出項を有した散気管と前記散気管に空気を供給するブロアで構成されるものである。
【００４８】
本実施の形態によれば、曝気槽への曝気風量を調整することで微生物の活性度を調整することができる。
【００４９】
本発明の第８の実施の形態は、散気管は曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記複数の散気管の風量はそれぞれ個別に調整するものである。
【００５０】
本実施の形態によれば、曝気槽への曝気風量を流れ方向に沿ってきめ細かく調整することができる。
【００５１】
本発明の第９の実施の形態は、活性度調整手段は、微生物の活性度を促進させる活性剤を曝気槽に流入させる活性剤流入手段であるものである。
【００５２】
本実施の形態によれば、曝気槽に投入する活性剤の量を調整することで微生物の活性度を調整するができる。
【００５３】
本発明の第１０の実施の形態は、活性剤流入手段の活性剤流入口は曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記活性剤流入口から流入させる活性剤の量はそれぞれ個別に調整するとしたものである。
【００５４】
本実施の形態によれば、曝気槽内の微生物の活性度を流れ方向に沿ってきめ細かく調整することができる。
【００５５】
本発明の第１１の実施の形態の排水処理制御システムは、前記曝気槽で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水に分離する沈殿槽を有し、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて前記沈殿槽から前記曝気槽に返送する汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段を有するとしたものである。
【００５６】
本実施の形態によれば、曝気槽の処理状況を正確に把握し、処理状況に応じて微生物の数量を調整することで有機物の分解量を調整することができる。
【００５７】
本発明の第１２の実施の形態は、返送汚泥量調整手段は曝気槽と沈殿槽を接続した配管と、配管に取り付けられた弁で構成され、前記弁の開度を調整するものである。
【００５８】
本実施の形態によれば、沈殿槽に存在する微生物を曝気槽に戻すことで曝気槽内の微生物の数量を調整することができる。
【００５９】
本発明の第１３の実施の形態は、返送汚泥量調整手段は曝気槽と沈殿槽を接続した配管と、配管に取り付けられたポンプで構成され、ポンプの運転を調整するものである。
【００６０】
本実施の形態によれば、沈殿槽に存在する微生物を曝気槽に戻すことで曝気槽内の微生物の数量を調整することができる。
【００６１】
本発明の第１４の実施の形態の排水処理制御システムは、請求項１から７いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記曝気槽に流入させる排水の負荷量を調整する流入負荷量調整手段を有するとしたものである。
【００６２】
本実施の形態によれば、曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６３】
本発明の第１５の実施の形態は、流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置された弁であり、前記弁の開度を調整するものである。
【００６４】
本実施の形態によれば、曝気槽に流入する排水の流量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６５】
本発明の第１６の実施の形態は、流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置されたポンプであり、前記ポンプの運転を調整するものである。
【００６６】
本実施の形態によれば、曝気槽に流入する排水の流量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６７】
本発明の第１７の実施の形態は、流入負荷量調整手段は、排水の油分を除去する加圧浮上装置であり、前記加圧浮上装置の運転を調整するものである。
【００６８】
本実施の形態によれば、排水の油分の除去量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００６９】
本発明の第１８の実施の形態は、排水を一時的に溜めておく調整槽を有し、流入負荷量調整手段は、前記調整槽に溜められた排水の負荷を低減させる薬剤を前記調整槽に流入させる薬剤流入手段であり、前記調整槽への薬剤の流入量を調整するものである。
【００７０】
本実施の形態によれば、調整槽で排水の負荷量を調整することで曝気槽に流入する排水の負荷量を調整することができる。
【００７１】
以下、本発明による実施の形態の曝気槽の制御方法について、図面を参照して説明する。
【００７２】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態における排水処理システムの１例を示すフロー図で、制御対象を含んだ排水処理部１と計測制御部２を示している。
【００７３】
排水処理部１は排水を貯留する調整槽３と、排水と汚泥との混合液を曝気することにより有機物を微生物によって酸化・分解する押し出し流れ式曝気槽４と、押し出し流れ式曝気槽４で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水とに分離する沈殿槽５で構成されている。
【００７４】
ここで、矢印の向きは排水の流れ方向を表している。
【００７５】
また、処理対象の排水が流入する調整槽３は排水内の油分を気泡により浮上させて除去する加圧浮上装置６および流量調整弁７を介して押し出し流れ式曝気槽４に接続されている。
【００７６】
さらに、調整槽３には溜められた排水の負荷を低減させる薬剤を流入させる薬剤注入装置８が接続されている。ここで薬剤とは例えば凝集剤・ｐＨ調整剤・栄養剤である。
【００７７】
押し出し流れ式曝気槽４の底部には有酸素気泡が発生する散気管９が流れ方向に沿って複数配置されており、各散気管９はそれぞれ散気管制御弁１０を介して押し出し流れ式曝気槽４の外部に接続された曝気ブロア１１と空気配管によって接続されている。
【００７８】
また、押し出し流れ式曝気槽４の最下流部は沈殿槽５と接続されている。
【００７９】
沈殿槽５で沈降した汚泥は排出管１２、返送弁１３を介して排出し、返送汚泥として押し出し流れ式曝気槽４の流入口へ戻され再利用される（図示なし）。
【００８０】
次に計測制御部２について説明する。
【００８１】
一定量の汚泥が貯留する計測槽１４の上部には溶存酸素濃度計１５および標準液貯留槽１６が配置されており、標準液貯留槽１６の底部から標準液投入弁１７を介して、計測槽１４の上部に配管が配置されている。また、計測槽１４の底部には計測槽散気管１８と混合液を攪拌する攪拌機１９が配置されており、計測槽散気管１８は計測槽１４の外部に配置された計測槽曝気ブロア２０と空気配管によって接続されている。
【００８２】
また、押し出し流れ式曝気槽４には混合液採取ポンプ２１が流れ方向に沿って最上流部と最下流部を含む複数箇所に配置されおり、各混合液採取ポンプ２１は混合液採取弁２２および液体配管２３を介して計測槽１４の流入口２４と接続されている。
【００８３】
また、計測槽１４の底部には流出口２５があり、流出口２５は液体配管２６によって押し出し流れ式曝気槽４の最上流部近傍と接続されている。
【００８４】
また、特に図示していないが、流出口２５の下方には排出用の弁があり処理状況判断装置２７から開閉できるようになっている。
【００８５】
図２は計測制御部２を構成している処理状況判断装置２７と制御装置２８の関係を示すブロック図である。処理状況判断装置２７は溶存酸素濃度計１５の計測値を入力とし、計測槽曝気ブロア２０への運転／停止指令、混合液採取ポンプ２１への運転／停止指令、混合液採取弁２２の開／閉指令、標準液投入弁１７の開／閉指令を随時出力して酸素消費速度を演算し、その演算結果から押し出し流れ式曝気槽４の処理状況を判断し、判断結果を制御装置２８に出力している。
【００８６】
制御装置２８は処理状況判断装置２７にて判断された押し出し流れ式曝気槽４の処理状況を入力とし、加圧浮上装置６への運転／停止指令、流量調整弁７への開度指令、薬剤注入装置８への運転／停止指令、散気管制御弁１０への開度指令、曝気ブロア１１への風量指令、返送弁１３への開度指令を出力し各対象を制御している。
【００８７】
次に、押し出し流れ式曝気槽４の内部での処理状況について図３を用いて説明する。
【００８８】
押し出し流れ式曝気槽４の内部に流入した有機物を含んだ排水は押し出し流れ式曝気槽４の最上流部で汚泥と混合されるが、ここで、汚泥の中の微生物は、まず負荷である有機物を急速に体内に取り込む。
【００８９】
この時、微生物は多量に酸素を消費するため酸素消費速度は最上流部で最も高い値を示す（図３（ａ）中のＡ部）。
【００９０】
混合液は押し出し流れ式曝気槽４を下流に向かって進む際、混合液に含まれた微生物が体内に取り込んだ有機物を少しずつ酸素を消費しながら酸化分解していき、酸素消費速度は下流に行くに従い徐々に低下していく。
【００９１】
微生物が体内に取り込んだ有機物が全て消費されたとき、微生物は有機物の消費を伴わない内生呼吸状態となり、内生呼吸の酸素消費速度となって安定する。
【００９２】
ここで、図３（ａ）のａは、押し出し流れ式曝気槽４に流入した標準とする負荷量に対し適正な処理を行ったときの酸素消費速度と位置に関する標準分布とする。
【００９３】
もし、図３（ａ）のｂのように標準分布より前に内生呼吸に達している場合は、その分だけ処理は無駄となり、これは負荷に対して処理が過剰であることを示している。
【００９４】
一方、図３（ａ）のｃのように標準分布の最下流部に対し上方向に分布のずれが生じた場合は、ずれの分だけ微生物の体内に有機物が残留している事になり、処理が不足していることを示している。
【００９５】
処理過剰が進行すると菌体外物質の生産不足による汚泥の沈降性の悪化などが生じる恐れがあり、逆に処理不足が進行しても、菌体内に有機物が残存して蓄積し、微生物の有機物の吸収能力が低下し、いずれにせよ処理水の性状が悪化する。すなわち、負荷量が標準分布と一致している場合、標準分布に近づくようにすれば、曝気槽を最適に制御することができる。また、流入した負荷量が標準とする負荷量と差異が生じている場合でも、図３（ｂ）にあるように最後段が標準分布と一致するように制御することにより、常に最適に曝気槽を制御することができる。
【００９６】
このように、標準とする負荷量とそれに伴う最適な酸素消費速度の標準分布があらかじめ分かっている場合、曝気槽の処理状況を適切に判断し最適に制御することができる。
【００９７】
ところで、このような押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度と位置に関する標準分布を作成するためには、標準とする負荷量に対し適正な運転を行って分布を測定する必要がある。
【００９８】
そのためにまず押し出し流れ式曝気槽４に流入する負荷量を定量的に取り扱う必要があり、ここではＢＯＤ容積負荷という考え方を用いる。
【００９９】
ＢＯＤ容積負荷とは曝気槽 １ｍ3当りに投入される１日のＢＯＤ量であり、通常は０．４ｋｇ／ｍ3から０．８ｋｇ／ｍ3程度で設定されている。よって、酸素消費速度の標準分布を作成するに際し、押し出し流れ式曝気槽４のＢＯＤ容積負荷の中でも安全性の高い０．４ｋｇ／ｍ3程度の負荷状態を標準の負荷量とした。
【０１００】
ただし、押し出し流れ式曝気槽４の負荷を標準とする上記のＢＯＤ容積負荷にし、標準分布を作成するためには、一時的に排水処理を中断しなければならないため頻繁な更新は不可能であり、活性汚泥の活性度が変化しても標準分布を更新できない場合があり、間違った制御により、無駄な曝気をしたり、処理水質を低下させる。
【０１０１】
また、押し出し流れ式曝気槽４に対して標準とするＢＯＤ容積負荷にするためには、投入する標準物質や曝気のための電力が多大に必要であり、コスト性から現実的ではない。
【０１０２】
そこで、低コストで標準分布を頻繁に更新するために、押し出流れ式曝気槽４を縮小した押し出し流れ式の計測槽を用いて、少量の標準物質を投入して標準分布を作成することも考えられるが、標準物質が押し出し流れ式の計測槽内をショートカットし排出されるため、正確な標準分布を作成することができない。
【０１０３】
よって、押し出し流れ式以外で標準分布を作成する方法を検討した。
【０１０４】
図４は押し出し流れ式曝気槽４における汚泥採取ポンプの位置、酸素消費速度と位置の関係および酸素消費速度と時間の関係を表した概念図である。
【０１０５】
ここで、図４のＰ１からＰ４は押し出し流れ式曝気槽４に配置された汚泥採取ポンプであり、Ｐ１は最上流部、Ｐ４は最下流部である位置にそれぞれ配置されている。また、矢印の向きは排水の流れ方向を表している。
【０１０６】
排水が一定の流量で押し出し流れ式曝気槽４に流入する場合、排水は一定の速度で押し出し流れ式曝気槽４の最上流部から最下流部へと流れる。
【０１０７】
ここで、排水の滞留時間をＴ［ｈ］、排水の流量をＱ［ｍ3／ｈ］、押し出し流れ式曝気槽４の容積をＶ［ｍ3］、最上流部から最下流部までの距離をＬ［ｍ］、最上流部から汚泥採取ポンプまでの距離をｌ［ｍ］とすれば、以下に示す式（１）が成り立つ。
【０１０８】
Ｔ［ｈ］＝Ｖ［ｍ3］／（Ｑ［ｍ3／ｈ］・Ｌ［ｍ］）×ｌ［ｍ］ ・・・（１）
式（１）に各汚泥採取ポンプまでの距離を代入すれば、図４のように最上流部から各汚泥採取ポンプ２１までの距離を最上流部から各汚泥採取ポンプ２１までの滞留時間に置き換えることができる。
【０１０９】
すなわち、押し出し流れ式曝気槽４に対して標準とするＢＯＤ容積負荷を投入して直接標準分布を作成するのではなく、容量がはるかに小さい回分式曝気槽である計測槽１４を用い、標準とするＢＯＤ容積負荷の状態として、回分式曝気槽である計測槽１４の酸素消費速度と時間の関係を測定し、式（１）により押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって、直接的に押し出し流れ式曝気槽４から酸素消費速度の標準分布を作製する方法と比較して、低コスト、低メンテで標準分布を作成することができる。この考察が本発明を完成させるに至った基礎となったものである。
【０１１０】
以上の考察をもとに、酸素消費速度の標準分布を得る具体的な手順について図１を用いて説明する。
【０１１１】
まず、混合液採取ポンプ２１の内、最も残留負荷が低いと考えられる最下流部の位置の混合液採取ポンプ２１を動作させ、そのポンプに対応した混合液採取弁２２を開いて、その近傍だけの混合液を流入口２４から計測槽１４へ流入させる。
【０１１２】
採取された混合液は計測槽１４に一定量貯留され、計測槽１４内の混合液を標準とするＢＯＤ容積負荷の状態にするために、標準液投入弁１７を開いて標準液貯留槽１６から負荷が既知の標準液を投入する。
【０１１３】
ここで、負荷が既知の標準液は、グルコースなどを用いて薬剤から作製される。薬剤を用いることによって正確な負荷量をもつ標準液を簡単に作製することができる。
【０１１４】
また、負荷が既知の標準液は、被処理対象の排水を濃縮、もしくは排水に薬剤を投入することによって作製しても良い。排水を用いれば、より低コストで標準液を作製することができる。
【０１１５】
次に、計測槽曝気ブロア２０を作動させ、計測槽散気管１８より有酸素気泡が計測槽１４内に送り込まれると同時に攪拌機１９を作動させ、計測槽１４内の混合液が攪拌される。
【０１１６】
押し出し流れ式曝気槽４に配置している混合液採取ポンプ２１の各位置から式（１）を用いて酸素消費速度を測定する時間を算出し、その時間に溶存酸素濃度計１５による酸素消費速度の測定を行う。
【０１１７】
ここで、処理状況判断装置２７では溶存酸素濃度計１５の測定値が一定時間ごとに逐次記録され、計測槽曝気ブロア２０の運転を停止し、計測槽１４内の混合液の酸素消費速度を溶存酸素濃度の減少曲線から算出する。
【０１１８】
溶存酸素濃度がほぼ０になったら酸素消費速度の計測を停止し、次の計測時間まで計測槽曝気ブロア２０を作動させ、計測槽散気管１８より有酸素気泡を計測槽１４内に送り込み、最上流部から最下流部までの滞留時間と同等時間経過するまで、計測を繰り返す。
【０１１９】
計測を開始し、すべての測定が完了したところで、計測槽１４内部の混合液を流出口２５より押し出し流れ式曝気槽４に返送する。ここで、押し出し流れ式曝気槽４に返送する位置は処理水への影響を考慮し押し出し流れ式曝気槽４の最上流部であることが望ましい。
【０１２０】
このようにして、回分式の計測槽１４を用い押し出し流れ式曝気槽４の最上流部から最下流部までの位置に相当する経過時間の酸素消費速度を測定していくことにより、押し出し流れ式曝気槽４内の酸素消費速度の標準分布が低コストで得られる。
【０１２１】
次に酸素消費速度の分布を得る手順について図１を用いて説明する。
【０１２２】
まず、混合液採取ポンプ２１を動作させ、各ポンプに対応した混合液採取弁２２を開いて、その近傍だけの混合液を流入口２４から計測槽１４へ流入させる。
【０１２３】
混合液は計測槽１４に一定量貯留され、次いで計測槽曝気ブロア２０を作動させ計測槽散気管１８より有酸素気泡が計測槽１４内に送り込まれると同時に攪拌機１９を作動させ、計測槽１４内の混合液が攪拌され、溶存酸素濃度計１５による酸素消費速度の測定も開始する。
【０１２４】
ここで、処理状況判断装置２７では溶存酸素濃度計１５の測定値が一定時間ごとに逐次記録され、計測槽１４内の混合液の溶存酸素濃度が曝気により上昇し、安定したところで攪拌を続けたまま計測槽曝気ブロア２０の運転を停止することにより、計測槽１４内の混合液の酸素消費速度を溶存酸素濃度の減少曲線から算出する。
【０１２５】
測定が完了したところで、計測槽１４内部の混合液を流入口２４より押し出し流れ式曝気槽４に返送する。ここで、押し出し流れ式曝気槽４に返送する位置は処理水への影響を考慮し押し出し流れ式曝気槽４の最上流部であることが望ましい。
【０１２６】
このようにして、押し出し流れ式曝気槽４の最上流部から最下流部まで順次に測定していくことにより、押し出し流れ式曝気槽４内の酸素消費速度の分布が得られる。
【０１２７】
次に酸素消費速度の標準分布と測定した酸素消費速度の分布から押し出し流れ式曝気槽４の処理状況を判断する方法について図５を用いて説明する。
【０１２８】
図５においてＳ1からＳ4は計測槽１４で測定された標準とする酸素消費速度を表し、Ｒ1からＲ4は計測槽１４で測定された押し出し流れ式曝気槽４における流れ方向の酸素消費速度を表し、Ｓ1、Ｒ1が最上流部を、Ｓ4、Ｒ4が最下流部を表す。
【０１２９】
標準分布は既に測定されているものとする。
【０１３０】
まず、押し出し流れ式曝気槽４の最上流部の酸素消費速度であるＳ1とＲ1の値を比較し、Ｒ1＝Ｓ1である場合、押し出し流れ式曝気槽４は「適正負荷」であると判断する。
【０１３１】
また、Ｒ1＜Ｓ1であり、かつＲ1＝Ｓ4であれば、流入する負荷が無い「無負荷」状態と判断する。
【０１３２】
さらに、Ｒ1＜Ｓ1であり、かつＲ4＜Ｓ4であれば、汚泥の活性度が低下したと判断することができ、標準分布を測定して更新し、再度Ｒ1からＲ4の測定から行う。
【０１３３】
さらに、Ｒ1＜Ｓ1であり、かつＲ1＝Ｓ4およびＲ4＜Ｓ4以外であれば、「低負荷」であると判断する。
【０１３４】
また、Ｒ1＞Ｓ1であり、かつＲ4＞Ｓ4である場合、汚泥の活性度が上昇したと判断することができ、標準分布を測定して更新し、再度Ｒ1からＲ4の測定から行う。
【０１３５】
さらに、Ｒ1＞Ｓ1であり、かつＲ4＜Ｓ4以外であれば、「高負荷」であると判断する。
【０１３６】
次に、押し出し流れ式曝気槽４の負荷状況と標準分布から最適分布を作製する。
【０１３７】
最適分布とは、押し出し流れ式曝気槽４の処理状況に対し、適切に制御を行うための分布である。押し出し流れ式曝気槽４の負荷状況が標準分布と一致している場合問題は無いが、負荷状況が標準分布と一致していない場合、押し出し流れ式曝気槽４の分布を標準分布に一致させることは適切ではないため、押し出し流れ式曝気槽４を適切な状態にするために新たに最適分布を作成する必要がある。
【０１３８】
「適正負荷」であると判断された場合、最適分布は標準分布と等しいため、Ｒ1からＲ4とＳ1からＳ4の値とをそれぞれ比較したとき、標準分布の値より高ければ「処理が不足」と判断し、標準値より低ければ「処理が過剰」と判断し、一致していれば「処理が適正」であると判断する。
【０１３９】
また、「低負荷」であると判断された場合、標準分布に一致するように制御を行うことは適切でないため、標準分布から最適分布を作成する。
【０１４０】
図６（ａ）は負荷に対して処理が過剰である状態と標準分布から最適分布を算出したグラフである。
【０１４１】
図６（ａ）のように、標準分布と、押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度の分布を比較し、押し出し流れ式曝気槽４の各酸素消費速度から内生呼吸分を引いた値がそれぞれａ1からａ4であり、各標準速度から内生呼吸分を引いた値がｂ1からｂ4であった場合、最上流部の酸素消費速度から（ｂ2−ａ2）／２、（ｂ3−ａ3）／２の値を経て、最下流部で標準分布と一致するように最適分布を作成する。
【０１４２】
ここで、上記最適分布を算出するための式は、押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度と標準分布の値との中間の値を求める式であり、最上流部から最下流部までの酸素消費速度を最適に推移させることにより、低コストで押し出し流れ式曝気槽４を最適な状況にすることができる。
【０１４３】
また、「高負荷」であると判断された場合も、標準分布に一致するように制御を行うことは適切ではないため、標準分布から最適分布を作成する。
【０１４４】
図６（ｂ）は負荷に対して処理が過剰である状態と標準分布から最適分布を算出したグラフである。
【０１４５】
図６（ｂ）のように、標準分布と、押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度の分布を比較し、押し出し流れ式曝気槽４の各酸素消費速度から内生呼吸分を引いた値がそれぞれａ1からａ4であり、各標準速度から内生呼吸分を引いた値がｂ1からｂ4であった場合、最上流部の酸素消費速度から（ａ2−ｂ2）／２、（ａ3−ｂ3）／２の値を経て、最下流部で標準分布と一致するように最適分布を作成する。
【０１４６】
次に、最適分布を用いて押し出し流れ式曝気槽４の処理状況に対して適切に制御を行う。
【０１４７】
図７は最適分布と押し出し流れ式曝気槽４の分布のグラフである。
【０１４８】
図中の矢印は不適切な制御による押し出し流れ式曝気槽４の酸素消費速度を最適分布に一致させる方向を示している。
【０１４９】
図７のようにＲ1からＲ4と最適分布の値とをそれぞれ比較したとき、最適分布の値より高ければ「処理が不足」であると判断し、最適分布の値より低ければ「処理が過剰」であると判断し、最適分布の値と一致していれば「処理が適正」であると判断する。「処理が不足」もしくは「処理が過剰」と判断された場合、図中の矢印のように押し出し流れ式曝気槽４の制御を行い、「処理が適正」に一致させる必要がある。
【０１５０】
このようにして、運転制御する各機器は押し出し流れ式曝気槽４の流れ方向の各位置において、個別に運転させることができるため、より正確な押し出し流れ式曝気槽４の制御を行うことができる。
【０１５１】
尚、ここでは酸素消費速度の分布が標準分布と押し出し流れ式曝気槽４の最下流部で一致するかどうかで処理状況を判断しているが、これは必ずしも厳密な一致である必要は無く、適当な許容差の範囲で一致すればよい。また実際の運転では、汚泥は２〜４日の汚泥日令で引抜かれる為、この汚泥日令の範囲で水質が悪化しない程度に標準分布に許容差を設定する。
【０１５２】
尚、上記では自動運転によって標準分布を更新しているが、手動で強制的に標準分布を更新することもできる。強制的な標準分布の更新は、初期運転時のほかに気候変化などによって著しく気温が変化する際に行う。例えば、四季があるところでは年に最低４回、季節の変わり目などに運転管理者が判断して更新することが好ましい。
【０１５３】
尚、内生呼吸状態とは厳密には微生物が有機物を取り込んだ後、１０〜２０日以上経過して有機物を完全に消費し、さらに長時間かけて窒素成分等をも完全に消費した状態とされているが、ここでいう内生呼吸とは厳密な意味での内生呼吸状態ではなく、押し出し流れ式曝気槽４が無負荷状態となって大部分の有機物が消費され、酸素消費速度の低下が極めて遅くなり、短期的には一定と判断できる状態として用いている。
【０１５４】
次に制御装置２８の動作について説明する。制御装置２８は処理状況判断装置２７にて判断された押し出し流れ式曝気槽４の処理状況判断結果が「処理が適正」となるように、加圧浮上装置６への運転／停止指令、流量調整弁７への開度指令、薬剤注入装置８への運転／停止指令、散気管制御弁１０への開度指令、曝気ブロア１１への風量指令、返送弁１３への開度指令を出力制御しているが、各機器は以下の判断に基づいて運転制御されている。
【０１５５】
１．加圧浮上装置を運転すると、排水の油分が取り除かれ、排水の負荷が減少する。
【０１５６】
２．流量調整弁を閉じることで排水の曝気槽への流入を減らし、排水の負荷が減少する。
【０１５７】
３．薬剤注入装置を運転すると排水の有機物が沈降し、排水の負荷が減少する。
【０１５８】
４．散気管制御弁、曝気ブロアで曝気槽への曝気風量を増やすと微生物の活性が増加する。
【０１５９】
５．曝気槽への曝気風量は計測位置Ｒ1からＲ4に対応する散気管制御弁を個別に制御することで曝気槽内の各位置での微生物の活性度を別個に制御できる。
【０１６０】
６．返送弁を開いて汚泥を返送すると曝気槽の微生物量が増加し、曝気槽の処理能力が増加する。
【０１６１】
実際の機器の運転制御は表１に示すように１から１１の運転モード（運転モードが増えるほど排水の負荷が増加した時の運転方法になっている）に対する各機器の運転方法を定義し、処理状況判断装置２７で押し出し流れ式曝気槽４の処理状況判断が行われる毎に、以下の判断に基づいて運転モードの変更が行われている。
【０１６２】
【表１】
【０１６３】
１．判断結果が「無負荷」の時：運転モードを１にする。
【０１６４】
２．判断結果が「処理が過剰」の時：運転モードを１減ずる。
【０１６５】
３．判断結果が「処理が適正」の時：運転モードは変更しない。
【０１６６】
４．判断結果が「処理が不足」の時：運転モードを１増やす。
【０１６７】
尚、曝気ブロア１１はインバータを使用して散気管制御弁１０の開閉状態に応じて常に適切な風量を供給するように制御されている。
【０１６８】
尚、表１では、機器は運転／停止の２状態、弁は全開／半開／全閉の３状態で制御しているが、機器を連続運転／５０％間欠運転／停止の３状態、弁は全開／７５％開／５０％開／２５％開／全閉の５状態とすれば運転モードをさらに増やして、きめ細かく制御できる。
【０１６９】
尚、本実施の形態では、「返送弁」「散気管制御弁と曝気ブロア」「加圧浮上装置」「薬剤注入装置」「流量調整弁」の順番で運転制御をしているが運転制御の順番は変更してもよい。
【０１７０】
また、本実施の形態では複数の散気管９と散気管制御弁１０に対して、１台の曝気ブロア１１の曝気風量の調整をすることで押し出し流れ式曝気槽４内の微生物の活性を調整しているが、一つの散気管９、散気管制御弁１０に対してそれぞれ別個の曝気ブロア１１を設置して曝気風量の調整を行っても同様の効果が得られる。
【０１７１】
また、本実施の形態では散気管制御弁１０、曝気ブロア１１で押し出し流れ式曝気槽４内の微生物の活性を調整しているが、図８に示すように散気管制御弁１０を取り除き押し出し流れ式曝気槽４への曝気風量はどの位置でも同じにしておき、微生物の活性度を促進させる活性剤を貯蔵タンク２９に蓄えておき、活性剤流入管３０を押し出し流れ式曝気槽４内における流れ方向に沿って複数箇所設置し、複数の活性剤流入管３０から押し出し流れ式曝気槽４内に流入させる活性剤の量を活性剤流入弁３１にてそれぞれ個別に調整することでも同様の効果が得られる。ここで活性剤とは例えばビタミン、ミネラル、サポニン等である。
【０１７２】
また、沈殿槽５から押し出し流れ式曝気槽４への汚泥の返送は返送弁１３の開度調整をすることで行ったが、返送ポンプを用いて行ってもよい。特に押し出し流れ式曝気槽４に設けられた汚泥返送口が沈殿槽５の汚泥返送口より高さが上方にある場合は返送ポンプを用いる必要がある。
【０１７３】
また、排水の押し出し流れ式曝気槽４への流入には流量調整弁７の開度調整をすることで行ったが、流入ポンプを用いて行ってもよい。特に押し出し流れ式曝気槽４に設けられた排水流入口が加圧浮上装置６の排水流出口より高さが上方にある場合は流入ポンプを用いる必要がある。
【０１７４】
尚、本実施の形態では「返送弁」「散気管制御弁と曝気ブロア」「加圧浮上装置」「薬剤注入装置」「流量調整弁」の各機器の制御を制御装置２８にて自動制御したが、処理状況判断装置２７の判断結果から管理者が手動で各機器の操作を行ってもよい。
【０１７５】
以上のように、本実施の形態によれば、押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を、押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえて標準分布を作成することにより、省メンテ、低コストで曝気槽の処理状況を適切に判断し、この結果に基づき最適な排水処理が行える排水処理制御システムが得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明による曝気槽の処理状況判断方法およびそれを用いた排水処理制御システムは、下水処理場、事業所等における有機性排水の処理施設における排水処理の制御システムに対して適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７７】
【図１】本発明の実施の形態１における排水処理システムを示すフロー図
【図２】本発明の実施の形態１における計測制御部の入出力を示すブロック図
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態１における曝気槽内で負荷量が同じ場合の酸素消費速度の分布を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１における曝気槽内で負荷量が異なる場合の酸素消費速度の分布を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態１における酸素消費速度と位置の関係および酸素消費速度と時間の関係を表した概念図
【図５】本発明の実施の形態１における処理状況判断装置の動作を示すフローチャート
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態１における曝気槽内の酸素消費速度の分布が標準分布より低い場合の最適分布を示すグラフ、（ｂ）は本発明の実施の形態１における曝気槽内の酸素消費速度の分布が標準分布より高い場合の最適分布を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態１における曝気槽内における酸素消費速度の分布と最適分布を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態１における他の排水処理システムを示すフロー図
【符号の説明】
【０１７８】
１ 排水処理部
２ 計測制御部
３ 調整槽
４ 押し出し流れ式曝気槽
５ 沈殿槽
６ 加圧浮上装置
７ 流量調整弁
８ 薬剤注入装置
９ 散気管
１０ 散気管制御弁
１１ 曝気ブロア
１２ 排出管
１３ 返送弁
１４ 計測槽
１５ 溶存酸素濃度計
１６ 標準液貯留槽
１７ 標準液投入弁
１８ 計測槽散気管
１９ 攪拌機
２０ 計測槽曝気ブロア
２１ 混合液採取ポンプ
２２ 混合液採取弁
２３ 液体配管
２４ 流入口
２５ 流出口
２６ 液体配管
２７ 処理状況判断装置
２８ 制御装置
２９ 貯蔵タンク
３０ 活性剤流入管
３１ 活性剤流入弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して前記押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽制御方法において、前記標準分布は、前記押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、前記回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成することを特徴とする曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項２】
前記押し出し流れ式曝気槽から前記活性汚泥を採取する位置は、前記押し出し流れ式曝気槽の流れ方向の最下流部であることを特徴とする請求項１記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項３】
前記標準とする負荷条件を満たすための負荷調整方法は、前記押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥へ負荷が既知の標準液を混合することによって調整することを特徴とする請求項２記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項４】
前記負荷が既知の標準液は、薬剤から作製することを特徴とする請求項３記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項５】
前記負荷が既知の標準液は、押し出し流れ式曝気槽へ流入する原水から作製することを特徴とする請求項３記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記押し出し流れ式曝気槽の活性汚泥の活性度を調整することを特徴とする排水処理制御システム。
【請求項７】
活性汚泥の活性度の調整は、前記押し出し流れ式曝気槽へ多数の噴出口を有した散気管と前記散気管に空気を供給するブロアを用いて風量を調整することによって行うことを特徴とする請求項６記載の排水処理制御システム。
【請求項８】
前記散気管は曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記複数の散気管の風量はそれぞれ個別に調整する請求項６記載の排水処理制御システム。
【請求項９】
活性汚泥の活性度の調整は、活性汚泥の活性度を促進させる活性剤を前記押し出し流れ式曝気槽に流入させるによって行うことを特徴とする請求項６記載の排水処理制御システム。
【請求項１０】
活性剤流入手段の活性剤流入口は、曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記活性剤流入口から流入させる活性剤の量はそれぞれ個別に調整することを特徴とする請求項９記載の排水処理制御システム。
【請求項１１】
前記曝気槽で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水に分離する沈殿槽を有し、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記沈殿槽から前記曝気槽に返送する汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段を有することを特徴とする排水処理制御システム。
【請求項１２】
返送汚泥量調整手段は、曝気槽と沈殿槽を接続したと配管と、配管に取り付けられた弁で構成され、前記弁の開度を調整することを特徴とする請求項１１記載の排水処理制御システム。
【請求項１３】
返送汚泥量調整手段は、曝気槽と沈殿槽を接続したと配管と、配管に取り付けられたポンプで構成され、ポンプの運転を調整することを特徴とする請求項１１に記載の排水処理の制御システム。
【請求項１４】
請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記押し出し流れ式曝気槽に流入させる排水の負荷量を調整する流入負荷量調整手段を有することを特徴とする排水処理制御システム。
【請求項１５】
流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置された弁であり、前記弁の開度を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１６】
流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置されたポンプであり、前記ポンプの運転を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１７】
流入負荷量調整手段は、排水の油分を除去する加圧浮上装置であり、前記加圧浮上装置の運転を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１８】
排水を一時的に溜めておく調整槽を有し、流入負荷量調整手段は、前記調整槽に溜められた排水の負荷を低減させる薬剤を前記調整槽に流入させる薬剤流入手段であり、前記調整槽への薬剤の流入量を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１】
押し出し流れ式曝気槽における流れ方向に対し、複数箇所の活性汚泥と排水の混合液の酸素消費速度を測定して酸素消費速度の分布を作成し、これを標準分布と比較して前記押し出し流れ式曝気槽を制御する曝気槽制御方法において、前記標準分布は、前記押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥について、標準とする負荷条件における酸素消費速度と時間の関係を回分式曝気槽により測定し、前記回分式曝気槽の酸素消費速度と時間の関係を押し出し流れ式曝気槽の酸素消費速度と位置の関係に置きかえることによって作成することを特徴とする曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項２】
前記押し出し流れ式曝気槽から前記活性汚泥を採取する位置は、前記押し出し流れ式曝気槽の流れ方向の最下流部であることを特徴とする請求項１記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項３】
前記標準とする負荷条件を満たすための負荷調整方法は、前記押し出し流れ式曝気槽から採取した活性汚泥へ負荷が既知の標準液を混合することによって調整することを特徴とする請求項２記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項４】
前記負荷が既知の標準液は、薬剤から作製することを特徴とする請求項３記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項５】
前記負荷が既知の標準液は、押し出し流れ式曝気槽へ流入する原水から作製することを特徴とする請求項３記載の曝気槽の処理状況判断方法。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記押し出し流れ式曝気槽の活性汚泥の活性度を調整することを特徴とする排水処理制御システム。
【請求項７】
活性汚泥の活性度の調整は、前記押し出し流れ式曝気槽へ多数の噴出口を有した散気管と前記散気管に空気を供給するブロアを用いて風量を調整することによって行うことを特徴とする請求項６記載の排水処理制御システム。
【請求項８】
前記散気管は曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記複数の散気管の風量はそれぞれ個別に調整する請求項６記載の排水処理制御システム。
【請求項９】
活性汚泥の活性度の調整は、活性汚泥の活性度を促進させる活性剤を前記押し出し流れ式曝気槽に流入させるによって行うことを特徴とする請求項６記載の排水処理制御システム。
【請求項１０】
活性剤流入手段の活性剤流入口は、曝気槽内における流れ方向に沿って複数箇所設置され、前記活性剤流入口から流入させる活性剤の量はそれぞれ個別に調整することを特徴とする請求項９記載の排水処理制御システム。
【請求項１１】
前記曝気槽で処理された混合液を重力によって汚泥と処理水に分離する沈殿槽を有し、請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記沈殿槽から前記曝気槽に返送する汚泥量を調整する返送汚泥量調整手段を有することを特徴とする排水処理制御システム。
【請求項１２】
返送汚泥量調整手段は、曝気槽と沈殿槽を接続したと配管と、配管に取り付けられた弁で構成され、前記弁の開度を調整することを特徴とする請求項１１記載の排水処理制御システム。
【請求項１３】
返送汚泥量調整手段は、曝気槽と沈殿槽を接続したと配管と、配管に取り付けられたポンプで構成され、ポンプの運転を調整することを特徴とする請求項１１に記載の排水処理の制御システム。
【請求項１４】
請求項１から５いずれか１項に記載の曝気槽の処理状況判断方法を用いて判断した前記曝気槽の処理状況に応じて、前記押し出し流れ式曝気槽に流入させる排水の負荷量を調整する流入負荷量調整手段を有することを特徴とする排水処理制御システム。
【請求項１５】
流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置された弁であり、前記弁の開度を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１６】
流入負荷量調整手段は、排水の流入口に設置されたポンプであり、前記ポンプの運転を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１７】
流入負荷量調整手段は、排水の油分を除去する加圧浮上装置であり、前記加圧浮上装置の運転を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【請求項１８】
排水を一時的に溜めておく調整槽を有し、流入負荷量調整手段は、前記調整槽に溜められた排水の負荷を低減させる薬剤を前記調整槽に流入させる薬剤流入手段であり、前記調整槽への薬剤の流入量を調整することを特徴とする請求項１４記載の排水処理制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１６５９５９（Ｐ２００９−１６５９５９Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６５９５（Ｐ２００８−６５９５）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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