水処理設備
【課題】水処理プロセスでの処理水質を悪化させることなく、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制できる水処理設備を提供する。
【解決手段】複数の好気槽１０，２０，３０と、複数の好気槽１０，２０，３０のそれぞれに酸素を供給する散気管１１，２１，３１と、複数の好気槽１０，２０，３０において亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定する推定手段と、亜硝酸性窒素濃度が最大となると推定される好気槽の配分比が、それ以外の好気槽の配分比より大きくなるように、酸素供給手段により複数の好気槽のそれぞれに供給する酸素の配分比を制御する配分比制御手段４２を備えた。推定手段が、複数の好気槽に設置されたそれぞれの亜硝酸性窒素濃度の検出手段により検出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定するものである。
【解決手段】複数の好気槽１０，２０，３０と、複数の好気槽１０，２０，３０のそれぞれに酸素を供給する散気管１１，２１，３１と、複数の好気槽１０，２０，３０において亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定する推定手段と、亜硝酸性窒素濃度が最大となると推定される好気槽の配分比が、それ以外の好気槽の配分比より大きくなるように、酸素供給手段により複数の好気槽のそれぞれに供給する酸素の配分比を制御する配分比制御手段４２を備えた。推定手段が、複数の好気槽に設置されたそれぞれの亜硝酸性窒素濃度の検出手段により検出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理において生物反応槽より生成する一酸化二窒素を抑制するのに好適な水処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
温暖化問題が顕在化しており、下水処理プロセスにおいても、下水処理場全体の温室効果ガスの１０％に相当する一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）ガスの生成が問題視されており、その対策が急務でとなっている。
【０００３】
Ｎ2Ｏは、生物反応槽において好気条件下で進行する硝化反応，無酸素条件で進行する脱窒反応の両過程で生成する。このうち硝化反応は、酸素存在下で進行する酸化反応で、まずアンモニア性窒素（以下、ＮＨ4−Ｎ）が主にアンモニア酸化菌による働きで亜硝酸性窒素（以下、ＮＯ2−Ｎ）に酸化され、さらに、亜硝酸酸化菌の働きにより硝酸性窒素（以下、ＮＯ3−Ｎ）にまで酸化される。その反応過程で、ＮＯ2−Ｎの一部がアンモニア酸化菌の働きにより還元される際に、副生成物としてＮ2Ｏが生成するというメカニズムが考えられている（〔非特許文献１〕）。このＮ2Ｏは溶存態として生成するが、好気槽では曝気気泡のパージにより大気中に放出される。
【０００４】
硝化工程におけるＮ2Ｏガス抑制制御技術に、〔特許文献１〕に記載の生物反応槽から発生するＮ2Ｏガスの濃度を直接測定して、供給する酸素の量を制御する方法がある。この方法では、Ｎ2Ｏガス濃度の上昇に基づき、供給する酸素の量を減少させることで、硝化反応の進行を抑制する。その結果、硝化反応の副生成物として生成する溶存Ｎ2ＯおよびＮ2Ｏガスの生成が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９９５６０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】糸川ほか２名：間欠曝気をおこなうし尿処理施設における硝化・脱窒過程からの亜酸化窒素の発生と制御、環境工学研究論文集、第３２巻、pp．３１１−３１９（１９９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
〔特許文献１〕の方法では、硝化反応を抑制することでＮ2Ｏガスの生成を低減する。すなわち、Ｎ2Ｏガスが増加した際に硝化反応が抑制されるため、処理水の水質の悪化が懸念される。処理水の水質を維持しつつＮ2Ｏガスの生成量を抑制するためには、好気槽全体に供給する酸素の量を変動させずに、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制する制御を実施する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、水処理プロセスでの処理水質を悪化させることなく、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制できる水処理設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の水処理設備は、複数の好気槽と、複数の好気槽のそれぞれに酸素を供給する酸素供給手段と、複数の好気槽において亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定する推定手段と、亜硝酸性窒素濃度が最大となると推定される好気槽の配分比が、それ以外の好気槽の配分比より大きくなるように、酸素供給手段により複数の好気槽のそれぞれに供給する酸素の配分比を制御する配分比制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
又、推定手段が、複数の好気槽に設置されたそれぞれの亜硝酸性窒素濃度の検出手段により検出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定することを特徴とする。
【００１１】
又、推定手段が、複数の好気槽から大気中に放出されるそれぞれの一酸化二窒素ガスの濃度の検出手段と、検出手段で検出された一酸化二窒素ガスの濃度が最大となる好気槽を亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１２】
又、推定手段が、複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置されたアンモニア性窒素濃度の検出手段と、検出手段で検出されたアンモニア性窒素濃度が大きくなるほど、より下流側の好気槽を、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１３】
又、推定手段が、複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された硝酸性窒素濃度の検出手段と、検出手段で検出された硝酸性窒素濃度が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１４】
又、推定手段が、複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された酸化還元電位の検出手段と、検出手段で検出された酸化還元電位が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１５】
又、推定手段が、季節，時刻，水温，流入流量，酸素供給手段による酸素の供給量の少なくとも一つと、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽の関係を表すデータベースを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水処理プロセスでの処理水質を悪化させることなく、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１の水処理設備の構成図。
【図２】硝化プロセスにおける基質の変化を表すグラフ。
【図３】溶存酸素濃度とＮ2Ｏガス転換率を表すグラフ。
【図４】本発明の実施例２の水処理設備の構成図。
【図５】ＮＨ4−Ｎ濃度と、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表すグラフ。
【図６】本発明の実施例３の水処理設備の構成図。
【図７】ＮＯ3−Ｎ濃度と、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表すグラフ。
【図８】本発明の実施例４の水処理設備の構成図。
【図９】ＯＲＰと、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表すグラフ。
【図１０】本発明の実施例５の水処理設備の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の各実施例を図面により説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、活性汚泥により好気的に生物処理する生物反応槽として、上流側より、第一好気槽１０と、第二好気槽２０と、第三好気槽３０が設置され、それぞれの好気槽は連通されている。流入下水１００は、第一好気槽１０へ流入し、第三好気槽３０より処理水１０１として流出する。
【００２０】
それぞれの好気槽の底部には散気管が設置されている。第一好気槽１０の底部に設置した第一散気管１１は、第一弁１２を経て酸素供給手段であるブロワ４０に連通する。第二好気槽２０の底部に設置される第二散気管２１は、第二弁２２を経てブロワ４０に連通する。第三好気槽３０の底部に設置される第三散気管３１は、第三弁３２を経てブロワに連通する。
【００２１】
それぞれの好気槽には亜硝酸性窒素濃度の検出手段として亜硝酸性窒素濃度計測器が設置される。第一好気槽１０には第一亜硝酸性窒素濃度計測器１３が、第二好気槽２０には第二亜硝酸性窒素濃度計測器２３が、第三好気槽３０には第三亜硝酸性窒素濃度計測器３３が設置される。これらの亜硝酸性窒素濃度計測器１３，２３，３３の計測値に基づき、演算手段４１で第一弁１２，第二弁２２，第三弁３２のそれぞれの弁の開度を演算し、配分比制御手段４２でそれぞれの弁の開度を制御する。
【００２２】
好気槽における硝化プロセスについて説明する。図２は、好気槽に流入する汚泥をビーカー中で曝気した回分実験時の基質の変化を示している。横軸の時間は、流入下水を連続処理する下水処理の流下方向の位置と対応付けることができる。この例では、時間Ａを第一好気槽１０に、時間Ｂを第二好気槽２０に、時間Ｃを第三好気槽３０に対応付けている。
【００２３】
時間の経過とともに、流入下水が、第一好気槽１０から第二好気槽２０，第三好気槽３０へと流下して硝化が進行し、ＮＨ4−ＮがＮＯ3−Ｎに酸化される。その中間生成物のＮＯ2−Ｎが硝化の進行にともない蓄積し、時間Ｂ（第二好気槽２０に対応）で最大となり、残存するＮＨ4−Ｎがなくなる時間Ｃ（第三好気槽３０に対応）で減少する。ＮＯ2−Ｎの一部は、Ｎ2Ｏガスに転換して大気中に放出されるため、Ｎ2Ｏガスの濃度はＮＯ2−Ｎの蓄積量と相関する。
【００２４】
硝化反応の進行度は供給する酸素量と相関する。硝化反応を抑制することなく、Ｎ2Ｏガスの放出を抑制するためには、ＮＯ2−ＮからＮ2Ｏガスへの転換率を低減させる必要がある。
【００２５】
図３は、図２と同様に、回分実験時の溶存酸素濃度（ＤＯ）とＮ2Ｏガス転換率の関係を示す図である。ここで、Ｎ2Ｏガス転換率はＮＯ2−Ｎ濃度に対するＮ2Ｏガス濃度の比と定義すると、ＤＯが大きくなるとＮ2Ｏガス転換率を低減できることがわかる。ＮＯ2−ＮからＮ2Ｏへの反応は還元反応であり、ＤＯが大きい酸化雰囲気では生じにくい反応のためである。
【００２６】
硝化プロセスの全てのＤＯを増加するとＮ2Ｏガスの生成は抑制されるが、必要となる酸素の供給量、すなわちブロワ風量が大きくなる。効率よくＮ2Ｏガスの生成を抑制するためには、ＮＯ2−Ｎの蓄積時にブロワ風量を増加し、ＤＯを増加すればよい。
【００２７】
実施例１では、全体のブロワ風量は変えずに、亜硝酸性窒素濃度が最大の好気槽、すなわちＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽へのブロワ風量を大きくする。
【００２８】
ＮＯ2−Ｎの濃度が最大となる好気槽は常に同一ではなく、流入下水のＮＨ4−Ｎ濃度とブロワ風量および季節，水温，汚泥性状などの環境因子によって変化する。同じブロワ風量でもＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、蓄積ＮＯ2−Ｎ濃度が減少するので、残存ＮＨ4−Ｎが減少する好気槽が下流側になるため、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽は下流側になる。実施例１では、それぞれの好気槽のＮＯ2−Ｎ濃度を亜硝酸性窒素計測器であるＮＯ2−Ｎ濃度計により計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を特定する。
【００２９】
好気槽へのブロワ風量の制御について述べる。全ブロワ風量に対する各好気槽へのブロワ風量との比を、酸素の配分比である酸素配分比とすると、実施例１ではＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽への酸素配分比を、弁開度を制御することで大きくする。表１にＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽と、各好気槽の弁開度の関係を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
第一弁１２は、第一好気槽１０でＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる場合に酸素配分比が最大となる。また、第二弁２２は、第二好気槽２０でＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる場合に酸素配分比が最大となる。第三弁３２は、第三好気槽３０でＮＯ2−Ｎが最大となる場合に風量配分比が最大となる。各好気槽の酸素配分比は、流入下水の水質に応じて変化させてもよく、季節や水温や汚泥性状などの環境要因やその結果としての硝化速度に応じて変化させても良い。また、表ではなく、ＮＯ2−Ｎ濃度に応じた関数形でもよい。
【００３２】
実施例１では、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を特定するため各好気槽のＮＯ2−Ｎ濃度を直接計測したが、一酸化二窒素ガスの濃度の検出手段であるＮ2Ｏガス濃度計で計測したＮ2Ｏガス濃度とＮＯ2−Ｎ濃度の相関関係を利用して、Ｎ2Ｏガス濃度が最大となる好気槽をＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽としてもよい。
【００３３】
また、必ずしも全ての好気槽でＮＯ2−Ｎ濃度やＮ2Ｏガス濃度を計測する必要はなく、計測した好気槽における計測値から外挿，内挿あるいは補間曲線を用いてＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定してもよい。
【００３４】
また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度のみを変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【００３５】
また、実施例１ではＮＯ2−Ｎ濃度を亜硝酸性窒素計測器であるＮＯ2−Ｎ濃度計により計測したが、手分析や他の代替手段で計測してもよい。
【実施例２】
【００３６】
図４は本発明の実施例２の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、実施例１の第一亜硝酸性窒素濃度計測器１３と亜硝酸性窒素濃度計測器２３と第三亜硝酸性窒素濃度計測器３３の代わりに、第一好気槽１０にアンモニア性窒素濃度の検出手段であるアンモニア性窒素計測器１４が設置されている。
【００３７】
実施例１で述べたように、同じブロワ風量でもＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽は下流側になる。そこで、実施例２では、第一好気槽１０のＮＨ4−Ｎ濃度を計測することで、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する。
【００３８】
図５にＮＨ4−Ｎ濃度とＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を示す。第一好気槽１０のＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になることがわかる。ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の推定は、図５に示すグラフに基づいて作成した、第一好気槽１０のＮＨ4−Ｎ濃度とＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表す表を用いて行う。この表の一例を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２に示した関係式は、時刻や季節などの環境条件や、ブロワ風量やＭＬＳＳといった運転条件によって変化するため、これらで場合分けした表を用いてもよい。
【００４１】
第一好気槽１０よりも上流の流入水において計測したＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になるという傾向が得られる。また、第一好気槽１０よりも下流の好気槽において計測したＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になるという同様の傾向が得られる。
【００４２】
実施例２では、第一好気槽１０でＮＨ4−Ｎ濃度を計測したが、第一好気槽１０よりも上流側の流入水、あるいは第一好気槽１０よりも下流側の好気槽でＮＨ4−Ｎ濃度を計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定しても良い。
【００４３】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度を変化させたが、 ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【実施例３】
【００４４】
図６は本発明の実施例３の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、実施例２のアンモニア性窒素計測器１４の代わりに、第三好気槽３０に硝酸性窒素濃度の検出手段である硝酸性窒素計測器３５が設置されている。
【００４５】
硝化工程においてＮＨ4−Ｎは最終的にはＮＯ3−Ｎに酸化する。そのため、ＮＨ4−Ｎの減少分はＮＯ3−Ｎの増加分に概ね相当する。図７に、第三好気槽３０のＮＯ3−Ｎ濃度とＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を示す。第三好気槽３０のＮＯ3−Ｎ濃度が小さくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になることが分かる。ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の推定には、図７のグラフに基づいて作成したＮＯ3−Ｎ濃度とＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を表す表を用いる。この表の一例を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３に示す関係式は、時刻や季節などの環境条件や、ブロワ風量やＭＬＳＳといった運転条件によって変化するため、これらで場合分けした表を用いてもよい。
【００４８】
第三好気槽３０よりも上流の生物反応槽（好気槽のほか嫌気槽，無酸素槽も含む）において計測したＮＯ3−Ｎ濃度が小さくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になるという傾向が得られる。実施例３では、好気槽のうち最も下流側に位置する第三好気槽３０でＮＯ3−Ｎ濃度を計測したが、上流側の生物反応槽でＮＯ3−Ｎ濃度を計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定しても良い。
【００４９】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度を変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【実施例４】
【００５０】
図８は本発明の実施例４の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、実施例２のアンモニア性窒素計測器１４のかわりに、第二好気槽２０に酸化還元電位の検出手段である酸化還元電位計測器２６が設置されている。
【００５１】
酸化還元電位は、ある酸化還元反応系における電子のやり取りの際に発生する電位のことで、有機物，ＤＯ，ＮＨ4−Ｎ，ＮＯ3−Ｎなどの濃度に影響を受ける。特にＮＨ4−ＮとＮＯ3−Ｎの濃度の影響は大きく、ＮＨ4−Ｎ濃度はＯＲＰと負の相関があり、ＮＯ3−Ｎ濃度とは正の相関がある。
【００５２】
この結果、実施例２のアンモニア性窒素計測器あるいは実施例３の硝酸性窒素計測器と同様に酸化還元電位計測器により、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定できる。
【００５３】
図９に第二好気槽２０のＯＲＰとＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を示す。第二好気槽２０のＯＲＰが小さくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になることがわかる。ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の推定には、図９のグラフに基づいて作成した、ＯＲＰとＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を表す表を用いる。この表の一例を表４に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】
表４の関係式は、時刻や季節などの環境条件や、ブロワ風量やＭＬＳＳといった運転条件によって変化するため、これらを考慮した表を用いてもよい。
【００５６】
第二好気槽２０よりも上流あるいは下流の好気槽において計測したＯＲＰが小さくなると、ＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽が下流側になるという傾向が得られる。実施例４では、第二好気槽２０でＯＲＰを計測したが、上流側の好気槽あるいは下流側の好気槽でＯＲＰを計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定しても良い。
【００５７】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度を変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【実施例５】
【００５８】
図１０は本発明の実施例５の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、好気槽に計測器を設置していない。代わりに、ＮＯ2−Ｎ濃度最大槽条件入力手段４３を備えており、ＮＯ2−Ｎ濃度最大槽条件入力手段４３で入力された情報は演算手段４１に送られる。
【００５９】
ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽は、時刻や季節や、流入下水１００の水温や流入流量、ブロワ４０で供給される全ブロワ風量や好気槽内のＭＬＳＳなどの下水処理場の環境条件や運転条件などと、ＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽の関係を表すデータベースである表を用いることで推定できる。これらの表は過去の計測値から構築することができる。この表の一例を表５から表７に示す。
【００６０】
【表５】
【００６１】
【表６】
【００６２】
【表７】
【００６３】
表５は、季節と時刻からＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する表である。この表の例では、流入するＮＨ4−Ｎ濃度が小さい夜間にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。また、水温が上昇して硝化反応が促進される季節（７〜１０月）にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。
【００６４】
表６は、水温と時刻からＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する表である。この表の例では、流入するＮＨ4−Ｎ濃度が小さい夜間にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。また、硝化反応が促進される水温上昇時にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。
【００６５】
表７は、流入流量と全ブロワ風量からＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する表である。この表の例では、流入するＮＨ4−Ｎの量が多くなる流入流量の増加時にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は下流側になる。また、硝化反応が促進する全ブロワ風量増加時にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。
【００６６】
実施例５では季節と時刻など二つの項目から表を作成し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定したが、一つあるいは三つ以上の項目を組み合わせても良い。また、実施例１から実施例４で示した検出手段を組み合わせても良い。
【００６７】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度のみを変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 第一好気槽
１１ 第一散気管
１２ 第一弁
１３ 第一亜硝酸性窒素濃度計測器
１４ アンモニア性窒素計測器
２０ 第二好気槽
２１ 第二散気管
２２ 第二弁
２３ 第二亜硝酸性窒素濃度計測器
２６ 酸化還元電位計測器
３０ 第三好気槽
３１ 第三散気管
３２ 第三弁
３３ 第三亜硝酸性窒素濃度計測器
３５ 硝酸性窒素計測器
４０ ブロワ
４１ 演算手段
４２ 配分比制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理において生物反応槽より生成する一酸化二窒素を抑制するのに好適な水処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
温暖化問題が顕在化しており、下水処理プロセスにおいても、下水処理場全体の温室効果ガスの１０％に相当する一酸化二窒素（Ｎ2Ｏ）ガスの生成が問題視されており、その対策が急務でとなっている。
【０００３】
Ｎ2Ｏは、生物反応槽において好気条件下で進行する硝化反応，無酸素条件で進行する脱窒反応の両過程で生成する。このうち硝化反応は、酸素存在下で進行する酸化反応で、まずアンモニア性窒素（以下、ＮＨ4−Ｎ）が主にアンモニア酸化菌による働きで亜硝酸性窒素（以下、ＮＯ2−Ｎ）に酸化され、さらに、亜硝酸酸化菌の働きにより硝酸性窒素（以下、ＮＯ3−Ｎ）にまで酸化される。その反応過程で、ＮＯ2−Ｎの一部がアンモニア酸化菌の働きにより還元される際に、副生成物としてＮ2Ｏが生成するというメカニズムが考えられている（〔非特許文献１〕）。このＮ2Ｏは溶存態として生成するが、好気槽では曝気気泡のパージにより大気中に放出される。
【０００４】
硝化工程におけるＮ2Ｏガス抑制制御技術に、〔特許文献１〕に記載の生物反応槽から発生するＮ2Ｏガスの濃度を直接測定して、供給する酸素の量を制御する方法がある。この方法では、Ｎ2Ｏガス濃度の上昇に基づき、供給する酸素の量を減少させることで、硝化反応の進行を抑制する。その結果、硝化反応の副生成物として生成する溶存Ｎ2ＯおよびＮ2Ｏガスの生成が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９９５６０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】糸川ほか２名：間欠曝気をおこなうし尿処理施設における硝化・脱窒過程からの亜酸化窒素の発生と制御、環境工学研究論文集、第３２巻、pp．３１１−３１９（１９９５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
〔特許文献１〕の方法では、硝化反応を抑制することでＮ2Ｏガスの生成を低減する。すなわち、Ｎ2Ｏガスが増加した際に硝化反応が抑制されるため、処理水の水質の悪化が懸念される。処理水の水質を維持しつつＮ2Ｏガスの生成量を抑制するためには、好気槽全体に供給する酸素の量を変動させずに、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制する制御を実施する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、水処理プロセスでの処理水質を悪化させることなく、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制できる水処理設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の水処理設備は、複数の好気槽と、複数の好気槽のそれぞれに酸素を供給する酸素供給手段と、複数の好気槽において亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定する推定手段と、亜硝酸性窒素濃度が最大となると推定される好気槽の配分比が、それ以外の好気槽の配分比より大きくなるように、酸素供給手段により複数の好気槽のそれぞれに供給する酸素の配分比を制御する配分比制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
又、推定手段が、複数の好気槽に設置されたそれぞれの亜硝酸性窒素濃度の検出手段により検出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定することを特徴とする。
【００１１】
又、推定手段が、複数の好気槽から大気中に放出されるそれぞれの一酸化二窒素ガスの濃度の検出手段と、検出手段で検出された一酸化二窒素ガスの濃度が最大となる好気槽を亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１２】
又、推定手段が、複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置されたアンモニア性窒素濃度の検出手段と、検出手段で検出されたアンモニア性窒素濃度が大きくなるほど、より下流側の好気槽を、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１３】
又、推定手段が、複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された硝酸性窒素濃度の検出手段と、検出手段で検出された硝酸性窒素濃度が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１４】
又、推定手段が、複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された酸化還元電位の検出手段と、検出手段で検出された酸化還元電位が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする。
【００１５】
又、推定手段が、季節，時刻，水温，流入流量，酸素供給手段による酸素の供給量の少なくとも一つと、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽の関係を表すデータベースを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水処理プロセスでの処理水質を悪化させることなく、Ｎ2Ｏガスの生成量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１の水処理設備の構成図。
【図２】硝化プロセスにおける基質の変化を表すグラフ。
【図３】溶存酸素濃度とＮ2Ｏガス転換率を表すグラフ。
【図４】本発明の実施例２の水処理設備の構成図。
【図５】ＮＨ4−Ｎ濃度と、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表すグラフ。
【図６】本発明の実施例３の水処理設備の構成図。
【図７】ＮＯ3−Ｎ濃度と、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表すグラフ。
【図８】本発明の実施例４の水処理設備の構成図。
【図９】ＯＲＰと、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表すグラフ。
【図１０】本発明の実施例５の水処理設備の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の各実施例を図面により説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、活性汚泥により好気的に生物処理する生物反応槽として、上流側より、第一好気槽１０と、第二好気槽２０と、第三好気槽３０が設置され、それぞれの好気槽は連通されている。流入下水１００は、第一好気槽１０へ流入し、第三好気槽３０より処理水１０１として流出する。
【００２０】
それぞれの好気槽の底部には散気管が設置されている。第一好気槽１０の底部に設置した第一散気管１１は、第一弁１２を経て酸素供給手段であるブロワ４０に連通する。第二好気槽２０の底部に設置される第二散気管２１は、第二弁２２を経てブロワ４０に連通する。第三好気槽３０の底部に設置される第三散気管３１は、第三弁３２を経てブロワに連通する。
【００２１】
それぞれの好気槽には亜硝酸性窒素濃度の検出手段として亜硝酸性窒素濃度計測器が設置される。第一好気槽１０には第一亜硝酸性窒素濃度計測器１３が、第二好気槽２０には第二亜硝酸性窒素濃度計測器２３が、第三好気槽３０には第三亜硝酸性窒素濃度計測器３３が設置される。これらの亜硝酸性窒素濃度計測器１３，２３，３３の計測値に基づき、演算手段４１で第一弁１２，第二弁２２，第三弁３２のそれぞれの弁の開度を演算し、配分比制御手段４２でそれぞれの弁の開度を制御する。
【００２２】
好気槽における硝化プロセスについて説明する。図２は、好気槽に流入する汚泥をビーカー中で曝気した回分実験時の基質の変化を示している。横軸の時間は、流入下水を連続処理する下水処理の流下方向の位置と対応付けることができる。この例では、時間Ａを第一好気槽１０に、時間Ｂを第二好気槽２０に、時間Ｃを第三好気槽３０に対応付けている。
【００２３】
時間の経過とともに、流入下水が、第一好気槽１０から第二好気槽２０，第三好気槽３０へと流下して硝化が進行し、ＮＨ4−ＮがＮＯ3−Ｎに酸化される。その中間生成物のＮＯ2−Ｎが硝化の進行にともない蓄積し、時間Ｂ（第二好気槽２０に対応）で最大となり、残存するＮＨ4−Ｎがなくなる時間Ｃ（第三好気槽３０に対応）で減少する。ＮＯ2−Ｎの一部は、Ｎ2Ｏガスに転換して大気中に放出されるため、Ｎ2Ｏガスの濃度はＮＯ2−Ｎの蓄積量と相関する。
【００２４】
硝化反応の進行度は供給する酸素量と相関する。硝化反応を抑制することなく、Ｎ2Ｏガスの放出を抑制するためには、ＮＯ2−ＮからＮ2Ｏガスへの転換率を低減させる必要がある。
【００２５】
図３は、図２と同様に、回分実験時の溶存酸素濃度（ＤＯ）とＮ2Ｏガス転換率の関係を示す図である。ここで、Ｎ2Ｏガス転換率はＮＯ2−Ｎ濃度に対するＮ2Ｏガス濃度の比と定義すると、ＤＯが大きくなるとＮ2Ｏガス転換率を低減できることがわかる。ＮＯ2−ＮからＮ2Ｏへの反応は還元反応であり、ＤＯが大きい酸化雰囲気では生じにくい反応のためである。
【００２６】
硝化プロセスの全てのＤＯを増加するとＮ2Ｏガスの生成は抑制されるが、必要となる酸素の供給量、すなわちブロワ風量が大きくなる。効率よくＮ2Ｏガスの生成を抑制するためには、ＮＯ2−Ｎの蓄積時にブロワ風量を増加し、ＤＯを増加すればよい。
【００２７】
実施例１では、全体のブロワ風量は変えずに、亜硝酸性窒素濃度が最大の好気槽、すなわちＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽へのブロワ風量を大きくする。
【００２８】
ＮＯ2−Ｎの濃度が最大となる好気槽は常に同一ではなく、流入下水のＮＨ4−Ｎ濃度とブロワ風量および季節，水温，汚泥性状などの環境因子によって変化する。同じブロワ風量でもＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、蓄積ＮＯ2−Ｎ濃度が減少するので、残存ＮＨ4−Ｎが減少する好気槽が下流側になるため、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽は下流側になる。実施例１では、それぞれの好気槽のＮＯ2−Ｎ濃度を亜硝酸性窒素計測器であるＮＯ2−Ｎ濃度計により計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を特定する。
【００２９】
好気槽へのブロワ風量の制御について述べる。全ブロワ風量に対する各好気槽へのブロワ風量との比を、酸素の配分比である酸素配分比とすると、実施例１ではＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽への酸素配分比を、弁開度を制御することで大きくする。表１にＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽と、各好気槽の弁開度の関係を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
第一弁１２は、第一好気槽１０でＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる場合に酸素配分比が最大となる。また、第二弁２２は、第二好気槽２０でＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる場合に酸素配分比が最大となる。第三弁３２は、第三好気槽３０でＮＯ2−Ｎが最大となる場合に風量配分比が最大となる。各好気槽の酸素配分比は、流入下水の水質に応じて変化させてもよく、季節や水温や汚泥性状などの環境要因やその結果としての硝化速度に応じて変化させても良い。また、表ではなく、ＮＯ2−Ｎ濃度に応じた関数形でもよい。
【００３２】
実施例１では、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を特定するため各好気槽のＮＯ2−Ｎ濃度を直接計測したが、一酸化二窒素ガスの濃度の検出手段であるＮ2Ｏガス濃度計で計測したＮ2Ｏガス濃度とＮＯ2−Ｎ濃度の相関関係を利用して、Ｎ2Ｏガス濃度が最大となる好気槽をＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽としてもよい。
【００３３】
また、必ずしも全ての好気槽でＮＯ2−Ｎ濃度やＮ2Ｏガス濃度を計測する必要はなく、計測した好気槽における計測値から外挿，内挿あるいは補間曲線を用いてＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定してもよい。
【００３４】
また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度のみを変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【００３５】
また、実施例１ではＮＯ2−Ｎ濃度を亜硝酸性窒素計測器であるＮＯ2−Ｎ濃度計により計測したが、手分析や他の代替手段で計測してもよい。
【実施例２】
【００３６】
図４は本発明の実施例２の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、実施例１の第一亜硝酸性窒素濃度計測器１３と亜硝酸性窒素濃度計測器２３と第三亜硝酸性窒素濃度計測器３３の代わりに、第一好気槽１０にアンモニア性窒素濃度の検出手段であるアンモニア性窒素計測器１４が設置されている。
【００３７】
実施例１で述べたように、同じブロワ風量でもＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽は下流側になる。そこで、実施例２では、第一好気槽１０のＮＨ4−Ｎ濃度を計測することで、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する。
【００３８】
図５にＮＨ4−Ｎ濃度とＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を示す。第一好気槽１０のＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になることがわかる。ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の推定は、図５に示すグラフに基づいて作成した、第一好気槽１０のＮＨ4−Ｎ濃度とＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の関係を表す表を用いて行う。この表の一例を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】
表２に示した関係式は、時刻や季節などの環境条件や、ブロワ風量やＭＬＳＳといった運転条件によって変化するため、これらで場合分けした表を用いてもよい。
【００４１】
第一好気槽１０よりも上流の流入水において計測したＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になるという傾向が得られる。また、第一好気槽１０よりも下流の好気槽において計測したＮＨ4−Ｎ濃度が大きくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になるという同様の傾向が得られる。
【００４２】
実施例２では、第一好気槽１０でＮＨ4−Ｎ濃度を計測したが、第一好気槽１０よりも上流側の流入水、あるいは第一好気槽１０よりも下流側の好気槽でＮＨ4−Ｎ濃度を計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定しても良い。
【００４３】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度を変化させたが、 ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【実施例３】
【００４４】
図６は本発明の実施例３の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、実施例２のアンモニア性窒素計測器１４の代わりに、第三好気槽３０に硝酸性窒素濃度の検出手段である硝酸性窒素計測器３５が設置されている。
【００４５】
硝化工程においてＮＨ4−Ｎは最終的にはＮＯ3−Ｎに酸化する。そのため、ＮＨ4−Ｎの減少分はＮＯ3−Ｎの増加分に概ね相当する。図７に、第三好気槽３０のＮＯ3−Ｎ濃度とＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を示す。第三好気槽３０のＮＯ3−Ｎ濃度が小さくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になることが分かる。ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の推定には、図７のグラフに基づいて作成したＮＯ3−Ｎ濃度とＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を表す表を用いる。この表の一例を表３に示す。
【００４６】
【表３】
【００４７】
表３に示す関係式は、時刻や季節などの環境条件や、ブロワ風量やＭＬＳＳといった運転条件によって変化するため、これらで場合分けした表を用いてもよい。
【００４８】
第三好気槽３０よりも上流の生物反応槽（好気槽のほか嫌気槽，無酸素槽も含む）において計測したＮＯ3−Ｎ濃度が小さくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になるという傾向が得られる。実施例３では、好気槽のうち最も下流側に位置する第三好気槽３０でＮＯ3−Ｎ濃度を計測したが、上流側の生物反応槽でＮＯ3−Ｎ濃度を計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定しても良い。
【００４９】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度を変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【実施例４】
【００５０】
図８は本発明の実施例４の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、実施例２のアンモニア性窒素計測器１４のかわりに、第二好気槽２０に酸化還元電位の検出手段である酸化還元電位計測器２６が設置されている。
【００５１】
酸化還元電位は、ある酸化還元反応系における電子のやり取りの際に発生する電位のことで、有機物，ＤＯ，ＮＨ4−Ｎ，ＮＯ3−Ｎなどの濃度に影響を受ける。特にＮＨ4−ＮとＮＯ3−Ｎの濃度の影響は大きく、ＮＨ4−Ｎ濃度はＯＲＰと負の相関があり、ＮＯ3−Ｎ濃度とは正の相関がある。
【００５２】
この結果、実施例２のアンモニア性窒素計測器あるいは実施例３の硝酸性窒素計測器と同様に酸化還元電位計測器により、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定できる。
【００５３】
図９に第二好気槽２０のＯＲＰとＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を示す。第二好気槽２０のＯＲＰが小さくなると、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽が下流側になることがわかる。ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽の推定には、図９のグラフに基づいて作成した、ＯＲＰとＮＯ2濃度が最大となる好気槽の関係を表す表を用いる。この表の一例を表４に示す。
【００５４】
【表４】
【００５５】
表４の関係式は、時刻や季節などの環境条件や、ブロワ風量やＭＬＳＳといった運転条件によって変化するため、これらを考慮した表を用いてもよい。
【００５６】
第二好気槽２０よりも上流あるいは下流の好気槽において計測したＯＲＰが小さくなると、ＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽が下流側になるという傾向が得られる。実施例４では、第二好気槽２０でＯＲＰを計測したが、上流側の好気槽あるいは下流側の好気槽でＯＲＰを計測し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定しても良い。
【００５７】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度を変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【実施例５】
【００５８】
図１０は本発明の実施例５の水処理設備の構成図である。本実施例の水処理設備は、好気槽に計測器を設置していない。代わりに、ＮＯ2−Ｎ濃度最大槽条件入力手段４３を備えており、ＮＯ2−Ｎ濃度最大槽条件入力手段４３で入力された情報は演算手段４１に送られる。
【００５９】
ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽は、時刻や季節や、流入下水１００の水温や流入流量、ブロワ４０で供給される全ブロワ風量や好気槽内のＭＬＳＳなどの下水処理場の環境条件や運転条件などと、ＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽の関係を表すデータベースである表を用いることで推定できる。これらの表は過去の計測値から構築することができる。この表の一例を表５から表７に示す。
【００６０】
【表５】
【００６１】
【表６】
【００６２】
【表７】
【００６３】
表５は、季節と時刻からＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する表である。この表の例では、流入するＮＨ4−Ｎ濃度が小さい夜間にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。また、水温が上昇して硝化反応が促進される季節（７〜１０月）にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。
【００６４】
表６は、水温と時刻からＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する表である。この表の例では、流入するＮＨ4−Ｎ濃度が小さい夜間にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。また、硝化反応が促進される水温上昇時にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。
【００６５】
表７は、流入流量と全ブロワ風量からＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定する表である。この表の例では、流入するＮＨ4−Ｎの量が多くなる流入流量の増加時にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は下流側になる。また、硝化反応が促進する全ブロワ風量増加時にＮＯ2−Ｎが最大となる好気槽は上流側になる。
【００６６】
実施例５では季節と時刻など二つの項目から表を作成し、ＮＯ2−Ｎ濃度が最大となる好気槽を推定したが、一つあるいは三つ以上の項目を組み合わせても良い。また、実施例１から実施例４で示した検出手段を組み合わせても良い。
【００６７】
好気槽へのブロワ風量の制御については実施例１と同様である。また、実施例１ではブロワの全風量を変化させずに、弁の開度のみを変化させたが、ＤＯ一定制御や流入流量比例制御や硝化量制御などブロワの全風量を変動させる制御と組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 第一好気槽
１１ 第一散気管
１２ 第一弁
１３ 第一亜硝酸性窒素濃度計測器
１４ アンモニア性窒素計測器
２０ 第二好気槽
２１ 第二散気管
２２ 第二弁
２３ 第二亜硝酸性窒素濃度計測器
２６ 酸化還元電位計測器
３０ 第三好気槽
３１ 第三散気管
３２ 第三弁
３３ 第三亜硝酸性窒素濃度計測器
３５ 硝酸性窒素計測器
４０ ブロワ
４１ 演算手段
４２ 配分比制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の好気槽と、該複数の好気槽のそれぞれに酸素を供給する酸素供給手段と、前記複数の好気槽において亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定する推定手段と、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となると推定される好気槽の配分比が、それ以外の好気槽の配分比より大きくなるように、前記酸素供給手段により前記複数の好気槽のそれぞれに供給する酸素の配分比を制御する配分比制御手段を備えたことを特徴とする水処理設備。
【請求項２】
前記推定手段が、前記複数の好気槽に設置されたそれぞれの亜硝酸性窒素濃度の検出手段により検出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定することを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項３】
前記推定手段が、前記複数の好気槽から大気中に放出されるそれぞれの一酸化二窒素ガスの濃度の検出手段と、該検出手段で検出された一酸化二窒素ガスの濃度が最大となる好気槽を前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項４】
前記推定手段が、前記複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置されたアンモニア性窒素濃度の検出手段と、該検出手段で検出されたアンモニア性窒素濃度が大きくなるほど、より下流側の好気槽を、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項５】
前記推定手段が、前記複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された硝酸性窒素濃度の検出手段と、該検出手段で検出された硝酸性窒素濃度が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項６】
前記推定手段が、前記複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された酸化還元電位の検出手段と、該検出手段で検出された酸化還元電位が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項７】
前記推定手段が、季節，時刻，水温，流入流量，該酸素供給手段による酸素の供給量の少なくとも一つと、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽の関係を表すデータベースを含むことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の水処理設備。
【請求項１】
複数の好気槽と、該複数の好気槽のそれぞれに酸素を供給する酸素供給手段と、前記複数の好気槽において亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定する推定手段と、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となると推定される好気槽の配分比が、それ以外の好気槽の配分比より大きくなるように、前記酸素供給手段により前記複数の好気槽のそれぞれに供給する酸素の配分比を制御する配分比制御手段を備えたことを特徴とする水処理設備。
【請求項２】
前記推定手段が、前記複数の好気槽に設置されたそれぞれの亜硝酸性窒素濃度の検出手段により検出された亜硝酸性窒素濃度に基づいて前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽を推定することを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項３】
前記推定手段が、前記複数の好気槽から大気中に放出されるそれぞれの一酸化二窒素ガスの濃度の検出手段と、該検出手段で検出された一酸化二窒素ガスの濃度が最大となる好気槽を前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項４】
前記推定手段が、前記複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置されたアンモニア性窒素濃度の検出手段と、該検出手段で検出されたアンモニア性窒素濃度が大きくなるほど、より下流側の好気槽を、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項５】
前記推定手段が、前記複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された硝酸性窒素濃度の検出手段と、該検出手段で検出された硝酸性窒素濃度が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項６】
前記推定手段が、前記複数の好気槽のうち少なくとも一つの好気槽に設置された酸化還元電位の検出手段と、該検出手段で検出された酸化還元電位が大きくなるほど、より上流側の好気槽を、前記亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽と推定する演算手段とで、構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理設備。
【請求項７】
前記推定手段が、季節，時刻，水温，流入流量，該酸素供給手段による酸素の供給量の少なくとも一つと、亜硝酸性窒素濃度が最大となる好気槽の関係を表すデータベースを含むことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の水処理設備。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１４８２３１（Ｐ２０１２−１４８２３１Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８３７６（Ｐ２０１１−８３７６）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]