JPH0146198B2 - - Google Patents
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- JPH0146198B2 JPH0146198B2 JP55170898A JP17089880A JPH0146198B2 JP H0146198 B2 JPH0146198 B2 JP H0146198B2 JP 55170898 A JP55170898 A JP 55170898A JP 17089880 A JP17089880 A JP 17089880A JP H0146198 B2 JPH0146198 B2 JP H0146198B2
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- sludge
- flow rate
- tank
- concentration
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- Prior art date
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Activated Sludge Processes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は活性汚泥法によつて汚水を処理する下
水処理場における汚泥制御装置に関する。
水処理場における汚泥制御装置に関する。
活性汚泥法は、好気性ないし通性の微生物の生
活作用を利用した下水の処理方法のひとつであ
る。そして、処理効果を常に良好に保つために
は、流入下水の流量とその有機物濃度という処理
プロセスの外乱に対して、活性汚泥（以下汚泥と
略記する）の量とその活性力を確保・維持してお
く必要がある。一般の活性汚泥法は曝気槽と最終
沈殿池（以下沈殿池と略記する）の二槽を主体と
し、曝気槽におけを下水中有機物の固形化（汚泥
化）と沈殿池での固液分離によつて下水を浄化す
る。分離した汚泥の一部は再び曝気槽に戻し下水
と接触せしめ、また分離した他の汚泥は余剰汚泥
として排出する。
活作用を利用した下水の処理方法のひとつであ
る。そして、処理効果を常に良好に保つために
は、流入下水の流量とその有機物濃度という処理
プロセスの外乱に対して、活性汚泥（以下汚泥と
略記する）の量とその活性力を確保・維持してお
く必要がある。一般の活性汚泥法は曝気槽と最終
沈殿池（以下沈殿池と略記する）の二槽を主体と
し、曝気槽におけを下水中有機物の固形化（汚泥
化）と沈殿池での固液分離によつて下水を浄化す
る。分離した汚泥の一部は再び曝気槽に戻し下水
と接触せしめ、また分離した他の汚泥は余剰汚泥
として排出する。
上記のような活性汚泥処理では、流入下水の流
量が日間および週間に絶えず変動するため、曝気
槽汚泥濃度（以下MLSS濃度と記す）および沈殿
池汚泥堆積量も常に変化する。たとえば流入下水
の流量が急上昇した場合は、曝気槽から沈殿池へ
の汚泥の流出量が多くなり、したがつて曝気槽の
汚泥濃度が低下する。そのため曝気槽の微生物濃
度が下がり、下水中の有機物の固形物（汚泥）化
速度が低下し、処理効果が悪くなる。同時に沈殿
池での汚泥の滞留時間が長くなつて汚泥が嫌気的
となり発泡による汚泥浮上が生じ、かつ好気性ま
たは通性の微生物の生活作用が阻害されて活性力
が低下するため、処理効果を常時高く維持するこ
とができなかつた。
量が日間および週間に絶えず変動するため、曝気
槽汚泥濃度（以下MLSS濃度と記す）および沈殿
池汚泥堆積量も常に変化する。たとえば流入下水
の流量が急上昇した場合は、曝気槽から沈殿池へ
の汚泥の流出量が多くなり、したがつて曝気槽の
汚泥濃度が低下する。そのため曝気槽の微生物濃
度が下がり、下水中の有機物の固形物（汚泥）化
速度が低下し、処理効果が悪くなる。同時に沈殿
池での汚泥の滞留時間が長くなつて汚泥が嫌気的
となり発泡による汚泥浮上が生じ、かつ好気性ま
たは通性の微生物の生活作用が阻害されて活性力
が低下するため、処理効果を常時高く維持するこ
とができなかつた。
上記活性汚泥法による下水処理の欠点を償うた
めに、以下に示すように運転上の対策が試みられ
てきた。
めに、以下に示すように運転上の対策が試みられ
てきた。
すなわち、沈殿池の汚泥堆積量が不当に増加す
るのを防止するのには、沈殿池から堆積汚泥をす
ばやく引抜くことである。これには、沈殿池の汚
泥ホツパーの上部などに汚泥界面計を取付け、検
出した汚泥界面が設定値の上限値を越えないよう
に引抜流量を制御する方法、または沈殿池からの
引抜流量を一定値に定め弁またはポンプの引抜作
動時間をタイマーなどで指定した堆積汚泥の引抜
を制御する方法、などが従来提案または実施され
てきた。
るのを防止するのには、沈殿池から堆積汚泥をす
ばやく引抜くことである。これには、沈殿池の汚
泥ホツパーの上部などに汚泥界面計を取付け、検
出した汚泥界面が設定値の上限値を越えないよう
に引抜流量を制御する方法、または沈殿池からの
引抜流量を一定値に定め弁またはポンプの引抜作
動時間をタイマーなどで指定した堆積汚泥の引抜
を制御する方法、などが従来提案または実施され
てきた。
しかし、前者の従来方法では、堆積汚泥を連続
して引抜いている場合は明確な汚泥界面が現れな
い時が多いため、実用化することが困難である。
また堆積汚泥を間欠的に引抜いている場合は、汚
泥界面が明確に検出されるには過多の汚泥を堆積
しなくてはならず、そのため沈殿池から汚泥をす
ばやく引抜くことにはならない。
して引抜いている場合は明確な汚泥界面が現れな
い時が多いため、実用化することが困難である。
また堆積汚泥を間欠的に引抜いている場合は、汚
泥界面が明確に検出されるには過多の汚泥を堆積
しなくてはならず、そのため沈殿池から汚泥をす
ばやく引抜くことにはならない。
また、後者の従来方法では、タイマーの設定時
間は常時一定であり、このため流入下水量が増大
して沈殿池の汚泥堆積量が増加した時は堆積汚泥
を引抜ききれず、反対に流入下水量が低下して沈
殿池汚泥堆積量が減少した時は汚泥だけでなく清
澄になつた処理水まで引抜くことになる。すなわ
ち、非常に低い濃度の汚泥を引抜くことになり、
曝気槽のMLSS濃度を望ましい値に維持するのが
困難になると共に、返送汚泥濃度が低下するた
め、汚泥処理の運転に障害を与えるものであつ
た。
間は常時一定であり、このため流入下水量が増大
して沈殿池の汚泥堆積量が増加した時は堆積汚泥
を引抜ききれず、反対に流入下水量が低下して沈
殿池汚泥堆積量が減少した時は汚泥だけでなく清
澄になつた処理水まで引抜くことになる。すなわ
ち、非常に低い濃度の汚泥を引抜くことになり、
曝気槽のMLSS濃度を望ましい値に維持するのが
困難になると共に、返送汚泥濃度が低下するた
め、汚泥処理の運転に障害を与えるものであつ
た。
さらに、曝気槽の微生物濃度の低下を防ぎ流入
下水中の有機物の固形化速度を十分高く保つため
には次の方法があつた。すなわち、曝気槽の汚泥
濃度（以下MLSS濃度と記す）を計測器（以下
MLSS計と記す）によつて常時モニターし、
MLSS計の指示値が設定値または設定範囲を保持
するように、制御器などを用いて返送汚泥流量を
調節する方法、または返送汚泥濃度計を付置し、
返送汚泥の固形物量が一定になるように制御器な
どを用いて返送汚泥流量を調節する方法、などが
あり、従来より提案されまたそれらの実施が試み
られてきた。
下水中の有機物の固形化速度を十分高く保つため
には次の方法があつた。すなわち、曝気槽の汚泥
濃度（以下MLSS濃度と記す）を計測器（以下
MLSS計と記す）によつて常時モニターし、
MLSS計の指示値が設定値または設定範囲を保持
するように、制御器などを用いて返送汚泥流量を
調節する方法、または返送汚泥濃度計を付置し、
返送汚泥の固形物量が一定になるように制御器な
どを用いて返送汚泥流量を調節する方法、などが
あり、従来より提案されまたそれらの実施が試み
られてきた。
しかし上記の返送汚泥流量調節によつて曝気槽
MLSS濃度の制御をおこなうと次の問題が生じ
る。流入下水の流量が急上昇した場合、沈殿池へ
の汚泥の移動量も急に増加する。そのため沈殿池
汚泥堆量が過多になるのを防止すべく汚泥引抜量
を急に増大させねばならなくなる。そもそも沈殿
池には一定の汚泥滞留時間、すなわち沈殿池に流
入したあと沈降し沈殿し、ついで汚泥掻寄数でホ
ツパーに移送され、ホツパー内で引抜かれる状態
になるまでの時間があるため、急には引抜くこと
はできず、過多の汚泥を滞留させることになる。
そのため汚泥が変性し、発泡現象によつて沈殿し
た汚泥が浮上して処理効果を著しく低下させた。
MLSS濃度の制御をおこなうと次の問題が生じ
る。流入下水の流量が急上昇した場合、沈殿池へ
の汚泥の移動量も急に増加する。そのため沈殿池
汚泥堆量が過多になるのを防止すべく汚泥引抜量
を急に増大させねばならなくなる。そもそも沈殿
池には一定の汚泥滞留時間、すなわち沈殿池に流
入したあと沈降し沈殿し、ついで汚泥掻寄数でホ
ツパーに移送され、ホツパー内で引抜かれる状態
になるまでの時間があるため、急には引抜くこと
はできず、過多の汚泥を滞留させることになる。
そのため汚泥が変性し、発泡現象によつて沈殿し
た汚泥が浮上して処理効果を著しく低下させた。
また上記MLSS制御を行うためには、流入下水
の変動に対応できる十分な容積の返送汚泥貯槽を
設備しておく必要があるが、経済的に困難である
場合がほとんどである。返送汚泥貯槽が設備され
ていても、その容量が不十分である場合は、過剰
の汚泥を沈殿池に一時貯蔵することも提案されて
いる。しかし、これは前述の通り汚泥の変性を起
こすため有効な手段ではない。
の変動に対応できる十分な容積の返送汚泥貯槽を
設備しておく必要があるが、経済的に困難である
場合がほとんどである。返送汚泥貯槽が設備され
ていても、その容量が不十分である場合は、過剰
の汚泥を沈殿池に一時貯蔵することも提案されて
いる。しかし、これは前述の通り汚泥の変性を起
こすため有効な手段ではない。
以上詳述のごとく、曝気槽と沈殿池での汚泥の
変化は流入下水の流量の変動に対して相互に関連
しているので、返送汚泥流量の調節によつて汚泥
量を制御するためには、曝気槽のMLSS濃度と沈
殿池の汚泥堆積量を同時に考慮した制御装置によ
らねばならないといえる。
変化は流入下水の流量の変動に対して相互に関連
しているので、返送汚泥流量の調節によつて汚泥
量を制御するためには、曝気槽のMLSS濃度と沈
殿池の汚泥堆積量を同時に考慮した制御装置によ
らねばならないといえる。
したがつて、本発明は、返送汚泥流量を調節す
ることによつて、曝気槽のMLSS濃度と沈殿池の
汚泥堆積量をそれぞれの設定値またはそれぞれの
設定範囲内に相補的に制御する汚泥制御装置を提
供することを目的とする。
ることによつて、曝気槽のMLSS濃度と沈殿池の
汚泥堆積量をそれぞれの設定値またはそれぞれの
設定範囲内に相補的に制御する汚泥制御装置を提
供することを目的とする。
本発明の一実施例について第１図と第２図およ
び第３図で説明する。
び第３図で説明する。
曝気槽１に一次処理水が流量計２を通して流入
し曝気されたあと、沈殿池３に流下し固液分離さ
れ、上澄水は放流される。沈殿した濃縮汚泥は掻
寄機４でホツパ５に集められ、ついで引抜管６を
通して引抜ポンプ７または引抜弁（図中に記載な
し）によつて排泥される。引き抜かれた汚泥は一
時返送汚泥貯槽８に貯えられ、ついで返送汚泥ポ
ンプ９によつて返送汚泥流量計１０と返送汚泥濃
度計１１を通して再び曝気槽に戻される。返送汚
泥ポンプ９で送られる汚泥の一部は、弁１２と余
剰汚泥流量計１３を通つて余剰汚泥として汚泥処
理設備（図中に記載なし）に送られる。
し曝気されたあと、沈殿池３に流下し固液分離さ
れ、上澄水は放流される。沈殿した濃縮汚泥は掻
寄機４でホツパ５に集められ、ついで引抜管６を
通して引抜ポンプ７または引抜弁（図中に記載な
し）によつて排泥される。引き抜かれた汚泥は一
時返送汚泥貯槽８に貯えられ、ついで返送汚泥ポ
ンプ９によつて返送汚泥流量計１０と返送汚泥濃
度計１１を通して再び曝気槽に戻される。返送汚
泥ポンプ９で送られる汚泥の一部は、弁１２と余
剰汚泥流量計１３を通つて余剰汚泥として汚泥処
理設備（図中に記載なし）に送られる。
さらに、流量計２と返送汚泥流量計１０および
返送汚泥濃度計１１で測定した値は第１演算器１
４に伝送され、ここで後述する曝気槽モデルを利
用して曝気槽１内のMLSS濃度を算出する。上記
MLSS濃度の計算値のうち、曝気槽１から沈殿池
３に流下する値は、返送汚泥流量計１０と返送汚
泥濃度計１１で測定した値とともに第２演算器１
５に伝送され、後述の沈殿池モデルを用いて沈殿
池に堆積している汚泥量を算出する。ついで上記
第１演算器１４と第２演算器１５で算出した曝気
槽MLSS濃度と沈殿池汚泥堆積量の値は制御器１
６に伝送され、以下に記述する制御モードによつ
て返送汚泥流量の変化すべき量を計算し、流量の
設定器１７に送る。
返送汚泥濃度計１１で測定した値は第１演算器１
４に伝送され、ここで後述する曝気槽モデルを利
用して曝気槽１内のMLSS濃度を算出する。上記
MLSS濃度の計算値のうち、曝気槽１から沈殿池
３に流下する値は、返送汚泥流量計１０と返送汚
泥濃度計１１で測定した値とともに第２演算器１
５に伝送され、後述の沈殿池モデルを用いて沈殿
池に堆積している汚泥量を算出する。ついで上記
第１演算器１４と第２演算器１５で算出した曝気
槽MLSS濃度と沈殿池汚泥堆積量の値は制御器１
６に伝送され、以下に記述する制御モードによつ
て返送汚泥流量の変化すべき量を計算し、流量の
設定器１７に送る。
ところで、第１演算器１４における曝気槽
MLSS濃度の算出は、曝気槽１の混合状態をモデ
ル化した数学モデル（たとえば、本件出願人によ
り特願昭54−52323号および特願昭55−51718号に
て提案されたモデル）を用い、入力変数として前
記処理水の流量計２、返送汚泥流量計１０および
返送汚泥濃度計１１からの値を用い、これらによ
り容易に求めることができる。
MLSS濃度の算出は、曝気槽１の混合状態をモデ
ル化した数学モデル（たとえば、本件出願人によ
り特願昭54−52323号および特願昭55−51718号に
て提案されたモデル）を用い、入力変数として前
記処理水の流量計２、返送汚泥流量計１０および
返送汚泥濃度計１１からの値を用い、これらによ
り容易に求めることができる。
さらに、第２演算器１５における沈殿池汚泥堆
積量の算出は、本件出願人により特願昭54−
36736号にて提案されたモデルに依る。すなわち、
第２図に示した実際の沈殿池を数学モデル化し、
それを用いて、流量計２および返送汚泥流量計１
０の値と、上記第１演算器１４で算出した曝気槽
１の流出MLSS濃度とから次のようにして求め
る。例えば、第２図において、導水管１８から沈
殿池３に流入した汚泥は、沈殿池内の整流壁１９
によつて区画されたホツパー上室２０を通つてホ
ツパー２１方向に向う流れと横流の沈殿室２２に
向う流れとに分かれる。汚泥は沈殿室２２で沈降
および沈殿し、沈殿した汚泥は掻寄機４でホツパ
ー２１に集められる。ホツパー２１ではホツパー
上室２０および沈殿室２２からの汚泥が混合し、
引抜管２３によつて排出される。上記沈殿池の数
学モデルとしては、たとえば上記ホツパー上室２
０の汚泥と沈殿室２２の沈降中の汚泥２４と沈殿
した汚泥２５とホツパー２１の汚泥という沈殿池
の４部分に偏在した汚泥の存在形態に対応して４
つのコンパートメントを設定し、各コンパートメ
ント間の汚泥の輸送過程をモデル化したコンパー
トメント・モデル、すなわち各コンパートメント
間における汚泥の輸送係数をパラメーターとする
モデルなどを用いることができる。沈殿池に堆積
している汚泥の量は上記モデルの各コンパートメ
ントに存在する汚泥の総和であり、またホツパー
２１のコンパートメントから輸送される汚泥の濃
度は返送汚泥濃度である。
積量の算出は、本件出願人により特願昭54−
36736号にて提案されたモデルに依る。すなわち、
第２図に示した実際の沈殿池を数学モデル化し、
それを用いて、流量計２および返送汚泥流量計１
０の値と、上記第１演算器１４で算出した曝気槽
１の流出MLSS濃度とから次のようにして求め
る。例えば、第２図において、導水管１８から沈
殿池３に流入した汚泥は、沈殿池内の整流壁１９
によつて区画されたホツパー上室２０を通つてホ
ツパー２１方向に向う流れと横流の沈殿室２２に
向う流れとに分かれる。汚泥は沈殿室２２で沈降
および沈殿し、沈殿した汚泥は掻寄機４でホツパ
ー２１に集められる。ホツパー２１ではホツパー
上室２０および沈殿室２２からの汚泥が混合し、
引抜管２３によつて排出される。上記沈殿池の数
学モデルとしては、たとえば上記ホツパー上室２
０の汚泥と沈殿室２２の沈降中の汚泥２４と沈殿
した汚泥２５とホツパー２１の汚泥という沈殿池
の４部分に偏在した汚泥の存在形態に対応して４
つのコンパートメントを設定し、各コンパートメ
ント間の汚泥の輸送過程をモデル化したコンパー
トメント・モデル、すなわち各コンパートメント
間における汚泥の輸送係数をパラメーターとする
モデルなどを用いることができる。沈殿池に堆積
している汚泥の量は上記モデルの各コンパートメ
ントに存在する汚泥の総和であり、またホツパー
２１のコンパートメントから輸送される汚泥の濃
度は返送汚泥濃度である。
またモデルのパラメータは、返送汚泥濃度計１
１による実測値と上記モデルによる返送汚泥濃度
の計算値とが時系列的にその誤差が最小になるよ
うに統計処理（たとえば最小自乗法など）するこ
とによつて容易に決定できる。
１による実測値と上記モデルによる返送汚泥濃度
の計算値とが時系列的にその誤差が最小になるよ
うに統計処理（たとえば最小自乗法など）するこ
とによつて容易に決定できる。
かくして、上記曝気槽モデルと沈殿池モデルを
記憶させた第１演算器１４と第２演算器１５によ
つて、処理水流量計２と返送汚泥流量計１０と返
送汚泥濃度計１１とによる時系列測定値から、曝
気槽流出のMLSS濃度と沈殿池汚泥堆積量が時系
列的に求められ、それらの値が制御器１６に伝送
される。
記憶させた第１演算器１４と第２演算器１５によ
つて、処理水流量計２と返送汚泥流量計１０と返
送汚泥濃度計１１とによる時系列測定値から、曝
気槽流出のMLSS濃度と沈殿池汚泥堆積量が時系
列的に求められ、それらの値が制御器１６に伝送
される。
制御器１６は、返送汚泥流量（以下Ｍと略記す
る）の操作変化量（以下ΔMと略記する）を、曝
気槽流出のMLSS濃度（以下Pxと略記する）の
設定値（以下Sxと略記す）からの偏差（以下Ex
と略記する、Ex＝Px−Sx）に対して負のフイー
ドバツクを行え、かつ沈殿池汚泥堆積量（以下
Pzと略記す）の設定値（以下Szと略記す）から
の偏差（以下Ezと略記する、Ez＝Pz−Sz）に対
して正のフイードバツク、を行うことができる次
式に示すような制御モードを基本とするものであ
る。
る）の操作変化量（以下ΔMと略記する）を、曝
気槽流出のMLSS濃度（以下Pxと略記する）の
設定値（以下Sxと略記す）からの偏差（以下Ex
と略記する、Ex＝Px−Sx）に対して負のフイー
ドバツクを行え、かつ沈殿池汚泥堆積量（以下
Pzと略記す）の設定値（以下Szと略記す）から
の偏差（以下Ezと略記する、Ez＝Pz−Sz）に対
して正のフイードバツク、を行うことができる次
式に示すような制御モードを基本とするものであ
る。
なお、上記設定値SxおよびSzは流入下水の諸
特性によつてオペレータが経験的に設定する。
特性によつてオペレータが経験的に設定する。
ここに、ａは不感帯要素、KpxとKpzは比例ゲ
イン、KixとKizは積分ゲイン、Ex（ｔ）とEz
（ｔ）は制御時刻ｔにおけるPxおよびPzの偏差、
Ex（ｔ−１）とEz（ｔ−１）は１制御周期（たと
えば５分）前のPxおよびPzの偏差を、さらに
TixとTizは制御周期単位での積分時間を示す。
イン、KixとKizは積分ゲイン、Ex（ｔ）とEz
（ｔ）は制御時刻ｔにおけるPxおよびPzの偏差、
Ex（ｔ−１）とEz（ｔ−１）は１制御周期（たと
えば５分）前のPxおよびPzの偏差を、さらに
TixとTizは制御周期単位での積分時間を示す。
ここで式(1)における定数ａ，Kpx，Kpz，
Kix，Kiz，TixおよびTizは、つぎのようにして
適正な値を選定することができる。すなわち、ま
ず、流量計２による時系列データのたとえば100
〜1000制御周期分（以下Ｎ回と記す）を模擬的に
第１演算器１４と第２演算器１５に入力し、それ
ぞれ曝気槽のMLSS濃度Pxおよび沈殿池汚泥堆
積量Pzと返送汚泥濃度（以下Crと記す）とを算
出する。これらPxとPzの値を制御器１６に伝送
して返送汚泥流量の操作変化量ΔMを求める。つ
ぎに、上記で求めたΔMと前制御周期時刻の操作
量Ｍとを加算し、これを新たな操作量と見なす。
そしてその値と第２演算器１５ですでに算出した
返送汚泥濃度Cr、および流量計２で測定した次
制御周期の値とを第１演算器１４と第２演算器１
５に入力して、新たにPxとPzとCrを算出する。
Kix，Kiz，TixおよびTizは、つぎのようにして
適正な値を選定することができる。すなわち、ま
ず、流量計２による時系列データのたとえば100
〜1000制御周期分（以下Ｎ回と記す）を模擬的に
第１演算器１４と第２演算器１５に入力し、それ
ぞれ曝気槽のMLSS濃度Pxおよび沈殿池汚泥堆
積量Pzと返送汚泥濃度（以下Crと記す）とを算
出する。これらPxとPzの値を制御器１６に伝送
して返送汚泥流量の操作変化量ΔMを求める。つ
ぎに、上記で求めたΔMと前制御周期時刻の操作
量Ｍとを加算し、これを新たな操作量と見なす。
そしてその値と第２演算器１５ですでに算出した
返送汚泥濃度Cr、および流量計２で測定した次
制御周期の値とを第１演算器１４と第２演算器１
５に入力して、新たにPxとPzとCrを算出する。
この求めたPxとPzを再度制御器１６に伝送し
て次制御周期の返送汚泥流量の操作変化量ΔMを
求める。以上の計算をＮ回繰返す操作を数回試
み、返送汚泥流量を制御することに対する曝気槽
MLSS濃度と沈殿池汚泥堆積量の変動の応答性を
調べ、良好な応答性が得られるような前記パラメ
ータａ，Kpx，Kpz，Kix，Kiz，TixおよびTiz
を選ぶことによつて各パラメータの値を定めるこ
とができる。
て次制御周期の返送汚泥流量の操作変化量ΔMを
求める。以上の計算をＮ回繰返す操作を数回試
み、返送汚泥流量を制御することに対する曝気槽
MLSS濃度と沈殿池汚泥堆積量の変動の応答性を
調べ、良好な応答性が得られるような前記パラメ
ータａ，Kpx，Kpz，Kix，Kiz，TixおよびTiz
を選ぶことによつて各パラメータの値を定めるこ
とができる。
かくのごとく、式(1)で示した制御動作によつて
返送汚泥流量Ｍを調節すると、曝気槽のMLSS濃
度Pxと沈殿池汚泥堆積量Pzは相互にバランスを
取りながら設定値SxとSzの上下を小さな山と谷
が数回ある日間サイクル的な変動を示し、汚泥制
御の目的を果すことができる。
返送汚泥流量Ｍを調節すると、曝気槽のMLSS濃
度Pxと沈殿池汚泥堆積量Pzは相互にバランスを
取りながら設定値SxとSzの上下を小さな山と谷
が数回ある日間サイクル的な変動を示し、汚泥制
御の目的を果すことができる。
しかしながら、前述の通り式(1)に示した制御器
１６を用いる上述の汚泥制御装置を、実際の下水
処理場に設置し運転の制御を行つたところ、流量
計２で測定している処理水流量の変動が大きくな
つた場合に、操作量である返送汚泥流量をきわめ
て頻繁に変化させねばならなくなることがしばし
ば見られた。このように返送汚泥流量などの流量
を頻繁に変化させることは、運転を繁雑にしかつ
ポンプや弁の劣化を促し寿命を短かくするため好
ましいものではない。
１６を用いる上述の汚泥制御装置を、実際の下水
処理場に設置し運転の制御を行つたところ、流量
計２で測定している処理水流量の変動が大きくな
つた場合に、操作量である返送汚泥流量をきわめ
て頻繁に変化させねばならなくなることがしばし
ば見られた。このように返送汚泥流量などの流量
を頻繁に変化させることは、運転を繁雑にしかつ
ポンプや弁の劣化を促し寿命を短かくするため好
ましいものではない。
そこで、返送汚泥流量または沈殿池汚泥引抜流
量の変化が頻繁とならないように、すなわち返送
汚泥ポンプなどのポンプの運転台数や回転速度、
または返送汚泥の流量調節弁の開度などの操作変
化量の変更回数を少なくするために、返送汚泥流
量の値を特定時間不変に保持させるべく、新たに
２つの制御動作を行うよう制御器１６を構成した
ことを、本発明の他の特徴とするものである。
量の変化が頻繁とならないように、すなわち返送
汚泥ポンプなどのポンプの運転台数や回転速度、
または返送汚泥の流量調節弁の開度などの操作変
化量の変更回数を少なくするために、返送汚泥流
量の値を特定時間不変に保持させるべく、新たに
２つの制御動作を行うよう制御器１６を構成した
ことを、本発明の他の特徴とするものである。
すなわち、上記特徴のひとつは、流量計２の指
示値である流入下水流量の高低によつて、設定器
１７の偏差出力を停止する時間の長さを式(2)によ
つて定めるようにしたことである。
示値である流入下水流量の高低によつて、設定器
１７の偏差出力を停止する時間の長さを式(2)によ
つて定めるようにしたことである。
Tn＝b1・Pn Q …(2)
ここで、Tnは設定器１７の偏差出力停止時間
（制御周期単位）、PQは流入下水の流量、およびb1
とｎは定数である。
（制御周期単位）、PQは流入下水の流量、およびb1
とｎは定数である。
また、他の特徴は、操作量Ｍの増加速度または
減少速度が変曲した場合に、すなわち設定器１７
によつて出力された偏差出力（ΔM）が変曲した
場合に、上記式(2)で定めた出力停止時間を式(3)に
従つて延長せしめることである。
減少速度が変曲した場合に、すなわち設定器１７
によつて出力された偏差出力（ΔM）が変曲した
場合に、上記式(2)で定めた出力停止時間を式(3)に
従つて延長せしめることである。
ΔTn＝b2・Tn・（ΔM（Ｋ＋１）m／ΔM(K)） …(3)
ここに、ΔTは出力停止時間の延長分、ΔM(K)
とΔM（Ｋ＋１）はそれぞれ前回および今回の操
作量の変化量であり、b2とｍは定数である。なお
変曲したことの検出には、式(4)のインデクスＩが
負になる場合におこなわれる。
とΔM（Ｋ＋１）はそれぞれ前回および今回の操
作量の変化量であり、b2とｍは定数である。なお
変曲したことの検出には、式(4)のインデクスＩが
負になる場合におこなわれる。
Ｉ＝｛ΔM（Ｋ＋１）−ΔM(K)｝・
｛ΔM(K)−ΔM（Ｋ−１）｝ …(4)
かくのごとく、流入下水の流量を測定する流量
計２と、返送汚泥流量を測定する流量計９と、返
送汚泥濃度を測定する濃度計１０とを下水処理場
に設置し、かつ上記計測器からの信号を、前記曝
気槽モデルを記憶させた第１演算器１４と前記沈
殿池モデルを記憶させた第２演算器１５および前
述の制御モードを有する制御器１６に伝送できる
ように接続し、さらに制御器１６からの返送汚泥
流量の変化量とその設定出力停止時間を設定器１
７に伝送する、という構成を施すことによつて返
送汚泥ポンプ９を運転すれば、曝気槽のMLSS濃
度と沈殿池の汚泥堆積量は設定値から大きくづれ
ることなく、外乱である流入下水の流量の変動に
非常によく応答させることができる。
計２と、返送汚泥流量を測定する流量計９と、返
送汚泥濃度を測定する濃度計１０とを下水処理場
に設置し、かつ上記計測器からの信号を、前記曝
気槽モデルを記憶させた第１演算器１４と前記沈
殿池モデルを記憶させた第２演算器１５および前
述の制御モードを有する制御器１６に伝送できる
ように接続し、さらに制御器１６からの返送汚泥
流量の変化量とその設定出力停止時間を設定器１
７に伝送する、という構成を施すことによつて返
送汚泥ポンプ９を運転すれば、曝気槽のMLSS濃
度と沈殿池の汚泥堆積量は設定値から大きくづれ
ることなく、外乱である流入下水の流量の変動に
非常によく応答させることができる。
第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄには、上記実施例におい
て返送汚泥流量を調節して汚泥制御の運転を行つ
た場合と、従来通り操作員がその経験に基づいて
返送汚泥流量を調節して運転した場合との運転結
果を比較した図を示す。第３図においてａは流量
計２で測定した流入下水の流量の変動を、第３図
ｂは曝気槽MLSS濃度の手分析値の変化を、第３
図ｃは返送汚泥流量計９で測定した操作量の変化
を、さらに第３図ｄには放流された処理水の生物
学的酸素要求量（BOD）を示す。また図中のNC
は従来通りで運転した場合およびACは本発明の
汚泥制御装置を用いて運転した場合の上記各測度
の変化を示す。
て返送汚泥流量を調節して汚泥制御の運転を行つ
た場合と、従来通り操作員がその経験に基づいて
返送汚泥流量を調節して運転した場合との運転結
果を比較した図を示す。第３図においてａは流量
計２で測定した流入下水の流量の変動を、第３図
ｂは曝気槽MLSS濃度の手分析値の変化を、第３
図ｃは返送汚泥流量計９で測定した操作量の変化
を、さらに第３図ｄには放流された処理水の生物
学的酸素要求量（BOD）を示す。また図中のNC
は従来通りで運転した場合およびACは本発明の
汚泥制御装置を用いて運転した場合の上記各測度
の変化を示す。
かくして、本発明の汚泥制御装置を用いれば、
曝気槽では流入下水中の有機物のほとんどが固形
物化し、かつ最終沈殿池では濃縮汚泥が嫌気的変
性を起こすことなく十分に高い活性力を維持し、
その結果常に処理効果を高く保ち安定して下水処
理を行うことができる。
曝気槽では流入下水中の有機物のほとんどが固形
物化し、かつ最終沈殿池では濃縮汚泥が嫌気的変
性を起こすことなく十分に高い活性力を維持し、
その結果常に処理効果を高く保ち安定して下水処
理を行うことができる。
第１図は、本発明の１実施例を示す構成図、第
２図は最終沈殿池内の汚泥の状態を示す概念図、
第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明によつて運転した
結果と従来法との比較したグラフである。 １……曝気槽、２……流量計、３……最終沈殿
池、８……汚泥貯槽、９……返送汚泥ポンプ、１
０……返送汚泥流量計、１１……返送汚泥濃度
計、１４，１５……第１および第２演算器、１６
……制御器、１７……設定器、２４……沈降中の
汚泥、２５……沈殿した汚泥。
２図は最終沈殿池内の汚泥の状態を示す概念図、
第３図ａ，ｂ，ｃ，ｄは本発明によつて運転した
結果と従来法との比較したグラフである。 １……曝気槽、２……流量計、３……最終沈殿
池、８……汚泥貯槽、９……返送汚泥ポンプ、１
０……返送汚泥流量計、１１……返送汚泥濃度
計、１４，１５……第１および第２演算器、１６
……制御器、１７……設定器、２４……沈降中の
汚泥、２５……沈殿した汚泥。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流入下水を曝気槽にて曝気したのち沈殿池に
て固液分離させ、沈殿池に堆積した汚泥の一部を
前記曝気槽に返送する水処理設備の汚泥制御装置
において、 前記曝気槽の混合状態をモデル化した数学モデ
ルを有し、前記流入下水の流量、返送汚泥の流量
およびその濃度を入力変数として曝気槽からの流
出汚泥濃度を算出する第１演算器と、 前記沈殿池内の沈殿状態をモデル化した数学モ
デルを有し、前記流入下水流量、返送汚泥流量、
曝気槽からの流出汚泥濃度を入力変数として沈殿
池に滞留している汚泥の堆積量を算出する第２演
算器と、 前記流出汚泥濃度を入力し、これとその設定値
との偏差に対し負のフイードバツクを行い、かつ
沈殿池汚泥堆積量を入力し、これとその設定値と
の偏差に対し正のフイードバツクを行う制御モー
ドを基本として所定のパラメータとから返送汚泥
流量の操作変化量を所定の制御周期毎に算出する
制御器と、 この制御器により算出された返送汚泥流量の操
作変化量が返送汚泥流量の制御値として設定され
る設定器と、 を備えたことを特徴とする汚泥制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17089880A JPS5794396A (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | Sludge controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17089880A JPS5794396A (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | Sludge controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5794396A JPS5794396A (en) | 1982-06-11 |
| JPH0146198B2 true JPH0146198B2 (ja) | 1989-10-06 |
Family
ID=15913362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17089880A Granted JPS5794396A (en) | 1980-12-05 | 1980-12-05 | Sludge controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5794396A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55127192A (en) * | 1979-03-22 | 1980-10-01 | Toshiba Corp | Operating of sewage treating apparatus by activated soludge method |
| JPS5725758Y2 (ja) * | 1980-04-02 | 1982-06-04 | ||
| JPS5725759Y2 (ja) * | 1980-04-03 | 1982-06-04 |
-
1980
- 1980-12-05 JP JP17089880A patent/JPS5794396A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5794396A (en) | 1982-06-11 |
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