JPH0256960B2 - - Google Patents

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JPH0256960B2
JPH0256960B2 JP57105131A JP10513182A JPH0256960B2 JP H0256960 B2 JPH0256960 B2 JP H0256960B2 JP 57105131 A JP57105131 A JP 57105131A JP 10513182 A JP10513182 A JP 10513182A JP H0256960 B2 JPH0256960 B2 JP H0256960B2
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JP
Japan
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flow rate
sludge
aeration tank
water
treated
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JP57105131A
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English (en)
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JPS58223488A (ja
Inventor
Itaru Takase
Ryosuke Miura
Kazuo Shibazaki
Yukio Tooya
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Activated Sludge Processes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は曝気槽および沈殿池が系列化されてな
る複数の汚水処理系列を有する汚水処理設備に係
り、特に、曝気槽に流入する被処理水および沈殿
池より曝気槽に返送される汚泥を分配制御する曝
気槽流量分配制御方法に関する。
(従来の技術) 活性汚泥法による下水処理とは、好気性または
通性の細菌を主体とする多種多様な微生物の集合
体である活性汚泥(以下、単に汚泥という)と下
水(一次処理水をも含めて以下に被処理水と言
う)とを混合接触させ、下水中の汚泥有機物やそ
の他の懸濁性物質を除去する生物化学的下水処理
法の一種である。この活性汚泥法は生物の生活々
動を利用するものであるため、その処理効率は汚
泥が健全な状態に維持されている場合にのみ高
く、かつ、安定に保つことができる。
汚泥を健全な状態に維持するには、BOD―SS
負荷およびBOD―容積負荷等を適切に保つ必要
がある。
下水処理場では汚泥の不全を起こさないよう
に、返送汚泥量および余剰汚泥量を決めて運転制
御を行つているが、それにもかかわらず、しばし
ば汚泥の不全状態が発生している。この原因とし
ては、曝気槽および沈殿池よりなる複数の汚水処
理系列を有する下水処理場であつても、下水およ
び返送汚泥などの流量が例えばシミユレーシヨン
モデルを用いて一括して監視されるのみで、各汚
水処理系列への流量が個々に監視されていないこ
とにある。
すなわち、下水処理場に流入する下水の流量は
時間的に大きく異り、これに伴つて返送汚泥の流
量も変えなければならないが、各汚水処理系列へ
の分配比が下水または汚泥の総流量の変化に対し
て大きく変化することがあり、これがために、曝
気槽における汚泥の滞留時間が長かつたり、短か
つたりし、その結果汚泥の不全状態が起こること
になる。
かかる不都合を解消する方法として、各汚水処
理系列の曝気槽に汚泥濃度計を設置し、これらの
濃度計の指示が等しくなるように各汚水処理系列
の入口に設けられた流量調整弁を制御することが
試みられている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、これらの汚泥濃度計には比較的
大きな機体差があること、および、汚泥が濃度計
に等しく付着していないことなどにより、各汚泥
濃度計の指示値が等しい場合でも、実際の汚泥濃
度にはかなりの違いがあつた。
これに対して、例えば、曝気槽の汚泥濃度を一
定に運転し得たとしても、下水および返送汚泥の
分配比が予定された分配比に対して等しくずれて
いることがあり、各汚水処理系列の処理量が大き
く異なつてしまうという問題があつた。
さらに、汚泥濃度計の検出値に対応して個々の
流量調整弁を制御することは、他の汚水処理系列
の流量をも同時に変化させることになり、この相
互干渉によつて制御不能になるという問題もあつ
た。
この発明は上記の問題点を解決するためになさ
れたもので、機体差や測定誤差を伴う汚泥濃度計
を用いても複数の汚水処理系列に流入する被処理
水および返送汚泥を、目標とする比率(通常は均
等)で分配し得、かつ、各曝気槽の汚泥を健全な
状態に保ち得る曝気槽流量分配制御方法を提供す
ることを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、曝気槽および沈殿池が系列化され、
これらの系列にそれぞれ被処理水の分配量を調節
する第1の流量調節弁と、前記沈殿池から前記曝
気槽への返送汚泥の分配量を調節する第2の流量
調節弁とを設けると共に、前記曝気槽の被処理水
と汚泥との混合状態をシミユレートし、その結果
に基づいて前記第1および第2の流量調節弁を制
御する曝気槽流量分配制御方法において、 前記被処理水および返送汚泥の分配比に対する
汚水処理系列毎の流量係数を演算処理装置に設定
し、 前記曝気槽に流入する被処理水の総流量、この
曝気槽に流入する返送汚泥の総流量およびその濃
度をそれぞれ測定した信号と、前記各曝気槽内の
被処理水と汚泥との混合液を曝気槽外の1台の濃
度計に順次送り込んで曝気槽毎に汚泥濃度を測定
した信号とを前記演算処理装置に取込み、 前記演算処理装置は、先ずこれらの測定データ
を記憶すると共に、その記憶データに基づいて前
記曝気槽の被処理水と汚泥との混合状態を前記汚
水処理系列毎にシミユレートすることによつて、
前記各曝気槽の汚泥濃度の実測位置に対応する汚
泥濃度の時系列データを算出し、次いでこの時系
列データと実測された汚泥濃度データとを前記汚
水処理系列毎に比較して両データの差が最も小さ
くなる前記各汚水処理系列の曝気槽に流入する被
処理水および返送汚泥の流量係数を探索し、続い
て、この流量係数および前記設定による流量係数
を比較してそのずれが最も大きい汚水処理系列の
前記第1および第2の流量調節弁を調節すること
を特徴としている。
(作 用) この発明においては、各曝気槽内の被処理水と
汚泥との混合液を曝気槽外の1台の濃度計に順次
送り込んで曝気槽毎に汚泥濃度を測定しており、
しかも、混合状態のシミユレートにより誤差の補
正も可能であるため、機体差や測定誤差を伴う汚
泥濃度計を用いても複数の汚水処理系列に流入す
る被処理水および返送汚泥を、目標とする比率で
分配することができる。
また、演算された汚泥濃度の時系列データと、
実測された汚泥濃度データとを比較して両データ
の差が最も小さくなる前記各汚水処理系列の曝気
槽に流入する被処理水および返送汚泥の流量係数
を探索し、続いて、この流量係数および前記設定
による流量係数を比較してそのずれが最も大きい
汚水処理系列の流量調節弁を調節するので、従来
の方法で問題となつた制御不能に陥るという問題
も同時に解消され、各曝気槽の汚泥を健全な状態
に保つことができる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。
第1図は本発明に係る曝気槽流量分配制御方法
を実施する流量分配制御装置の構成を、汚水処理
系列と併せて示したブロツク図である。ここで汚
水処理系統は被処理水と返送汚泥とを混合する3
台の曝気槽11,12,13と、これらの曝気槽
の混合液を導入して汚泥を沈降分離させる沈殿池
21,22,23とでなり、曝気槽11および沈
殿池21が第1の汚水処理系統を、曝気槽12お
よび沈殿池22が第2の汚水処理系統を、曝気槽
13および沈殿池23が第3の汚水処理系統をそ
れぞれ形成している。
また、曝気槽11,12,13の入口、すなわ
ち、各汚水処理系統の入口には管路1を通して返
送される返送汚泥の分配量を調節する流量調節弁
41,42,43とが設けられており、さらに、
管路1には被処理水の総流量を測定する流量計3
が、管路2には返送汚泥の総流量を測定する流量
計4およびこの返送汚泥の濃度を測定する汚泥濃
度計5がそれぞれ設けられている。
また、曝気槽11,12,13には、被処理水
の流下方向より見て曝気槽長の略1/3の位置に、
混合液を汲み上げるポンプ51,52,53がそ
れぞれ設けられている。これらのポンプ51,5
2,53は演算処理装置100の制御信号Ya
Yb,Ycによつて順次駆動され、曝気槽の外部に
設けた1台の汚泥濃度計6に混合液を供給する。
そして、この汚泥濃度計6の汚泥濃度信号Xa
演算処理装置100に取込まれる。
さらに、流量計3,4によつて測定された流量
信号QS,QRおよび汚泥濃度計5によつて測定さ
れた汚泥濃度計信号XCも演算処理装置100に
取込まれる。
一方、演算処理装置100の出力信号PS,PR
が流量調節弁制御装置110および120に加え
られ、このうち、流量調節弁制御装置110が流
量調節弁31,32,33の開度を制御し、流量
調節弁制御装置120が流量調節弁41,42,
43の開度を制御するようになつている。
ここで、管路1を通して送り込まれる被処理水
は流量調節弁31,32,33の開度に応じて曝
気槽11,12,13に分配され、同時に、沈殿
池21,22,23より引き抜かれた汚泥の一
部、すなわち、管路2を通して返送される返送汚
泥は流量調節弁41,42,43の開度に応じて
曝気槽11,12,13に分配され、この曝気槽
内で両者が混合される。次いで、この混合液は各
汚水処理系列の沈殿池21,22,23に流れ込
み、汚泥と上澄水とに分離され、汚泥は沈殿池下
部より引き抜かれ、上澄水が放流される。
一方、演算処理装置100は、少なくとも、被
処理水および返送汚泥を曝気槽11,12,13
に分配する分配比に対応した流量係数を設定する
機能と、被処理水の総流量信号QS、返送汚泥の
総流量信号QRおよびその濃度信号XC、ならびに、
曝気槽の汚泥濃度信号を記憶するとともに、その
記憶データに基いて曝気槽の被処理水と汚泥との
混合状態をシミユレートし、ポンプ51,52,
53が設置された位置に対応する汚泥濃度の時系
列データを算出する機能と、この時系列データお
よび汚泥濃度計6によつて実測された汚泥濃度デ
ータとを比較して各汚水処理系列の曝気槽に流入
する被処理水および返送汚泥の分配比を探索する
機能と、この分配比および流量係数を比較してそ
のずれが最も大きい汚水処理系列の流量調節弁を
制御する信号PS,PRとを出力する機能とを備え
ている。
なお、ポンプ51,52,53を、被処理水の
流下方向より見て、曝気槽長の略1/3の位置に設
けた理由は、これが被処理水の入口付近にあると
混合状態が不十分な混合液の汚泥濃度を測定する
ことになり、反対に、これより後方に持つてくる
と応答が遅れることにある。
以下、演算処理装置100の作用をさらに詳し
く説明する。
先ず、演算処理装置100は流量計3の流量信
号QS、流量計4の流量信号QR、汚泥濃度計5の
汚泥濃度XCおよび汚泥濃度計6の汚泥濃度信号
Xaを一定の時間間隔で読み込み、一制御周期間
のデータを時系列データとして記憶しておく。
次に、曝気槽シミユレータはこの時系列データ
を入力として、例えば、流量係数探索プログラム
と組合わせて、各曝気槽に流入する被処理水およ
び返送汚泥の流量係数を求める。
なお、ここで言う流量係数とは第2図に示すよ
うに、被処理水の総流量QSと各曝気槽に流入す
る被処理水の流量との比、および、返送汚泥の総
流量QRと各曝気槽に流入する返送汚泥流量との
比であり、曝気槽11,12,13に流入する被
処理水の流量係数をAS1,AS2,AS3とし、返送汚
泥の流量係数をAR1,AR2,AR3とすると、次式の
関係が成立する。
AS1+AS2+AS3=1 …(1) AR1+AR2+AR3=1 …(2) しかして、曝気槽11,12,13にそれぞれ
流入する被処理水の流量はAS1・QS,AS2・QS
AS3・QSとなり、返送汚泥の流量はAR1・QR
AR2・QR,AR3・QRとなる。
ここで、演算処理装置100が流量係数AS1
AS2,AS3およびAR1,AR2,AR3を求める手順とし
ては、先ずこれらの流量係数が全て等しいものと
して、演算処理装置内の時系列データを用いて、
各汚水処理系列のシミユレーシヨンを行い、シミ
ユレータで演算した実測点に対応する位置の汚泥
濃度と、実測された汚泥濃度の時系列データとの
差をとる。次に、流量係数の刻み幅を1/10として
最大勾配山登り探索法によつてシミユレーシヨン
値と実測値との差が最小となる流量係数を探す。
さらに、刻み幅を1/10として同様な探索を必要な
桁数がでるまで繰返す。
演算処理装置100はこのようにして被処理水
および返送汚泥の流量係数を求めるが、演算処理
装置100には各汚水処理系列に被処理水および
返送汚泥をどのような割合で分配するかを定める
流量係数が設定されており、続いてこの演算処理
装置100は被処理水および返送汚泥のそれぞれ
に対して、演算によつて得られた流量係数と設定
された流量係数とを汚水処理系列毎に比較し、そ
のずれが最も大きい汚水処理系列を選択し、この
汚水処理系列の流量調節弁を制御する信号PS
PRをそれぞれ流量調節弁制御装置110および
120に加える。
これによつて、設定値に対してのずれの最も大
きい汚水処理系列の流量調節弁のみが制御されて
その流量が変化し、これに伴つて他の汚水処理系
列流量も変化することになる。かかる操作が制御
周期ごとに繰返される。
この場合、演算処理装置100は時系列データ
を用いたシミユレーシヨンを行つて流量係数を探
索するため、制御周期はシミユレーシヨンを行う
に十分な時系列データが集まる時間よりも長くす
る必要がある。この実施例ではデータのサンプリ
ング周期を10分とし、制御周期を数時間とするこ
とによつて、当初の目的を十分に達成することが
できる。
一方、汚泥濃度計は前述したように機体差や測
定誤差を伴うため信頼性が低い。従来は汚泥濃度
計の指示値が等しくなるように流量制御弁を制御
していたので機体差および測定誤差が直接影響し
ていた。しかし、この実施例においては、1台の
汚泥濃度計に混合液を切換え送給して各汚水処理
系列の曝気槽の汚泥濃度を測定しているので、機
体差による悪影響を除去できている。さらに、こ
の実施例においては、演算処理装置で混合状態を
シミユレートしているので、汚泥濃度計の測定誤
差も容易に補正できる。その具体的な方法を以下
に簡単に説明する。
3系列ある曝気槽の汚泥濃度の実測値をX1
(t),X2(t),X3(t)とし、シミユレートによ
る算出値をY1(t),Y2(t),Y3(t)とすると
次式によつて求められる一日の全系列の汚泥濃度
の実測値の平均値および算出値の平均値は、
各系列の分配が一定であろうとなかろうと一定で
あるはずである。
もし、ここでととが等しくなる場合には、
汚泥濃度計に誤差があることになる。この誤差
は、例えば、複数個のデータ、の相関をとつ
た補正曲線の傾きをA、切片をBとすると=
A・+Bのようにして補正することができる。
これによつて、汚泥濃度計に誤差があつたとして
もその補正ができることになる。
また、従来は各汚水処理系列への流量分配はゲ
ートの開度を調節するのが殆どであつた。この場
合、ゲート開度を等しくしても、構造的には終端
の曝気槽の流入量が多くなることが避けられず、
当然のことながら汚水が多く流入した系列では汚
水の曝気槽に滞留する時間が短くなり処理水の水
質が悪化してしまう。この実施例では各汚水処理
系列の流量係数に基づいてその流量を制御してい
るので、処理の限界を知るためにある汚水処理系
列の流量を敢えて増加させるという特殊な場合を
除いて、一般的に要求される流量の均等化が容易
となる。
なお、上記実施例では汚泥の濃度を検出するた
めに汚泥濃度計を用いているが、これを電気伝導
度計で代用することも可能である。
また、上記実施例ではポンプを被処理水の流下
方向より見て曝気槽長の略1/3の位置に設けたが、
被処理水と汚泥とが十分に混合されている領域で
あればこれより前でも後でもよく、後方にずらせ
ば応答の遅れが出るだけであり、その位置に限定
されるものではない。
さらにまた、上記実施例では各汚水処理系列に
被処理水および汚泥を均等に分配する例を示した
が、異なる比率で分配する場合にも適用し得るこ
とは勿論である。
〔発明の効果〕
以上の説明によつて明らかな如く、本発明の曝
気槽流量制御方法によれば、機体差や測定誤差を
伴う汚泥濃度計を用いたとしても、複数の汚水処
理系列に流入する被処理水および返送汚泥を、目
標とする比率で分配し得、かつ、各曝気槽の汚泥
を健全な状態に保ち得、これによつて各汚水処理
系列とも良好な処理水が得られると言う優れた効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の曝気槽流量分配制御方法を実
施する装置の一例を、汚水処理系統と併せて示し
たブロツク図、第2図はその作用を説明するため
に、汚水処理系統に流入する被処理水および返送
汚泥の流量係数の関係を示した説明図である。 1,2…管路、3,4…流量計、5,6…汚泥
濃度計、11,12,13…曝気槽、21,2
2,23…沈殿池、31,32,33,41,4
2,43…流量調節弁、51,52,53…ポン
プ、100…演算処理装置、110,120…流
量調節弁制御装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 曝気槽および沈殿池が系列化され、これらの
    系列にそれぞれ被処理水の分配量を調節する第1
    の流量調節弁と、前記沈殿池から前記曝気槽への
    返送汚泥の分配量を調節する第2の流量調節弁と
    を設けると共に、前記曝気槽の被処理水と汚泥と
    の混合状態をシミユレートし、その結果に基づい
    て前記第1および第2の流量調節弁を制御する曝
    気槽流量分配制御方法において、 前記被処理水および返送汚泥の分配比に対する
    汚水処理系列毎の流量係数を演算処理装置に設定
    し、 前記曝気槽に流入する被処理水の総流量、この
    曝気槽に流入する返送汚泥の総流量およびその濃
    度をそれぞれ測定した信号と、前記各曝気槽内の
    被処理水と汚泥との混合液を曝気槽外の1台の濃
    度計に順次送り込んで曝気槽毎に汚泥濃度を測定
    した信号とを前記演算処理装置に取込み、 前記演算処理装置は、先ずこれらの測定データ
    を記憶すると共に、その記憶データに基づいて前
    記曝気槽の被処理水と汚泥との混合状態を前記汚
    水処理系列毎にシミユレートすることによつて、
    前記各曝気槽の汚泥濃度の実測位置に対応する汚
    泥濃度の時系列データを算出し、次いでこの時系
    列データと実測された汚泥濃度データとを前記汚
    水処理系列毎に比較して両データの差が最も小さ
    くなる前記各汚水処理系列の曝気槽に流入する被
    処理水および返送汚泥の流量係数を探索し、続い
    て、この流量係数および前記設定による流量係数
    を比較してそのずれが最も大きい汚水処理系列の
    前記第1および第2の流量調節弁を調節すること
    を特徴とする曝気槽流量分配制御方法。
JP57105131A 1982-06-18 1982-06-18 曝気槽流量分配制御方法 Granted JPS58223488A (ja)

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