JPH07251186A

JPH07251186A - 水処理システム

Info

Publication number: JPH07251186A
Application number: JP6046779A
Authority: JP
Inventors: Toshio Yahagi; 捷夫矢萩; Shoji Watanabe; 昭二渡辺; Kenji Baba; 研二馬場; Mikio Yoda; 幹雄依田; Naoki Hara; 直樹原; Nobuyoshi Yamakoshi; 信義山越; Misako Oobuchi; 美砂子大淵
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】地域での水需要に際し、浄水，下水及び中水処
理を一つの水処理システムとして、一括管理し、該浄
水，下水及び中水処理の情報を基に管理手段を介して、
水運用を行う。【構成】浄水場１０，浄水高度処理施設２０，オゾン発
生機３０，７０，下水処理場４０，ブロワー５０，下水
高度施設６０，管理手段８０による水処理システム。【効果】前記水処理システムにより、水需要地域での浄
水，下水及び中水処理を効果的かつ経済的に行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水処理システムに係
り、特に、下水，上水及び中水処理を効率よく運転操作
するのに好適な水処理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、河川や湖沼水の水質悪化に伴い、
従来の浄水処理に加えて高度処理が実施されるようにな
ってきた。また、下水処理場でも、一般に用いられてい
る標準活性汚泥法では窒素やリンの除去が困難であり、
河川や湖沼の水質の悪化防止から、放流水質の向上が要
求され、この処理においても一部高度処理が行われてい
る。

【０００３】前記高度処理の多くは、オゾン吹き込みで
あり、このための加圧空気製造手段（ブロワーなど）と
オゾン発生設備が余分に必要になってくる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現状は浄水場，下水処
理場は独立して運転されているのが一般的である。この
ため、各処理場における流入水及び流出水の水質値の情
報は、その処理場だけで活用され、これに基づいて運転
されている。前記したように、浄水処理及び下水処理の
高度処理（下水を高度処理し中水として使用することも
ある）にはオゾンが使用されているが、このためのオゾ
ン処理施設には専用のブロワーが必要である。しかし、
この場合も浄水高度処理と下水高度処理は独立して運転
している。良質な水の供給や放流水質の向上が望まれて
いる現在、各処理場では被処理水の水質値を早期に検出
し、それに対応した処理を施す必要がある。

【０００５】本発明は上記の問題点に鑑み、対象地域で
の浄水処理及び下水処理場の情報を一括管理し、その情
報を有効に活用して、オゾン処理施設におけるブロワー
運転を効率的かつ、水処理を精度良く行うことを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の水処理システムで、下水処理場，浄水場及
び高度処理施設の流入及び流出水の水質や水量等の情報
を管理手段に送信して、対象地域での水需要や下水処理
を一括管理しつつ、水処理を維持管理する。まず、前記
下水処理場に流出する処理水の日間変動パターンの変動
幅の大きいところに注目し、下水処理プロセス操作量で
ある曝気空気を、該日間変動パターンで汚濁が低負荷と
なる流入時間帯に、浄水や中水の高度処理用のオゾン発
生機に利用する。

【０００７】

【作用】下水処理場から流出する処理水の日間変動パタ
ーンは、人間の生活活動パターンを表しており、一日で
使用する水量は午前中が最大となり、下水処理場に到達
する汚水量のピークはお昼の前後になる。一方、使用量
の少ない夜間の水が、下水処理場に到達するのは明け方
になる。この日間変動は、水量及び汚濁負荷量も同一傾
向である。そこで、（１）水量及び汚濁負荷量の小さい
時間帯の処理水を選択し、該処理水を高度処理し中水に
利用する。（２）下水の処理水の高度処理及び浄水高度
処理にはオゾン発生機が使用されている。下水処理場の
多くは活性汚泥法によって下水を処理しており、この下
水処理では曝気操作としてブロワーによる空気の吹き込
みを行っている。空気の吹き込み量は、前記の水量及び
汚濁負荷量に対比して操作する。したがって、水量及び
汚濁負荷量の小さい時間帯には、空気の吹き込み量も少
なくてよい。ブロワーの容量は、下水量の最大値に合わ
せて設計されており、前記水量及び汚濁負荷量が小さい
時間帯には、空気は余剰状態となる。そこで、この余剰
空気を前記したオゾン発生機用空気に利用する。（３）
下水処理場，浄水場及び各高度処理施設への流入・流出
水の水質値及び水量値の情報を一括管理する管理手段を
設けることにより、従来技術では得られなかった対象地
域内での、水需要や下水処理情報をオンラインで入手す
ることができ、さらには、該情報から各処理場，各処理
施設及び処理装置を経済的かつ効率的に運転管理が可能
となり、対象地域での効率の良い水処理が可能となる。
さらに、放流水の高質化により河川等の浄化が進み、ひ
いては広域水圏の浄化につながる。

【０００８】

【実施例】本発明は、下水、上水及び中水の処理場また
は処理施設を相互に結び付け、資源を有効利用させる水
処理システムを実現するものである。以下、図１に示す
実施例に基づいて構成を説明する。

【０００９】図１において、１０は浄水場、２０は前記
浄水場における高度処理施設、３０は高度処理を行うた
めのオゾン発生機、４０は下水処理場、５０は前記下水
処理の曝気のためのブロワー、６０は前記下水処理にお
ける高度処理施設、７０は高度処理を行うためのオゾン
発生機、８０は管理手段、１００は対象地域（都市，
町，ビルなどの需要先）である。前記浄水場１０，浄水
高度処理施設２０，下水処理場４０及び下水処理高度処
理施設６０における入・出流水量及び水質値の情報を管
理手段８０に送信する。さらに、管理手段８０から、浄
水高度処理施設２０，下水高度処理施設６０及びオゾン
発生機３０，７０へ、運転操作情報を送信する。

【００１０】次に動作について説明する。まず、浄水処
理及び浄水高度処理では、河川等からの原水１２が浄水
場１０で通常処理（凝集，沈殿，濾過及び塩素処理）さ
れ、配水池１１を介し水道管１３で供給される。ここ
で、原水１２の水質８１を計測し、該計測値を管理手段
８０に送信する。管理手段８０では前記水質計測値（例
えば、臭気の原因である藻類，トリハロメタン前駆物
質、アンモニア性窒素等）から前記した通常の処理でよ
いか、または高度処理が必要かを判定する。高度処理が
必要な場合には前記管理手段８０から、高度処理施設に
情報信号９０を送信する。また、同時にオゾン発生機３
０に情報信号９０を送信する。オゾン発生機３０では、
高度処理が必要な原水１４の量及び質に応じて運転操作
条件が設定され、これに応じて下水処理の曝気のための
ブロワー５０からの空気をオゾン発生機３０に送る。高
度処理された上水は塩素処理後、配水池１１を介し水道
管１３で対象地域１００に供給する。なお、高度処理は
オゾン処理だけに限定するものではなく、他に活性炭や
生物活性炭等も付加する。なお、上下水の高度処理にオ
ゾンや活性炭，生物活性炭が使用されるのは、従来技術
の処理では十分に対応できない微量成分の臭気物質，ト
リハロメタン前駆物質，色度，アンモニア性窒素を含む
原水とオゾンを接触させることにより、オゾンのもつ強
い酸化力を利用して、前記原水中の微量有機物を酸化分
解し、後段の処理である、活性炭，生物活性炭で除去し
やすい物質に換えることができるためである。

【００１１】次に、下水処理及び下水高度処理について
説明する。対象地域１００からの下水４１は下水処理場
４０に入り、ここで一般の活性汚泥処理が実施される。
その後に、塩素等注入され、処理水４２，４３は河川等
に放流される。一方、前記下水処理水４３の水質値８４
を計測し、管理手段８０に計測値を送信する。管理手段
８０では高度処理がさらに必要かを判定する。必要な場
合には管理手段８０から高度処理施設及びオゾン発生機
７０に情報信号９１を送信する。管理手段８０では、前
記水質値８４の入力信号に基づいて、下水処理の曝気の
ためのブロワー５０からの空気をオゾン発生機７０に送
り、ここで発生したオゾン７１を下水高度処理施設６０
へ送り、活性汚泥処理水をさらに高度処理を行う。処理
水６１は河川等に放流されるか、さらには中水６２とし
て使用される。

【００１２】次に、前記高度処理水を中水６２として使
用する場合を説明する。対象地域１００での上水の用途
は、飲料，厨房，手洗い，浴室，トイレ等であるが、中
水はトイレ，冷却塔（クーリングタワー），散水等に使
用できる。そこで、高度処理施設からの処理水の一部を
高度処理し中水６２として対象地域１００へ供給するこ
とにより、使用水を循環再利用でき、該対象地域での水
需要を経済的，効率よく行うことができる。なお、前記
中水６２の水質及び水量の値８６は管理手段８０に送信
することにより、前記対象地域１００での水処理を把握
でき、高度処理施設ではそれに見合った運転操作ができ
る。

【００１３】次に、前記上水，下水及び中水の処理場ま
たは処理施設における、日間における流入水量及び曝気
空気量等について説明する。図２に下水処理場４０に流
入する下水４１の流入水量と、処理対象水質の一部であ
るＢＯＤ(有機物濁度)，ＳＳ（浮遊物）及び曝気空気量
の一般的な日間変動パターンの一例である。図２から明
らかなように、前記ＢＯＤ及びＳＳは流入水量に対応し
て類似の変動パターンを示す。下水処理場における汚濁
負荷は流量と水質の積で表わされ、活性汚泥処理におけ
る曝気空気量もこれに追従した操作をしている。汚濁負
荷は１２時をピークにして大きく上昇する。この最大と
最小値の比率は約１／４〜１／５である。本発明はこの
変動パターンに注目したものである。

【００１４】発明１前記、変動パターンの低汚濁負荷流入時間帯すなわち、
４時〜８時の時間帯の下水処理水を高度処理し、中水と
して使用する。中水の用途は、トイレ用水やアメニティ
用水等として再利用するものであり、特に、アメニティ
用水とした場合は、できるだけ良質な水が望まれる。し
たがって、汚濁低負荷流入時間帯の下水処理水４２を高
度処理し、該高度処理水を中水６２として使用する。造
りだされた中水は、配水槽６３に貯めて、ここから供給
する。この動作として管理手段８０では、下水４１の水
量及び水質値８３の計測信号を受信し、日間変動パター
ンにおける汚濁低負荷流入時間帯を把握し、情報信号９
１を下水高度処理施設６０及びオゾン発生機７０に発信
して、下水高度処理操作を行い、配水槽６３に貯める。
なお、下水の処理時間は５〜６時間を要するため、汚濁
低負荷流入時間帯に流入した水が高度処理施設に入る時
間帯は、後記する発明２の曝気空気量の多い時間帯にな
る。したがって、汚濁低負荷流入時間帯に流入した下水
処理水を、一時下水処理場４０内の沈殿池の一部を仕切
板設置等の工夫により貯留し、曝気空気量の少ない時間
帯に高度処理する。あるいは、４時〜８時の時間帯より
前の、例えば２２時前後の下水処理を４時から９時ごろ
まで高度処理すれば、曝気空気量の多い時間帯から外れ
て、操作できる。

【００１５】発明２前記、変動パターンの汚濁低負荷流入時間帯すなわち、
４時〜８時は曝気空気量も少ない。したがって、この時
間帯の曝気空気のためのブロワーの容量は、最大値の運
転から比較すると、かなり余裕がある。そこで、本発明
では、下水処理での曝気空気量が少なくなる時間帯に注
目し次のように操作する。その動作として管理手段８０
では、下水４１の水量及び水質値８３の計測信号を受信
し、日間変動パターンにおける汚濁低負荷流入時間帯を
把握し、その後に、管理手段８０から９０，９１，９２
の信号を送り、その操作として下水処理での曝気と同時
に前記ブロワー５０からの空気５２と５３を浄水高度処
理及び下水高度処理の、オゾン発生機３０及び７０に送
る。ここでオゾン発生機３０から浄水高度処理施設２０
へオゾン３１を送り、また、オゾン発生機７０からは下
水高度処理施設６０へオゾン７１を送り、浄水高度処理
及び下水高度処理を実施する。ここで、下水処理での曝
気及び浄水高度処理用オゾン発生機３０，下水高度処理
用オゾン発生機７０での、使用空気量の試算の一例をす
る。

【００１６】ここでは、浄水処理及び下水処理共に流入
水量を１００００ｍ³／ｈとして試算する。一般的に下
水処理での曝気空気量は、流入水量の４〜８倍である。
したがって、下水処理での曝気のためのブロワーの容量
は４００００〜８００００ｍ³／ｈである。

【００１７】日間変動パターンにおける低流入時間帯
の、下水流入水量は約４０００ｍ³／ｈであり、この処
理での曝気空気量は（空気倍率を６倍にした場合）最大
で２４０００ｍ³／ｈである。一方、浄水高度処理水
１ｍ³を造りだすためのオゾン発生機での使用空気量は
約０.１ｍ³程度であり、１００００ｍ³／ｈ全量高度処
理すると９１０ｍ³／ｈの空気量が必要となる。ま
た、下水高度処理では浄水高度処理よりもオゾン発生機
での使用空気量が約１.４倍ほど多く、下水高度処理４
０００ｍ³／ｈでの使用空気量１２７４ｍ³／ｈであ
る。前記，，を合計すると２６１８４ｍ³／ｈと
なり、ブロワー容量の下位値の４００００ｍ³／ｈ以下
であり、下水処理の曝気ブロワーからの空気を有効に使
用できる。発明３図２に示した流入水量，ＢＯＤ，ＳＳ及び曝気空気量の
日間変動パターンは、休日や雨天時には、このパターン
の形が変わる。この例を図３及び図４に示す。図３は休
日の例であり、ピークの最小値及び最大値の時間帯が図
２より、遅い時間にずれるのが一般的である。また、図
４は雨天時の例であり、この場合は全体的に日間変動の
幅が小さくなる傾向になる。したがって、日間変動パタ
ーンの時間帯のずれ及び変動幅の把握を正確にする必要
がある。このための動作として、図１における浄水場１
０からの処理水の水量等の信号を管理手段８０に送信し
て、日間変動パターンを補正学習する。また、対象地域
での雨量を計測し、その信号１０１を管理手段８０に送
信して日間変動パターンを学習する。これによって、事
前に日間変動パターンを予測でき浄水及び下水高度処理
での、操作対応が迅速にできる。

【００１８】高度処理を実施する場合の具体例を述べ
る。まず、浄水では、通常の処理（凝集，沈殿，濾過，
滅菌）では十分に対応できないものとして、次のような
ものがある。臭気物質（ジオスミン，２−ＭＩＢ），ア
ンモニア性窒素，トリハロメタン前駆物質（クロロホル
ム，ブロモジクロロメタン，ジクロモクロロメタン，ブ
ロモホルム）、色度及び陰イオン界面活性剤などであ
る。したがって、原水１２の水質８１の計測値に、前記
物質が検出された場合は、管理手段８０から高度処理施
設２０に情報信号９０を送信して、運転操作を行う。ま
た、同時に前記管理手段８０から、オゾン発生機３０に
情報信号９０を送信して、運転操作する。高度処理にお
けるオゾン注入は一般に２〜６ｇ・Ｏ₃／ｍ³であり、処
理水量に応じてオゾン３１を前記高度処理施設２０に送
る、また、オゾン発生量に応じて、ブロワー５０から前
記オゾン発生機３０へ送る。

【００１９】下水処理では、通常の活性汚泥処理におけ
る放流水を水質基準に適合する必要がある。例えば、ｐ
Ｈ５.８〜８.６の範囲、ＢＯＤ２０mg／ｌ、ＳＳ量７０
mg／ｌ及び大腸菌群数３０００個／cm³などである。し
たがって、放流水の水質値８４を管理手段８０に送信
し、前記適合水質基準値から外れた場合、さらにはアン
モニア性窒素や色度などの値も考慮して、高度処理が必
要な場合には、前記管理手段８０から高度処理施設６０
へ情報信号９１送信して、該高度処理施設６０を運転操
作する。

【００２０】他の実施例１図１における浄水高度処理及び下水高度処理では、オゾ
ン吹き込みによる場合を示したが、これに換えて膜処理
施設，精密ろ過処理，活性炭処理，生物処理，凝集沈殿
処理等も実施することができる。

【００２１】他の実施例２図１における浄水高度処理及び下水高度処理での、オゾ
ン発生機はそれぞれに設置したが、該オゾン発生機を１
台設置し、前記浄水高度処理及び下水高度処理に兼用す
ることも可能である。

【００２２】他の実施例３図１における浄水高度処理及び下水高度処理でのオゾン
発生機では、空気を原料気体としたが、この空気に替え
て、酸素にすることも可能である。この場合は、オゾン
の精製効率が向上する。

【００２３】

【発明の効果】本発明は管理手段へ上水道，下水道及び
中水道の入・出の水質，量の情報を送信し、該情報から
浄水場，下水処理場での通常処理及び高度処理を実施す
るための信号を送信することにより、対象地域での水需
要及び下水処理を効率良く、経済的に運用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水処理システム全体構成を示す図であ
る。

【図２】下水の流入水日間変動パターンの一例を示す図
である。

【図３】下水の流入水日間変動パターンの他の一例を示
す図である。

【図４】下水の流入水日間変動パターンの他の一例を示
す図である。

【符号の説明】

１０…浄水場、１１…配水池、１２，１４…原水、１３
…管水道、２０…高度処理施設、２１…浄水高度処理
水、３０，７０…オゾン発生機、３１，７１…オゾン、
４０…下水処理場、４１…下水、４２，４３…下水処理
水、５０…ブロワー、５２，５３…空気、６０…下水高
度処理施設、６１…下水高度処理水、８０…管理手段、
８１…原水水質、８２…浄水水質値，水量、８３…下水
水質値、水量、８４…下水処理水質値、８５…下水高度
処理水水質値，水量、９０，９１…情報信号、９２…ブ
ロワーへの情報信号、１００…対象地域。

フロントページの続き (72)発明者依田幹雄茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者原直樹茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者山越信義茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者大淵美砂子茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下水処理場，下水高度処理施設，浄水場，
浄水高度処理施設、及び、高度処理を行うためのオゾン
発生機を有する水処理施設群において、下水処理から流
出する処理水を高度処理し中水とするため、下水処理で
余剰となる空気量を前記下水高度処理施設のオゾン発生
機用空気に利用することを特徴とする水処理システム。
【請求項２】請求項１における水処理システムにおい
て、下水処理で余剰となる空気量を浄水処理のオゾン発
生機用空気に利用することを特徴とする水処理システ
ム。
【請求項３】請求項１における水処理システムにおい
て、下水処理場，下水高度処理施設，浄水場及び浄水高
度処理施設への流入水及び流出水の各々の水質値，水量
値を管理手段に送信し、該管理手段で、前記送信された
水質値と水量値に基づいて前記下水処理場，下水高度処
理施設，浄水場，浄水高度処理施設、及びオゾン発生機
の操作条件を設定し、該設定値を前記下水処理場，下水
高度処理施設，浄水場，浄水高度処理施設及びオゾン発
生機へ送信して水処理を操作することを特徴とする水処
理システム。