JPH0938684A - 排水処理装置 - Google Patents

排水処理装置

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JPH0938684A
JPH0938684A JP19182195A JP19182195A JPH0938684A JP H0938684 A JPH0938684 A JP H0938684A JP 19182195 A JP19182195 A JP 19182195A JP 19182195 A JP19182195 A JP 19182195A JP H0938684 A JPH0938684 A JP H0938684A
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Takayuki Otsuki
孝之 大月
Tetsuya Kawazoe
鉄也 川添
Takaaki Masui
孝明 増井
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 原水が原水ポンプ1を介して曝気槽2に
導入される。エアポンプ3から散気管4に空気が供給さ
れて曝気が行われ、好気的に生物処理される。生物処理
水は配管5から膜分離装置に導入され、膜分離処理され
る。透過水は系外に取り出される。濃縮水は、その一部
が返送配管7によって曝気槽2へ返送され、他部は引抜
配管8及び余剰汚泥引抜ポンプ9を介して引き抜かれ
る。これらのポンプ1,3,8は制御器10によって制
御される。この制御器10は汚泥分散状態の測定デー
タ、粘性物質発生状態の測定データに基づいてファジー
化エキスパートシステムによって制御を行う。 【効果】 汚泥の分散状況、粘性物質の発生状況を定量
的に把握し、膜フラックスを維持するため、適切な負荷
量、エアレーション量、汚泥引抜量の制御を実現でき
る。また、オペレータの経験に依存することなく、適切
な制御を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水を生物処理し
た後膜分離処理する排水処理装置に関する。詳しくは、
汚泥分散状態及び粘性物質発生状態の測定データに基づ
いて膜分離装置のフラックス(透過水量)低下を防ぐよ
うに運転される排水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排水を生物処理した後膜分離処理する排
水処理装置においては、汚泥のフロック形成状況および
汚泥から生成する粘性物質の寡多が、膜分離装置のフラ
ックス維持に大きな影響を与えることが知られている。
【0003】具体的には、汚泥のフロック形成状況が悪
化し汚泥が分散状況になると、汚泥が高密度で膜面に付
着し、極端なフラックスの低下が短期間のうちに発生す
る。また、粘性物質の増加は、膜面にスライム状の汚泥
の付着を引き起こし、フラックスの低下を引き起こす。
【0004】なお、前者は負荷に対する曝気量が過剰な
場合に発生し、後者は汚泥負荷が高いときに発生するこ
とが知られている。
【0005】従来の膜利用生物処理システムでは、この
ような運転状況をオペレータが観察情報として収集し、
他の汚泥負荷等の情報と合わせ総合的な判断を行い、経
験的に負荷量、エアレーション量および汚泥引抜量の調
整を行ってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように膜分離装
置のフラックスの維持はオペレータの経験的な知識に頼
っているため、オペレータの実務経験に大きく依存して
おり、現場毎の膜フラックス管理の水準の優劣の大きな
原因となっている。
【0007】本発明は、かかる問題点を解決し、フラッ
クスを安定的に高水準に維持することができる排水処理
装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の排水処理装置
は、排水を生物処理する生物処理装置と、該生物処理装
置からの生物処理水を膜分離処理する膜分離装置とを有
する排水処理装置において、汚泥分散状態の測定データ
と粘性物質発生状態の測定データとが入力され、これら
のデータに基づいて該生物処置装置における負荷量、エ
アレーション量又は汚泥引抜量の制御情報を出力する装
置を設けたことを特徴とするものである。
【0009】本発明の排水処理装置では、経験の豊富な
オペレータの知識を、エキスパートシステムルール、フ
ァジー制御ルール、ニューラルネットモデル、時系列解
析モデル等のいずれかもしくはこれらの組合せによって
記述し、制御システムとして組み込む。
【0010】この制御システムに対し、汚泥の分散状態
の測定データ及び粘性物質発生状態の測定データを入力
し、これらの入力データに基いて負荷量、エアレーショ
ン量又は汚泥引抜量の制御情報を出力する。この制御情
報(原水投入量制御値、エアレーションの空気量及び時
間制御値、汚泥引抜量制御値)は、オペレータに提供さ
れるか、又はこの制御情報により排水処理装置の自動制
御が行われる。
【0011】本発明においては、オンライン及びオフラ
イン情報として従来より排水処理装置の制御に利用され
てきた曝気量、汚泥濃度、原水量、原水汚濁物質濃度、
処理水質等の数値情報をも制御システムに入力し、これ
らの数値情報も勘案して上記制御情報を出力するように
しても良い。
【0012】これらの数値情報データは、負荷量、曝気
量等の過不足に係るデータであり、前記汚泥分散状態及
び粘性物質発生状態の測定データに基いて、負荷量、エ
アレーション量又は汚泥引抜量の過不足を判断する際、
これらの数値情報データも判断のときに存在すると判断
の正確さが向上するので好ましい。
【0013】また、これらの数値情報データに基づい
て、本発明装置において具体的にどのような制御が行な
われたかを把握することができる。
【0014】汚泥の分散状態の測定データを得るには、
例えば(a) 顕微鏡観察によるフロック形成状況、
(b) 膜にスライム状の物質が観察されず、汚泥が密
に付着している状況、又は(c) SVI(スラッジ容
量指数)値を測定する。汚泥の分散が進んでいるときに
は、エアレーション量を低下させる;負荷量の増加を図
る;汚泥の引抜量を低下させる;といった対処が必要と
なる。なお、引抜量を増減すると、曝気槽内のMLSS
濃度を制御でき、負荷量を変えることもできる。
【0015】粘性物質の発生状態の測定データを得るに
は、例えば(A) 顕微鏡観察による粘性物質が生成す
るときに現れる原生動物の出現状況、(B) 膜にスラ
イム状の物質とともに汚泥が付着している状況、(C)
曝気槽における発泡の状況、又は(D) 汚泥の粘性
情報(触診による粘性状況、糖成分含有量、撹拌に要す
るトルク情報、熱伝導率等)を測定する。
【0016】粘性物質の発生が進行している場合には、
エアレーション量の増加;汚泥負荷を減少するための負
荷量の低下;汚泥引抜量の減少;といった対処が必要に
なる。
【0017】以上のような情報で、数値が得られる場合
は数値として入力し、言語情報としてしか捕らえられな
い指標については、例えばN(egative 全く
観察されない),Z(ero 若干観察される),P
ositive 顕著に観察される)といった多段
階の数値化を行うように制御規則(例えばファジールー
ル)を設定し、この規則(ルール)に則って観察状況の
数値化を行い、数値化されたデータを入力する。
【0018】
【発明の実施の形態】図1は実施例装置のブロック図で
あり、原水(本実施例ではし尿系汚水)が原水ポンプ1
を介して曝気槽2に導入される。エアポンプ3から散気
管4に空気が供給されて曝気が行われ、好気的に生物処
理される。生物処理水は配管5から膜分離装置に導入さ
れ、膜分離処理される。透過水は系外に取り出される。
濃縮水は、その一部が返送配管7によって曝気槽2へ返
送され、他部は引抜配管8及び余剰汚泥引抜ポンプ9を
介して引き抜かれる。
【0019】これらのポンプ1,3,8は制御器10に
よって制御される。曝気槽2に設けられた、溶存酸素
(DO)、酸化還元電位(ORP)、pHなどを検出す
るセンサ11の検出信号が該制御器10に入力されてい
る。
【0020】また、この制御器10に対しては、キーボ
ード等の入力装置10aによって次のデータが入力され
ている。
【0021】 汚泥分散状態の測定データ。 粘性物質発生状態の測定データ。 原水のNH4 −N濃度、BOD濃度などの水質デー
タ。 曝気槽内のMLSS濃度、NH4 −N濃度、NOx
−N濃度、BOD濃度などの水質データ。 ポンプの容量、曝気槽容積、膜分離装置の膜面積な
どの仕様データ。
【0022】ファジー化エキスパートシステムによって
制御を行う場合、汚泥分散状態について前記(a)〜
(c)の各項目に関し次のように評価規則を定める。
【0023】3項目の判断が異なる結果を示す場合は、
最も高い結果を採用するようにしてもよい(OR処
理)。
【0024】
【表1】
【0025】同様に粘性物質発生状態について、前記
(A)〜(D)の各項目に関し次のように評価規則を定
める。
【0026】3項目の判断が異なる結果を示す場合は、
最も高い結果を採用するようにしてもよい(OR処
理)。
【0027】
【表2】
【0028】なお、上記表1,2では、N,Z,Pの3
段階評価を行っているが、5段階など他の多段階評価を
行っても良い。
【0029】表1,2のルールに則って評価された汚泥
分散状態及び粘性物質発生状態の評価に基づいて負荷
量、エアレーション量及び汚泥負荷量を制御するルール
を表3,4,5の通り設定した。
【0030】ここで複数の評価結果に基く制御内容が一
致しないときは、例えば、評価項目毎に、増加=1,減
少=−1,現状維持=0と設定して平均演算を行い、
0.5超は増加、−0.5未満は減少、−0.5〜0.
5は現状維持に制御する。
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】このような評価手順を示すと以下のように
することができる。
【0035】(1) 汚泥分散状態について、表1の
(a),(b),(c)を評価(P/Z/N,P/Z/
N,P/Z/N) (2) 最大値を採用(P/Z/N) (3) 粘性物質発生状態について、表2の(A),
(B),(C),(D)を評価(P/Z/N,P/Z/
N,P/Z/N,P/Z/N) (4) 最大値を採用(P/Z/N) (5) アンモニア残留評価(P/Z/N) (6) 汚泥負荷評価(P/Z/N) (7) (2),(4) の結果に基き、負荷量制御を評価(増加
(1)/維持(0)/減少(−1),1/0/−1) (8) (7) の平均値に基き、制御内容決定(増加>0.5
≧現状維持≧−0.5>減少) (9) (2),(4),(5) に基き、エアレーション制御を評価
(1/0/−1,1/0/−1,1/0/−1) (10) (9)の平均値に基き、制御内容決定(増加>0.5
≧現状維持≧−0.5>減少) (11) (2),(4),(5),(6)の結果に基き、汚泥引抜量制御を
評価(1/0/−1,1/0/−1,1/0/−1,1
/0/−1) (12) (11) の平均値に基き、制御内容を決定(増加>
0.5≧現状維持≧−0.5>減少) 以上のルールに基づき運転状況の総合的なファジー判断
を行う。この判断は従来知られているファジーの演算方
式(例 ファジー和による演算、マックスミニ論理積に
よる演算)を使って行われる。
【0036】判断結果をデファジー化することにより負
荷量、エアレーション量、汚泥引抜量の制御値を取得し
て、これに基づいた自動制御を実施し、汚泥の分散状況
および粘性物質の発生を制御に反映させ膜フラックスの
維持を考慮にいれた制御を実行した。これにより、長期
にわたって高フラックスを維持できた。
【0037】なお、本実施例はファジー化エキスパート
システムを採用しているが、ニューラルネットモデル、
時系列解析モデルなどを同様にして利用しても良い。
【0038】
【発明の効果】以上の通り、本発明の排水処理装置にあ
っては、汚泥の分散状況、粘性物質の発生状況を定量的
に把握し、膜フラックスを維持するよう制御するため、
適切な負荷量、エアレーション量、汚泥引抜量の制御を
実現できる。また、オペレータの経験に依存することな
く、適切な制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る排水処理装置の系統図である。
【符号の説明】
1 原水ポンプ 2 曝気槽 3 エアポンプ 4 散気管 6 膜分離装置 9 余剰汚泥引抜ポンプ 10 制御器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排水を生物処理する生物処理装置と、該
    生物処理装置からの生物処理水を膜分離処理する膜分離
    装置とを有する排水処理装置において、汚泥分散状態の
    測定データと粘性物質発生状態の測定データとが入力さ
    れ、これらのデータに基づいて該生物処置装置における
    負荷量、エアレーション量又は汚泥引抜量の制御情報を
    出力する装置を設けたことを特徴とする排水処理装置。
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