JPS5845914B2 - 活性汚泥量の制御方法 - Google Patents

活性汚泥量の制御方法

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JPS5845914B2
JPS5845914B2 JP55034920A JP3492080A JPS5845914B2 JP S5845914 B2 JPS5845914 B2 JP S5845914B2 JP 55034920 A JP55034920 A JP 55034920A JP 3492080 A JP3492080 A JP 3492080A JP S5845914 B2 JPS5845914 B2 JP S5845914B2
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suspended solids
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JP55034920A
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修嗣 加藤
正實 小出
啓介 後藤
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Meidensha Corp
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Meidensha Corp
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    • 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】 本発明は、たとえば下水処理プロセスにおける活性汚泥
法のような好気的条件下での微生物を利用する技術分野
において、プロセス内の汚泥量を適切に管理し、安定か
つ良質の処理水を得ることを目的とした活性汚泥量の制
御方法を提供するにある。
活性汚泥法を用いた処理プロセスを例にとれば、適正な
運転管理を行うためには、活性汚泥(微生物群)が流入
下水中に含まれる有機汚濁物質(基質)を効率的に除去
するための環境を創ることが必要であり、それには次の
2条件を満足させる必要がある。
1つは、活性汚泥が基質除去を行うときに要求する酸素
量を十分に与え代謝活動を円滑に行わせることである。
これはエアレーションタンクにおける溶存酸素濃度を適
正な値に保つことにより条件が満足され、既に実用化さ
れその効果が実証されている。
他の1つは流入基質量と微生物量の比率(F/M比)を
適正な値に維持することである。
これにより、単位微生物量当りの除去すべき基質量が安
定するので処理水質の向上を望むことができる。
活性汚泥は基質除去により増殖するので、F/M比を適
正な値に保つためには、プロセス内に存在する汚泥の一
部を余剰汚泥として系外に排出しなければならない。
その方法として、プロセス内の汚泥量が一定となるよう
に余剰汚泥量を決定する簡易法、流入基質量と汚泥量を
計測しF/M比が一定となるように余剰汚泥量を算定す
る方法、そしてプロセス内の汚泥滞留時間が一定となる
ように余剰汚泥量を決める方法が考えられている。
本発明では、後者の条件に属し、かつ上記方法のうち3
番目の方法を問題の対象としている。
まず、本発明の制御方法を原理的に説明する。
活性汚泥は下水中の基質(Food、F)を消費し増殖
を行う。
一方、同時に細胞内に取り込んだ物質は活動のためのエ
ネルギーとしても一部利用される。
したがって、正味の汚泥増殖量は新しく増殖した汚泥量
と自己酸化によって減少した汚泥量との差に等しく次式
のように表される。
ここに、M:処理系内汚泥量 G:1日当りの正味の汚泥増殖量 △S/△T:1日当りの除去基質量 Y:収率係数 Kd:自己酸化速度定数 式(1)の両辺をMで割ると、 G/Mは比増殖速度を意味し、定常状態では汚泥滞留時
間(Solids retention time;S
RT )の逆数と一致する。
すなわち1式(2)をSRTで示すと次のようになる。
ここで、基質除去率をβとすれば、βは式(4)のよう
に表すことができる。
ここに、Si:1日当りの流入水基質量 Se : 1日当りの処理水基質量 また、基質と微生物量の比率(Food t。
microorganisms :F/M比)は次式に
て定義される。
したがって、式(3)は式(4)および式(5)を用い
て更に次式のように示される。
式(6)より、基質除去率βはほぼ一定とみなすことが
できるので、SRTとF/M比は一義的な関係にあると
言える。
すなわち、SRTを一定に管理することは、換言すれば
F/M比を一定に管理することを意味する。
さて、2次処理プロセスにおける系内汚泥量の変動は、
式(7)のように表すことができる。
ここに、ΔM/△T:1日当りの系内汚泥変化:量 Mi:1日当りの流入水SS量 Me : 1日当りの処理水SS量 Mw: 1日当りの余剰汚泥量 式(7)において定常状態が成立するものとすれば、左
辺はOとなり次式が得られる。
すなわち、汚泥滞留時間制御の基本式が次のように示さ
れる。
なお、汚泥滞留時間の概念はプロセス内の汚泥が平均し
てどのくらいの期間で系外に排除されるかを意味してい
る。
多くの下水処理施設ではエアレーションタンクおよび最
終沈殿池を有しているが、最終沈殿池内の汚泥量は一般
に系内汚泥量の10%程度と小さいことから、エアレー
ションタンク汚泥量のみを考慮した汚泥日令(Slud
geage;SA)制御の場合も「海況滞留時間」の範
躊に入ると考えられる。
したがって、この場合も最終沈殿池内汚泥量を無視する
との仮定のもとに、式の展開は同様である。
汚泥滞留時間制御における操作図イは余剰汚泥量であり
、従来の制御では次式にて示されるように余剰汚泥量を
決定した。
ここに、5RTset:汚泥滞留時間制御における設定
値 すなわち、余剰汚泥量は系内汚泥量を設定値で割った量
として与えられる。
式α0)および式(11)より、真の汚泥滞留時間と従
来の設定値の間には次式で示される量だけ異ったものと
なる。
式(12)から、Mi−Me中Oであれば、従来の設定
値と真の汚泥滞留時間はほぼ一致する。
しかしながら、実際には従来の制御は次に示すような問
題点がある。
(1)一般に下水処理施設では流入水SS(浮遊物質)
量は処理水SS量に比べて非常に大きく、したがって、
式Cl2)の右辺の項が無視できない。
実例として、処理場における流入水SS量および処理水
SS量の経口変化を表1および表2に示す。
また、従来の制御の実施により得られた SRT曲線とS RT set曲線を第1図に示す。
SRT曲線とS RT set曲線の偏差は式αつに示
されるMiおよびMeに起因するものである。
すなわち、式(11)で決定される余剰汚泥量の引抜き
方法では、真の汚泥滞留時間に見合う設定がなされてい
ないと言える。
(2)流入水SS量および処理水SS量が変動すること
により、設定値を一定に管理しても真の汚泥滞留時間は
変動する結果となる。
表1、表2に示す期間中を例にとると、流入水SS量は
2500〜5000にグーSS/d(流入水SS平均濃
度50〜1oomVl)の間で変動し、処理水SS量は
ioo〜500Kp−88/d(処理水SS平均濃度2
〜10772グ/l)の間で変動した。
また、この期間中のエアレーションタンク内平均汚泥量
は約30000に9−88(ML S S平均濃妾22
00■/4)である。
これより、設定値が5日で定常状態にあると仮定した場
合、これらの数値を式(12)に適用すれば、真の汚泥
滞留時間の値は8〜27日の間で変動することがわかる
したがって、汚泥滞留時間制御の本来の目的である系の
安定化から逸脱していることは明らかである。
そこで、本発明の制御方法は従来の制御における問題点
を解決するために、余剰汚泥量を次のように決定する。
すなわち、余剰汚泥量は従来の制御に流入水SS量およ
び処理水SS量を考慮して決定される。
式(13)に従って制御が行われると、式00)より、
S RT=8 RT setが達成される。
なお、表2から、M i )Me ’であるので、次式
に示すようにMeの項を無祈してもよい場合もある。
あるいは、Meを一定値に設定(Meset )して、
次式とすることでも良い。
また、既に記述した通り、汚泥日令制御が[−汚泥滞留
時間」の範噴に入る場合、上記各式において汚泥滞留時
間設定値(SRTset)を汚泥日令設定値(5Ase
t )とし、系内汚泥量のかわりにエアレーションタン
ク汚泥量を用いればよく、制御方法は同様である。
第2図は、式α釧こ基づく本発明を具体的に示す制御フ
ローチャートである。
また、第3図は、式αaまたは式(151に基づく制御
フローチャートである。
各図の名称において、同一部分には同一符号を用いてい
る。
第2図において、1はエアレーションタンク、2は最終
沈殿池である。
3.4は流入水量を計測する流量計と流入水中の浮遊物
質(88)を計測する浮遊物質濃度計(SS計)である
これらの計測器は式α3)における流入水SS量Miを
算出するためのものである。
Miはプロセス用コンピューター(CPU)10を用い
て、たとえば式06)により得られる。
ここに、Qs:流量計3より得られる流入水量CS:S
S計4より得られる流入水 SS濃度 5は1個または複数個の混合液浮遊物質濃度計(MLS
S計)である。
6,1は沈殿池2からタンク1への汚泥返送での返送汚
泥流量計(CR計)と返送汚泥濃度計(CR計)である
これらの計測器は式03)におけるプロセス内に存在す
る全汚泥量Mを算出するためのものである。
Mは、たとえば式α力式08)、あるいは弐α9)等の
計算により求まる。
M””VA ・MLSS+Kt ・Vs−MLSS−・
”αDM−■A−MLSS+に2・vs−CR・・・・
・・・・・08)M二VA−MLSS ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・C19)ここに、vA:エアレーションタンク1の
容積MLSS :MLSS計5より得られる MLSS濃度 vs:最終沈殿池2の容積 CR二〇R計1より得られる返送汚泥 濃度 に1.に2:制御定数 ここで、最終沈殿池2内に存在する汚泥量が無視できな
い場合は弐卸、あるいは式(18)を中い、そうでない
場合は弐〇9を用いる。
また、汚泥日令の概念が(−汚泥滞留時間」の範噴に入
る制御の場合には式(19)を用いる。
11は処理水中のSS濃変を計測するSS計である。
これは、式(13)における処理水SS量Meを算出す
るためのものである。
Meは0PU10により、たとえば式(20)、あるい
は式(21)にて算出される。
ここに、Qw:流量計9から得られる余剰汚泥流量 Ce:SS計11から得られる処理水 SS濃度 上記M、MiおよびMeはCPU10を用いて演算され
るが、同時に式(13)からプロセス外に排出される余
剰汚泥量Mwが算出される。
これより0PU10を用いて余剰汚泥ポンプ8を駆動し
制御する。
すなわち、たとえば、実際に系外に排出された汚泥量(
これは余剰汚泥流量計9から得られる余剰汚泥流量とC
R計7から得られる返送汚泥濃度との積で示される)の
積算値が式(13)により算出された余剰汚泥量と等し
くなるまで余剰汚泥ポンプ8を駆動制御する。
あるいは、式(22)で示される余剰汚泥流量計算値Q
wc a lと余剰汚泥流量計9から得られる余剰汚泥
流量Qwが等しくなるまで余剰汚泥ポンプ8を駆動制御
する。
第3図は第2図におけるSS計11を設けず、式03)
における処理水SS量Meを無視又は一定値として余剰
汚泥量Mwを算出する場合であり、その他の計算は同じ
である。
以上のとおり、本発明による活性汚泥量の制御方法は、
プロセス流入水の浮遊物質濃度さらには処理水中の浮遊
物質濃度ももめた余剰汚泥量を決定するため、プロセス
内の汚泥量を適切に制御して安定かつ良質の処理水を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の活性汚泥量の制御方法を説明するための
特性図、第2図は本発明の制御方法を具体的に説明する
ための制御フローチャート、第3図は本発明の他の制御
方法を説明するための制御フローチャートである。 1・・・・・・エアレーションタンク、2・・・・・・
最終沈殿池、3・・・・・・流量計、4・・・・・・浮
遊物質濃度計、5・・・・・・混合液浮遊物質濃度計、
6・・・・・・返送汚泥流量計、1・・・・・・返送汚
泥濃度計、8・・・・・・余剰汚泥ポンプ、9・・・・
・・余剰汚泥流量計、10・・・・・・CPU、11・
・・・・・浮遊物質濃度計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水処理プロセス内の活性汚泥滞留時間が一定となる
    ように余剰汚泥量を制御することで該プロセスに流入す
    る有機汚濁物質量と活性汚泥量の比率を適正な値に維持
    するにおいて、プロセス内汚泥量〜凌活性汚泥滞留時間
    の設定値(SRset)で割算した値とプロセス流入水
    の浮遊物質濃度(Mi)とによって余剰汚泥量を決定す
    ることを特徴とする活性汚泥量の制御方法。 2 水処理プロセス内の活性汚泥滞留時間が一定となる
    ように余剰汚泥量を決めることで該プロセスに流入する
    有機汚濁物質量と活性汚泥量の比率を適正な値に維持す
    るにおいて、プロセス内汚泥量m活性汚泥滞留時間の設
    定値(SRset)で割算した値とプロセス流入水の浮
    遊物質製Ij(Mi)と、処理水中の浮遊物質濃度(M
    e)とによって余剰汚泥量を決定することを特徴とする
    活性汚泥量の制御方法。 3 水処理プロセス内の活性汚泥滞留時間が一定となる
    ように余剰汚泥量を決めることで該プロセスに流入する
    有機汚濁物質量と活性汚泥量の比率を適正な値に維持す
    るにおいて、プロセス内汚泥量(ロ)を活性汚泥滞留時
    間の設定値(SRset )で割算した値とプロセス流
    入水の浮遊物質製fJffl(Mi )と、処理水中の
    浮遊物質濃変設定値(Meset)とによって余剰汚泥
    量を決定することを特徴とする活性汚泥量の制御方法。
JP55034920A 1980-03-19 1980-03-19 活性汚泥量の制御方法 Expired JPS5845914B2 (ja)

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