JPS5876189A - 活性汚泥水処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は好気性微生物を用いて構成される活性汚泥を用
いて下水を浄化する活性汚泥水処理方式％式％ 第１図にその概要を示す下水処理プロセスでは、曝気槽
（１）入口で下水に、好気性微生物を含む活性汚泥を混
入する。曝気槽（１）では、汚泥が下水中の有機物を、
分解、吸収するのを利用して、下水を浄化する。下水と
汚泥の混合液は最終沈殿池（２）で活性汚泥と上澄水と
に固液分離され、上澄水は処理水として放流される。一
方、固液分離された活性汚泥は、返送汚泥として返送汚
泥ポンプ（３）によシ曝気槽（１）に戻される。また、
総汚泥量の一部分は余剰汚泥引抜ポンプ（４）によシ、
余剰汚泥として系外に引抜かれ、汚泥処理される。

従来、研究レペμでは、活性汚泥プロセスの汚泥量の管
理方法として、７７Ｍ比一定制御方法、ＳＲＴ制御方法
等が考案されている。

７７Ｍ比一定制御方法とは、流入する有機物量と、活性
汚泥プロセス系内の微生物量の比であるＩＦ　／　Ｍ比
を一定に保ち、処理水質の良化、安定化を図る方法であ
る。

また、ＳＲ？制御方法とは、活性汚泥プロセス系内の微
生物滞留時間（ＢＲＴ　ｗ　Ｓｌｕｉｇｅ　Ｒｅｔｅｎ
ｔｉｏｎＴｉｍｅ）を一定に保つ制御法で多シ、毎日、
総汚泥量中の一定割合（汚泥総量／　ＥＩ　Ｒ丁（日）
）を余剰汚泥として引き抜き、系内汚泥の刷新化を図シ
、汚泥の性状を良好に保つことにょシ、処理水質の良化
、安定化を図る方法である。

しかしながら実施設においては７７Ｍ比一定制御方−法
においては流入有機物濃度の連続計測あるいは予測が必
要とされるのに対し、これを計測あるいは予測する実用
的な技術が々いことおよび流入する有機物量の変動は人
間の生活と密接に関連しているため、かなりの時間変動
をもっているのに対し、総汚泥量は、時間変動が少なく
、流入有機物量の変動に対応できないので現在では実現
不可能である。

また、ＥＩＲＴ制御方法においては、総汚泥量を、何ら
かの方法で推定することが不可欠であシ、マた５ＲＴＯ
値によシ、処理水質が決定くれるモデル式のバフメータ
を常に求め刷新しなければならないし、設定゛値変更に
伴う、過渡応答時間がかなシの日数となるといった欠点
がある。また実施設では流入下水中にかなりの汚泥量が
含まれているのにもかかわらず、全く考慮されていない
。

また、上記２制御法共従来、その目的を処理水質の良化
安定化のみに重点をおいているので送気量および、余剰
汚泥発生量（汚泥処理量の一部）等の運転費用低減に対
する効果は、直接的には期待できない。

これら上記の理由で実施設においては、１１Ｍ比一定制
御方法および５ＲＴ一定制御方法は、行なわれておらず
もっばら施設運転者のもつ長年の経験および勘に基づい
て運転管理が行なわれているというのが実状である。こ
のため処理水質、汚泥性状は、良化安定化せず、送気量
、余剰汚泥量についても低減化が図れていない。ま、九
時として運転操作の過不足から活性汚泥処理過程の破綻
さえ招くことがあった。

この発明は、上記のような実状にもとすき、実施設に最
も即した方法として曝気槽内、最終沈殿池内および返送
汚泥管路内に貯留する汚泥量の和である汚泥総量を所定
量に保つととによシ、処理水質を決定するｙ　／　Ｍ比
の変動を押え、処理水質および汚泥性状を良好、安定化
させ、かつ処理コストの低減化をも図るという活性汚泥
水処理方式を提供することを目的としている。総汚泥量
を一定に保つことによシ生じる効果について詳禰にのべ
る。

まず、処理水質は、第２図に示すように７７Ｍ比により
決定される。図に示すようにＩＦ／Ｍ比が低い領域では
処理水質は良好で安定しているのに対しＦ　／　Ｍ比が
高くなるに従い、処理水質は急に悪化する。本発明では
Ｆ　／　Ｍ比を決定する汚泥総量を制御量としているの
で流入有機物量の変動に対し、速まかに対応できる。し
かしながら前述したように、流入有機物の変動に対し、
汚泥総量を対応させることは、不可能に近く、寮際は、
流入有機物の変動および汚泥総量の影舎をうけてＰ／Ｍ
比は変動し、処理水質も変動する。しかしながら、本発
明によれば系内の汚、泥総量を一定に保つことにより処
理水質を決定する７７Ｍ比の変動を流入有機物負荷の変
動程度に押えることができる。

（表１参照） 表　　１ 単位；流入ＣＯＤ負荷の平均値ζ標準１１ｉ１！Ｉ　（
ｔ　／日）ＣＯＤ−３５の平均値、標準偏差（１／日）
その結果処理水質の変動は、最小限に押えられ、ＩＦ／
Ｍ比制御とほぼ同等の効果を得る。この効果は、７７Ｍ
比が高くなる程大きな効果となる（第２図参照）。また
汚泥性状についても、ＩＦ／Ｍ比と密接な関係をもって
おり、一般には、Ｆ　／　Ｍ比が高く々シすぎてもある
いは低くなわすぎても悪化する。このため総汚泥量を、
一定に保ち、７７Ｍ比をある範囲内に保てば、汚泥性状
は悪化しない。

一般に処理水質および汚泥性状については、１！Ｍ比０
゜１−０．８が良いとされている。つまシＦＺＭ比を０
．１〜０．８（１！日）に保てば処理水質、汚泥性状送
気量、安定化する、 活性汚泥水処理過程で最も費用のかかる部分は。

送気量および汚泥処理の部分である。

送気量については第８図に示すように総汚泥量が多くな
ると直線的に増加する。また余剰汚泥引抜量は、第４図
に示すように総汚泥量が多′くなると、直線的に減少す
る。

第８図および第４図に破線で示したものは、それぞれ微
生物の呼吸速度モデルおよび増殖モデルより得られた結
果である。これらより各モデルを用い送気量および余剰
汚泥引抜量を把握することが可能である。

これらの項目を考慮した評価関数を作成しそれによシ総
汚泥量の設定値を決定し、活性汚泥プロセスを運転すれ
ば、処理水質および汚泥性状を良化、安定化させ、かつ
処理コストも低減させることが可能となる。

また、流入負荷の変動に伴う応答時間はＳＲＴよシも短
い。（第５図）すなわちＳＲＴ制御では余剰引抜を停止
しないのに対し、総汚泥量制御では余剰引抜を停止−し
、短時間で設定値の変更が可能である。

次にこの発明の一実施例を第６図に示す。

第６図において、（６）は曝気槽内の特定の地点に挿入
され、系内汚泥総量を把握するための情報を得るＭＬＳ
Ｓ計である。（７）は汚泥総量演算回路であυＭＬＢＢ
計（６）の出力を用いて、汚泥総量を演算する。（８）
は汚泥総量設定値の演算回路であり、処理水質、汚泥性
状送気量、余剰汚泥引抜量を考慮し、設定値を演算決定
する。（９）は、余剰汚泥引抜量演算回路であシ演算回
路（８）の出力である総汚泥置設定値と演算回路（７）
の出力である総汚泥量制御値を用い、余剰汚泥引抜量を
決定する。αＱは余剰汚泥濃度計、（ロ）は余剰汚泥流
量計、＠は演算器であシ余剰汚泥濃度計αｑおよび余剰
汚泥流量計（ロ）の出力を処理し、余剰汚泥引抜量を演
算算出する。（至）は余剰汚泥引抜調節計であり、演算
器（２）および演算器１賂（８）の出力によシ、余剰汚
泥引抜ボンデ（４）を操作し、余剰引抜を行ない汚泥総
量を一定に保つ。

次に、本装置の動作について説明する。

活性汚泥処理プロセス系内の汚泥総量（ＳＴ）は次式で
示される。

８ｒＩｌｌＩＳ１＋Ｓ２＋Ｓ、・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　　ＩＩＪ（
１）式においてＳｌ、ｓｌ、ｓ３はそれぞれ曝気槽、最
終沈殿池および返送汚泥管路（５）内に貯留している汚
泥量である。

また、実施設においてはＳｓ＜＜Ｓユ、Ｂ２の関係がら
シ、馬はほとんど無視できる。汚泥は曝気槽（１）−最
終沈殿池（２）−返送汚泥管路（５）と絶えず循環して
おシ、流入下水量が一定であればへと４の比は一定とな
シ゛定常的にはＳＴは次式のように示される。

ＳＴＷ　Ａ　　−８！　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・　　　（２）しか
しながら流入下水量が変わると曝気槽（１）よυ最終沈
殿池（２）へ押し出される汚泥量も変化し龜ともの比が
変化する。

これを考ぼすれば、汚泥総量６Ｔは、定常的には次式で
示される。

８Ｔ＝　ａ　　−ｆｌＱＪ　・Ｓ□・・・・・・・・・
・川・・・・・・・・　　　（３）ここでＱは流入下水
量である。

本装置では総汚泥乾量を推定するために曝気槽（１）の
特定地点にＭ　Ｌ　Ｂ−８計（６）を挿入し、ＭＬＳＳ
を計測している。また、定常的には、汚泥循環管路内の
特定地点の汚泥濃度ｔｃ）流入下水量ＩＱ、）と総汚泥
量（ＢＴ）の間に次式が成立する。

ＢＴ−Ａ　＠ｆｌＱ、）・Ｃ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　（４）ここでムは比例定数
でおる。

実施設では、定常状態となる時間が少ないので計測値・
を１日程度で平滑化して用いればかなシの精度で総汚泥
量の推定が可能となる　。

この種の演算ＭＸ、ＢＢｆｔｆ（６）の出力を用い汚泥
総量推定演算回路（７）で行なわれ、演算回路（７）の
出力として汚泥総量推定値が得られる。

汚泥総量設定演算回路（８）では汚泥総量設定値を決定
するが、この際流入有機物負荷量および、微生物呼吸モ
デル、微生物増殖モデμを必要とする。

これらは間欠的に手分析を行ない求めてもよいし、計測
器を配置して刻々の状態を測定し、計算機等で求めても
よい。

流入有機物量および微生物の呼吸モデル１増殖モデルよ
シ第６図に示すように汚泥総量と７７Ｍ比、送気量およ
び余剰汚泥量の関係が得られる。

これらよシ、適切なり　／　ｙ比値すなわち０．１〜０
．８（１／日）を満足する総汚泥量の範囲を定め、つぎ
にその範囲内で送気量、余剰汚泥量に基づく電力費用お
よび汚泥処理費用の合計を最小とする汚泥総量を決定す
る。

つぎに、演算回路（７）　（８）の出力を用いて余剰汚
泥量演算回路（９）において、余剰引抜汚泥量目標値　
□（ＳＷ）を決定する。

ｓＷ　”　Ｇ（Ｓｒ　−８？　）　””””””＝　　
　（６）（６）式において、Ｇは比例積分ゲイン、ＳＴ
は総汚泥量推定値Ｓ丁　　は総汚泥量の設定値である。

演算回路（９）の出方は、余剰引抜調節計（至）に設定
値入力として接続され、余剰引抜調節計（至）の出方に
よシ余剰汚泥引抜ボンデ（３）を操作して所定の余剰汚
泥引抜を行ない総汚泥量を一定に保つ。

この装置に、曝気槽内ＭＬＳＳを一定に保つよう流入下
水量の変動に対応させ返送汚泥流量をコントロールすれ
ば、曝気槽内ＭＬ日Ｓは、より一定に保たれ、処理水質
は、一層良好となシ安定化する。

以上のようにこの発明によれば、処理水質、汚泥性状お
よび汚水処理コストを考慮した汚泥ａ量の設定値になる
ように汚泥総量を保つようにしたので処理水質、汚泥性
状も良化、安定化し汚水処理コストも低減化できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、活性汚泥下水処理プロセスの概要を示す図、
第２図はＦ　／　ｙ比と処理水質の関係を示す図、第８
図は総汚泥乾量と送気量との関−係を示す図、第４図は
総汚泥乾量と余剰汚泥引抜乾量との関係を示す図、第６
図は制御方式と応答時間との関係を示す図、第６図はこ
の発明による活性汚泥水処理方式の一実施例を示す概略
構成図である。 （１）・・・曝気槽、（２）・・・最終沈殿池、（３）
・・・返送汚泥ポンプ、（４）・・・余剰汚泥引抜ポン
プｓ’　（５）・・・返送汚泥管路、（６）・・・ＭＬ
ＳＳｌｉ”４７）備汚泥量演算回路、（８）・・・総汚
泥量設定演算回路、（９）・・・余剰汚泥引抜量演算ｌ
略、ＱＱ・・・余剰汚泥引抜調節計、（ロ）・・・余剰
汚泥濃度計、＠・・・余剰汚泥流量計、（至）・・・余
剰汚泥量演算回路。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　葛野信−（ほか１名） 第２図 物比（ＶＢ） 第４図 第３図 ４ぜ　　　　　　　　　　　　　　　　専）／Ｉ＼　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　〆ｒ）第７
図 −Ｆ／Ｍ比 一−−−−−送Ｆｒｆ −・−章剰５５死幻涜 第１頁の続き ■出　願　人　三菱電機株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目２ 番３号 手続補正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 活性汚泥水処理方式 ３　補正をする者 ５、手続補正指令書（方式）の日付　　昭和５７年２月
２８日（１） 鋭部の分〕 （２）明細書の図面の簡単な説明の欄 住、及び吉田悦部の分）を別紙の通り補充する。 （２）明方′書中、第１３ページ第２行に「概略構成図
である。」とあるのを「概略構成図、第７図は、送気量
、Ｆ７Ｍ比、余剰汚泥発生量と、総汚泥乾量、汚泥性状
との関係を示す線図である。」と訂正する。 ８、添付書類の目録 殻 （１）委任状（液島美住の分）　　　　　１通（２）委
任状（吉田悦部の分）　　　　　１通以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流入下水を曝気槽において好気性微生物を用いて浄化し
   曝気槽から流出する活性汚泥混合液を最終沈殿池で固液
   分離し、沈殿した汚泥を、曝気槽へ返送する活性汚泥処
   理方式において、処理水質、汚泥性状、送気量、余剰汚
   泥引抜量を考慮した曝気槽内及び最終沈殿池内並びに返
   送汚泥管路内汚泥量の和である汚泥総量を設定値とし、
   また系内の特定の１あるいは複数の地点の１あるいは複
   数の情報により汚泥総量を推定して推定値とし、上記推
   定値と上記設定値とによシ余剰汚泥引抜量を導出して、
   この導出された余剰汚泥引抜量に応じて汚泥引抜を行な
   うことによって汚泥総量を設定量に保つことを特徴とす
   る活性汚泥水処理方式。