[发明专利]水质模拟方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及包含工业废水或工厂废水的废水的处理，更详细地，涉及在含有具有生物分解性的化合物成分的废水的生物学需氧处理工艺中的水质模拟方法和装置。本申请主张2008年11月14日向日本申请的特愿2008-292519号的优先权，并将其内容引用于此。

背景技术

近年的封闭性水域的水质规定处于强化趋势，下水道、工业废水、工厂废水的对策是当务之急。为了遵守水质规定值，需要预测将哪个成分处理到哪种程度为止才满足标准。以往，在下水通领域中，采用了活性污泥法等利用生物学处理工艺的污水的处理方法。其运转管理大多主要基于管理者的经验而进行，难以得到稳定的处理水质。例如，在流入水质改变的情况下，应该改变的操作条件、操作量在各个污水处理场中不同。

因此，作为不依赖于管理者的经验的水质预测和运转支援工具，提出了IWA(国际水协会)提倡的活性污泥模型(Activated Sludge Model；ASM)。活性污泥模型大体由以下工序构成：

(1)将流入废水的COD浓度根据溶解性不活泼性有机物、易分解性有机物、浮游不活泼性有机物、慢速分解性有机物等的性质来划分，分别设定成COD浓度基础的变量；

(2)在异养生物的增殖和自分解等各个工艺中，设定变量间的化学计量和工艺的反应速度公式；

(3)通过耗氧速度试验或来自水质的实测数据的校准，确定化学计量系数和反应速度常数的参数；

(4)实行模拟，计算出生物处理槽、处理水的COD浓度等。

该活性污泥模型作为管理工具而被提出，并提出了使用了活性污泥模型的污水处理管理系统(以下，参照专利文献1)。

另一方面，对于具有与污水不同的成分的工业废水或工厂废水等，也进行利用生物学处理工艺的工业废水或工厂废水的处理。但是，对于这些废水，没有在水质模拟方法中应用活性污泥模型的先例。

尤其是由钢铁厂的焦炭工厂产生的废水被称作氨水，并以苯酚、硫代硫酸、硫氰酸为主要成分，但是，它们是不包含在污水中的成分，未见对于活性污泥模型的适用性进行了研究的先例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-300093公报

非专利文献

非专利文献1；味埜俊、活性污泥モデル、日本、株式会社環境新聞社、2005年1月31日

非专利文献2；J.S.Cech、J.Chudoba and P.Grau、Determination of KineticConstants of Activated Sludge Microorganisms、Water Science andTechnology、Vol.17、pp.259-272、1984

发明内容

发明所要解决的问题

如上所述，作为生物学需氧处理中的水质模拟方法，一般使用活性污泥模型，但是，没有应用于工业废水或工厂废水的生物学需氧处理的先例。作为其原因，可举出以下两点。

(1)在活性污泥模型中，可举出以下情况；仅对污水那样的混合有多种成分的废水进行生物学需氧处理时的流入废水和处理水的COD浓度进行预测，但是不能预测具有生物分解性的化合物成分的浓度。例如，在焦炭制造过程中产生的氨水中，氨水中所含的苯酚是废水标准项目之一，需要通过模拟来预测苯酚浓度，但是，在活性污泥模型中，特别是对氨水那样的混合有多种成分的废水进行生物学需氧处理后的处理水中的苯酚浓度难以进行预测，因此，将活性污泥模型适用于工业废水或工厂废水中的意义较小。

(2)在工业废水或工厂废水中含有溶解性慢速分解性的有机物(表面活性剂，例如直链烷基苯磺酸等)、或者无机物(例如，硫代硫酸、硫氰酸)。但是，在活性污泥模型中，在作为对象的城市污水中并不含有那么多的分解速度非常慢的溶解性慢速分解性成分，未考虑对模型的氧平衡造成的影响。即，由于最初溶解性慢速分解性成分的概念不包含在活性污泥模型中，因此，难以将活性污泥模型应用于工业废水或工厂废水中。

因此，本发明的目的在于提供一种水质模拟方法和装置，该方法和装置在生物反应槽内对含有具有生物分解性的化合物成分的工业废水或工厂废水等废水进行生物学需氧处理的工艺中构建新的活性污泥模型，在生物学需氧处理后能够推定废水中的该化合物的浓度如何变化。

用于解决问题的手段