[发明专利]水处理系统及其曝气风量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及设置于污水处理设备等中的、具备包含好氧槽的生物反应槽的水处理系统。特别是，涉及上述水处理系统中的好氧槽的曝气风量的控制。 

背景技术

以往，作为生活排水等的污水的水处理系统之一，已知通过用膜分离活性污泥法（MBR：Membrane Bio-Reactor）处理而制造再生水的再生水制造系统。这样的再生水制造系统具备，例如，储存原水（流入脏水）的原水槽、用活性污泥生物处理原水中的污浊物质的一系列生物反应槽、从混合原水与活性污泥的混合液中膜分离污泥的膜分离槽以及过滤后的处理水流入的过滤水槽。在一系列的生物反应槽中，包含厌氧槽、无氧槽和具备曝气装置的好氧槽等。在这些生物反应槽中，进行碳系有机物、含氮化合物和含磷化合物等的原水所包含的污浊物质的去除。

在上述再生水制造系统的好氧槽上，具备用于曝气好氧槽的曝气装置。通过用曝气装置将微小气泡供给至混合好氧槽的原水和活性污泥的混合液中，可以提高微生物的活动所需的混合液中的溶解氧，搅拌混合液。如果通过曝气装置向好氧槽的混合液中供给的空气的供给量（以下称“曝气风量”）不足，则处理水的水质恶化。因此，以往，在好氧槽上设置溶解氧浓度计，控制曝气风量，以使该溶解氧浓度计的测定值达到设定的溶解氧浓度的目标值。但是，由于基于溶解氧浓度这样的间接的指标，因此为了使处理水的水质维持于规定值内而应设定较高的溶解氧浓度目标值，运行系统会使曝气风量经常过剩。因而，运转需要能量的曝气装置成为削减再生水制造系统的运行成本和节能化的障碍。

因此，在专利文献1中，基于由于与有机物的去除和磷的吸收速度相比硝化细菌的硝化速度迟缓，因此如果供给硝化所需的氧则可以确保有机物的去除、磷的吸收和氮的去除所需的曝气风量这样的想法，提出了基于好氧槽内的氨态氮浓度控制好氧槽的曝气风量的曝气风量控制装置。该曝气风量控制装置具备测量好氧槽内的氨态氮浓度的测氨计、设定好氧槽的放流水的氨态氮浓度的目标值的目标设定单元以及计算能够使测量的氨态氮浓度接近设定的目标值的曝气风量的目标值的控制器。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-199116号公报。

发明内容

发明要解决的问题

在上述那样的再生水制造系统中，如果作为缓冲器发挥功能的原水槽为大容量，则流入生物反应槽的原水的氨态氮浓度的急剧的变动在原水槽被吸收。但是，如果原水槽为小容量，则流入生物反应槽的原水的氨态氮浓度会急剧地变动。又，好氧槽中硝化氨态氮的硝化细菌的繁殖速度比一般的活性污泥中的异养细菌迟缓。由于上述原因，在流入生物反应槽的原水的氨态氮浓度急剧地增加的情况下，即使如专利文件1的记载检查好氧槽的氨态氮浓度的上升而增加曝气风量，利用硝化细菌的硝化反应（氨分解反应）也不能追随好氧槽的氨态氮浓度的上升，可能发生从好氧槽中放流的处理水的氨态氮浓度超过规定值的事态。

本发明鉴于上述问题，其目的在于在设置于污水处理设备的水处理系统中，通过基于原水的氨态氮浓度控制好氧槽的曝气风量，提高针对好氧槽的氨态氮浓度的变动的氨分解能力的追随性，从总体上降低曝气风量。进而，其目的在于谋求水处理系统的运行的节能。

解决问题的手段

根据本发明的水处理系统具备具有具备曝气装置的好氧槽和设置于该好氧槽的上游侧的至少一个以上的厌氧槽或无氧槽，基于活性污泥法进行水处理的一系列的生物反应槽；测量流入所述一系列的生物反应槽的原水的氨态氮浓度的第一测氨计；生成所述曝气装置的目标操作量的曝气风量计算装置；以及基于生成的所述目标操作量控制所述曝气装置的曝气风量的曝气风量控制装置；所述曝气风量计算装置是具有包含基于原水的氨态氮浓度生成目标操作量先行信号的第一操作量计算元件和对所述目标操作量先行信号进行对应于所述原水流入至所述好氧槽所需的时间的修正的无用时间元件的前馈控制系统的装置。

同样，根据本发明的水处理系统的曝气风量控制方法是具备具有具备曝气装置的好氧槽和设置于该好氧槽的上游侧的至少一个以上的厌氧槽或无氧槽，基于活性污泥法进行水处理的一系列的生物反应槽的水处理系统的曝气风量控制方法，该水处理系统的曝气风量控制方法是测量流入所述一系列的生物反应槽的原水的氨态氮浓度；基于测量的所述原水的氨态氮浓度生成目标操作量先行信号；对所述目标操作量先行信号修正对应于流入所述一系列的生物反应槽的原水流入至所述好氧槽所需的时间的无用时间；基于修正的所述目标操作量先行信号生成目标操作量；基于生成的所述目标操作量控制所述曝气装置的曝气风量的方法。