[发明专利]水处理控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及主要控制污水处理场的处理水的水质的水处理控制装置。

背景技术

在需要应对环境问题的现今，对于污水处理场，除了要求向公共水域放流的处理水的水质提高之外，还要求节能化。

在污水处理场中，利用被称作活性污泥的微生物悬浊液将污水中的有机物、氮等除去。将利用鼓风机向活性污泥吹送空气的反应槽称作需氧槽，在需氧槽中，有机物利用基于微生物的同化、异化反应而被摄取、消耗，进而被除去。流入污水中的氮的大部分以氨态氮的形式存在，但其在存在氧的情况下会被硝化菌氧化成硝酸盐氮。该硝酸盐氮的一部分残留在回流污泥中，向上游侧回流。此时，发生向氮气还原的脱氮反应，氮成分被除去。另一方面，若因硝化不完全而在放流水中残留氨态氮，则担心对放流水域的水生生物带来影响、溶解氧(DO)消耗，因此，为了维持放流地点的环境，要求硝化反应的适当管理。因此，需要合理地控制利用消耗大量电力的鼓风机进行的风量供给。在风量供给量不足的情况下，会引发硝化不充分所导致的对环境造成的负面影响。或者，在风量供给量过度的情况下，由于硝化结束后也不必要地供给风量，因此消耗电力增大。

在污水处理的控制中，有将设置在需氧槽的下游侧末端的DO测量计的DO用作控制指标的DO控制。通过以将需氧槽的下游侧的末端DO保持为恒定的方式控制鼓风机风量，由此维持微生物的活性，控制有机物除去、硝化反应(例如，非专利文献1)。

近年来，由于计测活性污泥中的氨态氮浓度的氨测量计的精度的提高、适合个别生物反应槽的小容积的鼓风机的控制性提高，因此，对于向单系列的生物反应槽供给的鼓风机风量的控制，研究了使用氨测量计的控制方式(非专利文献2)。在将需氧槽概念性地分割为上游侧与下游侧来考虑的情况下，在上游侧的需氧槽末端设置氨测量计，在下游侧的需氧槽末端设置DO测量计。在上游侧的氨浓度的计测值超过目标值的情况下，增加下游侧的DO的目标值，控制鼓风机风量。在低于目标值的情况下，降低DO的目标值。另外，由于与空气接触的时间因流入流量的不同而变化，因此随着流入流量增减，DO的目标值也相应地增减。该控制方法从根本上说是DO控制，通过使DO的目标值与上游侧的氨浓度相应地改变，由此实现目标的氨浓度。

在专利文献1的方法中，根据向生物反应槽流入的污水的流量、向各需氧槽供给的风量以及设置于各个需氧槽的氨测量计的测量值，来运算向各需氧槽供给的、预先设定的各需氧槽中的硝化量所需的风量，从而以适量的风量进行硝化。

非专利文献1：“污水道设施规划、设计指南与解说”2009年版、发行单位日本污水道协会

非专利文献2：远藤和广：使用氨测量计与DO测量计的送风量控制系统的开发、第47回污水道研究发表会演讲集、pp.918-920(2010)

专利文献1：日本特开2012-170883

在非专利文献1的方法中，DO虽是与微生物的反应活性相关的参数，但并非是在硝化反应中应当考虑的氨态氮自身。因此，存在因流入流量、流入水质的变动而导致风量不足或者风量过剩的情况。

在非专利文献2的方法中，根据上游侧的需氧槽末端的氨浓度决定向全部需氧槽供给的风量，因此，在自氨测量计到达下游侧的流入污水的流入时的氨负荷比上游侧的流入氨负荷大的情况下，风量整体过剩，消耗能量有时会增大。相反，在自氨测量计到达下游侧的流入污水的流入时的氨负荷比上游侧的流入氨负荷小的情况下，由于氨负荷大的上游侧的风量变小，因此在到达下游侧的时刻，氨负荷比可处理负荷大，存在放流水质变差的课题。

专利文献1的方法通过在各需氧槽设置氨测量计来实施精细的控制，但除了在非专利文献1中普通的处理场的设置所推荐的需氧槽末端的DO测量计之外，还在需氧槽末端设置高价的氨测量计，存在成本方面的课题。

另外，非专利文献1、非专利文献2、专利文献1中的控制方法针对单一的生物反应槽，通常，在以多系列的生物反应槽进行处理的污水处理中，在各个生物反应槽分别设置控制所必需的计测器、鼓风机等的控制设备，从成本方面考虑并不实用。在上述的控制方法中，存在没有明示以多系列的生物反应槽进行处理的控制方式的课题。

发明内容

用于解决课题的手段