[发明专利]水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理装置,该装置主要具有对下水处理厂的处理水的水质进行控制的水处理控制系统。

背景技术

在必须应对环境问题及降低成本的当今，即使在下水处理厂中,要求提高向公共水域排放的处理水水质,更加节能,提高活用ICT的维护管理性。

在下水处理厂,通过称作活性污泥的微生物悬浊液,除去下水中的有机物及氮等。通过鼓风机,向活性污泥吹入空气的反应槽称作好气槽,在好气槽中,有机物通过微生物的作用发生同化、异化反应被摄取、消耗,被除去。流入下水中的氮大多,以氨性氮的形态存在,其在氧存在下,被硝化菌氧化为硝酸性氮。该硝酸性氮的一部分残留在返送污泥中,返送至上游侧。此时,产生还原成氮气的脱氮反应,除去氮成分。另一方面,当因硝化不足,氨性氮残留在排放水中时,由于存在对排放水域的水生生物的影响及消耗溶解氧(DO)的担忧,为了对排放地区的环境保护,要求对硝化反应进行适当的管理。因此,对采用耗电大的鼓风机的风量供给必需进行适当控制。当风量供给量不充分时,因硝化不足而对环境产生不良影响。或者,当风量供给量过剩时,硝化完成后,还无用地供给风量,使电力消耗增大。

为了进行下水处理的控制,采用好气槽的下游侧末端设置的DO计的DO作为控制指标进行DO控制。通过控制鼓风机风量,使好气槽下游侧末端的DO保持恒定,保持微生物的活性,控制有机物的除去及硝化反应(例如,[非专利文献1])。

近年来,由于计测活性污泥中的氨性氮浓度的测氨计精度的提高,以及适于个别的生物反应槽的小容量鼓风机控制性的提高,在控制生物反应槽的鼓风机风量时,研究了采用测氨计的控制方式([非专利文献2]、[非专利文献3])。

在专利文献1的方法中,从流入生物反应槽的下水的流量,吹入各个好气槽的风量,以及各个好气槽中设置的测氨计的测定值,演算向各好气槽供给的对预先设定的各好气槽间的硝化量所必需的风量,用过量不大的风量进行硝化。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2012-170883号公报

【非专利文献】

【非专利文献1】“下水道设施计划·设计指南与说明”2009年版,发行所日本下水道协会

【非专利文献2】远藤和广:采用氨计与DO计的送风量控制系统的开发,第47次下水道研究发表会讲演集,pp.918-920(2010)

【非专利文献3】奥大典:通过有效的散气风量控制所致电量的削减-第2报实际设备中效果验证,第50回下水道研究发表会讲演集,pp.799-802(2013)

发明内容

发明要解决的课题

在[非专利文献1]的方法中,DO是涉及微生物反应活性的参数,并非硝化反应中应考虑的氨性氮本身。因此,通过流入流量及流入水质的变动,存在因风量不足引起处理水质的恶化或过剩风量的问题。

其次,对于采用氨计进行控制的课题进行介绍。还有,一般情况下,离子电极式的氨计,当氨浓度降低时,由于作为消耗品的电极寿命缩短,故不在好气槽的最后段设置,而在稍上游侧的中段设置。

[非专利文献2]的方法,涉及基于在好气槽的中段设置的氨计,控制设定在好气槽的后段的DO值目标值的级联型反馈(FB)。由于是基于处理途中或处理过的水质的控制,当流入水质变动时,其影响直到到达传感器位置前不考虑变动,故存在因风量不足所致处理水质的恶化或产生过剩风量的问题。详细地说,例如,当白天变动大或紧急降雨时,则往往发生一时氨被稀释的下水流入。当用中段的氨计计测的浓度大时,增加全体风量。此时,在稀释的上游侧,形成过剩处理,在到达下游侧前,往往达到处理水的目标值。结果可以认为是,在其后流下的下游侧,即使用最小风量也成为过剩处理,有可能产生过剩曝气。当一旦从中段的氨计位置的目标值偏离很大时,其后风量发生振动,还存在处理不稳定的可能性。另一课题是涉及维护管理性的课题。用于控制的中段地点的氨浓度与DO目标值的关系式,在操作人员侧,与处理特性一致,当运行错误时,而且为了与活性污泥性状的季节变动一致,必须继续调整,维护管理未必容易。

非专利文献3的方法,涉及在流入侧与好气槽中段设置氨计,通过好气槽中段的氨计进行FB控制,通过流入侧的氨计,进行正馈(FF)控制,由此提高对水质负荷变动的追踪。然而,用流入侧的氨计计测的氨浓度,仅是现时刻之值,与既已流入好气槽的流体中的氨浓度(过去的流入氨浓度)有不同。作为用于计算好气槽总的风量值是不充分的,未必可以确保对水质负荷变动的追踪性,存在因风量不足而造成的处理水质的恶化或过剩风量的课题。