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回分式活性汚泥処理方法 - 株式会社フジタ
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発明の名称 回分式活性汚泥処理方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−304590
公開日 平成6年(1994)11月1日
出願番号 特願平5−117910
出願日 平成5年(1993)4月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
発明者 矢島 聡
要約 目的
回分処理での曝気工程および嫌気工程の時間を処理対象廃水中の有機物濃度の変化に応じて自動的に制御できる回分式活性汚泥処理方法を提供する。

構成
曝気工程中は、処理槽1内の廃水の処理状況をpHセンサー2により検出し、このpH値に基づいて処理槽1内のpH値の低下率、および曝気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を制御装置20で算出し、pH値の低下率が設定値よりも低下、もしくは差の値が設定値よりも下回った時は曝気工程を停止して嫌気工程に切り替え、また嫌気工程中は、pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽1内のpH値の上昇率、および嫌気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を算出し、このpH値の上昇率が設定値よりも低下、もしくは嫌気工程開始時の差の値が設定値を越えた時は嫌気工程を停止して曝気工程に切り替える。
特許請求の範囲
【請求項1】 曝気工程および嫌気工程を含む複数工程の処理を単一の処理槽で行う回分式活性汚泥処理方法であって、前記処理槽内の廃水の処理状況を検出するpHセンサーを有し、前記曝気工程中は、前記pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽内のpH値の低下率、および曝気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を算出し、前記pH値の低下率が設定値よりも下回った時、もしくは前記差の値が設定値よりも下回った時は曝気工程を停止して嫌気工程に切り替え、前記嫌気工程中は、前記pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽内のpH値の上昇率、および嫌気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を算出し、前記pH値の上昇率が設定値よりも下回った時、もしくは前記差の値が設定値を越えた時は嫌気工程を停止して曝気工程に切り替える、ことを特徴とする回分式活性汚泥処理方法。
【請求項2】 前記嫌気工程が開始される直前の曝気工程の処理時間が予め設定した時間以下であると判断されたときは、所定時間曝気工程を停止させるようにしたことを特徴とする請求項1記載の回分式活性汚泥処理方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数工程の処理を単一処理槽で行う回分式活性汚泥処理装置に関し、特に、廃水中の有機性窒素を効率良く除去できる回分式活性汚泥処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】事業所等から排出される汚水を排水基準に適合する水質に処理する一方法として回分式活性汚泥処理法が知られている。この回分式活性汚泥処理法は、廃水の流入工程、曝気工程、嫌気工程、沈殿工程、上澄水引き抜き工程等を単一の処理槽で行い、そして、廃水中の有機性窒素を有効に除去するために、廃水処理工程中の曝気工程と嫌気工程の時間をタイマにより設定し、このタイマにより両工程を切り替え制御するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような従来の回分式活性汚泥処理法では、その曝気工程および嫌気工程の時間がタイマの設定時間に固定されてしまうため、廃水中の有機物濃度が低い場合には過曝気となって有機性窒素の除去処理効率が低下し、しかも曝気中の処理槽内のpH値が低下するに伴い廃水処理能力も低下してしまう。また、従来の処理方法では、処理対象廃水中の有機物濃度の変化に応じて曝気および嫌気工程の時間を適切に設定することが難しく、その結果、廃水中の有機物・窒素を長期的に安定して除去することは困難であった。本発明は、上記事情に鑑み案出されたものであり、回分処理での曝気工程および嫌気工程の時間を処理対象廃水中の有機物濃度の変化に応じて自動的に制御できる回分式活性汚泥処理装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するために本発明は、曝気工程および嫌気工程を含む複数工程の処理を単一の処理槽で行う回分式活性汚泥処理方法であって、前記処理槽内の廃水の処理状況を検出するpHセンサーを有し、前記曝気工程中は、前記pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽内のpH値の低下率、および曝気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を算出し、前記pH値の低下率が設定値よりも下回った時、もしくは前記差の値が設定値よりも下回った時は曝気工程を停止して嫌気工程に切り替え、前記嫌気工程中は、前記pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽内のpH値の上昇率、および嫌気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を算出し、前記pH値の上昇率が設定値よりも下回った時、もしくは前記差の値が設定値を越えた時は嫌気工程を停止して曝気工程に切り替えることを特徴とする。また、本発明は、前記嫌気工程が開始される直前の曝気工程の処理時間が予め設定した時間以下であると判断されたときは、所定時間曝気工程を停止させるようにしたことを特徴とする。
【0005】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図1は、本発明方法を適用した回分式活性汚泥処理装置の全体の概略構成図である。図1において、1は所望容積(例えば、有効容積1.5リットル)の処理槽であり、この処理槽1の内部には、廃水有機物濃度のpH値を検出するpHセンサー2、嫌気攪拌のための駆動部3aを有する攪拌機3、曝気のための散気管4がそれぞれ設置され、さらに、処理槽1には、廃水流入管5および処理水引き抜き管6が挿入されている。
【0006】前記廃水流入管5の途中には廃水供給ポンプ7が連結され、さらに廃水供給ポンプ7の吸入側廃水流入管5には、流入廃水の有機物濃度を自動的に調整する基質濃度調整装置8が連結されている。前記処理水引き抜き管6には処理水引き抜きポンプ9が連結されている。また、散気管4と図略の曝気供給源間を接続する配管10には曝気用電磁弁11が連結されている。
【0007】図1中、全体符号20で示す制御装置は、回分式活性汚泥処理装置を管理し制御する中央処理装置(以下、CPUと略称する)21と、メモリ22およびインタフェース23を備える。メモリ22には回分処理の廃水処理プログラム、CPU21での演算結果、およびその他のデータが格納される。CPU21には、pHセンサー2により検出されたアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器30が接続されている。また、インタフェース23には、別々の駆動回路31、32、33、34を介して攪拌機駆動部3a、廃水供給ポンプ7、廃水引き抜きポンプ9、曝気用電磁弁11がそれぞれ接続されている。なお、基質濃度調整装置8も制御装置20により制御される。
【0008】次に、上記のように構成された本実施例の動作を図2に示すフローチャートを参照して説明する。廃水処理の開始に伴い処理プログラムがスタートすると、この処理プログラムにしたがって回分式活性汚泥処理装置は、廃水流入工程、嫌気撹拌工程、曝気工程、沈殿工程および処理水引き抜き工程を1サイクルとして繰り返し実行することにより、廃水を回分処理する。上記廃水の流入は、CPU21からの指令信号により廃水供給ポンプ7を駆動制御することにより行い、嫌気攪拌は、CPU21からの指令信号で攪拌機3を駆動することにより行い、曝気処理は、CPU21からの指令信号により電磁弁11を開いて曝気供給源から散気管4に空気を送り込むことで行い、更に、処理水の引き抜きは、CPU21からの指令信号により引き抜きポンプ9を駆動することで行う。
【0009】なお、本実施例における廃水回分処理の1サイクルに要する所要時間は6時間であり、このうち、曝気工程および嫌気工程を回分処理の開始から5時間繰り返して行い、30分の静置沈殿後、残りの30分で500mlの上澄水の引き抜きを行う。ただし、廃水の流入は、回分処理の開始から3時間で所定量(500ml)流入する。また、曝気工程中の溶存酸素濃度は1.5mg/l以上である。
【0010】次に、1サイクルの回分処理における曝気工程、嫌気工程の詳細について述べる。処理プログラムにより、曝気工程または嫌気工程による生物処理が開始されると図2に示す制御プログラムがスタートし、曝気・嫌気工程の判断が開始され(ステップS1)、曝気工程か否かが判定される(ステップS2)。ここで、曝気中であることが判定されるとステップS3に進み、pHセンサー2により検出したpH値と過去のpH値に基づいてpH値の単位時間当りの低下率を算出する。このときの低下率の値はマイナスで表わされる。次のステップS4では、算出したpH値の低下率が予め定めた設定値以上かを判定する。ここで、pH値の低下率が設定値以上であると判定されたときはステップS8に進み、曝気工程を停止させると同時に嫌気工程に切り替え、ステップS2に戻る。一方、ステップS4において、pH値の低下率が設定値以下であると判定されたときはステップS5に進み、現在のpH値と曝気工程開始時のpH値との差を求め、この差の値が予め設定した設定値以上かを判定する(ステップS6)。ここで、差の値が設定値以下のときはステップS8に進み、設定値以上のときは曝気工程を継続させ(ステップS7)、ステップS4に戻る。
【0011】ステップS2において、嫌気工程中であると判定された場合は、ステップS9に進み、pHセンサー2により検出したpH値と過去のpH値に基づいてpH値の単位時間当りの上昇率を演算する。そして、次のステップS10では、算出したpH値の上昇率が予め定めた設定値以上かを判定する。ここで、pH値の上昇率が設定値以上であると判定されたときはステップS11に進み、現在のpH値と嫌気工程開始時のpH値との差を求め、この差の値が予め設定した設定値以上かを判定する(ステップS12)。ここで、差の値が設定値以下のときはステップS13に進み、嫌気工程を停止し曝気工程に切り替え、ステップS2に戻る。また、差が設定値以上のときはステップS14に進み、曝気工程を開始する。
【0012】一方、ステップS10において、pH値の上昇率が設定値以下であると判定されたときは、ステップS15に進み、嫌気工程が開始される直前の曝気工程の処理時間をメモリ22から読み出す。そして、次のステップS16において、読み出した曝気処理時間が予め設定時間以上かを判定する。ここで、設定時間以上であると判定されたときはステップS14に進み、曝気工程を開始する。また、設定時間以下と判定されたときは、低負荷、すなわち低い有機物濃度であると判断してステップS17に進み、一定時間、例えば50分間曝気工程を停止させ、その後、曝気工程に切り替える。なお、曝気工程と嫌気工程に要する生物処理時間は、廃水の有機物濃度に応じて変化する。
【0013】次に本実施例の処理結果について述べる。本実施例の処理装置に使用される供試廃水は、有機性窒素を多く含む廃水であり、その有機物濃度を、図3に示すように、高、中、低の三段階に変化させた場合について実験した。図4は処理結果を表したものである。この図4から明らかなように、曝気時間は有機物濃度の応じて変化することが認められる。そして、曝気時間をタイマで固定して制御した場合に比較して、その処理成績(有機性窒素の除去率)は同等以上である。特に、低濃度時での処理成績が良好になり、過曝気を抑制して処理効率の向上が認められた。さらに、曝気工程の時間についても短縮することができた。
【0014】上記のように本実施例においては、回分処理での曝気工程中に処理槽内のpH値の低下率、および曝気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を制御装置20で演算し、pH値の低下率が設定値よりも下回った時、もしくは曝気工程開始時のpH値との差が設定値よりも下回った時は曝気工程を停止し、直ちに嫌気工程に切り替え、また、嫌気工程中では、処理槽内のpH値の上昇率、および嫌気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を制御装置20で演算し、pH値の上昇率が設定値よりも下回った時、もしくは嫌気工程開始時のpH値との差が設定値を越えた時は嫌気工程を停止し、曝気工程に切り替える制御方式にしたので、曝気工程および嫌気工程の時間を廃水の有機物濃度およびその変化に応じて適切に、かつ自動的に制御することができる。これに伴い、過曝気が抑制され、曝気工程時間を短縮できるとともに、有機性窒素の除去効率も向上することができる。
【0015】また、処理槽内のpH値に基づいて曝気工程および嫌気工程の時間を設定制御することにより、処理工程中pH調整のためのアルカリ剤、生物的脱窒素のためのメタノールなどの薬品を添加することなく有機性窒素を効率良く除去することができ、処理コストを低減できる。さらに、本実施例においては、嫌気工程が開始される直前の曝気工程の処理時間が予め設定した時間以下、すなわち有機物濃度の低い低負荷であると判断されたときは、所定時間(曝気工程に要する処理時間より十分に長い時間)曝気工程を停止させるようにしたので、低負荷時の過曝気がなくなり、廃水の処理効率を更に向上できる。
【0016】なお、本発明は、上記実施例に示す構成のものに限定されず、請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
【0017】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明に係る回分式活性汚泥処理方法は、曝気工程および嫌気工程を含む複数工程の処理を単一の処理槽で行う回分式活性汚泥処理方法であって、前記処理槽内の廃水の処理状況を検出するpHセンサーを有し、前記曝気工程中は、前記pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽内のpH値の低下率、および曝気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を出し、前記pH値の低下率が設定値よりも下回った時、もしくは前記差の値が設定値よりも下回った時は曝気工程を停止して嫌気工程に切り替え、前記嫌気工程中は、前記pHセンサーにより検出されるpH値に基づいて処理槽内のpH値の上昇率、および嫌気工程開始時のpH値と現在のpH値との差を算出し、前記pH値の上昇率が設定値よりも下回った時、もしくは前記差の値が設定値を越えた時は嫌気工程を停止して曝気工程に切り替えるようにしたので、回分処理での曝気工程および嫌気工程の時間を処理対象廃水中の有機物濃度の変化に応じて自動的に制御することでき、これに伴い過曝気が抑制され、有機物・窒素の除去効率を向上することができる。




 

 


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