JPH0457399B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は下水処理システムに用いる汚泥管理
装置に関する。

下水処理システムには呼吸率計、初期汚泥濃度
MLSS濃度）計、汚泥容積指標計（SVI計）等の
計測装置が使用されている。これらの内でSVI計
は上記汚泥管理装置に用いられる。このSVI計は
汚泥沈降管を用いて回分的沈降試験を行い、30分
間沈降後の初期容積に対する汚泥容積（SV₃₀）
を前記MLSS計で除して求めたSVI（汚泥容積指
標）なる汚泥沈降性の指標を算出する装置であ
る。このSVI計を用いて汚泥管理を行うと、汚泥
沈降の途中経過から得られる汚泥沈降性に関する
情報がないために、詳細な汚泥性状の把握ができ
なくなり、高度な汚泥管理の実現が困難となる。
また、SVI値が50〜150の範囲内にあれば、良好
な汚泥沈降性を示すが、SVIはSV₃₀とMLSSの比
で表わされる。このため、異なる２種類のSV₃₀
とMLSSでも同一のSVI値をとると、前記２種類
の汚泥沈降特性または沈降パターンは異なる関係
から、沈降曲線によつて得られる等速沈降速度、
圧密沈降速度、圧密点等による情報が欠如するこ
とになる。この結果、前記２種類の汚泥性状の違
いを明白にできなくなり、差違のある汚泥につい
ての最適制御が出来なくなり、汚泥管理に支障を
きたすおそれがあつた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、SVI計を形成する汚泥沈降の上部に、濁度計
センサー部を取り付けて、汚泥沈降試験途中時点
の上澄水濁度を測定し、汚泥沈降試験中に時間に
対する界面高さのデータをメモリに格納し、試験
終了後、前記データおよびSV₃₀やMLSSのデー
タを演算部にて処理するようにしたので、汚泥沈
降途中の汚泥性状を確実に把握することができ、
かつ種類の異なる汚泥性状の差違も明白にできる
ようにして、汚泥管理の向上を図るとともに汚泥
について最適制御ができるようにした汚泥管理装
置を提供することを目的とする。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第１図において、１はエアレーシヨンタン
クで、このタンク１の図示左側上部からは図示し
ない最初沈殿池からの流入水が供給される流入水
管路２が設けられている。３はエアレーシヨンタ
ンク１の流出水を最終沈殿池４に導びく管路であ
る。５は最終沈殿池４から処理水として放流させ
るための管路である。前記最終沈殿池４に堆積さ
れた汚泥はポンプ６により返送汚泥管７を介して
エアレーシヨンタンク１に返送される。また、ポ
ンプ６により引抜かれた汚泥は余剰汚泥として管
路８に導入される。９は汚泥管理装置で、この装
置９はSVI計と濁度計（TU計）から構成される
汚泥界面測定装置９ａ（詳細を後述する）、界面沈
降格納装置９ｂ、沈降曲線パラメータ演算部９ｃ
および計測演算結果出力装置９ｄから形成されて
いる。前記出力装置９ｄの出力信号で流入水の制
御を行うポンプ１０を作動させるとともに返送汚
泥及び余剰汚泥引抜用ポンプ６を作動させる。

第２図は第１図に示した汚泥界面測定装置９ａ
を詳細を示す構成図でこの第２図において、１１
はガラス製の円筒体から形成される汚泥沈降管
で、この沈降管１１の上部の検水注入口にはエア
リフトポンプ１２に連通された検水注入口１３が
設けられる。前記エアリフトポンプ１２はその下
端が前記エアレーシヨンタンク１内に浸漬されて
いる。前記沈降管１１の外周には昇降自在な投光
器１４ａと受光器１４ｂが支持部材１５に取り付
けられて配設され、その支持部材１５がコンベア
１６に取着されている。コンベア１６は昇降モー
タ１７により制御される。この昇降モータ１７は
汚泥容積（SV）検出駆動部１８により制御され
るこのSV検出駆動部１８は受光器１４ｂの出力
が入力されるアナログレベルスイツチ１８ａと、
このスイツチ１８ａの出力を増幅する増幅器１８
ｂと、この増幅器１８ｂの出力が入力される検出
部駆動制御回路１８ｃとから構成される。

前記昇降モータ１７の回転軸にはポテンシヨメ
ータ１７ａが設けられていて、このポテンシヨメ
ータ１７ａの出力はSV測定回路部１９に入力さ
れる。この回路部１９は入力調整回路１９ａと電
圧Ｖ−電流Ｉ変換部１９ｂとから構成され、その
出力が沈降曲線パラメータ演算回路２０に入力さ
れる。２１はMLSS検出器で、この検出器２１の
出力はMLSS測定回路部２２に入力される。この
MLSS測定回路部２２は入力調整増幅回路２２
ａ、演算回路２２ｂ、ホールド回路２２ｃ及びＶ
−Ｉ変換器２２ｄから構成されている。MLSS測
定回路２２の出力は前記パラメータ演算回路２０
に入力される。

前記沈降管１１は第３図に示すように、その上
部に突出部１１ａが設けられていて、その突出部
１１ａには濁度計センサー部２３が収納されてい
る。このセンサー部２３の出力はTU測定回路部
２４に入力される。このTU測定回路部２４は入
力調整回路２４ａ、Ｖ−Ｉ変換器２４ｂ及びメモ
リ回路２４ｃから構成されている。このTU測定
回路２４の出力は前記パラメータ演算回路部２０
に入力される。パラメータ演算回路２０は前記各
入力を演算して、その結果を出力装置２５に供給
する。出力装置２５は第１図に示した計測演算結
果出力装置９ｄに相当するものである。なお、図
中、２６はパワーシリンダ、２７はドレン、２８
はブロア、２９は撹拌用エア電磁弁、３０は排水
口である。

次に上記のように構成された実施例の動作を述
べる。

まず、汚泥沈降管１１はエアリフトポンプ１２
から汚泥を注入する。沈降管１１内に注入された
汚泥は時間の経過とともに沈降を開始する。この
沈降開始時間に対する界面高さのデータを濁度計
センサー部２３により得て、TU測定回路部２４
のメモリ回路２４ｃに格納しておく。

一方、SVIを従来と同様にして、30分間沈降後
の初期容積に対する汚泥容積SV₃₀を、SV測定回
路部１９により測定する。またMLSS測定回路部
２２によりMLSS測定し、このMLSS、SV₃₀及
びTU測定回路部２４で測定した各データを演算
回路２０で演算処理する。この演算処理結果〔等
速沈降速度、圧密沈降速度、圧密点（時刻、界面
高さ）、圧密点における接線及びSVI値、沈降試
験途中時の上澄水濁度、測定時間等〕および沈降
曲線データを出力装置２５に供給する。

以下、上記実施例の演算処理の作用について第
４図から第６図の特性図を用いて述べる。

(1) 信頼性のあるデータを採るために必要な汚泥
界面測定時間はSVI値に応じて変化するので、
第４図に示すSVIと圧密開始時刻（t_c）との関
係の実際データから求まるように、必要測定時
間T_n＝ａ×SVI＋ｂ（ｂ≧30分）、（ａは第４図
に示す傾き）を決定する。

この演算も演算回路２０において行ない測定
時間を自動的に設定する。

(2) 圧密沈降速度を表わすロバーツ定数は下水処
理システムで得られた実際データからロバーツ
定数とSVIの間に第５図に示すように直線関係
が得られるので、 log kr＝a₁×SVI＋log b₁、すなわちkr＝
ｂ・e^a1×SVIという式で表現できる。従つてSVI
から上式を用いてロバーツ定数k_rを求める演算
を演算回路２０で行なう。

(3) SVIが求まると同時に第４図の関係を利用し
て圧密開始時刻（t_c）を得る演算を演算回路２
０で行なう。

(4) 次に前記圧密開始時刻（t_c）が得られたら、
第６図の圧密点高さ（H_c）と時刻（t_c）の下水
処理システムで実際に得られたデータをもとに
次式が得られる。

log H_c＝a₂log t_c＋log b₂ または、 H_c＝b₂・t_c ^a1 上記式の処理を演算回路２０で行う。

(5) ロバーツ圧密沈降曲線式において、最後のパ
ラメータであるＨ〜はＨ〜とSV₃₀の比が0.6〜
0.8の間の一定値をとることが実験的に確認で
きたので、Ｈ〜／SV₃₀＝αよりＨ〜＝α・
SV₃₀とＨ〜が決定できる。

(6) 上記(2)から(5)の処理を演算回路２０で行い、
ロバーツの圧密沈降曲線式をH_t＝Ｈ〜＋（H_c−
Ｈ〜）e^-(t-tc)（H_t：時刻ｔにおける界面高さ）
で決定する。また、等速沈降域における等速沈
降速度v_sは、時刻ｔにおける等速沈降速度V_s
（ｔ）をv_s（ｔ）＝H_t＋△ｔ ＋H_t／△ｔまたは
H_t−△ｔ −H_t＋△ｔ／２△ｔにより演算回
路２０において演算する。さらに、圧密点にお
ける接線は、圧密点前後の沈降速度の平均値を
接線の傾きをa₃とし、a₃×t_c＝b₃−H_cなる関係
よりb₃＝H_c＋a₃×t_cが得られ、接線の方程式H_s
＝a₃t＋b₃が決定できる。

(7) 従つて、以上の演算により汚泥の沈降状態を
把握できるパラメータ〔等速沈降速度、圧密沈
降速度（ロバーツ定数）、圧接点（t_c、H_c）、圧
密点における接線及びSVI値、沈降試験途中の
上澄水濁度、測定時間、測定日時等〕及び沈降
曲線データをデイジタル値としてSVI計内に装
備した出力装置に与える。これらの汚泥管理指
標を用いてエアレーシヨンタンク及び最終沈殿
池における汚泥状態の管理が実現できる。

以上述べたようにこの発明によれば下記のよう
な効果が得られる。

(a) 従来のSVI計ではSV₃₀、MLSS、SVI
（SV₃₀／MLSS）を得るだけであつたが上記パ
ラメータだけでは汚泥性状を完全に把握できな
かつたが、同時に汚泥の沈降状態を示す汚泥沈
降試験から得られる沈降曲線の種々のパラメー
タ（等速沈降速度、ロバーツ定数等）により汚
泥性状に関する詳細な情報を得ることができ、
エアレーシヨンタンク及び最終沈殿池運転制御
が確実に行うことができる。

(b) この発明では汚泥沈降管の上部に濁度計を取
り付けたので、上澄水濁度を監視できる。

(c) 汚泥界面沈降曲線を表わすパラメータが実際
の下水処理システムにおける実験から得られた
関係式から簡単に得ることができ、従来のよう
な統計計算を必要としないため、計算時間やメ
モリーが節約できる。

(d) パラメータにより得られる汚泥性状情報が増
すため、汚泥管理が容易になり、エアレーシヨ
ンタンク及び最終沈殿池での高度な管理が実現
できる。例えば、上澄水濁度を監視することに
より最終沈殿池の滞留時間を制御することがで
きる。

(e) 従来、SVI計の測定時間は手動にて変更して
いるが、演算回路により自動的に設定変更でき
る。

(f) 計測演算結果を出力装置の例えばプリンター
に記録すればその演算結果の解析、管理が容易
となる。

(g) また、前記計測演算結果を制御装置を入力し
て返送汚泥ポンプ制御を行えば、エアレーシヨ
ンタンク及び最終沈殿池における汚泥の分布管
理や最終沈殿池の汚泥管理に利用できる。

(h) 圧密点における接線の傾きa₃と切片b₃を決定
するアルゴリズムが従来よりも簡単になり、演
算時間の短縮化を図ることができる。

(i) 以上のように汚泥沈降状態指標まで求める機
能をSVI計に追加したので、SVI計の汚泥管理
能力の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成
図、第２図は第１図の要部の詳細を示す構成図、
第３図は汚泥沈降管に濁度計を取り付けた状態を
示す正面図、第４図から第６図はこの発明の実施
例の動作を説明するための特性図である。 ９ａ……汚泥界面測定装置、９ｂ……界面沈降
データ格納装置、９ｃ……沈降曲線パラメータ演
算回路、９ｄ……計測演算結果出力装置、１１…
…汚泥沈降管、１４ａ，１４ｂ……投光器、受光
器、１７……昇降モータ、１８……SV検出駆動
部、１９……SV測定回路部、２０……演算回路、
２２……MLSS測定回路部、２３……濁度計セン
サー部、２４……TU測定回路部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 汚泥沈降管の外周面に昇降自在な界面位置検
   知体を設け、この検知体の界面位置信号を演算部
   に入力するとともに、この演算部に前記汚泥沈降
   管内に配設された汚泥濃度検出部からの検出信号
   を入力し、両信号を演算部で演算して汚泥容積指
   標を算出する装置と、この装置の前記汚泥沈降管
   上部に取り付けられ、汚泥沈降試験途中時点の上
   澄水濁度を測定する濁度計センサー部と、このセ
   ンサー部の出力信号と前記汚泥容積指標を算出す
   る装置の出力信号とを演算する演算回路と、この
   演算回路によつて得られた演算結果を出力する出
   力装置とを備えてなることを特徴とする汚泥管理
   装置。