特開 2024-78143 水処理システム、制御装置及び水処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078143

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】水処理システム、制御装置及び水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20230101AFI20240603BHJP

【ＦＩ】

C02F3/12 A

C02F3/12 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190530

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】507214083

【氏名又は名称】メタウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003421

【氏名又は名称】弁理士法人フィールズ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 重浩

(72)【発明者】

【氏名】中村 高士

【テーマコード（参考）】

4D028

【Ｆターム（参考）】

4D028BC18

4D028BC24

4D028BD16

4D028CA10

4D028CB03

4D028CC04

(57)【要約】

【課題】液体に含まれる有機物の除去を行いつつ、液体に含まれる窒素成分の硝化を抑制することを可能とする水処理システム、制御装置及び水処理方法を提供する。
【解決手段】液体を処理する槽と、槽の下部に配置された複数の散気部を介して槽内に酸素を供給する供給装置と、複数の散気部のそれぞれからの酸素の供給を制御する制御装置と、液体の水質を測定する測定装置と、液体に含まれる窒素の硝化状態を測定する測定装置と、を備え、制御装置は、測定装置によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、測定装置によって測定された硝化状態が第２条件を満たすように、複数の散気部のそれぞれからの酸素の供給を制御する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を処理する槽と、
前記槽の下部に配置された複数の散気部を介して前記槽内に酸素を供給する供給装置と、
前記複数の散気部のそれぞれからの前記酸素の供給を制御する制御装置と、
前記液体の水質を測定する第１測定装置と、
前記液体に含まれる窒素の硝化状態を測定する第２測定装置と、を備え、
前記制御装置は、前記第１測定装置によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、前記第２測定装置によって測定された硝化状態が第２条件を満たすように、前記複数の散気部からの前記酸素の供給を制御する、水処理システム。

【請求項2】

前記第１測定装置は、前記液体に含まれる有機物の濃度を前記水質として測定し、
前記制御装置は、前記第１測定装置によって測定された前記濃度が第１閾値以下である場合、前記水質が前記第１条件を満たすと判定する、請求項１に記載の水処理システム。

【請求項3】

前記第２測定装置は、前記液体に含まれる窒素化合物の濃度を前記硝化状態として測定し、
前記制御装置は、前記第２測定装置によって測定された前記濃度が第２閾値以下である場合、前記硝化状態が前記第２条件を満たすと判定する、請求項１に記載の水処理システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記水質が第１条件を満たし、かつ、前記硝化状態が第２条件を満たすように、前記複数の散気部のうちの前記酸素を供給する散気部の数を決定するとともに、前記複数の散気部のうちの前記数に対応する散気部からの酸素の供給量を制御する、請求項１に記載の水処理システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記水質が第１条件を満たし、かつ、前記硝化状態が第２条件を満たすように、前記複数の散気部のうちの前記酸素を供給する散気部の数を制御する、請求項１に記載の水処理システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記水質が第１条件を満たし、かつ、前記硝化状態が第２条件を満たすように、前記槽内において前記液体を処理する活性汚泥の量を制御する、請求項１に記載の水処理システム。

【請求項7】

液体を処理する槽と、前記槽の下部に配置された複数の散気部を介して前記槽内に酸素を供給する供給装置と、前記液体の水質を測定する第１測定装置と、前記液体に含まれる窒素の硝化状態を測定する第２測定装置と、を備える水処理システムにおける制御装置であって、
前記第１測定装置によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、前記第２測定装置によって測定された硝化状態が第２条件を満たすように、前記複数の散気部からの前記酸素の供給を制御する、制御装置。

【請求項8】

液体を処理する槽と、前記槽の下部に配置された複数の散気部を介して前記槽内に酸素を供給する供給装置と、前記液体の水質を測定する第１測定装置と、前記液体に含まれる窒素の硝化状態を測定する第２測定装置と、を備える水処理システムの水処理方法であって、
前記第１測定装置によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、前記第２測定装置によって測定された硝化状態が第２条件を満たすように、前記複数の散気部からの前記酸素の供給を制御する、水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、水処理システム、制御装置及び水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下水等の液体（以下、単に液体とも呼ぶ）を処理する処理システム（以下、水処理システムとも呼ぶ）では、液体に含まれる有機物を除去する方法として、例えば、反応槽において繁殖させた微生物（以下、活性汚泥とも呼ぶ）によって有機物の分解を行う活性汚泥方法が用いられる（特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１３３２０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような水処理システムにおいて、液体に含まれる有機物の除去を行いつつ、液体に含まれる窒素成分の硝化を抑制することを可能とする方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示における水処理システムは、液体を処理する槽と、前記槽の下部に配置された複数の散気部を介して前記槽内に酸素を供給する供給装置と、前記複数の散気部からの前記酸素の供給を制御する制御装置と、前記液体の水質を測定する測定装置と、前記液体に含まれる窒素の硝化状態を測定する測定装置と、を備え、前記制御装置は、前記測定装置によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、前記測定装置によって測定された硝化状態が第２条件を満たすように、前記複数の散気部からの前記酸素の供給を制御する。

【発明の効果】

【0006】

本開示における水処理システムによれば、液体に含まれる有機物の除去を行いつつ、液体に含まれる窒素成分の硝化を抑制することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施の形態における水処理システム１０００の構成について説明する図である。

【図2】図２は、第１の実施の形態における水処理システム１０００の構成について説明する図である。

【図3】図３は、第１の実施の形態における水処理システム１０００の構成について説明する図である。

【図4】図４は、制御装置１００の機能について説明する図である。

【図5】図５は、制御装置１００のハードウエア構成を説明する図である。

【図6】図６は、第１の実施の形態における曝気制御処理を説明するフローチャート図である。

【図7】図７は、第１変形例における曝気制御処理を説明するフローチャート図である。

【図8】図８は、第２変形例における曝気制御処理を説明するフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる説明は限定的な意味に解釈されるべきではなく、特許請求の範囲に記載の主題を限定するものではない。また、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することがなく様々な変更や置換や改変をすることができる。また、異なる実施の形態を適宜組み合わせることができる。

【0009】

［第１の実施の形態における水処理システム１０００］
初めに、第１の実施の形態における水処理システム１０００の構成について説明を行う。図１から図３は、第１の実施の形態における水処理システム１０００の構成について説明する図である。

【0010】

水処理システム１０００は、例えば、活性汚泥法を用いた汚泥処理システムである。具体的に、水処理システム１０００は、図１に示すように、例えば、最初沈殿池１０と、反応槽２０（以下、単に槽２０とも呼ぶ）と、最終沈殿池３０と、供給装置４０とを有する。

【0011】

最初沈殿池１０は、例えば、液体（以下、被処理水とも呼ぶ）に含まれる有機物等の汚濁物（例えば、固形性の有機物）を沈殿分離する。そして、最初沈殿池１０は、例えば、分離した汚濁物を初沈汚泥として濃縮機（図示せず）に排出するとともに、汚濁物の分離が行われた後の被処理水を反応槽２０に排出する。

【0012】

反応槽２０は、例えば、最初沈殿池１０から被処理水が排出される槽本体２１を有する。また、反応槽２０は、例えば、槽本体２１内に存在する活性汚泥（好気性微生物）に対して、槽本体２１の下部（底部）から少なくとも酸素Ａを含む気体（以下、単に酸素Ａとも呼ぶ）を供給する１以上の散気部２２と１以上の散気部２３とを有する。そして、反応槽２０では、例えば、生物学的処理によって被処理水を処理する。

【0013】

具体的に、反応槽２０では、例えば、槽本体２１内に存在する活性汚泥に対して酸素Ａを供給する曝気処理が行われる。そして、反応槽２０では、例えば、被処理水が反応槽２０内を最初沈殿池１０側から最終沈殿池３０側へ流れる（移動する）間において、被処理水に含まれる有機物（例えば、溶解性の有機物）を活性汚泥が分解（消費）する。以下、反応槽２０内を被処理水が流れる方向（最初沈殿池１０側から最終沈殿池３０側に向かう方向）を単に流れ方向とも呼ぶ。その後、活性汚泥によって有機物の分解が行われた後の被処理水は、例えば、反応槽２０から最終沈殿池３０に排出される。

【0014】

ここで、反応槽２０内の領域には、例えば、酸素Ａが十分に供給されない嫌気条件下の領域２０ａ（以下、嫌気領域２０ａとも呼ぶ）と、酸素Ａが十分に供給される好機条件下の領域２０ｂ（以下、好気領域２０ｂとも呼ぶ）とが含まれる。

【0015】

具体的に、図１に示す例において、嫌気領域２０ａには、例えば、活性汚泥を撹拌するための少量の酸素Ａが散気部２２から供給される。また、図１に示す例において、好気領域２０ｂには、例えば、活性汚泥を活性化させるために必要な酸素Ａが複数の散気部２３（散気部２３ａ、散気部２３ｂ、散気部２３ｃ、散気部２３ｄ、散気部２３ｅ及び散気部２３ｆ）のそれぞれから供給される。

【0016】

そして、嫌気領域２０ａでは、例えば、活性汚泥に含まれる嫌気性微生物によって、活性汚泥に含まれるリンが被処理水中に放出される。その後、被処理水中に放出されたリンは、例えば、好気領域２０ｂにおいて活性汚泥に含まれる好気性微生物に取り込まれる。

【0017】

また、好気領域２０ｂでは、例えば、活性汚泥に含まれる好気性微生物であるＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ）酸化菌によって、最初沈殿池１０から排出された被処理水に含まれる有機物が酸化されて分解される。すなわち、好気領域２０ｂでは、例えば、最初沈殿池１０から排出された被処理水に含まれる有機物の除去が行われる。

【0018】

さらに、好気領域２０ｂでは、例えば、活性汚泥中の好気性微生物である硝化菌によって、被処理水中のアンモニア態窒素が亜硝酸態窒素に硝化され、硝化された亜硝酸態窒素が硝酸態窒素に硝化される。

【0019】

最終沈殿池３０は、例えば、反応槽２０から排出された被処理水に含まれる活性汚泥を沈殿分離して排出する。そして、最終沈殿池３０は、例えば、活性汚泥の一部を余剰汚泥として濃縮機（図示せず）に供給するとともに、余剰汚泥以外の活性汚泥を返送汚泥として反応槽２０に返送する。さらに、最終沈殿池３０は、例えば、活性汚泥の分離を行った後の被処理水（上澄み液）を後段の滅菌処理装置（図示せず）に排出する。その後、滅菌処理装置は、例えば、最終沈殿池３０から排出された被処理水を滅菌し、減菌した処理水を河川等に放流する。

【0020】

供給装置４０は、例えば、送風ブロワであり、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する。具体的に、供給装置４０は、例えば、反応槽２０に設けられた複数の散気部２３を介して反応槽２０内に酸素Ａを供給する。

【0021】

なお、図１に示す例において、反応槽２０には、流れ方向に沿って６つの散気部２３（散気部２３ａ、散気部２３ｂ、散気部２３ｃ、散気部２３ｄ、散気部２３ｅ及び散気部２３ｆ）が設置されている。そして、図１に示す例において、散気部２３ａには、配管Ｌ（以下、配管Ｌ１とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給され、散気部２３ｂには、配管Ｌ（以下、配管Ｌ２とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給され、散気部２３ｃには、配管Ｌ（以下、配管Ｌ３とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給され、散気部２３ｄには、配管Ｌ（以下、配管Ｌ４とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給され、散気部２３ｅには、配管Ｌ（以下、配管Ｌ５とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給され、散気部２３ｆには、配管Ｌ（以下、配管Ｌ６とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給される。以下、６つの散気部２３が反応槽２０に設けられる場合について説明を行うが、反応槽２０には、例えば、６つ以外の数の散気部２３が配置されるものであってもよい。また、以下、反応槽２０において複数の散気部２３が流れ方向に沿って一直線上に配置される場合について説明を行うが、反応槽２０には、例えば、反応槽２０の底部において平面状に広がるように設置されるものであってもよい。

【0022】

また、図１に示す例において、散気部２２には、例えば、配管Ｌ（以下、配管Ｌ７とも呼ぶ）を介して供給装置４０からの酸素Ａが供給される。配管Ｌ７は、例えば、配管Ｌ１、配管Ｌ２、配管Ｌ３、配管Ｌ４、配管Ｌ５及び配管Ｌ６のそれぞれよりも容量の小さい配管であってよい。

【0023】

ここで、水処理システム１０００では、例えば、反応槽２０において、被処理水に含まれる有機物の除去とともに、被処理水に含まれるアンモニア態窒素の硝化を行う運転（以下、硝化促進運転とも呼ぶ）だけでなく、被処理水に含まれる有機物の除去を行いつつ、被処理水に含まれるアンモニア態窒素の硝化については抑制する運転（以下、硝化抑制運転とも呼ぶ）が行われる場合がある。具体的に、水処理システム１０００では、例えば、被処理水に含まれるアンモニア態窒素の除去を行う必要性が低い時期（例えば、微生物の活動が低下する冬季）等において、硝化促進運転に代えて硝化抑制運転が行われる。

【0024】

これにより、水処理システム１０００では、例えば、供給装置４０から反応槽２０に供給する必要がある酸素Ａの量を、硝化促進運転が行われる場合よりも抑制することが可能になる。また、水処理システム１０００では、例えば、反応槽２０において硝化菌を増殖させる必要がなくなることから、反応槽２０におけるＡＳＲＴ（Ａｅｒｏｂｉｃ Ｓｏｌｉｄｓ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）を短縮させることが可能になる。そのため、水処理システム１０００では、例えば、反応槽２０に対する酸素Ａの供給に要するエネルギーや返送汚泥の移送に要するエネルギー等を抑制することが可能になる。

【0025】

しかしながら、硝化抑制運転の実施中において、アンモニア態窒素の硝化が中途半端に進行した場合、最終沈殿池３０では、例えば、硝酸等が還元されて発生した窒素が活性汚泥の沈降を妨げる場合がある。また、反応槽２０において増殖した硝化菌は、例えば、処理水のＢＯＤ濃度を上昇させる要因となる場合がある。

【0026】

そのため、水処理システム１０００では、硝化抑制運転を行う場合、例えば、反応槽２０内に供給する酸素Ａの量を、ＢＯＤ酸化菌が有機物の除去を行うために必要な量であって、かつ、硝化菌の増殖を抑制することが可能な量に調整する必要がある。言い換えれば、水処理システム１０００では、この場合、例えば、酸素Ａの量が多いほど好ましいＢＯＤ酸化菌の制御と、酸素Ａの量が少ないほど好ましい硝化菌の制御とを並行して行う必要がある。したがって、例えば、硝化抑制運転の制御がオペレーターの手動によって行われる場合、オペレーターの作業負担は、硝化促進運転の制御が行われる場合よりも増大する。

【0027】

そこで、本実施の形態における水処理システム１０００には、図１等に示すように、例えば、反応槽２０に酸素Ａを供給する複数の配管Ｌのそれぞれにおいて、酸素Ａの供給量を調整する複数の弁Ｖがそれぞれ設けられる。また、水処理システム１０００には、例えば、反応槽２０において、被処理水の水質を測定する測定装置２４（以下、第１測定装置２４とも呼ぶ）と、被処理水に含まれる窒素の硝化状態を測定する測定装置２５（以下、第２測定装置２５とも呼ぶ）とがそれぞれ設けられる。

【0028】

そして、本実施の形態における水処理システム１０００は、例えば、第１測定装置２４及び第２測定装置２５による測定結果に基づいて複数の弁Ｖのそれぞれの開制御及び閉制御（以下、これらを総称して開閉制御とも呼ぶ）を行うことにより、酸素Ａの供給が行われる領域（以下、曝気領域とも呼ぶ）と酸素Ａの供給が行われない領域（以下、曝気制限領域）とを制御する処理（以下、曝気制御処理とも呼ぶ）を行う。なお、開制御は、例えば、弁Ｖを開くことによって散気部２３に対する酸素Ａの供給が行われる状態にする制御（すなわち、弁Ｖの開度を０でない状態にする制御）である。また、閉制御は、例えば、弁Ｖを閉じることによって散気部２３に対する酸素Ａの供給が行われない状態にする制御（すなわち、弁Ｖの開度を０にする制御）、または、反応槽２０内の活性汚泥が沈殿しない程度のわずかな酸素Ａが散気部２３に対して供給される状態（微曝気が行われている状態）にする制御（すなわち、弁Ｖの開度を０に近い状態にする制御）である。

【0029】

具体的に、図１から図３に示す例において、水処理システム１０００には、例えば、反応槽２０に酸素Ａを供給する配管Ｌ２、配管Ｌ３、配管Ｌ４及び配管Ｌ５のそれぞれにおいて、散気部２３ｂから反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量を調整する弁Ｖ（以下、弁Ｖ１とも呼ぶ）、散気部２３ｃから反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量を調整する弁Ｖ（以下、弁Ｖ２とも呼ぶ）、散気部２３ｄから反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量を調整する弁Ｖ（以下、弁Ｖ３とも呼ぶ）、及び、散気部２３ｅから反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量を調整する弁Ｖ（以下、弁Ｖ４とも呼ぶ）がそれぞれ設けられている。そして、水処理システム１０００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質が条件（以下、第１条件とも呼ぶ）を満たし、かつ、第２測定装置２５によって測定された窒素の硝化状態が条件（以下、第２条件とも呼ぶ）を満たすように、弁Ｖ１、弁Ｖ２、弁Ｖ３及び弁Ｖ４のそれぞれの開閉制御を行うことにより、散気部２３ｂ、散気部２３ｃ、散気部２３ｄ及び散気部２３ｅのそれぞれからの酸素Ａの供給を制御し、好気領域２０ｂを曝気領域と曝気制限領域とのそれぞれに区分けする。さらに具体的に、水処理システム１０００は、図３に示すように、例えば、弁Ｖ１と弁Ｖ４の開制御を行うとともに、弁Ｖ２及び弁Ｖ３の閉制御を行うことで、領域２０ｂ１及び領域２０ｂ３が曝気領域となり、領域２０ｂ２が曝気制限領域となるように制御する。

【0030】

すなわち、本実施の形態における水処理システム１０００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質が第１条件を満たしており、第１測定装置２４によって測定された水質から有機物の除去が十分に行われていると判定した場合、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を減少させても有機物の除去が継続して行われる可能性が高いと判定する。そのため、水処理システム１０００は、この場合、例えば、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を減少させて曝気制限領域を拡大し、有機物の十分な除去を継続させつつ、硝化菌の増殖を抑制させる制御を開始する。具体的に、水処理システム１０００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質と第２測定装置２５によって測定された硝化状態とのそれぞれを参照しながら、弁Ｖの閉制御を行って曝気制限領域を拡大することにより、有機物の十分な除去と硝化菌の増殖の抑制との両方を実現する。

【0031】

一方、本実施の形態における水処理システム１０００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質が第１条件を満たしておらず、第１測定装置２４によって測定された水質から有機物の除去が十分に行われていないと判定した場合、硝化菌の増殖の抑制よりも有機物の除去量の確保を優先して行う必要があると判定する。そのため、水処理システム１０００は、この場合、例えば、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を増加させて曝気制限領域を縮小し、有機物の除去が十分に行われるように制御する。具体的に、水処理システム１０００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質を参照しながら弁Ｖの開制御を行って曝気制限領域を縮小することにより、有機物の除去が十分に行われるように制御する。

【0032】

これにより、本実施の形態における水処理システム１０００では、例えば、反応槽２０における硝化抑制運転を自動的に行うことが可能になる。そのため、水処理システム１０００では、例えば、硝化抑制運転に伴うオペレーターの負担を抑制することが可能になる。

【0033】

なお、図１に示すように、例えば、配管Ｌ１、配管Ｌ２、配管Ｌ３、配管Ｌ４、配管Ｌ５、配管Ｌ６及び配管Ｌ７（以下、単に配管Ｌ１等とも呼ぶ）と供給装置４０との間を連通する配管Ｌ（以下、配管Ｌ８とも呼ぶ）には、供給装置４０から配管Ｌ１等に対して供給される酸素Ａの量（総量）を調整する弁Ｖ（以下、弁Ｖ５とも呼ぶ）が設けられるものであってもよい。

【0034】

そして、水処理システム１０００では、例えば、曝気制御処理の前段処理として、供給装置４０から供給される酸素Ａの量の調整制御と弁Ｖ５の開閉制御とを行うことで、各散気部２３に対する酸素Ａの供給量（酸素Ａの供給量の総量）を制御するものであってもよい。

【0035】

具体的に、水処理システム１０００では、この場合、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、第２測定装置２５によって測定された窒素の硝化状態が第２条件を満たすように、供給装置４０から供給される酸素Ａの量の調整制御と弁Ｖ５の開閉制御とを行うものであってもよい。

【0036】

その結果、例えば、供給装置４０から供給される酸素Ａの量の調整と弁Ｖ５の開閉制御とを行うことによっても、第１測定装置２４によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、第２測定装置２５によって測定された窒素の硝化状態が第２条件を満たしている状態にならない場合（反応槽２０における有機物の十分な除去と硝化菌の増殖の抑制との両方を達成することができない場合）、水処理システム１０００では、曝気制御処理の実行を開始するものであってもよい。具体的に、水処理システム１０００では、例えば、供給装置４０からの酸素Ａの供給量が予め定められた上限に到達した場合に、曝気制御処理を開始するものであってもよい。

【0037】

すなわち、供給装置４０から供給される酸素Ａの量の調整及び弁Ｖ５の開閉制御は、例えば、曝気制御処理による制御よりもオペレーターの負担が少ない場合がある。そのため、水処理システム１０００では、例えば、曝気制御処理を行う前に、供給装置４０から供給される酸素Ａの量の調整及び弁Ｖ５の開閉制御を行うことによって、反応槽２０における有機物の十分な除去と硝化菌の増殖の抑制との両方の達成を試みるものであってよい。これにより、水処理システム１０００では、例えば、オペレーターの負担をより抑制することが可能になる。

【0038】

また、以下、第１測定装置２４及び第２測定装置２５のそれぞれが反応槽２０内における最終沈殿池３０側に設けられる場合について説明を行うが、第１測定装置２４及び第２測定装置２５のそれぞれは、例えば、反応槽２０と最終沈殿池３０とを連通する配管や最終沈殿池３０に設けられるものであってもよい。また、以下、複数の配管Ｌのそれぞれに５つの弁Ｖ（弁Ｖ１、弁Ｖ２、弁Ｖ３、弁Ｖ４及び弁Ｖ５）が設けられる場合について説明を行うが、反応槽２０では、例えば、５つ以外の数の弁Ｖが複数の配管Ｌのそれぞれに設けられるものであってもよい。

【0039】

さらに、水処理システム１０００には、例えば、反応槽２０に酸素Ａを供給する配管Ｌ７においても、散気部２２から反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量を調整する弁（図示せず）が設けられるものであってもよい。

【0040】

［第１の実施の形態における制御装置１００］
次に、第１の実施の形態における制御装置１００の構成について説明を行う。図４は、制御装置１００のハードウエア構成を説明する図である。また、図５は、制御装置１００の機能について説明する図である。

【0041】

水処理システム１０００は、図４及び図５に示すように、曝気制御処理を実行する制御装置１００を有する。

【0042】

制御装置１００は、図４に示すように、例えば、プロセッサであるＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、通信装置１０３と、記憶媒体１０４とを有するコンピュータ装置である。各部は、例えば、バス１０５を介して互いに接続される。

【0043】

記憶媒体１０４は、例えば、曝気制御処理を行うためのプログラム（図示しない）を記憶するプログラム格納領域（図示しない）を有する。また、記憶媒体１０４は、例えば、曝気制御処理を行う際に用いられる情報を記憶する記憶部１３０（以下、情報格納領域１３０とも呼ぶ）を有する。なお、記憶媒体１０４は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）であってよい。

【0044】

ＣＰＵ１０１は、例えば、記憶媒体１０４からメモリ１０２にロードされたプログラムを実行することによって曝気制御処理を行う。

【0045】

通信装置１０３は、例えば、インターネット等のネットワーク（図示せず）を介してオペレーターが必要な情報の入力等を行う操作端末（図示せず）とアクセスを行う。

【0046】

そして、制御装置１００は、図５に示すように、例えば、曝気制御処理において複数の弁Ｖのそれぞれの開閉制御を行う。なお、制御装置１００は、例えば、曝気制御処理を行う前において、供給装置４０から供給される酸素Ａの量の調整及び弁Ｖ５の開閉制御を行うものであってもよい。以下、曝気制御処理の具体例について説明を行う。

【0047】

［第１の実施の形態における曝気制御処理］
次に、第１の実施の形態における曝気制御処理について説明する。図６は、第１の実施の形態における曝気制御処理を説明するフローチャート図である。

【0048】

制御装置１００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質を示す値（以下、水質値とも呼ぶ）を取得する（図６のステップＳ１）。

【0049】

具体的に、制御装置１００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質値を数十秒から数分ごと等の定期的な間隔で取得する。

【0050】

なお、第１測定装置２４は、例えば、反応槽２０内におけるＣＯＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｍａｎｄ）値を測定するＣＯＤ計であってよい。そして、制御装置１００は、この場合、例えば、第１測定装置２４によって測定されたＣＯＤ値を水質値として取得するものであってよい。また、第１測定装置２４は、例えば、反応槽２０内におけるＢＯＤ値と相関関係を有する他の水質値を測定するものであってもよい。

【0051】

そして、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たすか否かを判定する（図６のステップＳ２）。具体的に、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１において取得したＣＯＤ値が閾値（以下、第１閾値とも呼ぶ）以下であるか否かを判定する。

【0052】

その結果、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの開制御を行うことによって、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を増加させて曝気領域の大きく（曝気制限領域を小さく）する（図６のステップＳ３）。そして、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0053】

すなわち、例えば、第１測定装置２４から取得した水質値が第１条件を満たしていない場合、制御装置１００は、反応槽２０においてＢＯＤ酸化菌による有機物の除去が十分に行われていないと判定する。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量（曝気量）を増加させることによって、ＢＯＤ酸化菌を活性化させ、反応槽２０における有機物の除去量が上昇するように制御を行う。

【0054】

これにより、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における有機物の除去が安定的に行われるように制御することが可能になる。

【0055】

一方、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たしていると判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御装置１００は、第２測定装置２５によって測定された硝化状態を示す値（以下、硝化状態値とも呼ぶ）を取得する（図６のステップＳ４）。

【0056】

具体的に、制御装置１００は、例えば、第２測定装置２５によって測定された硝化状態値を数十秒から数分ごと等の定期的な間隔で取得する。

【0057】

なお、第２測定装置２５は、例えば、反応槽２０内におけるＮＯｘ値を測定するＮＯｘ計であってよい。そして、制御装置１００は、この場合、例えば、第２測定装置２５によって測定されたＮＯｘ値を硝化状態値として取得するものであってよい。

【0058】

すなわち、例えば、第１測定装置２４から取得した水質値が第１条件を満たしている場合、制御装置１００は、反応槽２０においてＢＯＤ酸化菌による有機物の除去が十分に行われていると判定する。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量を減少させる余地があると判定し、反応槽２０における被処理水の硝化状態の制御を開始する。

【0059】

そして、制御装置１００は、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たすか否かを判定する（図６のステップＳ５）。具体的に、制御装置１００は、例えば、ステップＳ４において取得したＮＯｘ値が閾値（以下、第２閾値とも呼ぶ）以下であるか否かを判定する。

【0060】

なお、制御装置１００は、例えば、ステップＳ５を数日に１回程度の頻度で行うものであってよい。すなわち、制御装置１００は、例えば、ステップＳ４において硝化状態値を取得するごとにステップＳ５を行うのではなく、ステップＳ５をステップＳ４よりも低い頻度で行うものであってよい。また、制御装置１００は、例えば、ステップＳ５を数日に１回程度の頻度で行う場合、ステップＳ４についても同じ程度の頻度（例えば、数日に１回程度の頻度）で行うものであってもよい。

【0061】

その結果、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの閉制御を行うことによって、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を減少させて曝気制限領域の大きく（曝気領域を小さく）する（図６のステップＳ６）。そして、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0062】

すなわち、例えば、第２測定装置２５から取得した硝化状態値が第２条件を満たしていない場合、制御装置１００は、反応槽２０において硝化菌が増殖していると判定する。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０に対して供給する酸素Ａの量（曝気量）を減少させることによって硝化菌の増殖を抑制し、反応槽２０においてアンモニア態窒素の硝化が抑制されるように制御を行う。

【0063】

なお、ステップＳ６において弁Ｖの閉制御を行ったことによって、反応槽２０において有機物の除去が十分に行われなくなった場合、次回以降に行われる曝気制御処理のステップＳ１において測定される水質値が第１条件を満たさなくなり、次回以降に行われる曝気制御処理のステップＳ３において弁Ｖ３の開制御が行われることになる。そのため、制御装置１００は、例えば、ステップＳ６における弁Ｖの開制御によって有機物の除去量が一時的に減少した場合であっても、有機物の除去量が再度増加するように自動的に制御を行うことが可能になる。

【0064】

一方、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たしていると判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0065】

すなわち、例えば、第１測定装置２４から取得した水質値が第１条件を満たしており、かつ、第２測定装置２５から取得した硝化状態値が第２条件を満たしている場合、制御装置１００は、反応槽２０において有機物の除去が十分に行われている状態であり、かつ、アンモニア態窒素の硝化についても抑制されている状態であると判定する。そのため、制御装置１００は、この場合、複数の弁Ｖにおける開閉制御を行わない。

【0066】

このように、本実施の形態における水処理システム１０００は、例えば、液体を処理する槽２０と、槽２０の下部に配置された複数の散気部２３を介して槽２０内に酸素Ａを供給する供給装置４０と、複数の散気部２３からの酸素Ａの供給を制御する制御装置１００と、液体の水質を測定する第１測定装置２４と、液体に含まれる窒素の硝化状態を測定する第２測定装置２５と、を備える。そして、制御装置１００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質が第１条件を満たし、かつ、第２測定装置２５によって測定された硝化状態が第２条件を満たすように、複数の散気部２３からの酸素Ａの供給を制御する。

【0067】

具体的に、本実施の形態における第１測定装置２４は、例えば、液体に含まれる有機物の濃度を測定し、制御装置１００は、例えば、第１測定装置２４によって測定された濃度が第１閾値以下である場合、液体の水質が第１条件を満たすと判定する。

【0068】

また、本実施の形態における第２測定装置２５は、例えば、液体に含まれる窒素化合物の濃度を測定し、制御装置１００は、例えば、第２測定装置２５によって測定された濃度が第２閾値以下である場合、液体に含まれる窒素の硝化状態が第２条件を満たすと判定する。

【0069】

また、本実施の形態における制御装置１００は、例えば、液体の水質が第１条件を満たし、かつ、液体に含まれる窒素の硝化状態が第２条件を満たすように、複数の散気部２３のうちの酸素Ａを供給する散気部２３の数を制御する。

【0070】

さらに具体的に、本実施の形態における制御装置１００は、例えば、液体の水質が第１条件を満たし、かつ、液体に含まれる窒素の硝化状態が第２条件を満たさない場合、複数の散気部２３のうちの酸素Ａを供給する散気部２３の数を減少させる。

【0071】

また、本実施の形態における制御装置１００は、液体の水質が第１条件を満たさない場合、複数の散気部２３のうちの酸素Ａを供給する散気部２３の数を増加させる。

【0072】

これにより、本実施の形態における制御装置１００は、例えば、反応槽２０において有機物の除去を十分に行いつつ、硝化菌の増殖（アンモニア態窒素の硝化）を抑制することが可能になる。

【0073】

なお、制御装置１００は、例えば、反応槽２０において硝化菌を維持するために最低限必要なＡＳＲＴと反応槽２０における被処理水の水温との対応関係を示す対応情報（図示せず）を情報格納領域１３０に予め記憶するものであってよい。

【0074】

そして、制御装置１００は、ステップＳ６において、例えば、情報格納領域１３０に記憶された対応情報を参照して、反応槽２０に設けられた水温計（図示せず）によって測定された水温に対応するＡＳＲＴ（以下、特定のＡＳＲＴとも呼ぶ）を特定するものであってよい。さらに、制御装置１００は、例えば、反応槽２０におけるＡＳＲＴが特定のＡＳＲＴ以下になるように、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの閉制御を行い、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を減少させるものであってよい。

【0075】

また、制御装置１００は、ステップＳ６において、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの閉制御を行うことによって活性汚泥の流動性（反応槽２０内において有機物の除去を行うために必要な流動性）が確保されなくなる場合、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの閉制御に代えて、最終沈殿池３０から反応槽２０に対して供給される返送汚泥の量を減少させることにより、反応槽２０における活性汚泥の量を減少させて硝化菌の増殖を抑制するものであってもよい。言い換えれば、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０におけるＭＬＳＳ（Ｍｉｘｅｄ ｌｉｑｕｏｒ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｓｏｌｉｄｓ）が低下するように制御することにより、反応槽２０における硝化菌の増殖を抑制するものであってもよい。

【0076】

［第１の実施の形態の第１変形例における曝気制御処理］
次に、第１の実施の形態の第１変形例（以下、単に第１変形例とも呼ぶ）における曝気制御処理について説明する。図７は、第１変形例における曝気制御処理を説明するフローチャート図である。

【0077】

本変形例における曝気制御処理は、例えば、複数の弁Ｖのそれぞれの開閉制御に加え、複数の弁Ｖのそれぞれの開度についての制御を行うことにより、反応槽２０において有機物の除去を十分に行いつつ、アンモニア態窒素の硝化を抑制する。

【0078】

制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質値を取得する（図７のステップＳ１）。

【0079】

そして、制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たすか否かを判定する（図７のステップＳ２）。

【0080】

その結果、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしているか否かを判定する（図７のステップＳ３１）。第３条件は、例えば、反応槽２０における水質を改善する処理が前回の曝気制御処理において行われていたか否かを判定するための条件である。

【0081】

具体的に、制御装置１００は、例えば、前回の曝気制御処理においてステップＳ３２が行われていた場合（前回の曝気制御処理のステップＳ２においても水質値が第１条件を満たしていないと判定していた場合）、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていると判定する。なお、制御装置１００は、例えば、前回までに行われた曝気制御処理においてステップＳ３２が連続して所定回行われていた場合に、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていると判定するものであってもよい。

【0082】

そして、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていないと判定した場合（Ｓ３１のＮＯ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの弁Ｖの開度を大きくする（図７のステップＳ３２）。その後、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0083】

具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの酸素Ａの供給が行われている弁Ｖ（開度が０でない弁Ｖ）の開度を大きくする。

【0084】

すなわち、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていない場合とは、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たさなくなった後、その水質値を改善させるための制御がまだ行われていない場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの弁の開度を大きくする制御を行うことによって、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を増加させる。

【0085】

なお、第１変形例では、例えば、曝気制御処理が行われる前のタイミングにおいて、複数の弁Ｖのうちの所定数の弁Ｖの開制御が予め行われているものであってよい。言い換えれば、第１変形例では、例えば、曝気制御処理が行われる前のタイミングにおいて、所定数の散気部２３からの酸素Ａの供給が行われるように予め調整されているものであってよい。また、第１変形例では、例えば、所定数の弁Ｖのそれぞれの開度が所定開度になるように予め調整されるものであってよい。

【0086】

一方、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていると判定した場合（Ｓ３１のＹＥＳ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの開制御を行うことによって、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を増加させて曝気領域の大きく（曝気制限領域を小さく）する（図７のステップＳ３３）。

【0087】

具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの酸素Ａの供給が行われていない弁Ｖ（開度が０である弁Ｖ）の開制御を行う。

【0088】

すなわち、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしている場合とは、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値を改善させるための制御（弁Ｖの開度を大きくする制御）が前回の曝気制御処理において行われたにもかかわらず、水質値の改善がまだ不十分である場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値を改善させるためのさらなる制御を行う。具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、弁Ｖの開制御を行うことによって、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を増加させてＡＳＲＴを増加させる。

【0089】

言い換えれば、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たさなくなったことを検知した場合、弁Ｖの開度を大きくする制御と弁Ｖの開制御とを段階的に行うことによって、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たすように制御を行う。

【0090】

図７に戻り、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たしていると判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、第２測定装置２５によって測定された硝化状態値を取得する（図７のステップＳ４）。

【0091】

そして、制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たすか否かを判定する（図７のステップＳ５）。

【0092】

その結果、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしているか否かを判定する（図７のステップＳ６１）。第４条件は、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態を改善する処理が前回の曝気制御処理において行われていたか否かを判定するための条件である。

【0093】

具体的に、制御装置１００は、例えば、前回の曝気制御処理においてステップＳ６２が行われていた場合（前回の曝気制御処理のステップＳ５においても硝化状態値が第２条件を満たしていないと判定していた場合）、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていると判定する。なお、制御装置１００は、例えば、前回までに行われた曝気制御処理においてステップＳ６２が連続して所定回行われていた場合に、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていると判定するものであってもよい。

【0094】

そして、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていないと判定した場合（Ｓ６１のＮＯ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの弁Ｖの開度を小さくする（図７のステップＳ６２）。その後、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0095】

具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの酸素Ａの供給が行われている弁Ｖ（開度が０でない弁Ｖ）の開度を小さくする。

【0096】

すなわち、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていない場合とは、例えば、反応槽２０における被処理水に含まれる窒素の硝化状態値が第２条件を満たさなくなった後、その硝化状態値を改善させるための制御がまだ行われていない場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの弁の開度を小さくする制御を行うことによって、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を減少させる。

【0097】

一方、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていると判定した場合（Ｓ６１のＹＥＳ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの閉制御を行うことによって、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を減少させて曝気制限領域の大きく（曝気領域を小さく）する（図７のステップＳ６３）。

【0098】

具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの酸素Ａの供給が行われている弁Ｖ（開度が０でない弁Ｖ）の閉制御を行う。

【0099】

すなわち、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしている場合とは、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値を改善させるための制御（弁Ｖの開度を小さくする制御）が前回の曝気制御処理において行われたにもかかわらず、硝化状態値の改善がまだ不十分である場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値を改善させるためのさらなる制御を行う。具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、弁Ｖの閉制御を行うことによって、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を減少させてＡＳＲＴを短縮させる。

【0100】

言い換えれば、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値が第２条件を満たさなくなったことを検知した場合、弁Ｖの開度を小さくする制御と弁Ｖの閉制御とを段階的に行うことによって、反応槽２０における窒素の硝化状態値が第２条件を満たすように制御を行う。

【0101】

このように、本実施の形態における制御装置１００は、例えば、液体の水質が第１条件を満たし、かつ、液体に含まれる窒素の硝化状態が第２条件を満たすように、複数の散気部２３のうちの酸素Ａを供給する散気部２３の数を決定するとともに、複数の散気部２３のうち、決定した数に対応する散気部２３からの酸素Ａの供給量を制御する。

【0102】

具体的に、例えば、ステップＳ３またはステップＳ６（以下、これらを総称してステップＳ３等とも呼ぶ）が行われる前の段階においては、予め弁Ｖの開制御が行われていた散気部２３の数（すなわち、初期値が示す数）を、酸素Ａの供給を行う散気部２３の数として決定する。また、例えば、ステップＳ３等が行われた後の段階においては、ステップＳ３等における弁Ｖの開閉制御によって増減した散気部２３の数（ステップＳ３等が行われた後の段階において弁Ｖの開制御が行われている散気部２３の数）を、酸素Ａの供給を行う散気部２３の数として決定する。

【0103】

これにより、本変形例における制御装置１００は、図６等で説明した場合と同様に、例えば、反応槽２０における液体の水質が第１条件を安定的に満たすように制御を行いつつ、反応槽２０における窒素の硝化状態が第２条件を満たすように制御を行うことが可能になる。

【0104】

また、制御装置１００は、例えば、弁Ｖの開度調整によっても水質の制御を行うことができない場合に限り、弁Ｖの開閉制御を行うことで、弁Ｖの開閉制御が行われる頻度を抑制することが可能になる。そのため、制御装置１００は、例えば、液体の水質の制御に伴うオペレーターの負担を抑制することが可能になる。

【0105】

さらに、制御装置１００は、例えば、弁Ｖの開度調整によっても窒素の硝化状態の制御を行うことができない場合に限り、弁Ｖの開閉制御を行うことで、弁Ｖの開閉制御が行われる頻度を抑制することが可能になる。そのため、制御装置１００は、例えば、液体に含まれる窒素の硝化状態の制御に伴うオペレーターの負担を抑制することが可能になる。

【0106】

［第１の実施の形態の第２変形例における曝気制御処理］
次に、第１の実施の形態の第２変形例（以下、単に第２変形例とも呼ぶ）における曝気制御処理について説明する。図８は、変形例における曝気制御処理を説明するフローチャート図である。

【0107】

本変形例における曝気制御処理は、例えば、複数の弁Ｖのそれぞれの開閉制御に加え、反応槽２０に対する返送汚泥の量の制御（反応槽２０において有機物の除去を行う活性汚泥の量の制御）を行うことにより、反応槽２０において有機物の除去を十分に行いつつ、アンモニア態窒素の硝化を抑制する。

【0108】

制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、第１測定装置２４によって測定された水質値を取得する（図８のステップＳ１）。

【0109】

そして、制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たすか否かを判定する（図８のステップＳ２）。

【0110】

その結果、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）、制御装置１００は、図７で説明した場合と同様に、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしているか否かを判定する（図８のステップＳ３１）。

【0111】

そして、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていないと判定した場合（Ｓ３１のＮＯ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの開制御を行うことによって、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を増加させて曝気領域の大きく（曝気制限領域を小さく）する（図８のステップＳ３４）。その後、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0112】

具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの酸素Ａの供給が行われていない弁Ｖ（開度が０である弁Ｖ）の開制御を行う。

【0113】

すなわち、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていない場合とは、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たさなくなった後、その水質値を改善させるための制御がまだ行われていない場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの開制御を行うことによって、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を増加させてＡＳＲＴを増加させる。

【0114】

一方、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしていると判定した場合（Ｓ３１のＹＥＳ）、制御装置１００は、例えば、返送汚泥の量（反応槽２０における活性汚泥の量）の増加させる（図８のステップＳ３５）。

【0115】

すなわち、ステップＳ１において取得した水質値が第３条件を満たしている場合とは、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値を改善させるための制御（弁Ｖの開制御）が前回の曝気制御処理において行われたにもかかわらず、水質値の改善がまだ不十分である場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値を改善させるためのさらなる制御を行う。具体的に、制御装置１００は、例えば、反応槽２０に対する返送汚泥の量を増加させる制御を行うことによってＡＳＲＴを増加させる。

【0116】

言い換えれば、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たさなくなったことを検知した場合、弁Ｖの開制御と返送汚泥の量を増加させる制御とを段階的に行うことによって、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たすように制御を行う。

【0117】

図８に戻り、例えば、ステップＳ１において取得した水質値が第１条件を満たしていると判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、第２測定装置２５によって測定された硝化状態値を取得する（図８のステップＳ４）。

【0118】

そして、制御装置１００は、図６で説明した場合と同様に、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たすか否かを判定する（図８のステップＳ５）。

【0119】

その結果、例えば、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第２条件を満たしていないと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、制御装置１００は、図７で説明した場合と同様に、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしているか否かを判定する（図８のステップＳ６１）。

【0120】

そして、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていないと判定した場合（Ｓ６１のＮＯ）、制御装置１００は、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれか（１以上の弁Ｖ）の閉制御を行うことによって、反応槽２０に対して酸素Ａを供給する散気部２３の数を減少させて曝気制限領域の大きく（曝気領域を小さく）する（図８のステップＳ６４）。その後、制御装置１００は、例えば、ステップＳ１に戻る。

【0121】

具体的に、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの酸素Ａの供給が行われている弁Ｖ（開度が０でない弁Ｖ）の閉制御を行う。

【0122】

すなわち、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていない場合とは、例えば、反応槽２０における被処理水に含まれる窒素の硝化状態値が第２条件を満たさなくなった後、その硝化状態値を改善させるための制御がまだ行われていない場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、複数の弁Ｖのうちの少なくともいずれかの閉制御を行うことによって、反応槽２０に対する酸素Ａの供給量を減少さてＡＳＲＴを短縮させる。

【0123】

一方、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしていると判定した場合（Ｓ６１のＹＥＳ）、制御装置１００は、例えば、返送汚泥の量（反応槽２０における活性汚泥の量）の減少させる（図８のステップＳ６５）。

【0124】

すなわち、ステップＳ４において取得した硝化状態値が第４条件を満たしている場合とは、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値を改善させるための制御（弁Ｖの閉制御）が前回の曝気制御処理において行われたにもかかわらず、硝化状態値の改善がまだ不十分である場合である。そのため、制御装置１００は、この場合、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値を改善させるためのさらなる制御を行う。具体的に、制御装置１００は、この場合、反応槽２０に対する返送汚泥の量を減少させる制御を行うことによってＡＳＲＴを短縮させる。

【0125】

言い換えれば、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値が第２条件を満たさなくなったことを検知した場合、弁Ｖの閉制御と返送汚泥の量を減少させる制御とを段階的に行うことによって、反応槽２０における窒素の硝化状態値が第２条件を満たすように制御を行う。

【0126】

このように、本実施の形態における制御装置１００は、例えば、液体の水質が第１条件を満たし、かつ、液体に含まれる窒素の硝化状態が第２条件を満たすように、槽２０内において液体を処理する活性汚泥の量を制御する。

【0127】

これにより、本変形例における制御装置１００は、図６等で説明した場合と同様に、例えば、反応槽２０における液体の水質が第１条件を安定的に満たすように制御を行いつつ、反応槽２０における窒素の硝化状態が第２条件を満たすように制御を行うことが可能になる。

【0128】

［第１の実施の形態の第３変形例における曝気制御処理］
次に、第１の実施の形態の第３変形例（以下、単に第３変形例とも呼ぶ）における曝気制御処理について説明する。

【0129】

本変形例における曝気制御処理は、例えば、第１変形例における曝気制御処理において、反応槽２０に対する返送汚泥の量の制御をさらに行う。

【0130】

具体的に、例えば、図７のステップＳ３１において、前回の曝気制御処理において図７のステップＳ３３が行われていたと判定した場合、制御装置１００は、図８のステップＳ３５と同様に、返送汚泥の量を増加させる制御を行う。

【0131】

すなわち、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たさなくなったことを検知した場合、弁Ｖの開度を大きくする制御と弁Ｖの開制御と返送汚泥の量を増加させる制御とを段階的に行うことによって、反応槽２０における被処理水の水質値が第１条件を満たすように制御を行う。

【0132】

また、例えば、図７のステップＳ６１において、前回の曝気制御処理において図７のステップＳ６３が行われていたと判定した場合、制御装置１００は、図８のステップＳ６５と同様に、返送汚泥の量を減少させる制御を行う。

【0133】

すなわち、制御装置１００は、例えば、反応槽２０における窒素の硝化状態値が第２条件を満たさなくなったことを検知した場合、弁Ｖの開度を小さくする制御と弁Ｖの閉制御と返送汚泥の量を減少させる制御とを段階的に行うことによって、反応槽２０における窒素の硝化状態値が第２条件を満たすように制御を行う。

【0134】

これにより、本変形例における制御装置１００は、図６等で説明した場合と同様に、例えば、反応槽２０における液体の水質が第１条件を安定的に満たすように制御を行いつつ、反応槽２０における窒素の硝化状態が第２条件を満たすように制御を行うことが可能になる。

【符号の説明】

【0135】

１０：最初沈殿池 ２０：反応槽
２０ａ：嫌気領域 ２０ｂ：好気領域
２０ｂ１：曝気領域 ２０ｂ２：曝気制限領域
２０ｂ３：曝気領域 ２１：槽本体
２２：散気部 ２３：散気部
２３ａ：散気部 ２３ｂ：散気部
２３ｃ：散気部 ２３ｄ：散気部
２３ｅ：散気部 ２３ｆ：散気部
２４：測定装置 ２５：測定装置
３０：最終沈殿池 ４０：供給装置
１００：制御装置 １０１：ＣＰＵ
１０２：メモリ １０３：通信装置
１０４：記憶媒体 １０５：バス
１３０：情報格納領域 １０００：水処理システム
Ａ：酸素 Ｌ：配管
Ｌ１：配管 Ｌ２：配管
Ｌ３：配管 Ｌ４：配管
Ｌ５：配管 Ｌ６：配管
Ｌ７：配管 Ｌ８：配管
Ｖ：弁 Ｖ１：弁
Ｖ２：弁 Ｖ３：弁
Ｖ４：弁 Ｖ５：弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】