特開 2025-17159 排水処理方法

(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】P2025017159

(43)【公開日】2025-02-05

(54)【発明の名称】排水処理方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/00 20230101AFI20250129BHJP

【ＦＩ】

C02F1/00 T

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023120083

(22)【出願日】2023-07-24

(71)【出願人】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 瑞季

(72)【発明者】

【氏名】大木 康一

(72)【発明者】

【氏名】竹林 哲

(57)【要約】

【課題】排水処理を安定して行うことができる排水処理方法を提供する。
【解決手段】本実施形態による排水処理方法は、排水を調整槽に流入し、前記調整槽から排水処理設備へ送水するものであって、排水負荷に関する水質項目または運転管理項目を連続的または定期的に測定し、測定値に基づいて予め設定した演算式にて前記排水処理設備への排水流入部（排水処理流入部）の排水負荷を推定し、推定した前記排水負荷が所定の閾値未満の場合、前記排水を前記調整槽に供給し、推定した前記排水負荷が前記閾値以上の場合、前記排水を前記調整槽の上流側の排水分岐位置にて分岐して高負荷調整槽に貯留する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排水を調整槽に流入し、前記調整槽から排水処理設備へ送水する排水処理方法であって、
排水負荷に関する水質項目または運転管理項目を連続的または定期的に測定し、測定値に基づいて予め設定した演算式にて前記排水処理設備への排水流入部（排水処理流入部）の排水負荷を推定し、
推定した前記排水負荷が所定の閾値未満の場合、前記排水を前記調整槽に供給し、
推定した前記排水負荷が前記閾値以上の場合、前記排水を前記調整槽の上流側の排水分岐位置にて分岐して高負荷調整槽に貯留する、排水処理方法。

【請求項2】

前記排水負荷に関する水質項目または運転管理項目は、前記排水の汚濁負荷又は汚濁負荷と相関する項目、及び前記排水処理設備へ流入する排水流量を含む、請求項１に記載の排水処理方法。

【請求項3】

前記高負荷調整槽から送水して前記排水分岐位置より下流側に合流させたときの前記排水負荷が所定の閾値以下になる場合は、前記高負荷調整槽から送水を行う、請求項１に記載の排水処理方法。

【請求項4】

前記高負荷調整槽から送水して、前記調整槽の下流側に合流させる、請求項３に記載の排水処理方法。

【請求項5】

前記高負荷調整槽から前記調整槽へ送水する、請求項３に記載の排水処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排水処理流入部の排水負荷を推定し、推定した排水負荷を元に排水処理が破綻しないように高負荷排水を別の貯槽へ振り分け、排水負荷が低いタイミングで高負荷排水を送水することで排水処理を安定化させる排水処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

飲料、食品などの製造工場から排出される排水は、製造品目や製造量、製造ラインの洗浄経過時間などにより、濃度や排水量が大きく変動する場合が多い。排水の負荷により適した排水処理の運転条件が異なる場合が多く、排水の負荷変動が大きい場合には処理状況に影響を及ぼす場合がある。

【0003】

特に有機性排水は排水処理として好気処理や嫌気処理といった生物処理を行うことが一般的であるが、排水負荷が大きいと生物の処理能力を超えて生物処理が破綻し、処理水質が悪化する等の問題が発生する恐れがある。

【0004】

また、フェントン反応による処理や吸着などの物理化学処理による処理においても、添加する薬剤や吸着剤の必要量が変化するため、処理設備に流入する排水の負荷の変動を把握することは重要である。

【0005】

従来は、運転員が定期的に排水を採取・分析することで、排水処理流入部の排水負荷を把握し、高負荷排水が流入した際には、別の槽へ緊急避難する、希釈をする、排水処理への流入量を減らすなどの対策を手動で行っていた。しかし、この方法では、常に人の手で行うため連続的な測定ができず、高負荷排水の流入を見逃したり、対策が遅れたりすることで、排水処理が破綻し、処理水質が悪化することがあった。従って、流入する排水の負荷を連続的に把握し、排水処理が破綻しないよういち早く対策を取ることは非常に重要である。

【0006】

特許文献１には、濃度に応じて処理工程を振り分けることで、排水処理の安定化を図る排水処理装置が開示されている。具体的には、測定した排水の電気伝導度を元に排水を高濃度排水と低濃度排水に振り分ける。しかし、本手法で測定している電気伝導度では、導電性の低い汚濁物質を十分に評価することが難しい。加えて、高濃度排水と低濃度排水は両者の比較により高濃度か低濃度かを区別しており、数値により限定はされていない。このような方法では、排水の水質によって高濃度か低濃度かの判断が異なることとなる。例えば、高濃度の排水が長時間続いた場合には、後段の排水処理に影響を及ぼすような濃度の排水が低濃度排水として区別されてしまう懸念がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２－２８２８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、排水処理を安定して行うことができる排水処理方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

［１］ 排水を調整槽に流入し、前記調整槽から排水処理設備へ送水する排水処理方法であって、
排水負荷に関する水質項目または運転管理項目を連続的または定期的に測定し、測定値に基づいて予め設定した演算式にて前記排水処理設備への排水流入部（排水処理流入部）の排水負荷を推定し、
推定した前記排水負荷が所定の閾値未満の場合、前記排水を前記調整槽に供給し、
推定した前記排水負荷が前記閾値以上の場合、前記排水を前記調整槽の上流側の排水分岐位置にて分岐して高負荷調整槽に貯留する、排水処理方法。

【0010】

［２］ 前記排水負荷に関する水質項目または運転管理項目は、前記排水の汚濁負荷又は汚濁負荷と相関する項目、及び前記排水処理設備へ流入する排水流量を含む、［１］の排水処理方法。

【0011】

［３］ 前記高負荷調整槽から送水して前記排水分岐位置より下流側に合流させたときの前記排水負荷が所定の閾値以下になる場合は、前記高負荷調整槽から送水を行う、［１］又は［２］の排水処理方法。

【0012】

［４］ 前記高負荷調整槽から送水して、前記調整槽の下流側に合流させる、［３］の排水処理方法。

【0013】

［５］ 前記高負荷調整槽から前記調整槽へ送水する、［３］の排水処理方法。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、排水処理を安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】参考技術に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図2】参考技術に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図3】参考技術に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図4】本発明の実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図5】同実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図6】参考技術に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図7】本発明の実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図8】同実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図9】同実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図10】同実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図11】参考技術に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図12】参考技術に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図13】本発明の実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【図14】同実施形態に係る排水処理システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施形態に係る排水処理システムは、排水を調整槽で受け、調整槽から排水処理設備へ排水を送水するものであって、調整槽より上流側の汚濁負荷と、調整槽へ流入する排水の流量と、排水処理設備へ流入する排水の流量とをそれぞれ測定し、これらを用いて、排水処理設備の流入部（以下、「排水処理流入部」とも記載する。）の排水負荷を推定する。また、推定した排水負荷を元に、排水処理が破綻しないように高負荷排水を別の貯槽へ振り分け、排水負荷が低いタイミングで高負荷排水を送水することで排水処理を安定化させる。

【0017】

調整槽は１槽以上設けられており、後述のように、複数の調整槽１が並列に配置されていてもよいし、直列に配置されていてもよい。調整槽の容積などの仕様は特に限定されない。また、排水処理設備の処理方式や系統数は特に限定されない。処理方式としては、例えば好気性、嫌気性を含めたいわゆる生物処理、フェントン処理や活性炭処理など物理化学処理が挙げられる。

【0018】

次に、排水処理流入部の排水負荷の推定方法を図面に基づいて説明する。

【0019】

図１に示すように、排水処理システムが、調整槽１と、調整槽１の後段（下流側）に設置された排水処理設備３とを備える場合は、調整槽１の前段（上流側）に設けられた汚濁負荷測定部４により、排水の汚濁負荷を測定する。また、第１流量測定部５を用いて、調整槽１へ流入する排水の流量を測定し、第２流量測定部１０を用いて、排水処理設備３へ流入する排水の流量を測定する。

【0020】

調整槽１は、水質や水量の変動が調整され緩和されることを目的として、ＨＲＴ（水理学的滞留時間）３０分以上を有する。

【0021】

本実施形態では、汚濁負荷としてＴＯＣ濃度を測定する例について説明するが、測定項目はＴＯＣ濃度に限定されず、ＣＯＤ濃度やＳＳ濃度など他の汚濁負荷を示す指標であってもよい。また、汚濁負荷測定部４が測定するものは、汚濁負荷に相関する項目であってもよく、例えば、電気伝導度やブリックス糖度が挙げられる。

【0022】

第１流量測定部５は流量計を用いることができる。調整槽１がバッチ通水の場合、第１流量測定部５は、調整槽１における単位時間当たりの水位増加量から、調整槽１へ流入する排水の流量を算出しても良い。もしくは調整槽１が連続通水の場合は、調整槽１の貯留量変化と調整槽からの排出流量の和から、調整槽１へ流入する排水の流量を算出しても良い。

【0023】

第２流量測定部１０は流量計を用いることができる。調整槽１がバッチ通水の場合、第２流量測定部１０は、調整槽１における単位時間当たりの水位減少量から、排水処理設備３へ流入する排水の流量を算出しても良い。

【0024】

汚濁負荷測定部４、第１流量測定部５及び第２流量測定部１０により、排水負荷に関する水質項目または運転管理項目である、汚濁負荷又はそれと相関する項目、調整槽１へ流入する排水の流量、及び排水処理系統へ流入する排水流量が、連続的に、又は比較的短い時間間隔で定期的に測定される。

【0025】

演算部６は、汚濁負荷測定部４が測定したＴＯＣ濃度、及び第１流量測定部５が測定した流量を用いて、排水処理流入部（調整槽１の出口）におけるＴＯＣ濃度を推定する。また、演算部６は、推定したＴＯＣ濃度、及び第２流量測定部１０が測定した流量を用いて、排水処理流入部の排水負荷（ｋｇ－ＴＯＣ／ｄａｙ）を推定する。

【0026】

汚濁負荷測定部４が測定したＴＯＣ濃度、及び第１流量測定部５が測定した流量を用いて、排水処理流入部におけるＴＯＣ濃度を推定する方法は、各種提案されている滞留水槽の濃度計算モデルで行えるが、例えば調整槽１が連続通水かバッチ通水かによって、以下のような異なる推定方法を用いることができる。

【0027】

＜連続通水の時＞
推定方法（１）－１
調整槽１より上流側で測定したＴＯＣ濃度を、調整槽１での滞留時間に近い時間で移動平均化することで、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。例えば、調整槽１での滞留時間が５０分である場合、現在から５０分前までのＴＯＣ濃度測定結果の平均を、（調整槽１から排出される）排水処理流入部のＴＯＣ濃度とみなすことができる。

【0028】

推定方法（２）－１
調整槽１より上流側で測定したＴＯＣ濃度と流量から、完全混合槽モデルを用いて調整槽１に流入した排水濃度の変化を推定し、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0029】

＜バッチ通水の時＞
推定方法（３）－１
調整槽１に流入した全ＴＯＣ重量（ｇ）を調整槽１に流入した全水量（ｍ^３）で除することで、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。調整槽１へ流入した全ＴＯＣ重量や全水量を正確に把握するためには、調整槽入口バルブ開閉信号やポンプ発停信号を入手し、入口バルブ「開」から「閉」まで、又はポンプが稼働している時間のＴＯＣ濃度及び水量を積算し、負荷を算出することが望ましい。バルブ開閉信号やポンプ発停信号の入手が難しい場合は、調整槽１の水位変化から調整槽１に排水が流入しているタイミングを把握しても良い。

【0030】

演算部６は、上記の推定方法（１）－１、（２）－１、（３）－１のいずれかで推定した排水処理流入部のＴＯＣ濃度と、第２流量測定部１０が測定した排水処理流入部の流量から、排水負荷（ｋｇ－ＴＯＣ／ｄａｙ）を以下の式１にて推定する。

【0031】

式１： 排水負荷（ｋｇ－ＴＯＣ／ｄａｙ）＝排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）×排水処理流入部の流量（ｍ^３／ｈ）×２４ｈ／１０００

【0032】

図２のように、調整槽１と排水処理設備３との間に、調整槽２が調整槽１と直列に並んで設けられている場合には、まず調整槽１出口のＴＯＣ濃度（推定値Ａ）を推定する。調整槽２は１槽以上設けられており、後述のように、複数の調整槽２が並列に配置されていてもよい。調整槽２の容積などの仕様は特に限定されない。図１と同様に、調整槽１が連続通水かバッチ通水かで推定方法が異なり、連続通水の場合は上記の推定方法（１）－１又は（２）－１、バッチ通水の場合は推定方法（３）－１にて調整槽１出口のＴＯＣ濃度（推定値Ａ）を推定する。

【0033】

次に、上記のようにして求めた調整槽１出口のＴＯＣ濃度（推定値Ａ）と、第３流量測定部８が測定した調整槽２に流入する排水の流量から、排水処理流入部（調整槽２の出口）のＴＯＣ濃度（推定値Ｂ）を推定する。ここでも、調整槽２が連続通水かバッチ通水かで推定方法が異なり、連続通水の場合は以下の推定方法（１）－２又は（２）－２、バッチ通水の場合は推定方法（３）－２を用いて、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（推定値Ｂ）を推定する。

【0034】

推定方法（１）－２
ＴＯＣ濃度（推定値Ａ）を調整槽２での滞留時間に近い時間で移動平均化することで排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0035】

推定方法（２）－２
ＴＯＣ濃度（推定値Ａ）と調整槽２に流入する流量から、完全混合槽モデルを用いて調整槽２に流入した排水濃度の変化を推定し、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0036】

推定方法（３）－２
調整槽２に流入した全ＴＯＣ重量（ｇ）を調整槽２に流入した全水量（ｍ^３）で除することで、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0037】

調整槽２へ流入する排水の流量を測定する第３流量測定部８は、流量計でもよいし、調整槽２がバッチ通水の場合は調整槽２における単位時間当たりの水位増加量から算出するものでも良い。もしくは調整槽２が連続通水の場合は、調整槽２の貯留量変化と調整槽からの排出流量の和から、調整槽２へ流入する排水の流量を算出しても良い。

【0038】

このようにして求めた排水処理流入部のＴＯＣ濃度（推定値Ｂ）と、第２流量測定部１０が測定した排水処理流入部の流量から、排水負荷（ｋｇ－ＴＯＣ／ｄａｙ）を上記の式１にて推定する。

【0039】

次に、図３に示すように、調整槽１と排水処理設備３との間に、調整槽２Ａ、２Ｂが並列に設けられ、調整槽２Ｂから調整槽１へ排水が返送されている場合について考える。調整槽１から流出した排水は、調整槽２Ａ又は２Ｂに流入する。調整槽２Ａから流出した排水は、排水処理設備３に流入する。調整槽２Ｂから流出した排水は、調整槽１へ返送される。

【0040】

第４流量測定部１３は、調整槽２Ｂへ流入する排水の流量を測定するものであり、流量計で測定しても良いし、調整槽２Ｂにおける単位時間当たりの水位増加量から算出しても良い。第５流量測定部１５は、調整槽２Ｂから調整槽１へ返送される排水の流量を測定するものであり、流量計で測定しても良いし、調整槽２Ｂにおける単位時間当たりの水位減少量から算出しても良い。

【0041】

この場合、調整槽１へ排水を返送する調整槽２Ｂはバッチ通水であることが条件であり、調整槽１および調整槽２Ａは連続通水、バッチ通水いずれでも良い。調整槽２Ａは、１槽以上設けられており、複数の調整槽２Ａが並列に配置されていてもよい。

【0042】

まず、調整槽１の上流側で測定したＴＯＣ濃度及び第４流量測定部１３が測定した流量から、以下の推定方法（３）―３により、調整槽２Ｂ内の排水のＴＯＣ濃度（推定値Ｃ）を推定する。

【0043】

推定方法（３）－３
調整槽２Ｂに流入した全ＴＯＣ重量（ｇ）を調整槽２Ｂに流入した全水量（ｍ^３）で除することで、調整槽２ＢのＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0044】

次に、上記のようにして求めた調整槽２ＢのＴＯＣ濃度（推定値Ｃ）と、第５流量測定部１５が測定した流量と、調整槽１の上流側で測定したＴＯＣ濃度および流量から、調整槽１出口のＴＯＣ濃度（推定値Ｄ）を推定する。調整槽１が連続通水の場合は推定方法（２）－３、調整槽１がバッチ通水の場合は推定方法（３）－４により推定する。

【0045】

推定方法（２）－３
調整槽１の上流側で測定したＴＯＣ濃度及び流量と、調整槽２ＢのＴＯＣ濃度（推定値Ｃ）と、調整槽２Ｂから調整槽１に流入する流量とから、完全混合槽モデルを用いて調整槽１に流入した排水濃度の変化を推定し、調整槽１出口のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0046】

推定方法（３）－４
調整槽１に流入した全ＴＯＣ重量（ｇ）を、調整槽１に流入した全水量（ｍ^３）で除することで、調整槽１出口のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。全ＴＯＣ重量及び全水量は、調整槽１の上流側で測定したＴＯＣ重量及び水量に、調整槽２Ｂから返送されたＴＯＣ重量及び水量をそれぞれ加算することで算出する。

【0047】

次に、上記のようにして求めた調整槽１出口のＴＯＣ濃度（推定値Ｄ）と、調整槽２Ａに流入する流量から、排水処理流入部（調整槽２Ａの出口）のＴＯＣ濃度（推定値Ｅ）を推定する。調整槽２Ａが連続通水の場合は推定方法（１）－３又は（２）－４、バッチ通水の場合は推定方法（３）－５にて排水処理流入部のＴＯＣ濃度（推定値Ｅ）を推定する。

【0048】

推定方法（１）－３
ＴＯＣ濃度（推定値Ｄ）を調整槽２Ａでの滞留時間に近い時間で移動平均化することで排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0049】

推定方法（２）－４
ＴＯＣ濃度（推定値Ｄ）と調整槽２Ａに流入する流量から、完全混合槽モデルを用いて調整槽２Ａに流入した排水濃度の変化を推定し、排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0050】

推定方法（３）－５
調整槽２Ａに流入した全ＴＯＣ重量（ｇ）を調整槽２Ａに流入した全水量（ｍ^３）で除することで排水処理流入部のＴＯＣ濃度（ｍｇ／Ｌ）を推定する。

【0051】

このようにして求めた排水処理流入部のＴＯＣ濃度（推定値Ｅ）と、第２流量測定部１０が測定した排水処理流入部の流量から、排水負荷（ｋｇ－ＴＯＣ／ｄａｙ）を上記の式１にて推定する。

【0052】

本実施形態によれば、調整槽１の上流側の汚濁負荷（又は汚濁負荷と相関する項目）と、調整槽へ流入する排水の流量と、排水処理設備へ流入する排水の流量とをそれぞれ測定し、これらを用いて、排水処理流入部の排水負荷を推定する。この推定値から、排水処理への流入量を制御したり、高負荷排水を高負荷調整槽（図４～図１４参照）へ振り分けたりすることで、排水処理を安定化させることができる。

【0053】

推定した排水負荷に閾値を設け、排水負荷が閾値以上の場合には高負荷調整槽へ振り分け、閾値未満の場合には通常の調整槽へ振り分ける。閾値は後段の排水処理設備の設計基準値以下とするなど、排水処理が破綻しないような条件で設定する。現在の排水負荷に加え、数時間前に通過した排水の排水負荷を閾値の判定に加えてもよい。例えば、現在の排水負荷が設定した閾値Ａ以上となり、かつ数時間前の排水負荷が設定した閾値Ｂ以上となった場合に高負荷調整槽へ振り分けるようにしてもよい。現場の状況に合わせて、閾値を予め設定することが望ましい。

【0054】

高負荷調整槽から送水して排水に混合する際は、排水処理流入部の排水負荷に高負荷調整槽から送水する排水負荷が加わった時に、設定した閾値未満になる場合は高負荷調整槽から送水する。逆に加算した負荷が閾値以上になる場合は、送水せず高負荷調整槽に貯留したままとする。

【0055】

高負荷調整槽への振り分け方法および高負荷調整槽からの送水方法の具体例を以下に説明する。

【0056】

図４は、図１に示す排水処理システムに高負荷調整槽１２を設けた構成を示す。図４に示す構成では、高負荷調整槽１２は、調整槽１と並列に配置される。移送ポンプ１１により送水される排水は、調整槽１の上流側で分岐し、バルブ１７Ａ、１７Ｂの開閉を制御することで、調整槽１と高負荷調整槽１２のどちらに流入させるか切り替えることができる。

【0057】

演算部６は、汚濁負荷測定部４が測定したＴＯＣ濃度、及び第１流量測定部５が測定した流量を取得し、上記の推定方法（１）－１、（２）－１、（３）－１のいずれかにより排水処理流入部のＴＯＣ濃度を推定する。また、演算部６は、推定したＴＯＣ濃度、及び第２流量測定部１０が測定した流量を用いて、排水処理流入部の排水負荷を推定し、排水処理設備３へ流入しても問題ないか否かを判断する。

【0058】

通常時、排水は調整槽１へ流入する。演算部６は、推定した排水負荷が所定の閾値以上であり、排水処理が破綻し得ると判断した場合、バルブ１７Ａを閉、バルブ１７Ｂを開とし、排水を高負荷調整槽１２へ振り分ける。排水の流入先を高負荷調整槽１２へ切り替えた後も、移送ポンプ２０により調整槽１から排水処理設備３へ排水が送水され、演算部６は排水処理流入部のＴＯＣ濃度の推定及び排水負荷の推定を継続して行う。

【0059】

その後、推定される排水負荷が閾値未満になると、排水の流入先を高負荷調整槽１２から調整槽１へ切り替える。また、演算部６は、移送ポンプ１９を制御し、排水処理が破綻しないように、高負荷調整槽１２から排水処理設備３へ高負荷排水を送水するタイミングを調整する。演算部６は、調整槽１の下流側で調整槽１からの排水に高負荷調整槽１２からの排水を混合（合流）させた場合の排水負荷が所定の閾値未満となる場合、高負荷調整槽１２から送水させる。混合後の排水負荷が閾値以上の場合、高負荷調整槽１２から送水せず、貯留したままとする。

【0060】

演算部６が、バルブ１７Ａ、１７Ｂの開閉のタイミングをモニタの画面などに表示し、作業員が表示に従って手動でバルブ１７Ａ、１７Ｂの開閉制御を行ってもよい。同様に、演算部６が、移送ポンプ１９，２０の送水タイミングがわかるようにモニタの画面などに表示し、作業員が表示に従って手動でポンプを動かしてもよい。また、移送ポンプ１９，２０の代わりに合流点の下流側に移送ポンプを設置して、調整槽１および高負荷調整槽からの排水が合流する手前に切り替えバルブを設けることで、１台の移送ポンプで運転できるようにしても良い。

【0061】

図４に示す構成では、高負荷調整槽１２内の排水を排水処理設備３へ送水する構成について説明したが、図５に示すように、高負荷調整槽１２内の排水を調整槽１へ送水してもよい。

【0062】

図６に示す構成では、排水の汚濁負荷は考慮せずに排水を調整槽１および調整槽１´に任意に送水する。調整槽２へ排水を送水する時はバルブ７Ａを開、バルブ７Ｂを閉とし、調整槽２´へ排水を送水する時はバルブ７Ａを閉、バルブ７Ｂを開とする。また、調整槽２および２´のうち、排水を送水していない調整槽から排水処理設備３へ排水を送水する。演算部６は排水負荷が高く、排水処理が破綻し得ると判断した場合は、移送ポンプ１９´および２０´を制御し、排水処理が破綻しない排水負荷（ＴＯＣ濃度×流量）となるように、調整槽１および調整槽１’から送水される排水の流量を調整する。演算部６が、移送ポンプ１９´，２０´の送水量がわかるようにモニタの画面などに表示し、作業員が表示に従って手動でポンプを動かしてもよい。また移送ポンプ１９´，２０´の代わりに合流点の下流側に移送ポンプを設置して、調整槽１および高負荷調整槽１２からの排水が合流する手前に切り替えバルブを設けることで、１台の移送ポンプで運転できるようにしても良い。

【0063】

図７は、図２に示す排水処理システムの調整槽２と並列に高負荷調整槽１２を設けた構成を示す。バルブ７Ａ、７Ｂの開閉を制御することで、調整槽１から送水される排水を、調整槽２と高負荷調整槽１２のどちらに流入させるか切り替えることができる。

【0064】

演算部６は、汚濁負荷測定部４が測定したＴＯＣ濃度、及び第１流量測定部５が測定した流量を取得し、上記の推定方法（１）－１、（２）－１、（３）－１のいずれかにより調整槽１出口のＴＯＣ濃度を推定する。

【0065】

演算部６は、推定した調整槽１出口のＴＯＣ濃度と、第３流量測定部８が測定した調整槽２に流入する排水の流量を用いて、上記の推定方法（１）－２、（２）－２、（３）－２のいずれかにより、排水処理流入部のＴＯＣ濃度を推定する。また、演算部６は、推定した排水処理流入部のＴＯＣ濃度と、第２流量測定部１０が測定した排水処理流入部の流量から、上記の式１により、排水処理流入部の排水負荷を推定する。

【0066】

通常時、調整槽１からの排水は調整槽２へ流入する。演算部６は、推定した排水負荷が所定の閾値以上であり、排水処理が破綻し得ると判断した場合は、バルブ７Ａを閉、バルブ７Ｂを開とし、調整槽１から送水された排水を高負荷調整槽１２へ流入させる。排水の流入先を高負荷調整槽１２へ切り替えた後も、移送ポンプ２０により調整槽２から排水処理設備３へ排水が送水され、演算部６は、調整槽１出口のＴＯＣ濃度の推定、排水処理流入部のＴＯＣ濃度の推定及び排水負荷の推定を継続して行う。

【0067】

その後、推定される排水負荷が閾値未満になると、排水の流入先を高負荷調整槽１２から調整槽２へ切り替える。また、演算部６は、移送ポンプ１９を制御し、排水処理が破綻しないように、高負荷調整槽１２から排水処理設備３へ高負荷排水を送水するタイミングを調整する。演算部６は、調整槽２からの排水に高負荷調整槽１２からの排水を混合させた場合の排水負荷が所定の閾値未満の場合、高負荷調整槽１２から送水させる。混合後の排水負荷が閾値以上の場合、高負荷調整槽１２から送水せず、貯留したままとする。

【0068】

図７の構成では、バルブ７Ａ、７Ｂの開閉を制御して、調整槽１から送水される排水の流入先を切り替えていたが、図８に示すように、調整槽１から調整槽２へ送水する移送ポンプ１８Ａと、調整槽１から高負荷調整槽１２へ送水する移送ポンプ１８Ｂとを設け、移送ポンプ１８Ａ、１８Ｂの発停を制御して、排水を調整槽２と高負荷調整槽１２のどちらに流入させるか切り替えてもよい。演算部６が、移送ポンプ１８Ａ、１８Ｂの発停のタイミングがわかるようにモニタの画面などに表示し、作業員が表示に従って手動でポンプを動かしてもよい。

【0069】

図７に示す構成では、排水負荷が低くなったタイミングで、高負荷調整槽１２内の排水を排水処理設備３へ送水する構成について説明したが、図９に示すように、高負荷調整槽１２内の排水を調整槽２へ送水してもよい。

【0070】

図９の構成では、バルブ７Ａ、７Ｂの開閉を制御して、調整槽１から送水される排水の流入先を切り替えていたが、図１０に示すように、調整槽１から調整槽２へ送水する移送ポンプ１８Ａと、調整槽１から高負荷調整槽１２へ送水する移送ポンプ１８Ｂとを設け、移送ポンプ１８Ａ、１８Ｂの発停を制御して、調整槽１からの排水を調整槽２と高負荷調整槽１２のどちらに流入させるか切り替えてもよい。

【0071】

図７～１０に示す構成では、調整槽１の下流側において分岐し、排水負荷が所定値以上になると推定される排水を調整槽２と並列に配置した高負荷調整槽１２に振り分ける。調整槽１の上流側で分岐して高負荷調整槽１２に振り分けた場合、排水水質の変動が激しく高負荷調整槽１２への振り分けが頻繁に行われることになるため、バルブ開閉や移送ポンプ発停の操作に関して、特に手動で操作する場合には運転対応に負荷がかかる可能性がある。従って、振り分け操作を簡略化することを目的とし、高負荷調整槽１２への振り分けは調整槽１の下流側にて行うことが好ましい。

【0072】

なお、図７～１０における調整槽１のＨＲＴは３０分～６０分であることが好ましい。ＨＲＴ６０分以下では調整槽１において水質が平準化される機能が低く、調整槽１の上流側・下流側のどちらで高負荷調整槽１２に分岐させても、振り分ける頻度や効果に差が生じにくいと考えられる。従ってこの場合、調整槽１の下流側にて分岐して調整槽２および高負荷調整槽を並列配置で設けることで、水質の平準化や高負荷排水の振り分けを行うことが望ましい。

【0073】

また、調整槽２のＨＲＴは６０分～３０時間程度であることが好ましい。ＨＲＴ６０分以上であれば、水質は十分に平準化されると考えられるが、平準化されたにも拘わらず排水負荷が所定値を超えると推定される場合に、予め高負荷調整槽１２へ振り分けることで排水処理を安定化することができる。一方、ＨＲＴが３０時間を超えるような場合には排水負荷が所定値を超える可能性は低く、高負荷調整槽１２へ排水を振り分ける必要がないと考えられる。

【0074】

図１１に示す構成では、排水の汚濁負荷は考慮せずに排水を調整槽２および調整槽２´に任意に送水する。調整槽２へ排水を送水する時はバルブ７Ａを開、バルブ７Ｂを閉とし、調整槽２´へ排水を送水する時はバルブ７Ａを閉、バルブ７Ｂを開とする。また、調整槽２および調整槽２´のうち、排水を送水していない調整槽から排水処理設備３へ排水を送水する。もしくは図１２に示すように、調整槽１から調整槽２へ送水する移送ポンプ１８Ａと、調整槽２から調整槽２´へ送水する移送ポンプ１８Ｂとを設け、ポンプの発停を切り分けても良い。演算部６は排水負荷が高く、排水処理が破綻し得ると判断した場合は、移送ポンプ１９´、２０´を制御し、排水処理が破綻しない排水負荷（ＴＯＣ濃度×流量）となるように、調整槽２および調整槽２’から送水される排水の流量を調整する。

【0075】

図１３は、図３に示す排水処理システムの調整槽２Ａ、２Ｂをそれぞれ調整槽２、高負荷調整槽１２とした構成を示す。バルブ７Ａ、７Ｂの開閉を制御することで、調整槽１から送水される排水を、調整槽２と高負荷調整槽１２のどちらに流入させるか切り替えることができる。

【0076】

演算部６は、汚濁負荷測定部４が測定したＴＯＣ濃度、及び第４流量測定部１３が測定した高負荷調整槽１２へ流入する排水の流量を取得し、上記の推定方法（３）－３により高負荷調整槽１２のＴＯＣ濃度を推定する。

【0077】

演算部６は、推定した高負荷調整槽１２のＴＯＣ濃度、第５流量測定部１５が測定した流量と、汚濁負荷測定部４が測定したＴＯＣ濃度と、第１流量測定部５が測定した流量を用いて、上記の推定方法（２）－３又は（３）－４により、調整槽１出口のＴＯＣ濃度を推定する。

【0078】

次に、演算部６は、推定した調整槽１出口のＴＯＣ濃度と、第３流量測定部８が測定した調整槽２に流入する排水の流量とを用いて、上記の推定方法（１）－３、（２）－４、（３）－５のいずれかにより、排水処理流入部（調整槽２出口）のＴＯＣ濃度を推定する。

【0079】

そして、演算部６は、推定した排水処理流入部のＴＯＣ濃度と、第２流量測定部１０が測定した排水処理流入部の流量から、排水負荷を上記の式１により推定する。

【0080】

通常時、調整槽１からの排水は調整槽２へ流入する。演算部６は、推定した排水負荷が所定の閾値以上であり、排水処理が破綻し得ると判断した場合は、バルブ７Ａを閉、バルブ７Ｂを開とし、調整槽１から送水された排水を高負荷調整槽１２へ流入させる。排水の流入先を高負荷調整槽１２へ切り替えた後も、移送ポンプ２０により調整槽２から排水処理設備３へ排水が送水され、演算部６は、排水負荷の推定を継続して行う。

【0081】

その後、推定される排水負荷が閾値未満になると、排水の流入先を高負荷調整槽１２から調整槽２へ切り替える。また、演算部６は、移送ポンプ１９を制御し、排水処理が破綻しないように、高負荷調整槽１２から調整槽１へ高負荷排水を送水するタイミングを調整する。演算部６は、高負荷調整槽１２からの排水を調整槽１へ返送した場合の排水負荷が所定の閾値未満の場合、高負荷調整槽１２から調整槽１へ送水させる。返送により排水負荷が閾値以上となる場合、高負荷調整槽１２から送水せず、貯留したままとする。

【0082】

図１３の構成では、バルブ７Ａ、７Ｂの開閉を制御して、調整槽１から送水される排水の流入先を切り替えていたが、図１４に示すように、調整槽１から調整槽２へ送水する移送ポンプ１８Ａと、調整槽１から高負荷調整槽１２へ送水する移送ポンプ１８Ｂとを設け、移送ポンプ１８Ａ、１８Ｂの発停を制御して、調整槽１からの排水を調整槽２と高負荷調整槽１２のどちらに流入させるか切り替えてもよい。

【0083】

上記のように構成された本実施形態によれば、予め設定した閾値以上の高負荷排水を高負荷調整槽へ振り分けることで、後段の排水処理の排水負荷が設定値を超過しないようにできる。高負荷調整槽に振り分けた排水については、設定した閾値を超えないように原水に混合することで、後段の排水処理の排水負荷が設定値を超過しないようにしつつ処理することができる。これにより排水処理の安定化が期待できる。

【0084】

上記実施形態では、排水処理流入部の汚濁負荷の推定、排水処理流入部の排水負荷の推定等の演算を演算部６が行う構成について説明したが、演算部６は１台のコンピュータで構成されていてもよいし、複数台のコンピュータで分散処理するものであってもよい。

【0085】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0086】

１，２，２´ 調整槽
３ 排水処理設備
４ 汚濁負荷測定部
５ 第１流量測定部
６ 演算部
８ 第３流量測定部
１０ 第２流量測定部
１１，１９，１９´，２０，２０´ 移送ポンプ
１２ 高負荷調整槽
１３ 第４流量測定部
１５ 第５流量測定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2025-01-07

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排水を調整槽に流入し、前記調整槽から排水処理設備へ送水する排水処理方法であって、
排水負荷に関する水質項目、前記調整槽へ流入する排水の流量、および前記排水処理設備へ流入する排水の流量を連続的または定期的に測定し、測定値に基づいて予め設定した演算式にて前記排水処理設備への排水流入部（排水処理流入部）の排水負荷を推定し、
推定した前記排水負荷が所定の閾値未満の場合、前記排水を前記調整槽に供給し、
推定した前記排水負荷が前記閾値以上の場合、前記排水を前記調整槽の上流側の排水分岐位置にて分岐して高負荷調整槽に貯留する、排水処理方法。

【請求項2】

前記排水負荷に関する水質項目は、前記排水の汚濁負荷又は汚濁負荷と相関する項目を含む、請求項１に記載の排水処理方法。

【請求項3】

前記高負荷調整槽から送水して前記排水分岐位置より下流側に合流させたときの前記排水負荷が所定の閾値以下になる場合は、前記高負荷調整槽から送水を行う、請求項１に記載の排水処理方法。

【請求項4】

前記高負荷調整槽から送水して、前記調整槽の下流側に合流させる、請求項３に記載の排水処理方法。

【請求項5】

前記高負荷調整槽から前記調整槽へ送水する、請求項３に記載の排水処理方法。