特許 7171445 水処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-07

(45)【発行日】2022-11-15

(54)【発明の名称】水処理システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 3/12 20060101AFI20221108BHJP

【ＦＩ】

C02F3/12 H

C02F3/12 S

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019001557

(22)【出願日】2019-01-09

(65)【公開番号】P2020110747

(43)【公開日】2020-07-27

【審査請求日】2021-10-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】西田 佳記

(72)【発明者】

【氏名】山野井 一郎

(72)【発明者】

【氏名】圓佛 伊智朗

(72)【発明者】

【氏名】畑山 正美

【審査官】山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２５９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２６４２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０３４４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ ３／００－ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水である下水の一部または全てを活性汚泥により処理する反応槽と、
前記反応槽からの流出水を活性汚泥と処理水とに沈降分離する最終沈殿池とを備えた水処理装置を制御する水処理制御装置であって、
撮像装置を用いて前記最終沈殿池の上層部に浮遊する汚泥フロックの画像を取得することで画像解析により浮遊汚泥濃度を推定する浮遊汚泥濃度推定部と、
前記最終沈殿池から流出する処理水の汚泥濃度を推定する処理水汚泥濃度推定部と、
前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記水処理装置の操作量を算出する操作量算出部と、
過去の所定期間に前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、過去の所定期間に前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度の推定値の異常の有無を判定する異常判定部とを備え、
前記異常判定部は、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度と前記処理水の汚泥濃度との相関式を過去の所定期間のデータから一定周期で更新し、直近の前記相関式と過去の前記相関式に対し、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度を入力した際の前記処理水の汚泥濃度の算出値を比較し、一定以上乖離した場合に異常と判定する
ことを特徴とする水処理制御装置。

【請求項2】

前記操作量算出部は、前記反応槽への曝気風量、前記被処理水の流入水量、前記反応槽もしくは前記最終沈殿池へ投入する凝集剤注入量、前記最終沈殿池からの引抜汚泥量のうち、少なくともいずれか一つを操作量として算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理制御装置。

【請求項3】

前記浮遊汚泥濃度推定部は撮像装置を備える
ことを特徴とする請求項１または２に記載の水処理制御装置。

【請求項4】

前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度の上限値を設定する第１上限設定部と、
前記最終沈殿池から流出する処理水の汚泥濃度の上限値を設定する第２上限設定部とを備え、
前記操作量算出部は、前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と前記第１上限設定部で設定された上限設定値との偏差と、前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値と前記第２上限設定部による上限設定値との偏差とのうち、少なくとも一つに基づき、前記操作量を算出する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の水処理制御装置。

【請求項5】

前記第１上限設定部は、過去の所定期間に前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、過去の所定期間に前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度の上限値を設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の水処理制御装置。

【請求項6】

前記操作量算出部で算出された算出値を表示する操作量表示部を備える
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の水処理制御装置。

【請求項7】

前記操作量算出部による算出値に基づき、水処理プロセスの操作量を制御する運転制御部を備える
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の水処理制御装置。

【請求項8】

被処理水である下水の一部または全てを活性汚泥により処理する反応槽と、前記反応槽からの流出水を活性汚泥と処理水とに沈降分離する最終沈殿池とを備えた水処理装置と、
撮像装置を用いて前記最終沈殿池の上層部に浮遊する汚泥フロックの画像を取得することで画像解析により浮遊汚泥濃度を推定する浮遊汚泥濃度推定部と、前記最終沈殿池から流出する処理水の汚泥濃度を推定する処理水汚泥濃度推定部と、前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記水処理装置の操作量を算出する操作量算出部と、過去の所定期間に前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、過去の所定期間に前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度の推定値の異常の有無を判定する異常判定部とを備え、前記異常判定部は、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度と前記処理水の汚泥濃度との相関式を過去の所定期間のデータから一定周期で更新し、直近の前記相関式と過去の前記相関式に対し、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度を入力した際の前記処理水の汚泥濃度の算出値を比較し、一定以上乖離した場合に異常と判定する水処理制御装置と、
を備えることを特徴とする水処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、活性汚泥を用いた水処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下水処理場では、一般的に以下の手順で下水を処理している。まず、沈砂池・最初沈殿池にて下水中の固形分が除去される。最初沈殿池で分離した固形分は最初沈殿池汚泥として汚泥処理へと移送される。最初沈殿池流出水は、反応槽にて微生物（活性汚泥）の働きにより、有機物や窒素、リンを除去する。その後、最終沈殿池にて活性汚泥を沈降分離させ、その上澄み水（以下、処理水）を消毒処理して公共用水域へ放流する。最終沈殿池にて沈降分離した活性汚泥は反応槽へと返送され、再び下水処理に利用される。下水と雨水を同一の管で下水処理場へと集約する合流式下水道では、一般的に最大計画汚水量を超える下水は、簡易処理として最初沈殿池における固形分の除去、そしてその後の消毒処理を経て、公共用水域へと放流される。

【0003】

このような簡易処理水は生物処理されずに放流されるため、放流先水域での水質悪化が懸念される。そこで、可能な限り生物処理量を増やし、簡易処理量を減少させる雨天時活性汚泥法が提案されている。（非特許文献１）。また、雨天時下水処理において、最終沈殿池からの活性汚泥の流出を抑制しつつ、生物処理量を最大限増加させるため、最終沈殿池から流出する処理水の汚泥濃度に基づき、反応槽への流入水量や曝気風量、凝集剤注入量を制御する方法が提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２２５９１８号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】山本高弘、外1名、「大阪市における既存施設を利用した合流式下水道の改善」、学会誌EICA、環境システム計測制御学会、2005年、第10巻、第2号、P.8-13

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

非特許文献１に記載された水処理プロセスでは、生物処理量、つまり反応槽への流入水量を過度に増加させた場合、最終沈殿池における活性汚泥の沈降が不十分となり、放流水中へ活性汚泥が流出する可能性がある。

【0007】

また、特許文献１では、最終沈殿池から流出した処理水の汚泥濃度計測値に基づきフィードバック的に水処理プロセスの運転を制御している。そのため、汚泥流出抑制による処理水質確保には効果があるものの、フィードバック制御の時間遅れによっては汚泥流出リスクを低減できないことが懸念される。

【0008】

活性汚泥の流出は、公共用水域への環境負荷増大につながるとともに、その後の処理機能の低下を引き起こす可能性がある。そこで本発明は、汚泥の沈降状況や汚泥流出の傾向をより早期に把握し、運転制御にフィードバックする水処理システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は、被処理水である下水の一部または全てを活性汚泥により処理する反応槽と、前記反応槽からの流出水を活性汚泥と処理水とに沈降分離する最終沈殿池とを備えた水処理装置を制御する水処理制御装置であって、撮像装置を用いて前記最終沈殿池の上層部に浮遊する汚泥フロックの画像を取得することで画像解析により浮遊汚泥濃度を推定する浮遊汚泥濃度推定部と、前記最終沈殿池から流出する処理水の汚泥濃度を推定する処理水汚泥濃度推定部と、前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記水処理装置の操作量を算出する操作量算出部と、過去の所定期間に前記浮遊汚泥濃度推定部で算出された推定値と、過去の所定期間に前記処理水汚泥濃度推定部で算出された推定値とに基づき、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度の推定値の異常の有無を判定する異常判定部とを備え、前記異常判定部は、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度と前記処理水の汚泥濃度との相関式を過去の所定期間のデータから一定周期で更新し、直近の前記相関式と過去の前記相関式に対し、前記最終沈殿池の浮遊汚泥濃度を入力した際の前記処理水の汚泥濃度の算出値を比較し、一定以上乖離した場合に異常と判定することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、汚泥流出抑制と生物処理量増大を安定的に両立する水処理システムを提供することが可能となる。

【0011】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１に係る水処理装置Ｓの構成を示す構成図である。

【図2】実施例１に係る好気槽流入水量の制御フローである。

【図3】実施例１の変形例に係る水処理装置Ｓの構成を示す構成図である。

【図4】実施例１の変形例に係る操作量表示部の画面概念図である。

【図5】実施例２に係る水処理装置Ｓの構成を示す構成図である。

【図6】実施例２に係る最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度上限値の設定方法の概念図である。

【図7】実施例２に係る好気槽２への曝気風量の制御フローである。

【図8】実施例３に係る水処理装置Ｓの構成を示す構成図である。

【図9】実施例３に係る浮遊汚泥濃度の推定値異常の判定方法の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施例について説明する。尚、下記はあくまでも実施の例に過ぎず、下記具体的内容に発明自体が限定されることを意図するものではない。

【実施例1】

【0014】

本発明の実施例１について、図１乃至図４を用いて説明する。

【0015】

図１は、実施例１に係る水処理システムＳ１の構成を示す構成図である。この水処理システムＳ１は水処理装置Ｓ２と水処理制御装置Ｓ３を備え、標準活性汚泥法において、活性汚泥を利用して有機物等を除去する。

【0016】

（水処理装置の構成）
図１に示すように、水処理装置Ｓ２は、下水１００の流入側より順に最初沈殿池１、反応槽の一形態である好気槽２、最終沈殿池３を備える。

【0017】

（最初沈殿池）
最初沈殿池１は、例えば沈砂池（図示せず）より流入配管を介して被処理水である下水１００が流入すると、下水１００の固形分を沈降分離する。分離した上澄み水の全て、もしくは一部は好気槽流入水１０１として、好気槽２に流入する。一部の上澄み水は、簡易処理水１０３として、消毒等のプロセスを経て放流される場合がある。

【0018】

（好気槽）
好気槽２は、好気槽流入水１０１と、返送汚泥１０２とが流入し、活性汚泥中の好気性従属栄養細菌による有機物酸化等が行われる。また、好気槽２には散気部４が設置されている。散気部４には、ブロワ５が接続され、空気が供給される。

【0019】

（最終沈殿池）
最終沈殿池３は、上澄み液と活性汚泥とを沈降分離する施設である。沈降分離後の上澄み水は、処理水１０４として消毒後に系外に放流される。また、沈降分離した活性汚泥の一部は返送汚泥１０２として、返送ポンプ６により好気槽２へと返送され、再度一連の生物処理に利用される。

【0020】

（センサおよび制御部）
次に、実施例１に係るセンサおよび制御部の構成について説明する。

【0021】

第１流量計７は、最初沈殿池１の上流側に設置され、下水１００の流量を計測する。

【0022】

第２流量計８は、最初沈殿池１から好気槽２への流路にが設置され、好気槽流入水１０１の流量を計測する。

【0023】

浮遊汚泥濃度推定部９は、最終沈殿池３に設置される。浮遊汚泥濃度推定部９は、カメラなどの撮像装置を有し、最終沈殿池３の上層部に浮遊する汚泥フロックの画像を取得して、画像解析により汚泥フロックの面積比率を算出する。そして、予め設定した推定式に基づき、汚泥フロックの面積比率から汚泥濃度を推定する。

【0024】

処理水汚泥濃度推定部であるＳＳ濃度計１０は、最終沈殿池３の下流に設置され、処理水１０４の汚泥濃度を計測する。

【0025】

水処理制御装置Ｓ３は、操作量算出部１１、第１上限設定部１２、第２上限設定部１３、運転制御部１５を備える。

【0026】

操作量算出部１１は、第１流量計７と、浮遊汚泥濃度推定部９と、ＳＳ濃度計１０とに接続している。また、操作量算出部１１は、最終沈殿池３の上層部の濃度である浮遊汚泥濃度の上限値を設定する第１上限設定部１２と、処理水１０４の汚泥濃度の上限値を設定する第２上限設定部１３とに接続している。操作量算出部１１では、浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値と、第１上限設定部１２と第２上限設定部１３とによりそれぞれ設定された上限値とに基づき、好気槽流入水１０１の流量を設定する。

【0027】

可動堰１４は、最初沈殿池１から流出する簡易処理水１０３の流路に設置されており、好気槽流入水１０１および簡易処理水１０３の流量を調整する。

【0028】

運転制御部１５は、第２流量計８と、可動堰１４とに接続している。運転制御部１５は、流量計８で計測される好気槽流入水１０１の流量計測値が操作量算出部１１で算出される設定値となるように、可動堰１４の堰高を制御する。

【0029】

図２に実施例１に係る好気槽流入水１０１の制御フローの概略を示す。

【0030】

まず、Ｓ１０１では、第１上限設定部１２において最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度上限値（SS_{up_1}）を設定し、第２上限設定部１３において処理水１０４の汚泥濃度上限値（SS_{up_2}）を設定する。処理水１０４の汚泥濃度上限値（SS_{up_2}）は、放流水質基準に基づいて設定する。最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度の上限値（SS_{up_1}）は、浮遊汚泥濃度推定部９の設置位置から最終沈殿池３の流出部までに浮遊汚泥濃度がどの程度減少するかを事前調査などから把握した結果を利用して、処理水１０４の汚泥濃度上限値（SS_{up_2}）を満足できるような値を設定する。

【0031】

Ｓ１０２では、第１流量計７で計測された下水１００の流量計測値（Q(t)）を取得する。

【0032】

Ｓ１０３では、浮遊汚泥濃度推定部９で算出された最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度推定値（SS₁(t)）、ＳＳ濃度計１０で計測された処理水１０４の汚泥濃度計測値（SS₂(t)）を取得する。

【0033】

Ｓ１０４からＳ１０８は操作量算出部１１にて実施するフローである。まず、Ｓ１０４において、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度と処理水１０４の汚泥濃度について、Ｓ１０１において設定した上限値と、Ｓ１０３において取得した推定値または計測値とを比較し、それぞれの偏差に基づきフィードバック制御（ＰＩＤ制御）の考え方を用いて流量上限値を算出する（Q_{in_up_1}(t+Δt)、Q_{in_up_2}(t+Δt)）。そして、Ｓ１０５において、それらを加重平均して好気槽流入水１０１の流量上限値（Q_{in_up}(t+Δt)）を算出する（式（１）参照）。次に、Ｓ１０６において、算出した好気槽流入水１０１の流量上限値（Q_{in_up}(t+Δt)）が、Ｓ１０２において取得した下水１００の流量（Q(t)）と比較し、流量上限値（Q_{in_up}(t+Δt)）が小さければ、時刻t＋Δtにおける好気槽流入水１０１の流量設定値をQ_{in_up}(t+Δt)とする（Ｓ１０７）。一方、流量上限値（Q_{in_up}(t+Δt)）が大きければ、時刻t＋Δtにおける好気槽流入水１０１の流量設定値をQ(t)とする（Ｓ１０８）。

【0034】

【数1】

【0035】

本実施例では、従来の処理水ＳＳ濃度に加え、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度を用いることで、より上流側の最終沈殿池での汚泥沈降状況も把握し、より早期に汚泥の沈降・流出状況を運転制御へフィードバックすることができる。これにより、雨天時等の下水処理において課題となる汚泥流出抑制と生物処理量最大化をより安定的に実現できる。また、浮遊汚泥濃度推定部９として、従来のＳＳ濃度計など浸漬型の計測器ではなく、カメラなどの撮像装置を用いて測定対象試料と非接触で汚泥濃度を推定することで、浸漬型の計測器と比べて計測器の汚れの付着を抑制でき、洗浄などのメンテナンス業務を軽減できる。

【0036】

なお、本実施例では、標準活性汚泥法を導入している水処理装置Ｓ２を想定して説明したが、例えば嫌気好気活性汚泥法や循環式硝化脱窒法など、反応槽および最終沈殿池を有する処理方式であれば、適用可能である。

【0037】

なお、本実施例では、第１流量計７を最初沈殿池１の上流側に設置したが、最初沈殿池１から簡易処理水１０３の流路分岐点までの間に設置し、最初沈殿池流出水の流量を計測しても良い。

【0038】

なお、本実施例では、浮遊汚泥濃度推定部９の設置台数を１台としたが、最終沈殿池３の複数地点に設置しても良い。また、スイング機構や移動機構を備えた撮像装置として、最終沈殿池３の複数地点の浮遊汚泥濃度を推定しても良い。これらの場合、各地点において浮遊汚泥濃度の上限値を設定し、それに基づく流量上限を算出する。そして、それらを加重平均することで、好気槽流入水１０１の流量上限値を設定する。

【0039】

なお、本実施例では、処理水汚泥濃度計としてＳＳ濃度計１０を用いたが、活性汚泥の流出状況を判断できるものであれば良い。例えば、濁度等の他の項目を計測するセンサや手分析値、浮遊汚泥濃度推定部９と同様に撮像装置を含む機構でもよい。

【0040】

なお、本実施例では、Ｓ１０４において、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度と処理水１０４の汚泥濃度について、Ｓ１０１において設定した上限値と、Ｓ１０３において取得した推定値または計測値とを比較し、それぞれの偏差に基づきフィードバック制御（ＰＩＤ制御）の考え方を用いて流量上限値を算出したが、必ずしも流量上限値の算出方法はこれに限定されるわけではない。例えば、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度と処理水１０４の汚泥濃度に対する流量上限値を設定した対応表をそれぞれ準備し、浮遊汚泥濃度推定部９による推定値とＳＳ濃度計１０による計測値に応じて流量上限値を設定しても良い。

【0041】

なお、本実施例では、Ｓ１０５において、Ｓ１０４にて算出した流量上限値を加重平均して、好気槽流入水１０１の流量上限値を算出したが、加重平均の比率は必ずしも一定である必要はない。例えば、処理水１０４のＳＳ濃度が高くなるにつれ、式(1)における係数αの値を小さくし、処理水１０４のＳＳ濃度に基づく流量上限値の寄与が大きくなるようにしても良い。

【0042】

なお、本実施例では、操作量算出部１１において好気槽流入水量を算出したが、最終沈殿池３からの引抜汚泥量、ブロワ５からの曝気風量、凝集剤注入量を算出しても良い。操作量算出部１１では、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度や処理水１０４の汚泥濃度が高くなるにつれ、流入流量、曝気風量については低減するように算出し、引抜汚泥量、凝集剤注入量については増加するように算出する。また、これらの算出値に基づく制御は単一のものに限らず、複数組み合わせても良い。

【0043】

＜実施例１の変形例＞
実施例１では、操作量算出部１１により算出した好気槽流入水１０１の流量設定値に基づき、運転制御部１５により可動堰１４の堰高を制御した。しかし、下水処理場の設備仕様によっては、好気槽流入水１０１の流量などを必ずしも自動で制御できない可能性があり、その場合、管理者が手動にて操作する必要がある。そこで、実施例１の変形例では、水処理プロセスの操作量を監視制御画面上に表示する。以下、実施例１と異なる点について説明する。

【0044】

実施例１の変形例に係る水処理装置Ｓ２の構成を図３に示す。

【0045】

操作量表示部１６は、第２流量計８と、浮遊汚泥濃度推定部９と、ＳＳ濃度計１０と、操作量算出部１１と、可動堰１４とに接続している。

【0046】

操作量表示部１６における画面表示の例を図４に示す。操作量表示部１６では、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度に関して浮遊汚泥濃度推定部９による推定値および第１上限設定部による上限値と、処理水１０４の汚泥濃度に関してＳＳ濃度計１０による計測値および第２上限設定部による上限値と、好気槽流入水１０１の流量に関して第２流量計８による計測値および操作量算出部１１により算出した上限値と、それに対応する可動堰１４の堰高設定値及び現在の値を表示する。

【0047】

実施例１の変形例では、水処理プロセスの操作量を自動で制御できない場合においても、操作量表示部１６において操作量を表示することで、管理者が適切に水処理プロセスの制御を実施可能となる。

【実施例2】

【0048】

実施例１では、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度上限値（SS_{up_1}）を固定値とし、浮遊汚泥濃度推定部９による推定値との偏差に基づき、流量上限を算出した。一方、上限値設定時と比べて汚泥沈降特性が変化した場合、浮遊汚泥濃度上限値（SS_{up_1}）の設定値が過大、もしくは過小となる可能性がある。そこで、実施例２では、浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値との実績値に基づき、その相関関係を抽出し、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度上限値（SS_{up_1}）を修正する。

【0049】

実施例２について、図５および図６を用いて説明する。以下、実施例１と異なる点について説明し、実施例１と共通する説明は省略する。

【0050】

実施例２に係る水処理装置Ｓ２の構成図を図５に示す。実施例１では好気槽流入水１０１の流量を制御していたが、実施例２では好気槽２、中でも末端の区画への曝気風量を制御することを特徴とする。

【0051】

風量弁１７は、ブロワ５と好気槽２の末端区画とを接続する配管に設置され、操作量算出部１１と接続している。

【0052】

操作量算出部１１は、浮遊汚泥濃度推定部９と、ＳＳ濃度計１０と、第１上限設定部１２と、第２上限設定部１２と、運転制御部１５とに接続している。操作量算出部１１では、浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値と、第１上限設定部１２と第２上限設定部１３とによりそれぞれ設定された上限値とに基づき、風量弁１７の開度を設定し、運転制御部１５により風量弁１７の開度を制御する。

【0053】

最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度上限値の設定方法の概念図を図６に示す。第１上限設定部１２は、浮遊汚泥濃度推定部９と、ＳＳ濃度計１０とに接続している。第１上限設定部１２では、過去の所定期間における浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値との相関式を構築し、処理水１０４の汚泥濃度上限値に対応する最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度の上限値を設定する。浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値との相関式は、所定期間ごとに更新する。

【0054】

図７に実施例２に係る好気槽２への曝気風量の制御フローの概略を示す。

【0055】

Ｓ２０１では、第１上限設定部１２において最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度上限値（SS_{up_1}）を設定し、第２上限設定部１３において処理水１０４の汚泥濃度上限値（SS_{up_2}）を設定する。また、風量弁１７の開度の最小値（V_min）を設定する。

【0056】

Ｓ２０２では、浮遊汚泥濃度推定部９による最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度推定値（SS₁(t)）、ＳＳ濃度計１０による処理水１０４の汚泥濃度計測値（SS₂(t)）を取得する。

【0057】

Ｓ２０３では、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度と処理水１０４の汚泥濃度について、Ｓ２０１において設定した上限値と、Ｓ２０２において取得した推定値または計測値とを比較する。どちらか一方でも上限値を超過していれば時刻t+Δtにおける風量弁１７の開度をVminとし、好気槽２の末端区画への曝気風量を低減する（Ｓ２０４）。これにより好気槽２内においても活性汚泥は沈降し、最初沈殿池３への汚泥流入量を一時的に減少できる。一方、上限値を超過していなければ、従来方法に従い、風量弁１７の開度を設定する（Ｓ２０５）。

【0058】

本実施例では、過去所定期間の浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値との関係から最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度の上限値を設定することで、直近の汚泥沈降特性を設定値に反映できる。また、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度もしくは処理水１０４の汚泥濃度が上限値を超過する場合は、好気槽２の末端区画への曝気風量を低減し、汚泥沈降時間を確保することができる。

【0059】

なお、本実施例では、第１上限設定部１２において、過去の所定期間における浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値との関係として、図６に示すように線形関数で表されるものとしたが、これに限定されるものではない。また、好気槽流入水量や返送汚泥量などに基づく滞留時間を考慮して相関図を構築しても良い。

【実施例3】

【0060】

実施例１および実施例２では、撮像装置を含む浮遊汚泥濃度推定部９により最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度を推定しているが、実際の汚泥濃度との推定誤差が懸念される。そこで、実施例３では、浮遊汚泥濃度推定部９による推定値と、ＳＳ濃度計１０による計測値との関係について、過去と直近の状況を比較し、早期に浮遊汚泥濃度推定部による推定値の異常の有無を判定し、表示する。

【0061】

実施例３について、図８および図９を用いて説明する。

【0062】

図８に実施例３に係る水処理装置Ｓ２の構成図を示し、浮遊汚泥濃度推定部９の推定値の異常判定方法の概念図を図９に示す。以下、実施例１、実施例２と異なる点について説明し、実施例１、実施例２と共通する説明は省略する。なお、実施例３では、実施例１と同様に、図２のフローに従い、好気槽流入水量を制御することとする。

【0063】

異常判定・表示部１８は、浮遊汚泥濃度推定部９と、ＳＳ濃度計１０とに接続しており、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度推定値と処理水１０４の汚泥濃度計測値とが格納される。異常判定・表示部１７では、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度と処理水１０４の汚泥濃度との相関式を過去の所定期間のデータから一定周期で更新する。そして、直近の相関式と過去の相関式に対し、所定の最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度を入力した際の処理水１０４の汚泥濃度の算出値を比較し、一定以上乖離した場合に異常と判定し、異常の可能性があることを表示する。

【0064】

本実施例では、運転制御において重要な入力情報である最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度の推定精度の低下を早期に検知し、画面上に表示する。これにより、管理者が手分析値との比較や浮遊汚泥濃度の推定式の修正など適切な対応を実施することができ、処理の安定化に寄与する。

【0065】

なお、本実施例では、異常判定・表示部１８において、最終沈殿池３の浮遊汚泥濃度推定値と、処理水１０４の汚泥濃度計測値との相関式について、直近の式が過去の式から大きく乖離した場合に異常と判定したが、必ずしもこれに限定される必要はない。例えば、好気槽流入水１０１の流量や好気槽２内の活性汚泥濃度などほかの項目と組み合わせた統計解析手法を用いて推定値の異常を判定しても良い。

【符号の説明】

【0066】

Ｓ１ 水処理システム
Ｓ２ 水処理装置
Ｓ３ 水処理制御装置
１００ 下水
１０１ 最初沈殿池流出水
１０２ 返送汚泥
１０３ 処理水
１０４ 簡易処理水
１ 最初沈殿池
２ 好気槽
３ 最終沈殿池
４ 散気部
５ ブロワ
６ 返送ポンプ
７ 第１流量計
８ 第２流量計
９ 浮遊汚泥濃度推定部
１０ ＳＳ濃度計
１１ 操作量算出部
１２ 第１上限設定部
１３ 第２上限設定部
１４ 可動堰
１５ 運転制御部
１６ 操作量表示部
１７ 風量弁
１８ 異常判定・表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】