專(zhuān)利名稱(chēng)：污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用具有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置。
背景技術(shù)：
以往的污水處理場(chǎng)中利用被稱(chēng)為活性污泥法的工藝方法主要是除去有機(jī)物。但是近年來(lái)，由于在湖沼、河灣等封閉性水域富營(yíng)養(yǎng)化加劇，因此對(duì)污水深度處理的需求增高，即不僅要除去有機(jī)物，還要除去造成富營(yíng)養(yǎng)化的物質(zhì)氮、磷。
圖9為應(yīng)用本發(fā)明的污水處理場(chǎng)的一個(gè)系列的處理系統(tǒng)圖。在該圖中，由總輸水管送入的污水經(jīng)流入泵1被壓送至一個(gè)系列。系列內(nèi)的污水流入最初沉淀處2，其流出側(cè)通過(guò)輸水管51與厭氧槽10的流入側(cè)相連。在該厭氣槽10依次連接有無(wú)氧槽11和好氧槽12，而且好氧槽12的流出側(cè)通過(guò)輸水管52與最終沉淀池13的流入側(cè)相連，在該最終沉淀處13的流出側(cè)連接有排出處理水的輸水管60。
此外，在好氧槽12的循環(huán)水管出口連接有輸水管53，通過(guò)該輸水管53循環(huán)泵14向無(wú)氧槽11供給循環(huán)水。在最終沉淀處13連接有輸水管54及輸水管55，其中，通過(guò)輸水管54回流泵15將最終沉淀處13中的處理水的一部分返送至厭氧槽10，通過(guò)輸水管55剩余污泥泵排出污泥。在最初沉淀處2還連接有初沉淀抽出泵18，由該初沉淀抽出泵18將沉淀于最初沉淀處2的污泥通過(guò)輸水管58，和來(lái)自剩余污泥泵17的污泥一起排出。在該系列內(nèi)的好氧槽12設(shè)置曝氣裝置9。
圖9所示的污水處理工藝是典型的同時(shí)除去有機(jī)物、氮和磷的工藝，被稱(chēng)為厭氧-無(wú)氧-好氧工藝或A20(Anaerobic Anoxic Oxic)工藝。以下，簡(jiǎn)要說(shuō)明該工藝方法除去氮、磷的機(jī)理。
(a)除氮在好氧槽12，利用由曝氣裝置9供給的氧，硝化菌將氨性氮(NH4-N)氧化成亞硝酸性氮(NO2-N)、硝酸性氮(NO3-N)。在無(wú)氧條件下，利用將流入污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)源的脫氮細(xì)菌的硝酸性呼吸或亞硝酸性呼吸，將由循環(huán)泵14送入無(wú)氧槽11的亞硝酸性氮(NO2-N)、硝酸性氮(NO3-N)還原為氮?dú)?N2)，并將氮?dú)馀懦龅较到y(tǒng)外。
如果用化學(xué)方程式表示除氮反應(yīng)則如下所示，硝化反應(yīng)為…(1)…(2)脫氮反應(yīng)如果以使用甲醇作為有機(jī)物時(shí)的反應(yīng)來(lái)表示則為…(3)(b)除磷在配置于曝氣槽的前段的厭氣槽10內(nèi)，活性污泥中的貯磷菌將醋酸等有機(jī)酸蓄積在體內(nèi)，放出磷酸(PO4)。對(duì)該過(guò)量釋放的磷酸態(tài)的磷在配置于曝氣槽的后段的好氧槽12中，利用貯磷菌的磷過(guò)量攝取作用，使厭氧槽10放出的以上的磷酸態(tài)的磷由活性污泥吸收，從而除去磷。
即，要使該反應(yīng)進(jìn)行，需要有醋酸等有機(jī)酸。在雨水流入時(shí)有機(jī)酸濃度變小，貯磷菌可利用的有機(jī)物減少，因此磷的排出反應(yīng)不能夠充分進(jìn)行，有時(shí)還會(huì)進(jìn)一步使磷的過(guò)量攝取反應(yīng)也不充分，從而造成有時(shí)僅僅通過(guò)生物學(xué)上的除磷不能夠獲得所需水質(zhì)的情況。
因此，為了彌補(bǔ)這一不足，還有以下所述的方法，即配備貯存聚氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵等絮凝劑的絮凝劑貯存槽，通過(guò)注入這些絮凝劑，使磷成分以磷酸鋁或磷酸鐵的形式沉淀，除去磷。該反應(yīng)式如下所示。
…(4)在污水處理場(chǎng)中，工作時(shí)必須通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行各系列的回流泵、循環(huán)泵、剩余污泥抽出泵、曝氣裝置，將回流流量、循環(huán)流量、剩余污泥抽出量、曝氣風(fēng)量控制在合理的數(shù)值，使氮、磷和有機(jī)物不超過(guò)各自的放出水質(zhì)的規(guī)定值。其中，曝氣裝置9是供給微生物除去氮、磷和有機(jī)物時(shí)所需的溶解氧的裝置，占污水處理場(chǎng)的運(yùn)行成本的40～60％。
該曝氣裝置9的溶解氧的供給量如果過(guò)少，則水質(zhì)惡化。而如果溶解氧的供給量過(guò)多則運(yùn)行成本高。即通過(guò)將該曝氣裝置9控制在一個(gè)合理的運(yùn)行狀態(tài)，能夠保持水質(zhì)和削減運(yùn)行成本。
另一方面，在引入了深度處理的污水處理場(chǎng)中，多要求完全硝化，如盡可能使放出水的氨性氮濃度(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)為氨濃度)為零。這是因?yàn)?，要使?1)式～(3)式所示的脫氮反應(yīng)充分進(jìn)行，必須先在好氧槽使氨盡可能地轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛?，以及作為污水處理?chǎng)的規(guī)定值之一BOD(生化需氧量)的要求，如果殘存有氨則BOD增高。
圖10為將這種以往的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置的結(jié)構(gòu)和圖9所示的污水處理系統(tǒng)一并顯示的框線圖。它呈如下的結(jié)構(gòu)，由構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器201的D0調(diào)節(jié)器30控制曝氣裝置9，使設(shè)置于污水處理系列的好氧槽12的溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值達(dá)到由設(shè)定裝置101設(shè)定的溶解氧濃度(以下溶解氧也稱(chēng)為DO)控制目標(biāo)值31(參考日本特開(kāi)平11-244894號(hào)公報(bào))。
圖11為將這種以往的另一種污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置的結(jié)構(gòu)和圖9所示的污水處理系統(tǒng)一并顯示的框線圖。它呈如下的結(jié)構(gòu)，由構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器202的氨調(diào)節(jié)器40控制曝氣裝置9，使設(shè)置于污水處理系列的好氧槽12的氨計(jì)26的測(cè)量值達(dá)到由設(shè)定裝置102設(shè)定的氨控制目標(biāo)值41(參考日本特開(kāi)2003-136086號(hào)公報(bào))。

發(fā)明內(nèi)容
圖10所示的曝氣風(fēng)量控制裝置利用與圖11所示的氨計(jì)26相比更價(jià)廉且更易于保養(yǎng)管理的溶解氧濃度計(jì)25，初期成本低，易保養(yǎng)管理。但同時(shí)也存在如下的問(wèn)題，即由于是根據(jù)溶解氧這一間接的指標(biāo)控制曝氣量，因此要一直保持放出水質(zhì)就必須在較高的溶解氧目標(biāo)值下運(yùn)行，從而使曝氣所需的運(yùn)行成本增大。
而圖11所示的曝氣風(fēng)量控制裝置與圖10所示的溶解氧濃度計(jì)25相比，初期成本高，傳感器的保養(yǎng)管理麻煩。但另一方面，它又具有如下的優(yōu)點(diǎn)，它是通?；谂c有機(jī)物的除去、磷的吸收速度相比，硝化菌的硝化速度慢，如果供給硝化所需的氧，就能夠確保除去有機(jī)物、磷和氮所必需的風(fēng)量的觀點(diǎn)，將氨濃度作為指標(biāo)，進(jìn)行曝氣風(fēng)量控制的裝置，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在保持放出水質(zhì)的基礎(chǔ)上，削減曝氣所需的運(yùn)行成本的運(yùn)行。
但是，例如雨天時(shí)流入水的總氮濃度顯著降低，降低到10mg/L以下時(shí)，硝化所需的曝氣風(fēng)量必然減少，因此圖11所示的裝置中僅以好氧槽12的氨作為指標(biāo)進(jìn)行控制，在好氧槽12的末端部的溶解氧濃度有時(shí)會(huì)降低到1mg/L的程度，其后在流入水質(zhì)的濃度上升時(shí)使處理惡化。
此外，從監(jiān)視水質(zhì)的觀點(diǎn)出發(fā)，圖11所示的裝置中的氨計(jì)26多設(shè)置在好氧槽12的出口附近。在好氧槽12的出口部分，必須使氨的控制目標(biāo)值為接近于零的值，但存在氨計(jì)26的測(cè)定精度在低濃度時(shí)不太好的問(wèn)題，而且還存在如下的問(wèn)題，即氨濃度和曝氣風(fēng)量的關(guān)系呈非線性關(guān)系，濃度越低，要除去每單位量氨所需的風(fēng)量就越多，因此曝氣風(fēng)量對(duì)傳感器誤差的靈敏度大，變得難以控制。
實(shí)際上，好氧槽12內(nèi)的氨越是進(jìn)入到后段，處理就越深入，因此從入口到出口具有濃度分布。本來(lái)在靠近放出水的好氧槽的出口附近設(shè)置氨計(jì)是較為理想的，但由于受到上述問(wèn)題的影響存在控制性能不佳的問(wèn)題。
本發(fā)明就是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的是提供能夠在一直保持良好的水質(zhì)的同時(shí)，削減曝氣風(fēng)量的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置。
本申請(qǐng)的第1項(xiàng)發(fā)明的特征是在具備在利用具有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值向好氧槽供給空氣的曝氣裝置的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置中，具有測(cè)量好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)；設(shè)定好氧槽內(nèi)的放出水的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段；為使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的氨調(diào)節(jié)器；將氨計(jì)設(shè)置在相對(duì)好氧槽的總長(zhǎng)度，從出口部分向上游方向回溯約20～40％的位置，并且將氨性氮濃度的控制目標(biāo)值設(shè)定為約1mg/L～3mg/L。
本申請(qǐng)的第2項(xiàng)發(fā)明的特征是在具備在利用具有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值向前述好氧槽供給空氣的曝氣裝置的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置中，具有測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)；測(cè)定前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的溶解氧濃度計(jì)；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的下限值的溶解氧濃度下限設(shè)定手段；以及曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器，該曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器含有為使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值而進(jìn)行曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的運(yùn)算的氨調(diào)節(jié)器，以及在測(cè)得的溶解氧濃度在設(shè)定好的溶解氧濃度的下限值以下時(shí)，修正前述曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的溶解氧下限調(diào)節(jié)器。
本發(fā)明的第3項(xiàng)發(fā)明特征是在具備在利用具有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值向前述好氧槽供給空氣的曝氣裝置的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置中，具有測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)；測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的溶解氧濃度計(jì)；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的下限值的溶解氧濃度下限設(shè)定手段；以及曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器，該曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器含有為使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值而進(jìn)行曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的運(yùn)算的氨調(diào)節(jié)器，以及為使測(cè)得的溶解氧濃度接近運(yùn)算所得的溶解氧濃度目標(biāo)值，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值，并且在由氨調(diào)節(jié)器運(yùn)算出的溶解氧濃度目標(biāo)值在設(shè)定好的溶解氧濃度下限值以下時(shí)，以溶解氧濃度的下限值作為溶解氧濃度目標(biāo)值，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的溶解氧調(diào)節(jié)器的曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器。
本發(fā)明通過(guò)采用如上所述的構(gòu)成，能提供能夠在一直保持良好的水質(zhì)的同時(shí)，削減曝氣風(fēng)量的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置。


圖1是將本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖。
圖2是為說(shuō)明實(shí)施例1的動(dòng)作而顯示設(shè)置在好氧槽的氨計(jì)的流水方向的設(shè)置位置和氨濃度及平均曝氣風(fēng)量的關(guān)系的線形圖。
圖3為將本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖。
圖4為將本發(fā)明的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖。
圖5是為說(shuō)明實(shí)施例3的動(dòng)作而顯示控制氨濃度和溶解氧濃度中某一個(gè)濃度的控制量的分界的模式轉(zhuǎn)換圖。
圖6為將本發(fā)明的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖。
圖7為將本發(fā)明的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖。
圖8為將本發(fā)明的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖。
圖9為應(yīng)用本發(fā)明的污水處理場(chǎng)的一個(gè)系列的處理系統(tǒng)圖。
圖10為將圖9所示的污水處理場(chǎng)的以往的曝氣風(fēng)量控制裝置的結(jié)構(gòu)和污水處理系統(tǒng)一并顯示的框線圖。
圖11為將圖9所示的污水處理場(chǎng)的以往的另一種曝氣風(fēng)量控制裝置的結(jié)構(gòu)和污水處理系統(tǒng)一并顯示的框線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖所示的較佳實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1為將本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖，在圖中標(biāo)記和表示以往裝置的圖11相同符號(hào)的部分分別表示相同的構(gòu)成部件。這里所示的污水處理工藝為含有前述厭氧槽10、無(wú)氧槽11和好氧槽12的A20(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工藝。為了控制好氧槽12的曝氣裝置9，在好氧槽12設(shè)置了氨計(jì)26。由設(shè)置在未圖示的監(jiān)視裝置上的設(shè)定手段102設(shè)定氨控制目標(biāo)值41A，曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器202具有氨調(diào)節(jié)器40，氨計(jì)26的測(cè)量值和設(shè)定手段102的氨控制目標(biāo)值41A分別通過(guò)信號(hào)線輸入。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器202的輸出通過(guò)信號(hào)線輸入至曝氣裝置9。特別是，在本實(shí)施例中，將氨計(jì)26設(shè)置在如下位置，即相對(duì)從好氧槽12的入口部分至出口部分的距離，以入口部分為起點(diǎn)的70％的位置，也就是以出口部分為起點(diǎn)的30％的位置，并且通過(guò)設(shè)定手段102將氨控制目標(biāo)值定為2mg/L。此外，曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器202內(nèi)裝微型處理器等信號(hào)處理裝置，能夠通過(guò)程序軟件實(shí)現(xiàn)氨調(diào)節(jié)器40的功能。
以下，就如上所述構(gòu)成的實(shí)施例1的動(dòng)作，特別是以和以往裝置結(jié)構(gòu)不同之處為重點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。流入污水處理場(chǎng)的污水由流入泵1供給含有厭氣槽10、無(wú)氧槽11和最終沉淀池13的生物反應(yīng)槽。設(shè)置在好氧槽12的氨計(jì)26的測(cè)量值被輸入到曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器202中。為了跟蹤監(jiān)視裝置上的設(shè)定手段102的氨控制目標(biāo)值41A，位于曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器202內(nèi)部的氨調(diào)節(jié)器40例如通過(guò)PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算曝氣裝置9的風(fēng)量目標(biāo)值。本實(shí)施例的曝氣風(fēng)量運(yùn)算式的一例如(5)、(6)式所示。
Qair(t)=Qair0+KpNH4{e(t)+1TINH4∫0te(t)dt}···(5)]]>eNH4(t)＝PVNH4(t)-SVNH4(t) …(6)其中Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qair0曝氣風(fēng)量初始值(m3/min)KpNH4比例增益(m6/g·min)TINH4積分常數(shù)(min)eNH4(t)偏差(mg/L)SVNH4(t)氨控制目標(biāo)值(mg/L)PVNH4(t)氨計(jì)測(cè)量值(mg/L)為了使曝氣裝置9滿(mǎn)足按照(5)、(6)式運(yùn)算所得的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值，通過(guò)調(diào)整曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，和利用反用換流器對(duì)曝氣裝置(鼓風(fēng)機(jī))進(jìn)行速度控制來(lái)調(diào)節(jié)曝氣風(fēng)量。
圖2是將某個(gè)處理廠的實(shí)際的流入水質(zhì)數(shù)據(jù)和流入流量數(shù)據(jù)作為輸入值，利用活性污泥模型，進(jìn)行氨調(diào)節(jié)器的控制模擬的結(jié)果。模擬是通過(guò)改變氨計(jì)26的設(shè)置位置進(jìn)行的。圖2中，將在各位置上的氨濃度控制在2mg/L時(shí)的放出水最大氨濃度和平均曝氣風(fēng)量作成了曲線。圖中的曲線P表明，越是將氨計(jì)26往后段部設(shè)置(圖中的左側(cè))，平均曝氣風(fēng)量越小，但同時(shí)如曲線Q所示，放出水的氨濃度惡化。平均曝氣風(fēng)量的減小會(huì)帶來(lái)成本的降低。處理水的氨濃度接近于零雖然較為理想，但同時(shí)曝氣風(fēng)量增大。
因此從圖2可以斷定，與好氧槽12的出口部分相比，將最大氨濃度設(shè)定在0.5mg/L時(shí)的最佳設(shè)置位置是向上游方向回溯30％的位置，這樣就確定了該設(shè)置位置。
采用本發(fā)明的實(shí)施例1，通過(guò)將氨計(jì)26的設(shè)置位置設(shè)定在從好氧槽出口回溯30％處，能夠在氨計(jì)的測(cè)定精度高的濃度2mg/L下進(jìn)行控制，并且在流入流量、流入水質(zhì)有變動(dòng)的情況下也能夠?qū)⒎懦鏊陌睗舛葞缀蹩刂圃诹?最大0.5mg/L以下)。這樣，與圖11所示的以往的曝氣風(fēng)量控制裝置相比，由于能夠在測(cè)定精度高的濃度下進(jìn)行控制，因此可更有效地控制曝氣風(fēng)量，能夠獲得曝氣風(fēng)量減少所帶來(lái)的成本降低的效果。
此外，氨濃度的控制目標(biāo)值并不限于2mg/L，只要是測(cè)定精度高、控制性?xún)?yōu)良的1mg/L～3mg/L的范圍即可，只要這時(shí)的氨計(jì)設(shè)置位置為從出口部分向上游方向回溯約好氧槽的總長(zhǎng)度的25％～35％的位置，就能夠獲得和上述實(shí)施例基本相同的效果。
實(shí)施例2圖3為將本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖，圖中對(duì)和表示實(shí)施例1的圖1相同的構(gòu)成部件標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。本實(shí)施例中，在好氧槽12設(shè)置溶解氧濃度計(jì)25和氨計(jì)26，在監(jiān)視裝置301上配備氨控制目標(biāo)設(shè)定器41和DO下限設(shè)定器131，曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203具備氨調(diào)節(jié)器40和DO下限調(diào)節(jié)器130。這里，溶解氧濃度計(jì)25和氨計(jì)26通過(guò)信號(hào)線與曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203的輸入端相連，DO下限設(shè)定器131和氨控制目標(biāo)設(shè)定器41也通過(guò)信號(hào)線與曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203的輸入端相連。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203的輸出端通過(guò)信號(hào)線與曝氣裝置9相連。除此以外，具有和圖1所示的實(shí)施例1同樣構(gòu)成。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203內(nèi)裝微型處理器等信號(hào)處理裝置，能夠通過(guò)程序軟件實(shí)現(xiàn)氨調(diào)節(jié)器40和DO下限調(diào)節(jié)器130的功能。
以下，就如上所述構(gòu)成的本實(shí)施例的動(dòng)作，特別是以和圖1所示的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)不同的部分為重點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。流入污水處理場(chǎng)的污水由流入泵1供給生物反應(yīng)槽。設(shè)置在好氧槽12的氨計(jì)26的測(cè)量值被輸入到曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器中。為了跟蹤由監(jiān)視裝置301上的氨控制目標(biāo)設(shè)定器41設(shè)定的氨控制目標(biāo)值，構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203的氨調(diào)節(jié)器40例如采用PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算曝氣裝置9的風(fēng)量目標(biāo)值。另一方面，如果溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值被輸入到曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器203中，則在DO下限值調(diào)節(jié)器130中進(jìn)行曝氣風(fēng)量的修正，使溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值盡可能不低于由監(jiān)視裝置的DO下限設(shè)定器131設(shè)定的DO下限設(shè)定值。本發(fā)明的曝氣風(fēng)量運(yùn)算式的一個(gè)示例如(7)、(8)式所示。
Qair(t)=Qair0+KpNH4{eNH4(t)+1TINH4∫0teNH4(t)dt}+ΔRDO(t)···(7)]]>eNH4(t)＝PVNH4(t)-SVNH4(t)…(8)其中Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qair0曝氣風(fēng)量初始值(m3/min)KpNH4比例增益(m6/g·min)TINH4積分常數(shù)(min)eNH4(t)偏差(mg/L)SVNH4(t)氨控制目標(biāo)值(mg/L)PVNH4(t)氨計(jì)測(cè)量值(mg/L)ΔRDO(t)曝氣風(fēng)量修正值這里，(7)式中的曝氣風(fēng)量修正值(ΔRDO(t))的一個(gè)示例如(9)、(10)式所示PVDO(t)≥MINDO(t)時(shí)，ΔRDO(t)＝0 …(9)PVDO(t)＜MINDO(t)時(shí)，ΔRDO(t)＝KDO{MINDO(t)-PVDO(t)} …(10)
其中MINDO(t)DO下限設(shè)定值(mg/L)PVDO(t)溶解氧濃度(DO)計(jì)測(cè)量值(mg/L)KDO比例增益(m6/g·min)為了使曝氣裝置9滿(mǎn)足(7)、(8)式，(9)、(10)式運(yùn)算所得的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值，通過(guò)調(diào)整曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，和利用反用換流器對(duì)曝氣裝置(鼓風(fēng)機(jī))進(jìn)行速度控制來(lái)調(diào)節(jié)曝氣風(fēng)量。
采用實(shí)施例2，由于利用氨計(jì)26的測(cè)量值控制曝氣裝置9，因此與圖10所示的以往的裝置相比，能夠減少曝氣風(fēng)量，并且與圖11所示的以往的裝置相比，由于將溶解氧濃度控制在下限值以上，因此在流入水質(zhì)突然劇烈變動(dòng)的情況下，也能夠供給穩(wěn)定的處理水。
實(shí)施例3圖4為將本發(fā)明的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖，圖中對(duì)和表示實(shí)施例2的圖3相同的構(gòu)成部件標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。本實(shí)施例中，在好氧槽12設(shè)置溶解氧濃度計(jì)25和氨計(jì)26，在監(jiān)視裝置301上配備氨控制目標(biāo)設(shè)定器41和DO下限設(shè)定器131，曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器204具有氨調(diào)節(jié)器40、DO調(diào)節(jié)器30和切換判斷部50，該切換判斷部50的作用是根據(jù)溶解氧濃度計(jì)25和氨計(jì)26的各測(cè)量值，從DO調(diào)節(jié)器30輸出和氨調(diào)節(jié)器40輸出之中選擇一種進(jìn)行輸出，該切換判斷部50的輸出端通過(guò)信號(hào)線與曝氣裝置9相連。此外溶解氧濃度計(jì)25通過(guò)信號(hào)線與DO調(diào)節(jié)器30和切換判斷部50相連；氨計(jì)26通過(guò)信號(hào)線與氨調(diào)節(jié)器40和切換判斷部50相連。并且，DO下限設(shè)定器131通過(guò)信號(hào)線與DO調(diào)節(jié)器30相連；氨控制目標(biāo)設(shè)定器41通過(guò)信號(hào)線與氨調(diào)節(jié)器40相連。除此以外，具有和圖3所示的實(shí)施例2同樣構(gòu)成。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器204內(nèi)裝微型處理器等信號(hào)處理裝置，能夠通過(guò)程序軟件實(shí)現(xiàn)氨調(diào)節(jié)器40和DO下限調(diào)節(jié)器130和切換判斷部50的各項(xiàng)功能。
以下，就如上所述構(gòu)成的本實(shí)施例的動(dòng)作，特別是以和圖1所示的實(shí)施例1結(jié)構(gòu)不同的部分為重點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。流入污水處理場(chǎng)的污水由流入泵1供給至生物反應(yīng)槽。設(shè)置在好氧槽12的氨計(jì)26的測(cè)量值被輸入到構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器的氨調(diào)節(jié)器40中。為了跟蹤由監(jiān)視裝置上的氨控制目標(biāo)設(shè)定器41設(shè)定的氨控制目標(biāo)值，氨調(diào)節(jié)器40例如采用如(11)、(12)式所示的PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算曝氣裝置9的風(fēng)量目標(biāo)值。另一方面，溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值被輸入到構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器的DO下限調(diào)節(jié)器130。DO下限調(diào)節(jié)器130例如采用如(13)、(14)式所示的PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算曝氣風(fēng)量9的風(fēng)量目標(biāo)值，以使溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值達(dá)到由監(jiān)視裝置的DO下限設(shè)定器131設(shè)定的DO值。
切換判斷部50對(duì)使用氨調(diào)節(jié)器40和DO調(diào)節(jié)器30中的哪一個(gè)的風(fēng)量目標(biāo)值進(jìn)行判斷。以下說(shuō)明該切換邏輯。這時(shí)，為了避免在控制切換時(shí)發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，在增加趨勢(shì)的情況和減少趨勢(shì)的情況下使實(shí)際的切換值具有一定的差值，按照滯后特性進(jìn)行切換。
這里，如果將由氨調(diào)節(jié)器40進(jìn)行的控制定義為氨控制，將由DO調(diào)節(jié)器30進(jìn)行的控制定義為DO控制，則在[氨控制和((PVDO(t)≤DOmin-αDO)和(PVNH4(t)≤SVNH4(t)-αNH4))或(PVDO(t)≤DO最下限值-αDO)}]時(shí)，切換為以DOmin為目標(biāo)值的DO控制(SVDO(t)＝DOmin)。
在[DO控制和{(PVDO(t)≥DOmin+αDO)或((PVDO(t)≥DO最下限值+αDO)和(PVnh4(t)≥SVnh4(t)+αNH4))}]時(shí)，切換為氨控制。
其中PVDO(t)DO計(jì)的測(cè)量值SVDO(t)DO濃度目標(biāo)值αDODO滯后值αNH4氨滯后值DO最下限值DO最下限值*DOminDO下限設(shè)定值PVnh4(t)氨計(jì)的測(cè)量值SVnh4(t)氨濃度目標(biāo)值設(shè)定DO最下限值*是由于在實(shí)施以DO下限值為目標(biāo)的控制時(shí)，每1小時(shí)中可能會(huì)有數(shù)分鐘時(shí)間低于下限值，為了在這種情況下也不會(huì)發(fā)生控制上的問(wèn)題而設(shè)定的，可以預(yù)先使該值存儲(chǔ)在調(diào)節(jié)器內(nèi)部，無(wú)需從監(jiān)視裝置上設(shè)定。
圖5是表示上述選擇關(guān)系的模式轉(zhuǎn)換圖，對(duì)氨設(shè)定一個(gè)閾值NH4ref，對(duì)DO設(shè)定DO下限值DOmin和DO最下限值DO最下限。氨濃度超過(guò)閾值NH4ref，且DO超過(guò)DO最下限值DO最下限時(shí)，選擇氨調(diào)節(jié)器40的輸出，DO低于DO最下限值DO量下限時(shí)，選擇DO調(diào)節(jié)器30的輸出。此外，在氨濃度低于閾值NH4ref時(shí)，如果DO超過(guò)DO下限值DOmin則選擇氨調(diào)節(jié)器40的輸出，如果沒(méi)有超過(guò)DO下限值DOmin則選擇DO調(diào)節(jié)器30的輸出。
氨調(diào)節(jié)器40采用下述(11)、(12)式運(yùn)算曝氣風(fēng)量。在切換調(diào)節(jié)器時(shí)，進(jìn)行跟蹤處理(Qair0使用前一次的風(fēng)量值)，以使切換順利進(jìn)行。
Qair(t)=Qair0+KpNH4{eNH4(t)+1TINH4∫0teNH4(t)dt}···(11)]]>eNH4(t)＝PVNH4(t)-SVNH4(t)…(12)其中Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qair0曝氣風(fēng)量初始值(m3/min)KpNH4比例增益(m6/g·min)TINH4積分常數(shù)(min)eNH4(t)偏差(mg/L)SVNH4(t)氨控制目標(biāo)值(mg/L)PVNH4(t)氨計(jì)的測(cè)量值(mg/L)DO調(diào)節(jié)器30采用下述(13)、(14)式運(yùn)算曝氣風(fēng)量。
Qair(t)=Qair0+KpDO{eDO(t)+1TIDO∫0teDO(t)dt}···(13)]]>eDO(t)＝MINDO(t)-PVDO(t) …(14)其中Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qair0曝氣風(fēng)量初始值(m3/min)KpDO比例增益(m6/g·min)TIDO積分常數(shù)(min)eDO(t)偏差(mg/L)MINDO(t)DO下限值(mg/L)PVNH4(t)DO計(jì)的測(cè)量值(mg/L)為了使曝氣裝置9滿(mǎn)足按照(11)、12)式或(13)、(14)式運(yùn)算所得的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值，通過(guò)調(diào)整曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，和利用反用換流器對(duì)曝氣裝置(鼓風(fēng)機(jī))進(jìn)行速度控制來(lái)調(diào)節(jié)曝氣風(fēng)量。
采用實(shí)施例3，由于利用氨計(jì)的測(cè)量值控制曝氣裝置9，因此與圖10所示的以往的裝置相比，能夠減少曝氣風(fēng)量，并且與圖11所示的以往的裝置相比，由于將溶解氧濃度控制在閾值以上，因此在流入水質(zhì)突然劇烈變動(dòng)的情況下，也能夠供給穩(wěn)定的處理水。
由于能夠分別對(duì)氨調(diào)節(jié)器、DO調(diào)節(jié)器進(jìn)行獨(dú)立地調(diào)整，因此和實(shí)施例2相比，易于確定比例增益及積分常數(shù)的控制參數(shù)。根據(jù)這一特點(diǎn)，還能獲得如下優(yōu)點(diǎn)，即在現(xiàn)有設(shè)備中只引入了DO調(diào)節(jié)器的情況下，易于再引入氨調(diào)節(jié)器。
實(shí)施例4圖6為將本發(fā)明的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖，圖中對(duì)和表示實(shí)施例3的圖4相同的構(gòu)成部件標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。本實(shí)施例中，在好氧槽12設(shè)置溶解氧濃度計(jì)25和氨計(jì)26，在監(jiān)視裝置301上配備氨控制目標(biāo)設(shè)定器41和DO下限設(shè)定器131，曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器205具有氨調(diào)節(jié)器40A和DO調(diào)節(jié)器30。其中，溶解氧濃度計(jì)25通過(guò)信號(hào)線與DO調(diào)節(jié)器30相連接，氨計(jì)26通過(guò)信號(hào)線與氨調(diào)節(jié)器40A相連接。此外，DO下限設(shè)定器131通過(guò)信號(hào)線與DO調(diào)節(jié)器30相連，氨控制目標(biāo)設(shè)定器41通過(guò)信號(hào)線與氨調(diào)節(jié)器40A相連。這時(shí)，氨調(diào)節(jié)器40A的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值被輸入到DO調(diào)節(jié)器30中，該DO調(diào)節(jié)器30的輸出端通過(guò)信號(hào)線與曝氣裝置9相連。除此以外，具有和圖4所示的實(shí)施例3同樣構(gòu)成。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器205內(nèi)裝微型處理器等信號(hào)處理裝置，能夠通過(guò)程序軟件實(shí)現(xiàn)氨調(diào)節(jié)器40A和DO調(diào)節(jié)器30的功能。
以下，就如上所述構(gòu)成的本實(shí)施例的動(dòng)作，特別是以和圖4所示的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)不同的部分為重點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。流入污水處理場(chǎng)的污水由流入泵1供給至生物反應(yīng)槽。設(shè)置在好氧槽12的氨計(jì)26的測(cè)量值被輸入到構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器205的氨調(diào)節(jié)器40A中。為了跟蹤由監(jiān)視裝置301上的氨控制目標(biāo)設(shè)定器41設(shè)定的氨控制目標(biāo)值，氨調(diào)節(jié)器40A例如采用如(15)、(16)式所示的PI調(diào)節(jié)器，運(yùn)算DO的控制目標(biāo)值。另一方面，溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值被輸入到構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器的DO調(diào)節(jié)器30，在DO調(diào)節(jié)器30中，運(yùn)算曝氣裝置9的風(fēng)量目標(biāo)值，以使溶解氧濃度計(jì)25的測(cè)量值達(dá)到由氨調(diào)節(jié)器40A運(yùn)算所得的DO的控制目標(biāo)值。由氨調(diào)節(jié)器40A運(yùn)算所得的DO控制目標(biāo)值低于DO下限值設(shè)定器130的值時(shí)，運(yùn)算曝氣裝置9的風(fēng)量目標(biāo)值，以達(dá)到由DO下限設(shè)定器131設(shè)定的DO。
即，氨調(diào)節(jié)器40A按照下述(15)、(16)式運(yùn)算DO控制目標(biāo)值，其值大于DO下限設(shè)定器131的設(shè)定值時(shí)，DO調(diào)節(jié)器30按照(17)、(18)式運(yùn)算曝氣量目標(biāo)值，由氨調(diào)節(jié)器40A運(yùn)算所得的DO控制目標(biāo)值小于由DO下限設(shè)定器131設(shè)定的DO下限值時(shí)，按照(19)、(20)式運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
當(dāng)SVDO(t)≥MINDO(t)時(shí)，SVDO(t)=DO0+KpNH4DO{eNH4(t)+1TINH4DO∫0teNH4(t)dt}···(15)]]>eNH4(t)＝PVNH4(t)-SVNH4(t) …(16)Qair(t)=Qair0+KpDo{eDO(t)+1TIDO∫0teDO(t)dt}···(17)]]>eDO(t)＝SVDO(t)-PVDO(t)…(18)當(dāng)SVDO(t)＜MINDO(t)時(shí)，Qair(t)=Qair0+KpDO{eDO(t)+1TIDO∫0teDO(t)dt}···(19)]]>eDO(t)＝MINDO(t)-PVDO(t) …(20)其中SVDO(t)DO控制目標(biāo)值(mg/L)DO0DO初始設(shè)定值(mg/L)Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qair0曝氣風(fēng)量初始值(m3/min)KpNH4DO氨調(diào)節(jié)器的比例增益(-)TINH4DO氨調(diào)節(jié)器的積分常數(shù)(min)eNH4(t)氨偏差(mg/L)SVNH4(t)氨控制目標(biāo)值(mg/L)PVNH4(t)氨計(jì)測(cè)量值(mg/L)KpDODO調(diào)節(jié)器的比例增益(m6/g·min)TIDODO調(diào)節(jié)器的積分常數(shù)(min)eDO(t)DO偏差(mg/L)
MINDO(t)DO下限值(mg/L)PVNH4(t)DO計(jì)測(cè)量值(mg/L)。
采用實(shí)施例4，由于利用氨計(jì)的測(cè)量值控制曝氣裝置9，因此與圖10所示的以往的裝置相比，能夠減少曝氣風(fēng)量，并且與圖11所示的以往裝置相比，由于將溶解氧濃度控制在閾值以上，因此在流入水質(zhì)劇烈變動(dòng)的情況下，也能夠供給穩(wěn)定的處理水。
此外，和實(shí)施例3相比，由于沒(méi)有控制模式的切換，因此具有無(wú)需擔(dān)心有波動(dòng)，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的控制的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例5圖7為將本發(fā)明的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖，圖中對(duì)和表示實(shí)施例3的圖4相同的構(gòu)成部件標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。本實(shí)施例中，和圖4在結(jié)構(gòu)上不同之處是，在最初沉淀處2和厭氧槽10之間，設(shè)置流入流量計(jì)3和流入總氮計(jì)4，通過(guò)信號(hào)線將它們與構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器206的氨調(diào)節(jié)器40B相連，使氨調(diào)節(jié)器40B也參考流入流量和流入總氮量運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。除此之外，全部和圖4同樣構(gòu)成。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器206內(nèi)裝微型處理器等信號(hào)處理裝置，能夠通過(guò)程序軟件實(shí)現(xiàn)氨調(diào)節(jié)器40B、DO調(diào)節(jié)器30和切換判斷部50的各項(xiàng)功能。
以下，就如上所述構(gòu)成的實(shí)施例5的動(dòng)作，特別是以和圖4所示的實(shí)施例3結(jié)構(gòu)不同的部分為重點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。氨調(diào)節(jié)器40B接收安裝于最初沉淀處2的出口配管的流入流量計(jì)3和流入總氮計(jì)4的信息，通過(guò)如下述(21)、(22)式的運(yùn)算，算出曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
Qair(t)=Qin(t)×ST-Nin(t)×[c0+KpNH4{eNH4(t)+1TINH4∫0teNH4(t)dt}]···(21)]]>eNH4(t)＝PVNH4(t)-SVNH4(t) …(22)其中Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qin(t)t時(shí)刻的流入流量計(jì)的測(cè)量值(m3/min)ST-Nin(t)流入總氮計(jì)的測(cè)量值(mg/L)C0氮負(fù)荷率初始值(L/mg)
KpNH4比例增益(L2/mg2)TINH4積分常數(shù)(min)eNH4(t)偏差(mg/L)SVNH4(t)氨控制目標(biāo)值(mg/L)PVNH4(t)氨計(jì)的測(cè)量值(mg/L)。
除了氨調(diào)節(jié)器40B不按照上述(10)、(11)式，而按照(21)、(22)式運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值以外，進(jìn)行和實(shí)施例3同樣的動(dòng)作。
采用圖7所示的實(shí)施例5，由于接收流入流量和流入總氮濃度的信息，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值，因此能夠迅速應(yīng)對(duì)流入流量、流入水質(zhì)的負(fù)荷變動(dòng)，提高對(duì)氨控制的目標(biāo)值的隨動(dòng)性，由此能夠穩(wěn)定地保持良好的水質(zhì)。
實(shí)施例6圖8為將本發(fā)明的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)和其應(yīng)用對(duì)象一并顯示的框線圖，圖中對(duì)和表示實(shí)施例5的圖7相同的構(gòu)成部件標(biāo)記相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。本實(shí)施例中，和圖7所示的實(shí)施例5結(jié)構(gòu)不同之處是，設(shè)置總氮計(jì)異常判斷部4j，其作用是根據(jù)流入總氮計(jì)4的輸出信號(hào)，判斷該設(shè)備的異常，或判斷在流入總氮計(jì)4沒(méi)有導(dǎo)入測(cè)定對(duì)象污水，該總氮計(jì)異常判斷部4j輸出異常信號(hào)時(shí)，構(gòu)成曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器206的氨調(diào)節(jié)器40C不使用流入總氮計(jì)4的測(cè)量值，按照和正常時(shí)不同的運(yùn)算式，算出曝氣流量目標(biāo)值。除此以外，具有和實(shí)施例5同樣構(gòu)成。曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器207內(nèi)裝微型處理器等信號(hào)處理裝置，能夠通過(guò)程序軟件實(shí)現(xiàn)氨調(diào)節(jié)器40C、DO調(diào)節(jié)器30的功能。
以下，就如上所述構(gòu)成的實(shí)施例6的動(dòng)作，特別是以和圖7所示的實(shí)施例5結(jié)構(gòu)不同的部分為重點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。氨調(diào)節(jié)器40C接收安裝于最初沉淀處2的出口配管的流入流量計(jì)3和流入總氮計(jì)4的信息，進(jìn)行如前述(21)、(22)式的運(yùn)算，算出曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。與此相對(duì)，當(dāng)總氮計(jì)異常判斷部4j判定流入總氮計(jì)4異常時(shí)，不使用流入總氮計(jì)4的測(cè)量值，進(jìn)行(23)、(24)式所示的運(yùn)算，算出曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
Qair(t)=Qin(t)×[d0+KpNH4{eNH4(t)+1TINH4∫0teNH4(t)dt}]···(23)]]>eNH4(t)＝PVNH4(t)-SVNH4(t) …(24)其中
Qair(t)t時(shí)刻的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值(m3/min)Qin(t)t時(shí)刻的流入流量計(jì)測(cè)量值(m3/min)d0空氣倍率初始值(-)KpNH4比例增益(L/mg)TINH4積分常數(shù)(min)eNH4(t)偏差(mg/L)SVNH4(t)氨控制目標(biāo)值(mg/L)PVNH4(t)氨計(jì)測(cè)量值(mg/L)。
總氮計(jì)異常判斷部4j不僅監(jiān)視流入總氮計(jì)4儀器本身的故障和測(cè)量值的傳輸異常等通常的故障，而且還如下述(25)、(26)式所示，監(jiān)視總氮計(jì)測(cè)量值的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的偏差，如偏差在某個(gè)閾值以上時(shí)就判定為異常。
ST-Nin(t)-ST-Nin(t-Δt)＝ΔST-Nin(t)…(25)ΔST-Nin(t)≥ST-Ninmax時(shí)，異常 …(26)其中ST-Nin(t)t時(shí)刻的流入總氮計(jì)測(cè)量值(mg/L)ST-Nin(t-Δt)t-Δt時(shí)刻的流入總氮計(jì)測(cè)量值ST-Ninmax總氮計(jì)偏差異常判定值。
采用實(shí)施例6，由于在流入總氮計(jì)4異常時(shí)，能自動(dòng)切換到僅使用流入流量信息的(23)、(24)式，因此不會(huì)發(fā)生因傳感器異常造成控制異常的情況，而且與僅使用氨計(jì)26的調(diào)節(jié)器相比，能夠進(jìn)行跟蹤性好的控制。
此外，在由取樣泵將污水導(dǎo)入流入總氮計(jì)4，進(jìn)行測(cè)量的這類(lèi)總氮計(jì)有時(shí)會(huì)因設(shè)置在配管上的過(guò)濾機(jī)堵塞而無(wú)法導(dǎo)入對(duì)象水。在這種情況下，就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量值急速降低的現(xiàn)象，而測(cè)量器自身有時(shí)不能夠判斷出儀器異常。這時(shí)，通過(guò)監(jiān)視測(cè)量值的偏差，就可以解決這一問(wèn)題。
其它的實(shí)施例上述的各實(shí)施例中，對(duì)曝氣流量控制對(duì)象的工藝為A20工藝的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于此應(yīng)用，只要是例如標(biāo)準(zhǔn)活性污泥工藝、循環(huán)式硝化脫氮工藝、AO工藝、載體投入型工藝、分段流入工藝等進(jìn)行曝氣的污水處理工藝，無(wú)論何種工藝都能夠適用。
在圖7所示的實(shí)施例5或圖8所示的實(shí)施例6中，將流入流量計(jì)3和流入總氮計(jì)4設(shè)置在最初沉淀處2的出口配管處，但本發(fā)明并不限于該位置，可以是最初沉淀處2的內(nèi)部，也可以是最初沉淀處2的入口配管，只要是能夠測(cè)量到流入處理系列中的流入流量和總氮濃度，無(wú)論在哪個(gè)位置都可以。
此外，在上述各實(shí)施例中，氨調(diào)節(jié)器以及DO調(diào)節(jié)器采用了由(5)式～(24)式表示的位置型的PI調(diào)節(jié)器，但本發(fā)明并不限于此，可以是速度型的，也可以是PID調(diào)節(jié)器，只要是能發(fā)揮跟蹤控制目標(biāo)值的作用的調(diào)節(jié)器，無(wú)論何種都可以。
還有，通過(guò)將如在實(shí)施例1中所述的技術(shù)，即，將氨計(jì)設(shè)置于以好氧槽12中的水流方向看，從出口部分向上游方向回溯約20～40％處的位置，并且將氨性氮濃度的控制目標(biāo)值設(shè)定在約1mg/L～3mg/L的技術(shù)應(yīng)用于上述實(shí)施例2～6，能夠更加有效地充分地獲得如下效果，即在一直保持良好的水質(zhì)的基礎(chǔ)上，減少曝氣風(fēng)量。
權(quán)利要求
1.污水處理場(chǎng)的曝氣流量控制裝置，其特征在于，在包括了通過(guò)含有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值提供空氣給前述好氧槽的曝氣裝置的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置中，具有測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)；設(shè)定前述好氧槽的放出水的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段；為使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值而進(jìn)行曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的運(yùn)算的氨調(diào)節(jié)器；將前述氨計(jì)設(shè)置在相對(duì)前述好氧槽的總長(zhǎng)度，從出口部分向上游方向回溯約20～40％的位置，并且將氨性氮濃度的控制目標(biāo)值設(shè)定為約1mg/L～3mg/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，具有測(cè)量前述生物反應(yīng)槽的流入水量的流入流量計(jì)、和測(cè)量流入水的總氮濃度的流入總氮計(jì)；前述氨調(diào)節(jié)器也采納分別測(cè)得的流入水量和總氮濃度運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，具有對(duì)前述流入總氮計(jì)的異常作出判斷的異常判斷部；判定為異常時(shí)，前述氨調(diào)節(jié)器只采納前述流入流量計(jì)的測(cè)量值信息，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，除了前述流入總氮計(jì)儀器自身的異常和傳輸異常等硬件故障之外，前述異常判斷部還以測(cè)量值的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的偏差超過(guò)規(guī)定的閾值作為異常判斷基準(zhǔn)。
5.污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，它包括在通過(guò)具有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值向前述好氧槽供給空氣的曝氣裝置，其特征在于，包括測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)；測(cè)定前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的溶解氧濃度計(jì)；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的下限值的溶解氧濃度下限設(shè)定手段；以及曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器，該曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器含有為使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值而進(jìn)行曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的運(yùn)算的氨調(diào)節(jié)器，以及在測(cè)得的溶解氧濃度在設(shè)定好的溶解氧濃度的下限值以下時(shí)，修正前述曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的溶解氧下限調(diào)節(jié)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，前述曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器含有前述氨調(diào)節(jié)器、以及為使測(cè)得的溶解氧濃度接近設(shè)定好的溶解氧濃度下限值而進(jìn)行曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的運(yùn)算的溶解氧調(diào)節(jié)器；根據(jù)測(cè)得的溶解氧濃度、氨性氮濃度的值、設(shè)定好的溶解氧濃度下限值、氨性氮濃度目標(biāo)值，進(jìn)行氨調(diào)節(jié)器和溶解氧濃度調(diào)節(jié)器的切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，將前述氨計(jì)設(shè)置在以前述好氧槽中的水流方向看，從終端向上游回溯約25～35％的位置，并且將氨性氮濃度的控制目標(biāo)值設(shè)定為約1mg/L～3mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，具有測(cè)量前述生物反應(yīng)槽的流入水量的流入流量計(jì)、和測(cè)量流入水的總氮濃度的流入總氮計(jì)；前述氨調(diào)節(jié)器也采納分別測(cè)得的流入水量和總氮濃度運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，具有對(duì)前述流入總氮計(jì)的異常作出判斷的異常判斷部，判定為異常時(shí)，前述氨調(diào)節(jié)器只采納前述流入流量計(jì)的測(cè)量值信息，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，除了前述流入總氮計(jì)儀器自身的異常和傳輸異常等硬件故障之外，前述異常判斷部還以測(cè)量值的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的偏差超過(guò)規(guī)定的閾值作為異常判斷基準(zhǔn)。
11.污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，它包括在通過(guò)具有好氧槽的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值向前述好氧槽供給空氣的曝氣裝置，其特征在于，具有測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)；測(cè)量前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的溶解氧濃度計(jì)；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段；設(shè)定前述好氧槽內(nèi)的溶解氧濃度的下限值的溶解氧濃度下限設(shè)定手段；以及曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器，該曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器含有為使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值而進(jìn)行曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的運(yùn)算的氨調(diào)節(jié)器，以及為使測(cè)得的溶解氧濃度接近運(yùn)算所得的溶解氧濃度目標(biāo)值，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值，并且在由氨調(diào)節(jié)器運(yùn)算出的溶解氧濃度目標(biāo)值在設(shè)定好的溶解氧濃度下限值以下時(shí)，以溶解氧濃度的下限值作為溶解氧濃度目標(biāo)值，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的溶解氧調(diào)節(jié)器的曝氣風(fēng)量調(diào)節(jié)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，將前述氨計(jì)設(shè)置在以前述好氧槽中的水流方向看，從終端向上游回溯約20～40％的位置，并且將氨性氮濃度的控制目標(biāo)值設(shè)定為約1mg/L～3mg/L。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，具有測(cè)量前述生物反應(yīng)槽的流入水量的流入流量計(jì)、和測(cè)量流入水的總氮濃度的流入總氮計(jì)；前述氨調(diào)節(jié)器也采納分別測(cè)得的流入水量和總氮濃度運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，具有對(duì)前述流入總氮計(jì)的異常作出判斷的異常判斷部；判定為異常時(shí)，前述氨調(diào)節(jié)器只采納前述流入流量計(jì)的測(cè)量值信息，運(yùn)算曝氣風(fēng)量目標(biāo)值。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置，其特征在于，除了前述流入總氮計(jì)儀器自身的異常和傳輸異常等硬件故障之外，前述異常判斷部還以測(cè)量值的時(shí)間序列數(shù)據(jù)的偏差超過(guò)規(guī)定的閾值作為異常判斷基準(zhǔn)。
全文摘要
提供能夠一直保持良好水質(zhì)，同時(shí)使曝氣風(fēng)量減少的污水處理場(chǎng)的曝氣風(fēng)量控制裝置。其特征是，在具備利用具有好氧槽12的生物反應(yīng)槽進(jìn)行水處理時(shí)，根據(jù)曝氣風(fēng)量目標(biāo)值向好氧槽供給空氣的曝氣裝置時(shí)，具有測(cè)量好氧槽內(nèi)的氨性氮濃度的氨計(jì)41；設(shè)定好氧槽的放出水的氨性氮濃度目標(biāo)值的氨控制目標(biāo)設(shè)定手段41；運(yùn)算出使測(cè)得的氨性氮濃度接近設(shè)定好的氨性氮濃度目標(biāo)值的曝氣風(fēng)量目標(biāo)值的氨調(diào)節(jié)器40；將氨計(jì)26設(shè)置在以好氧槽中的水流方向看，從出口部分向上游方向回溯約20～40％的位置，并且將氨性氮濃度的控制目標(biāo)值設(shè)定為約1mg/L～3mg/L。
文檔編號(hào)C02F7/00GK1640826SQ20051000417
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月13日
發(fā)明者小原卓巳, 足利伸行, 山中理, 山本勝也, 江幡享 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝