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汚水処理装置およびその方法

国内特許コード P04A004840
掲載日 2004年11月29日
出願番号 特願2000-180334
公開番号 特開2002-001388
登録番号 特許第3388405号
出願日 平成12年6月15日(2000.6.15)
公開日 平成14年1月8日(2002.1.8)
登録日 平成15年1月17日(2003.1.17)
発明者
  • 端 憲二
  • 本間 新哉
  • 金 ▲ヒュン▼中
出願人
  • 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 汚水処理装置およびその方法
発明の概要 本発明に係る汚水処理装置は、内部に汚水が導入される生物学的反応槽と、この反応槽内に曝気を行う曝気手段と、汚水中の溶存酸素濃度を検出する手段と、検出された溶存酸素濃度の値に基づいてこの溶存酸素濃度のを所定の値に保持すべく曝気量を制御しかつ曝気停止可能な曝気制御手段を備えている。上記汚水処理装置において、所定時間ごとに汚水の硝化状態を物理的性質に基づいて検出する硝化検出手段と、予め導かれた硝化の過程により変化する物理的性質の変化曲線に発現し硝化完了と推定される第1の特性に基づいて、曝気時、上記硝化検出手段により検出されたデータを上記第1の特性と比較判別して硝化の完了を判定し、硝化完了判定時、信号を曝気手段に出力して曝気を停止させる判定手段を設けたものである。
従来技術、競合技術の概要


集落排水および公共下水等の汚水(生活排水)中の窒素を除去する方法のひとつとして、生物学的硝化・脱窒法が知られている。これは、例えば、一次処理によりスクリーン等で塵芥を濾し取った処理水を、二次処理により嫌気性と好気性との両方の環境を作り出す1槽タイプの処理システムで窒素を除去するようにしたものである。この処理システムでは、生物学的反応槽(二次処理槽)で曝気と非曝気とを繰り返すこと(間欠曝気法)により硝化・脱窒を行うようにしている。単一の槽からなる生物学的反応槽は、汚水が流入される流入口と、処理後の処理水を外部に排出する排出口と、曝気装置と、曝気装置を制御する自動制御装置とを備えている。曝気装置は、槽内の底に設けられたエア噴出部と、このエア噴出部に接続されエアをエア噴出部に送り込む曝気ポンプとを備えて構成される。自動制御装置は曝気ポンプの駆動を制御するようになっている。ところで、かかる従来の1槽タイプの間欠曝気法による汚水処理システムでは、処理水における生物学的脱窒の完了時点を検出して曝気を停止させ、曝気に要するエネルギー消費を抑えるようにしている。生物学的脱窒の完了時点を検出するには、酸化還元電位(以下、ORPと称す)の変化を検知し、溶存酸素濃度(以下、DOと称す)=0、かつNO=0に対応するORP変曲点(図2の(A)の屈曲点P2参照)を検出するようにしている。しかしながら、従来の処理システムでは、生物学的脱窒の完了時点を検出できるものの、処理水中の硝化の状態がわからないため、生物学的硝化の完了時点を検出することができない。このため、生物学的硝化完了以降も曝気を行うと、曝気過多に陥りやすい(図6の従来例1参照)。これに対し、図6の従来例2に示すように、曝気時間と非曝気時間とをそれぞれ所定の時間に設定し、反応槽における曝気時間中のDOを一定に保つよう自動制御することで、曝気過多を防ぐようにしたり、図6の従来例3に示すように、反応槽における曝気時間と非曝気時間の合計時間を所定の時間に設定し、非曝気時間から次の曝気時間を推定し、次の曝気時間中のDOを一定に保つよう自動制御することで、曝気過多を防ぐようにしている。

産業上の利用分野


活性汚泥法による汚水処理装置およびその方法

特許請求の範囲 【請求項1】
内部に汚水が導入される生物学的反応槽と、この生物学的反応槽内の汚水に曝気を行う曝気手段と、汚水中の溶存酸素濃度を検出する溶存酸素濃度検出手段と、溶存酸素濃度検出手段により検出された溶存酸素濃度の値に基づいてこの溶存酸素濃度を所定の値に保持すべく曝気量を制御しかつ曝気を停止可能な曝気制御手段とを備えた汚水処理装置において、所定時間ごとに汚水の硝化状態を物理的性質に基づいて検出する硝化検出手段と、予め導かれた硝化の過程により変化する物理的性質の変化曲線に発現し硝化完了と推定される第1の特性に基づいて、曝気時、上記硝化検出手段により検出されたデータを上記第1の特性と比較判別して硝化の完了を判定し、硝化完了判定時、信号を曝気制御手段に出力し曝気を停止させる判定手段とを設けたことを特徴とする汚水処理装置。

【請求項2】
判定手段は、予め導かれた脱窒の過程により変化する物理的性質の変化曲線に発現し脱窒完了と推定される第2の特性に基づいて、非曝気時、硝化検出手段により検出されたデータを、上記第2の特性と比較判別して脱窒の完了を判定し、脱窒完了判定時、信号を曝気制御手段に出力し曝気を開始させることを特徴とする請求項1に記載の汚水処理装置。

【請求項3】
硝化検出手段を酸化還元電位の値を所定時間ごとに検出するように構成し、判定手段を、曝気時、硝化検出手段により検出された所定時間ごとの酸化還元電位の値がピークに達したか否かを判別し、ピークを判別した場合、硝化完了と判定するように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載の汚水処理装置。

【請求項4】
判定手段は、曝気時、硝化検出手段により検出された所定時間ごとの酸化還元電位の値のうち、最新の値と前回の値との差を演算し、演算された差がほぼ0となるか、または、0に近い所定範囲内にある場合、硝化完了と判定するように構成したことを特徴とする請求項3に記載の汚水処理装置。

【請求項5】
判定手段を、曝気時、硝化検出手段により検出された所定時間ごとの酸化還元電位の値がピークに達した後、ピークに近い値を所定回数繰り返したか否かを判別し、繰り返しを判別した場合、硝化完了と判定するように構成したことを特徴とする請求項3に記載の汚水処理装置。

【請求項6】
判定手段は、曝気時、硝化検出手段により検出された所定時間ごとの酸化還元電位の値のうち、最新の値と前回の値との差を演算し、演算された差がほぼ0となるのを所定回数繰り返すか、または、0に近い所定範囲内に所定回数繰り返して含まれる場合、硝化完了と判定するように構成したことを特徴とする請求項5に記載の汚水処理装置。

【請求項7】
生物学的反応槽は、汚水を連続して流入させて汚水を処理する連続流入式の反応槽と、汚水流入後一旦流入を停止し槽内に貯留された汚水を処理する回分式の反応槽とのいずれか一方が用いられることを特徴とする請求項1ないし6のうちいずれか1に記載の汚水処理装置。

【請求項8】
生物学的反応槽の内部に汚水を導入し、この生物学的反応槽内の汚水に曝気を行うとともに、汚水中の溶存酸素濃度を検出し、上記検出された溶存酸素濃度の値に基づいてこの溶存酸素濃度を所定の値に保持すべく曝気量を制御しかつ曝気を停止可能な汚水処理方法において、所定時間ごとに汚水の硝化状態を物理的性質に基づいて検出し、予め導かれた硝化の過程により変化する物理的性質の変化曲線に発現し硝化完了と推定される第1の特性に基づいて、曝気時、検出された硝化状態のデータを上記第1の特性と比較判別して硝化の完了を判定し、硝化完了判定時、曝気を停止させることを特徴とする汚水処理方法。

【請求項9】
予め導かれた脱窒の過程により変化する物理的性質の変化曲線に発現し脱窒完了と推定される第2の特性に基づいて、非曝気時、検出された硝化状態のデータを、上記第2の特性と比較判別して脱窒の完了を判定し、脱窒完了判定時、曝気を開始させることを特徴とする請求項8に記載の汚水処理方法。

【請求項10】
汚水処理時、生物学的反応槽に汚水を連続して流入させて汚水を処理する連続流入式の汚水処理方法または汚水流入後一旦流入を停止し槽内に貯留された汚水を処理する回分式の汚水処理方法のいずれか一方により汚水処理が行われることを特徴とする請求項8または9に記載の汚水処理方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録


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