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水処理制御装置及び水処理システム

国内特許コード P200016851
整理番号 6098
掲載日 2020年5月11日
出願番号 特願2018-127464
公開番号 特開2020-006296
出願日 平成30年7月4日(2018.7.4)
公開日 令和2年1月16日(2020.1.16)
発明者
  • 西田 佳記
  • 圓佛 伊智朗
  • 畑山 正美
  • 田中 宏明
  • 山下 尚之
出願人
  • 株式会社日立製作所
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 水処理制御装置及び水処理システム
発明の概要 【課題】 下水(被処理水)の流入流量及び流入水質が変動する場合であっても、汚泥流出を防止できる範囲内で、生物処理量を最大限確保し得る水処理制御装置及び水処理システムを提供する。
【解決手段】 水処理制御装置2は、下水の一部若しくは全てを活性汚泥により処理する反応槽5と、反応槽5より流出する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6と、を有する水処理装置2を制御する水処理制御装置であって、未来の下水の流量及び水質を予測する流入水量・水質予測部21と、反応槽5への流入水量の上限値を算出する処理可能量算出部22と、反応槽5への流入水量を制御する処理量制御部23と、を備える。処理量制御部23は、流入水量・水質予測部21の出力値と、処理可能量算出部22の出力値とに基づき、反応槽5への流入水量を制御する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

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、その上澄み水を放流水と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。

簡易処理では、従来の生物処理がなされず、放流先への環境負荷の低減が課題となっている。そこで、生物処理量を増やし、簡易処理放流量を減少させる方法として、例えば、非特許文献1が提案されており、良好な処理水水質を維持しつつ、放流汚濁負荷を低減できることが確認されている。
また、既存のシステムを利用し、直接放流等してよいか否かを正しく判断でき、且つ直接放流等の操作も自動的に行う下水処理システムを提案するものとして、例えば、特許文献1に記載される技術が提案されている。特許文献1では、ポンプ全揚水量と降雨量を入力し流入量の増加状況を、ファジー推論を実行して流入水の希釈状況演算部に出力する流入量増加状況演算部と、この流入量増加状況演算部の出力と溶存酸素濃度値及び反応槽送風量とを入力して流入水の希釈状況を、ファジー推論を実行する希釈状況演算部と、この推論された希釈状況に応じて、例えば河川放流ポンプの起動/停止等の指令を出力する判定/操作指令部より構成される流入水処理演算部を有するが水処理システムが開示されている。

産業上の利用分野

本発明は、活性汚泥(activated sludge)を用いた水処理装置を制御する水処理制御装置及び水処理システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
少なくとも、被処理水である下水の一部若しくは全てを活性汚泥により処理する反応槽と、前記反応槽より流出する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、を有する水処理装置を制御する水処理制御装置であって、
未来の下水の流量及び水質を予測する流入水量・水質予測部と、
前記反応槽への流入水量の上限値を算出する処理可能量算出部と、
前記反応槽への流入水量を制御する処理量制御部と、を備え、
前記処理量制御部は、前記流入水量・水質予測部の出力値と、前記処理可能量算出部の出力値とに基づき、前記反応槽への流入水量を制御することを特徴とする水処理制御装置。

【請求項2】
請求項1に記載の水処理制御装置において、
処理区域内の降雨量を含む降雨情報を取得する降雨情報取得部を備え、
前記流入水量・水質予測部は、
流量計による前記下水の流量計測値及び前記降雨情報に基づき、前記未来の下水の流量を予測すると共に、水質計による前記下水の水質計測値及び前記流量計測値並びに降雨情報に基づき、前記未来の下水の水質を予測することを特徴とする水処理制御装置。

【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の水処理制御装置において、
前記処理可能量算出部は、
汚泥濃度計により計測される前記反応槽内の活性汚泥濃度の計測値に基づき、前記反応槽への流入水量の上限を求めることを特徴とする水処理制御装置。

【請求項4】
請求項1又は請求項2に記載の水処理制御装置において、
前記処理可能量算出部は、
汚泥濃度計により計測される前記反応槽内の活性汚泥濃度の計測値及び、汚泥界面計により計測される前記最終沈殿池の活性汚泥界面の計測値又は最終沈殿池による処理水のSS濃度若しくは濁度に基づき、前記反応槽への流入水量の上限を求めることを特徴とする水処理制御装置。

【請求項5】
請求項3に記載の水処理制御装置において、
前記処理量制御部は、
前記処理可能量算出部により求められた前記反応槽への流入水量の上限及び前記流入水量・水質予測部の出力値に基づき、前記反応槽への流入水量を算出することを特徴とする水処理制御装置。

【請求項6】
請求項4に記載の水処理制御装置において、
前記処理量制御部は、
前記処理可能量算出部により求められた前記反応槽への流入水量の上限及び前記流入水量・水質予測部の出力値に基づき、前記反応槽への流入水量を算出することを特徴とする水処理制御装置。

【請求項7】
少なくとも、被処理水である下水一部若しくは全てを活性汚泥により処理する反応槽と、前記反応槽より流出する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を有する水処理装置と、
未来の下水の流量及び水質を予測する流入水量・水質予測部と、前記反応槽への流入水量の上限値を算出する処理可能量算出部と、前記反応槽への流入水量を制御する処理量制御部と、を有する水処理制御装置と、を備え、
前記処理量制御部は、前記流入水量・水質予測部の出力値と、前記処理可能量算出部の出力値とに基づき、前記反応槽への流入水量を制御することを特徴とすることを特徴とする水処理システム。

【請求項8】
請求項7に記載の水処理システムにおいて、
前記水処理装置は、前記下水の流量を計測する流量計と、前記下水の水質を計測する水質計を備え、
前記水処理制御装置は、処理区域内の降雨量を含む降雨情報を取得する降雨情報取得部を有し、
前記流入水量・水質予測部は、前記流量計による下水の流量計測値及び前記降雨情報に基づき、前記未来の下水の流量を予測すると共に、前記水質計による下水の水質計測値及び前記流量計測値並びに降雨情報に基づき、前記未来の下水の水質を予測することを特徴とする水処理システム。

【請求項9】
請求項7又は請求項8に記載の水処理システムにおいて、
前記処理可能量算出部は、汚泥濃度計により計測される前記反応槽内の活性汚泥濃度の計測値に基づき、前記反応槽への流入水量の上限を求めることを特徴とする水処理システム。

【請求項10】
請求項7又は請求項8に記載の水処理システムにおいて、
前記処理可能量算出部は、汚泥濃度計により計測される前記反応槽内の活性汚泥濃度の計測値及び、汚泥界面計により計測される前記最終沈殿池の活性汚泥界面の計測値又は最終沈殿池による処理水のSS濃度若しくは濁度に基づき、前記反応槽への流入水量の上限を求めることを特徴とする水処理システム。

【請求項11】
請求項9に記載の水処理システムにおいて、
前記処理量制御部は、前記処理可能量算出部により求められた前記反応槽への流入水量の上限及び前記流入水量・水質予測部の出力値に基づき、前記反応槽への流入水量を算出することを特徴とする水処理システム。

【請求項12】
請求項10に記載の水処理システムにおいて、
前記処理量制御部は、前記処理可能量算出部により求められた前記反応槽への流入水量の上限及び前記流入水量・水質予測部の出力値に基づき、前記反応槽への流入水量を算出することを特徴とする水処理システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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