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TWI292750B - - Google Patents

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TWI292750B
TWI292750B TW093125871A TW93125871A TWI292750B TW I292750 B TWI292750 B TW I292750B TW 093125871 A TW093125871 A TW 093125871A TW 93125871 A TW93125871 A TW 93125871A TW I292750 B TWI292750 B TW I292750B
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TW
Taiwan
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tank
water quality
sewage treatment
quality control
target
Prior art date
Application number
TW093125871A
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English (en)
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TW200514755A (en
Inventor
Takumi Obara
Masahiko Tsutsumi
Osamu Yamanaka
Tadao Motogi
Yukio Hatsushika
Original Assignee
Toshiba Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Kk filed Critical Toshiba Kk
Publication of TW200514755A publication Critical patent/TW200514755A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI292750B publication Critical patent/TWI292750B/zh

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302Nitrification and denitrification treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/006Regulation methods for biological treatment
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
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Description

1292750 (1) 九、發明說明 [發明所屬之技術領域】 本發明是關於用來處理都市污水或產業排水之污水處 理系統。 【先前技術】 經由污水處理系統處理過的水最終放流到河川等,不 過因這些放流的處理水,近年在於湖沼或海灣等的封閉性 水域已逐漸發生所謂『優氧化』的現象而造成問題。優氧 化現象係指含在排水中之氮或磷變成養分而大量發生植物 性浮游物的現象,也就是水質污濁或惡臭,或者對魚貝類 造成不良影響等之環境污染的一種形態。 爲了阻止這種優氧化現象的發生,必須抑制該原因物 質也就是氮或磷從污水處理系統流到封閉性水域的流出量 。此外,過去一般的污水處理系統只是利用被稱爲活性污 泥法的處理過程來除去有機物,但是這種活性污泥法無法 有效除去磷或氮。因而近年來的污水處理系統,如同日本 專利特開平9 一 248 5 96號公報以及特開平1 1 — 244 894號 公報中的記載,大多是採用不僅能除去有機物還能除去氮 或磷之高度處理系統的例子。 第7圖爲採用上述過的高度處理系統之過去的污水處 理系統之結構圖。在這第7圖中,從沉砂池流入的污水通 過流入閥1送到初步沉澱池2,在這裡把沉澱池所無法除 去的小顆粒砂或有機物除去。 1292750 (2) 通過初步沉澱池2的污水接著送到生物反應槽3。這 個生物反應槽3係進行所謂『凝結劑注入A20法』的過 程處理的形式,由厭氧槽4、無氧槽5以及有氧槽6所構 成。在於這個生物反應槽3,除去含在活性污泥中的有氧 微生物所形成的有機物,並且也同時除去氮和磷。 由生物反應槽3處理過的處理水接著送到最終沉澱池 7,在這裡被分離成活性污泥及上澄液,上澄液經過氯混 合池(未圖示)消毒過後放流到河川。 旁路閥8是爲了使存在於厭氧槽4之有屬細菌活性化 而直接供應多數含在流入污水中之有機物的時候才使用* 碳源注入幫浦1 〇是注入存放在碳源存放槽9的甲醇 、乙醇、醋酸、廢醋酸、葡萄糖等的碳源,用來使存在於 厭氧槽4的有磷細菌活性化。 凝結劑注入幫浦1 2是相對於有氧槽6來供應用來使 存放在凝結劑存放槽1 1的聚氯鋁、硫酸鋁、硫酸鐵等的 磷成分沈殿之凝結劑(PAC)。 在有氧槽6的下方安裝當作曝氣裝置的鼓風機13, 來自這個鼓風機1 3的空氣藉由裝配在有氧槽6內的散氣 管1 4供應到活性污泥中的有氧性微生物。有氧槽6內的 水經由曝氣來攪拌而成爲完全混合的狀態,利用這種狀態 下所供應的空氣,有氧性微生物被活性化來促進有機物的 分解資材化。 有氧槽6內之水的一部分利用循環幫浦1 5循環至無 氧槽5。另外從最終沈殿池7的底部所抽出的活性污泥利 -6 - 1292750 (3) 用回送幫浦1 6回送給厭氧槽4的入口部。 進而聚集在初步沈殿池2的底部之殘 抽取幫浦1 7抽出送出到污泥存放槽1 9, 池7的底部並利用回送幫浦1 6所沒有完 4側的殘留污泥也是送到污泥存放槽1 9。 在有氧槽6裝配氨態氮濃度計2 0, (Ν Η 4 ·· N )的濃度。另外監視裝置2 1具 値設定器22,輸出有氧槽6內有關氨態 。控制器23進行鼓風機1 3的控制來使經 20所量測過的氨態氮濃度與經由水質控< 22所設定的目標値一致。 接著針對第7圖的結構中之有關除氮 行說明。首先針對除氮作說明,有氧槽6 13所供應的氧,硝化菌把氨態氮(ΝΗ4·Ν 性氮(νο2-ν )、硝酸性氮(νο3-ν )。; 浦1 5從有氧槽6送入無氧槽5之亞硝酸 、硝酸性氮(Ν03-Ν ),利用在無氧條件 氧源之脫氮細菌的硝酸性呼吸或是亞硝酸 氮氣(Ν 2 ),往系統外除去。 這個時候,若沒有充分供應脫氮反應 就無法進行良好的除氮。用來塡補該有機 啓旁路閥8,把初步沉澱池旁路來把流入 槽4、或把存放在碳源存放槽9之甲醇、 醋酸、葡萄糖等的碳源注入到厭氧槽4、 留污泥利用初沈 聚集在最終沈殿 全回送到厭氧槽 用來量測氨態氮 有水質控制目標 氮濃度的目標値 由氨態氮濃度計 制目標値設定器 和除磷的作用進 利用經由鼓風機 )氧化成亞硝酸 然後利用循環幫 :性氮(νο2-ν ) 下以有機物爲優 性呼吸來還原爲 所必要的有機物 物之方法則有開 污水供應到厭氧 乙醇、醋酸、廢 或者把最終沈殿 1292750 (4) 池7所產生的抽出污泥投入到有氧槽6。 此處,除氮的反應以以下的化學式來表現。即是硝化 反應爲式(1)及式(2)。 NH4+ + 2〇2^N〇2~ + 2H2〇 .....式(i) NH2— + 1 / 20 广 N〇3 — -----式(2) 另外脫氮反應若是用甲醇來作爲有機物進行反應則爲 式(3 ) 〇 6N〇3 - + 5CH3OH— 3N2+5C02+7H20+60H:_____式(3) 控制器2 3根據來自氨態氮濃度計2 0的量測資料、以 及來自水質控制目標値設定器22之目標値的輸入來控制 鼓風機1 3的旋轉,促進上述的反應。 接著針對除磷作說明,在於厭氧槽4,活性污泥中的 磷儲存細菌,體內儲存有醋酸等的有機酸,釋出過剩的磷 酸(P〇4 )。該所釋放過剩的磷酸類型的磷送到有氧槽6 ’有氧槽6則利用磷儲存細菌的磷過剩攝取作用,厭氧槽 4所釋出之過多磷酸型態的磷就被吸收到活性污泥中。藉 此來進行除磷。 爲了使上述的反應進行,醋酸等的有機酸必須作爲給 氫體。但是與水流入時有機酸濃度變稀薄,而減少有磷體 所能利用的有機物,所以磷的吐出反應無法充分進行,之 -8- 1292750 (5) 後磷的過剩攝取反應也不完全。 爲了塡補該這重情況,採取與 除磷所必要的碳源,或是注入存放 聚氯鋁、硫酸鋁、硫酸鐵等的凝結 酸鋁或磷鐵酸形態使磷成分沉澱來 Α13+ + 3Ρ04~ A1 ( PO4 ) 3 [發明內容】 含在流入污水之氮的除去以及 生物反應來進行,控制器2 3則是 來使氮濃度和磷濃度達到目標値( 但是會有流入污水的流入量過 ,因而含在污水中之氮濃度和磷濃 此處,關於憐濃度,即使下雨時污 由使凝結劑或碳源等的注入量增加 ,因而幾乎不會造成問題。 此外,關於氮濃度,由於與生 滯留時間或生物反應速度的關係, 入量時,則會發生無法使水質達到 個時候,控制器23不論無法使氮 風機〗3的曝氣風量增加到最大値 會造成電力的浪費,而成爲導致電 本發明鑑於上述的問題,其目 除氮同樣的方法來確保 在凝結劑存放槽1 1之 劑(PAC ),經由以磷 把磷磷除去。 …式(4) 磷的除去是利用上述的 進行各處理機器的控制 固定値)。 大變動(例如下雨時) 度也大幅變動的情況。 水流入量急遽增大,經 很容易維持目標値水準 物反應槽3之處理水的 一定水準以上增加了流 目標値的情況。然且這 濃度達到目標仍然使鼓 水準爲止,但這種控制 力成本增加的原因。 的是提供即使無法使生 -9- 1292750 (6) 物反應槽的水質達到目標値水準的情況,仍能執行與情況 相對應之適當的水質控制之污水處理系統。 用來解決上述課題之手段,本發明的申請專利範圍第 1項之污水處理系統,是具備有包含有初步沉澱池、生物 反應槽以及最後沉澱池之污水處理過程,控制設置在這些 污水處理過程之預定處理機器的操作量,因而進行水質控 制來使前述生物反應槽的水質達到預先所設定的水質控制 目標値之污水處理系統,其特徵爲具備有:根據預定的量 測資料和預測資料當中的一方或是雙方之輸入來運算水質 最大預測値,再依照該水質最大預測値與前述水質控制目 標値的比較來判定是否能達到該水質控制目標値之水質控 制目標値判定手段、及前述水質控制目標値判定部判定了 無法達到的結論時,進行該判定結果的通知,並且把該水 質控制目標値變更成預定的水準或是把前述預定處理機器 的操作量保持在預定的水準之判定結果執行手段。 本發明的申請專利範圍第2項之污水處理系統,如同 本發明的申請專利範圍第1項,其中前述生物反應糟中的 水質爲構成該生物反應槽的一部分之有氧槽中的氨態氮濃 度’設置在Β ίΐ述污水處理過程之預定處理機器的操作量爲 設置在前述有氧槽之鼓風機的曝氣風量。 本發明的申請專利範圍第3項之污水處理系統,如同 本發明的申請專利範圍第]項,其中前述生物反應槽中的 水質爲構成該生物反應槽的一部分之有氧槽前段的無氧槽 或是該無氧槽前段的厭氧槽的硝酸性氮濃度,設置在前述 -10 - 1292750 (7) 污水處理過程之預定處理機器的操作量爲碳源注A幫彳甫對 前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量。 本發明的申I靑專利範圍第4項之污水處理系統,如同 本發明的申I靑專利範圍第1 ' 2或3項,其中前述水菅控 制目標値判定手段只根據前述預定的量測資料來進行前述 的判斷,該量測資料包括有流入前述污水處理過程之污水 的流量以及全部氮濃度。 本發明的申請專利範圍第5項之污水處理系統,如同 本發明的申專利範圍第1、2或3項,其中前述水質控 制目標値判定手段根據前述預定的量測資料和預測資料的 雙方來進行前述的判斷,該量測資料爲流入前述污水處理 過程之污水的流量,該預測資料爲該流入之污水的全部氮 濃度之過去的時序資料。 本發明的申請專利範圍第6項之污水處理系統.,如同 本發明的申請專利範圍第i項,其中具備有:根據前述預 定的預測資料來作成目標値計畫,再把該作成的的目標値 計畫作爲前述水質控制目標値來設定之目標値計畫手段。 本發明的申請專利範圍第7項,其中前述水質控制目 標値判定手段只根據前述預定的量測資料來進行前述的判 斷’該量測資料包括有流入前述污水處理過程之污水的流 量以及由前述有氧槽循環到前述無氧槽之處理水的循環流 量和硝酸性氮濃度。 本發明的申請專利範圍第8項之污水處理系統,如同 本發明的申請專利範圍第3項,其中將設置在前述污水處 -11- 1292750 (8) 理過程之預定處理機器的操作量,取代爲前述碳源注入幫 浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量,並作爲對構成 前述生物反應槽的前述厭氧槽、前述無氧槽以及前述有氧 槽之各污水的階段流入量。 本發明的申請專利範圍第9項之污水處理系統,如同 本發明的申請專利範圍第3項,其中將設置在前述污水處 理過程之預定處理機器的操作量,取代爲前述碳源注入幫 浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量,並作爲把前述 初步沉澱池旁路而流入到前述生物反應槽之初步沉澱池旁 路流量。 本發明的申請專利範圍第1 〇項之污水處理系統,如 同本發明的申請專利範圍第3項,其中將設置在前述污水 處理過程之預定處理機器的操作量,取代爲前述碳源注入 幫浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量,並作爲由前 述初步沉澱池的底部對前述無氧槽或是厭氧槽之未處理污 泥投入量、或是使來自前述初步沉澱池的底部之未處理污 泥發酵所生成的發酵物對前述厭氧槽之未處理污泥發酵物 投入量。 本發明的申請專利範圍第1 1項之污水處理系統,如 同本發明的申請專利範圍第1、2、3、4、5、6 ' 7 ' 8、9 或1 0項,其中前述水質控制目標値判定手段係由運算決 定前述生物反應槽的水質之物質的收支之物質收支模式或 是輸出該物質的收支運算結果的過去資料之統計模式所構 成。 ^ 12- 1292750 (9) 本發明的申請專利範圍第1 2項之污水處理系統,如 同本發明的申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7、8、9 、1 〇或Π項,其中前述水質控制目標値判定手段係分成 複數個階段來運算前述水質最大預測値,並且依照該複數 個階段的各預測値與前述水質控制目標値之間的相差,複 數個階段進行前述的判定。 本發明的申請專利範圍第1 3項之污水處理系統,如 同本發明的申請專利範圍第12項,其中具備有:顯示前 述水質控制目標値判定手段之前述複數個階段的判定結果 之顯示部。 依據上述的構成,即使發生無法使生物反應槽的水質 達到目標値水準的情況,仍能執行與情況相對應之適當的 水質控制。 【實施方式】 以下用圖來說明本發明的各實施形態。只不過與第7 _相同的構成要件附註相同圖號,其說明則省略。另外, 以下的各實施形態,由於只有除氮的問題,碳源注入幫浦 1 0的注入口不是連接厭氧槽4而是連接無氧槽5,本發明 則是包含注入處爲厭氧槽4的構成以及注入處爲厭氧槽4 和無氧槽5的雙方的構成的其中一種。 第1圖爲本發明的第1實施形態之污水處理系統的結 構圖。第1圖與第7圖不同之點,除了上述碳源注入幫浦 1 0的注入口之外,還有監視裝置21爲監視裝置2 1 A之點 1292750 (10) 以及在厭氧槽4的入口側設有全部氮濃度計2 8之點 且監視裝置2 1 A除了有水質控制目標値設定器22之 還有水質控制目標値判定手段24、判定結果執行手| 以及顯示部26。 水質控制目標値判定手段24係根據來自流入流 27和全部氮濃度計28的量測資料、及利用某種方法 如試驗或是模擬等)所推定的硝化菌濃度推定値來判 否能達到由水質控制目標値設定器22所輸入的水質 目標値,即是判定是否能達到氨態氮濃度。然而水質 目標値判定手段24所進行之判定動作的週期可設定 意的時間,不過本實施形態則是推定爲大約每1小時 判定動作。 判定結果執行手段25係在水質控制目標値判定 24的判定結果爲無法達到時,把無法達到的通知顯 顯示部2 6來促使操作員的注意。另外這個時候,判 果執行手段2 5在設定於水質控制目標値設定器2 2的 値變更爲能達到的水準或是無法變更爲能達到的水準 控制器23保持對鼓風機1 3的操作量,依照指令來控 鼓風機1 3的曝氣風量不致於超作一定水準以上。 接著說明上述構成之第1實施形態的作用。安裝 氧槽6之安態氮濃度計20的量測値送到控制器23, 器2 3內運算鼓風機1 3的曝氣風量來與設在水質控制 値設定器22的氨態氮濃度目標値相接近。 硝化反應由於在氧氣不足的狀態是不進行反應, 。然 外, ^ 2 5 jm. e_L 里曰卞 (.例 定是 控制 控制 在任 進行 手段 示在 定結 目標 時, 制使 在有 控制 目標 因而 -14- 1292750 (11) 氨態氮濃度爲目標値以上時使曝氣風量增加,若爲目標値 以下時則使曝氣風量減少,就不會過不足而能進行適當的 曝氣量控制。 曝氣風量運算式例如控制器爲PI控制器時則以式( 1 .1 )的形式來表示。其中Q a i r ( t )爲時刻t的曝氣風量 目標値〔m3 / m i η〕,Q a i r 〇爲曝氣風量初始値〔m3 / m i η 〕,K p爲比例增益〔m6 / g · m i n〕 ,T i爲積分常數〔 min〕,△ t爲控制週期〔m i n〕,e ( t )爲偏差〔m g / L 〕,SVNH4 ( i )爲氨態氮濃度目標値〔mg/ L〕,PVNH4 (t)爲氨態氮濃度計量測値〔mg/L〕。 曝氣風量控制器爲式(1.1 )的形式所示的PI控制器 時,若是氨態氮濃度計量測値PVNH4比目標値SVNH4還大 時朝增大曝氣風量的方向來運算曝氣風量目標値;相反地 氨態氣濃度計量測値PVNH4比目標値SVNH4還小時則朝減 小曝氣風量的方向來運算曝氣風量目標値。 Q air ^ t ) = Q ai, 0 + Kp { e ( t ) + i- fe ( t ) d t } 丁】Λ e ( t) - PVnh4 ( t ) - SVNh4 ( t) .....-式(I」) 有氧槽6最好是只存能夠促進硝化之氨態氮濃度’所 以通常是在有氧槽6的末端附近設定0·5〜1 .〔 mg/ L〕的 氨態氣濃度目標値。不過流入流量與流入全部氣濃度的積 也就是流入負荷量很大時則會有即使增加一定的風量仍無 法除去氨態氮的情況。 -15 > 1292750 (12) 這種情況下目標値維持固定來進行控制’則會因直到 最大曝氣風量爲止增加風量而導致風量過大。因此水質控 制目標値判定手段24判定是否能達成這控制目標値° 第1圖中,厭氧槽4、無氧槽5、以及有氧槽6如果 分別是完全混合槽,則厭氧槽4和無氧槽5基本上是不發 生硝化,只有溶解出隨著液體的混合及加水分解之氮成分 〇 此處,計算厭氧槽4中之氨態氮的物質收支則成爲式 (1.2 )。其中Snh4 ( 1 )爲厭氧槽氨態氮濃度〔mg/ L〕 ,Qin爲流入流量〔πι3/ day〕,Snh4in爲流入水氨態氮 濃度〔mg / L〕 ’ Qret 爲回送流量〔m3/ day〕 ,Snh4 ( 4 )爲沉澱池氨態氮濃度〔m g / L〕 ,V ( 1 )爲厭氧槽容積 〔m3〕 ,△ x 1爲隨著厭氧槽加水分解而溶解出氨態氮的 速度〔g/ day〕。 dSnh4(l)一 Qin *Snli4in. -f Qret >Snh(4) (Qin + Qret) *Snh4(l) + △ xi __^__= - ^(1) …-式(1.2) 同樣地,計算無氧槽5中之氨態氮的物質收支則成爲 式(1 .3 )。其中Snh4 ( 2 )爲無氧槽氨態氮濃度〔mg / L 〕,Q i η爲流入流量〔m3 / d a y〕 ,Q c i r爲循環流量〔m3
/ day〕 ,Snh4 ( 3 )爲有氧槽氨態氮濃度〔mg/ L〕 ,V (2 )爲無氧槽容積〔3〕’△ x 2爲隨著無氧槽加水分解 而溶解出氨態氮的速度〔g / d a y〕。 -16 - 1292750 (13) dSnli4 (2) 一 (Qin + Qret) >Snh4(l). + Qcir >Snli4(3) V(2) (Qin + Qret + Qcir) >Snh4(2) V(2) Δ x: 式(1 .3 ) 因判斷是否能達到目標値正常狀態考量即可,所以把 式(1.2)、式(1.3 )的左邊成設爲0來進行整哩,則得 到式(1 .4 )。但是al、a2爲常數。
Snh4 ( 2 )
Qin ·8Ν1ι4ίη + Qret *Snh4(4). + Qcir ·8η1ι4(3) a j λ . (Qin + Qret + Qcir) x + a Δ x2 式(1 · 4 ) 然則考量有氧槽中之氨態氮濃度的物質收支則成爲式 (1.5 )。其中Snh4 ( 3 )爲有氧槽氨態氮濃度〔mg/ L〕 ,v(3)爲有氧槽容積〔ηι3〕,Δχ3爲隨著有氧槽加水 分解、有機物除去之氨態氮的溶解出速度〔g / day〕, Rnh4爲隨著硝化菌的增殖而減少氨態氮的速度〔g/ day ]° d Snh4 (3) 一 (Qin + Qcir + Qret) ^Snh4(2) _ (Qin + Qcir + Qret) >Snh4(3) + Λ ^ ^ ~"dt V(3) — V(3) 一 Rnh4 .....(1.5) 隨著硝化菌的增殖而減少氨態氮的速度以式(1 ·6 ) 來表示。其中μ aut爲硝化菌的最大比增殖速度,Yaut爲 硝化菌的得率,S 0 2 ( 3 )爲有氧槽溶解氧濃度〔ni g / L〕 ,S a 1 k ( 3 )爲有氧槽鹼濃度〔ni g / L〕 ,X a u t爲硝化菌 -17- 1292750 (14) 濃度〔mg/ L〕 ,K〇2、Knh4、Kalk爲半飽和常數。
Rnh4= · _S02⑶ · Snh4(3) · Salk⑶
Yaut S02(3) + K02 Snh4(3) + Knli4 Salk(3) + Kalk · Aa (3 ) .....式(1 .6 ) 溶解氧和鹼濃度之不會妨礙硝化的條件(最大效率引 起硝化的條件)則是式(1 · 6 )成爲式(1 .7 )。
Rnh4 ^ max= β aut/Yaut · S n h 4 ( 3 ) / ( S nh4 ( 3 ) +
Knh4 ) · Xaut ( 3 ) .....式(1 ·7 ) 若式(1 . 5 )的右邊=0就能夠計算正常狀態下的氨濃 度。將式(1 · 4 )、式(1 .7 )代入到式(1 .5 ),右邊0則 得到式(1 . 8 )。
QineSnh4in Qin»Snh4(3) /^aut Snh4(3) ▽ ,,, 一--二-二——· -—- · Xaut ( 3 ) + al Δ V(3) V(3) Yaut Snh4(3) + Knh4 x 1 + a2 Δ x2 + Δ x3 = 0 .....(1.8) 此處,由於流入水的硝酸性氮、亞硝酸性氮被認爲幾 乎不存在,因而經由加水分解等所產生的氨態氮被認爲大 致是因流入水的有機性氮所引起。所以式(1 . 8 )可以改 寫成式(1.9)。此處,ST-N in爲流入水的全部氮濃度( mg / L )。另外把式(1 · 9 )解開來求出正解則成爲式( 1.10)。 -18 - 1292750 (15) Qiii.ST-Nin ~~V(3)—
Qin*Snh4(3) — "aut
Snh4(3) V⑶
Yaut Snli4(3) + Kiili4
Xaut ( 3 ) S n h 4 ( 3 ) 1 i 一 b + Vb2 -4ac 式(1.9 ) 2a
Qin b
Qin (ST- Nin- Knh4 ) + •式(1.10),只不過 ^Xaut ( 3) V(3) ' V(3) · ST — Nin » Knh4,Snh4 ( 3 ) lim 爲有氧槽氨態氮 V(3)
Yaut 濃度下限預測値。 // airt 爲依賴水溫 T ( °C )的參數,// aut = 1·12(Τ’2()) 、Yaut=0.24、Knh4=l。因式(1·10)爲由不會妨礙硝 化的條件(最大效率引起硝化的條件)所求出的解,所以 成爲氨態氮濃度的最大値。 ST — Nin用全部氮濃度計28來量測,Qin用流入流量 計2 7來量測,所以若知道X a u t ( 3 )的値,則用式(1 · 1 〇 )的判別式就能判定是否能控制在目標値。
Xaut ( 3 )(硝化菌濃度)因直接測定會有困難’所 以必須有時由那時硝化速度試驗的結果來推定,有時藉由 利用活性污泥模式的模擬等的任一方法來推定。 藉由模擬來求取時,Xaut ( 3 )取決於曝氣槽內之固 態物的滯留時間A — S RT耗費多少而變化,輸入之前的運 轉條件(1週期間程度)及流入水質、流入流量來進行模 擬,Xaut ( 3 )若已成爲正常狀態的値即可。通常被認爲 這個値會在50〜100程度的値才安定。這個値必須1週1 次〜1個月1次程度的週期就要更新。 若是經由這個方式就能推定X aut (硝化菌濃度)’ 則經由將硝化菌濃度推定値輸入到水質控制目標値判定手 -19 - 1292750 (16) 段2 4,就能夠用式(κ 1 〇 )來判斷是否能達到目標値。 例如第 1 條件爲 X au t ( 3 ) = 8 0〔 m g / L〕、S T - N i η —30〔 mg/L〕、水溫 20〔。(^〕N Snh4ref:= l [ mg/L] 、V3=l〇〇〇〔 m3〕 、Qin = 4000 ( m3 / day ]時,用式( 1 . 1 Ο )所求出的解(最大値)爲0.5 4〔 m g / L〕而滿足等 式’所以若沒有pH及DO的降下而造成的硝化妨礙則能 控制。 另外第 2 條件爲 Xaut (3)=80〔mg/L〕、ST— Nin =30〔 mg/L〕、水溫 20〔 °C〕、 Snh4ref = 1〔 mg/L〕 、V3=1000〔m3〕、Qin=8 00 0〔m3/day〕時,用式( 1·10)所求出的解(最大値)爲2.03〔mg/L〕,而得知 該目標値即使多少噴吹曝氣風量仍無法對滯留時間的關係 上進行控制。 若爲第2條件時,把無法進行目標値控制通知給操作 員,或者通知並同時進行能達成的目標値之反向運算(進 行(1 · 1 0 )式的運算)。本運算是以最大能除去的條件爲 基準來進行運算,所以並不是把反向運算過的値原樣當作 控制目標値來進行運算,而是設定比該値還大若干的値作 爲控制目標値來進行運算。 即是△ Snh4設爲偏流値(0.5程度),Snh4ref ( auto )設爲目標値自動運算値,則成爲式(1 · 1 1 )。這個時候 因解爲2.0 3〔 m g / L〕,所以取得偏流而把3程度來當作 控制目標値就能進行控制。 -20· 1292750 (17)
Snh4ref ( auto)二 Snh4 ( 3) lim+ △ Snh4…一式(1.11) 依據以上說明過的第1實施形態’可以達到以下的效 果。 第1 :因自動運算能達成的目標値’所以在於流入負 荷量很大時,比利用過去的氨態氮濃度計之PI控制更能 削減風量。 第2 :以初步沉激的越流部分來測定流入水質而可以 準確掌握流入曝氣槽的氮成分,所以能更正確判定目標値 〇 然而第1實施形態除了上述過的實施形態以外’廣義 上也含包以下的形態。 (1) 流入流量計27和全部氮濃度計28的位置只要 在厭氧槽4的上游側處任何地方皆可,例如也可以在初步 沉澱池2的上游側或是流入閥1的上游側。‘ (2) 流入流量計27、全部氮濃度計28、以及氨態氮 濃度計2 0的量測値,也可以經由式(Γ. 1 2 )或是式( 1 . 1 3 )的運算式子進行過濾處理。其中P V ( t )爲時刻t 的感應量測値,FT爲0〜1的過濾係數,η爲整數。 PV(t)=(l-FT)· PV(t- At)+FT· PV(t)----式(1.12) PV ( t)二 PV ⑴ + PV(t - At) + PV(t,2At) + ……-fPV(t-nAt)式(1·13 ) η (3 )氨態氮濃度最大預測値並不侷限於式(1 · 1 0 ) -21 - 1292750 (18) ’若爲更詳細或是更簡單來操控物質收支的模式及統計模 式等輸出最大濃度的模式責任何一種皆可。例如也可以藉 由式(1 · 1 4 )的式子應用流入水質資料和流量資料來預測 有氧槽6的氨態氮濃度最大値。
Snh4(3) lim=a· ST—Nin· Qin+b .....式(1.14) 其中a、b爲常數,ST — Nin爲流入全部氮濃度〔mg / L〕 ,Q i η 爲流入量(m 3 / d ay )。 (4) 式(1 · 1 〇 )之Xaut ( 3 )的測定方法並不侷限於 利用模擬來算出的方法,也可以由實際進行硝化速度試驗 的結果來推定Xaut ( 3 )的存在量,還可以用其他的方法 來取得。 (5) 第1實施形態中的生物反應槽3爲進行被稱爲 所謂『凝結劑A 2 0法』之過程處理的形態,但並不侷限 於此,其他也可以進行循環式硝化脫氮過程處理等的污水 處理過程,或者也可以採用載體投入、凝結劑倂用型的過 程處理或是AOAO法等的各種A20法的變形法。 (6) 進行鼓風機1 3的控制之控制器23並不侷限於 PI控制器’若爲PID控制器等根據目標値與量測値的偏 差來進行運算則任何一種皆可。 (7) 判定結果執行手段25也可以在水質控制目標値 判定手段24判定爲無法達到現在所設定的目標値時,不 把該目標値變更成能達到的預定水準,同時只進行該狀況 -22- 1292750 (19) 的通知,並只將鼓風機1 3的操作量保持在預定的水準。 (8)上述的運算是以沒有限制溶解氧的條件爲前提 ,但實際上進行曝氣之鼓風機1 3的容量已決定,即使噴 吹最大的風量而溶解氧濃度(DO)仍提高,而會有不產 生硝化的情況。因此最大可供應的曝氣風量設爲Qair, max,取得有氧槽6中之溶解氧濃度(DO )的物質收支就 成爲式(1.15)。其中Kla爲總和移動容量係數,Qair, max爲最大曝氣風量〔m3/ day〕,S02,sat爲飽和溶解 氧濃度〔mg/ L〕 ,RC0D爲從暑優養菌之氧消耗速度〔.〔 g/ m3〕/ day〕。也可以用這個式(1.15 )來求出氨態氧 最大値。 dS d —Kla· Qair, max· ( S 〇 2 , sat — S〇2 ( 3 ) ) — Re o d dt —R n h 4 — · S 〇 2 ( 3 ) .....式(1 · 1 5 ) 即是也可以以式(1.15)的右邊=0來解開S〇2( 3) ,計算最大風量時的DO ( SG2max, ( 3 )),而求出氨濃 度最大値Snh41im。然而最大風量DO ( SG2max, ( 3 )) 的運算並不侷限於式(1 · 1 4 ),以可以根據過去的統計用 ,式(1 · 1 6 )的運算式子來預測。其中a、b爲定數。 S 〇 2 m a X , (3) ~a· Qair, max+b -----式(1.16) (9 )因被認爲最大濃度預測模式會有誤差,所以例 -23 - 1292750 (20) 如也可以區分成『絕對不可能的目標値』、『達成會有困 難的目標値』、以及『達成邊緣的目標値』等的3種輸出 ,用3條線來顯示在顯示部26的監視畫面上。 接著根據第2圖的構成圖說明本發明的第2實施形態 。第2圖與第1圖主要不同之點爲控制器23的輸入輸出 不同之點以及監視裝置2 1 B之水質控制目標値判定手段的 輸入之點。 即是本實施形態,作爲控制對象的水値爲無氧槽5的 硝酸性氮濃度,控制器23控制碳源注入幫浦10的注入量 ,來使硝酸性氮濃度計3 1所量測之硝酸性氮濃度與水質 控制目標値設定器22所設定的目標値一致。 另外水質控制目標値判定手段24,根據來自流入流 量計2 7、循環流量計2 9、硝酸性氮濃度計3 0之量測資料 以及用某種方法(例如試驗或是模擬等)來推定之脫氮菌 濃度推定値,來判定是否能達到水質控制目標値設定器 22所輸入的水質控制目標値,即是判定是否能達到硝酸 性氮濃度。 ' 其次說明具有上述構成的第2實施形態的作用。由於 在有機物不足的狀態不進行脫氮反應,因而硝酸牲氮濃度 還有目標値以上時,控制器2 3使碳源注入幫浦1 〇的注入 量增加,此外硝酸性氮濃度爲目標値以下時控制器23使 碳源注入量減少,因而不會有過不足而能進行適當的碳源 投入量控制。 碳源投入量運算式子例如在控制器爲PI控制器時則 -24- 1292750 (21) 以式(2 · 1 )的形式來表示。其中q c a r ( t )爲時刻t的碳 源注入量目標値〔m3 / m i η〕,Q a i r G爲碳源注入量初始値 〔m3 / m i η〕 ,Kp 爲比例增益(m 3 / g · m i n〕 ’ T i 爲積
分常數〔m i n〕,△ t爲控制週期〔m i n〕,e ( t )爲偏差 〔m g / L〕 ,S V N 〇 3 ( t )爲硝酸性氮濃度目標値〔m g / L
〕,PVN03 ( t )爲無氧槽硝酸性氮濃度計量測値〔mg/ L
Qair (Ο — Qair0+Kp { e (t) e ( t ) = PVN〇3 ( t) - SVN〇3 ( t) ......式(2.1 ) 控制器爲式(2.1 )的形式所示的PI控制器時,若是 硝酸性氮濃度計量測値PVNG3比目標値SVNG3還大時朝增 大碳源注入量的方向來運算碳源注入量目標値;相反地硝 酸性氮濃度計量測値PVNG3比目標値SVNG3還小時則朝減 小碳源注入量的方向來運算碳源注入量目標値。 無氧槽5中,促進脫氮盡可能不要殘存硝酸性氮濃度 則水質較佳,所以通常是在有氧槽6的末端附近設定 0.1〜0.5〔 mg / L〕的硝酸性氮濃度目標値。不過流入無氧 槽5的硝酸性氮負荷量很大時,會發生無論注入多少碳源 仍無法除去的情況。 這種情況下目標値維持固定來進行控制,不僅無法促 進脫氮反應還直到最大碳源注入量爲止增大注入量,造成 注入過大的碳源。因此水質控制目標値判定手段對目標値 -25- 1292750 (22) 進行判斷。 第2圖中,厭氧槽4、無氧槽5、以及有氧槽 分別是完全混合槽,則可以視同流入的水幾乎不存 性氮,厭氧槽4也幾乎沒有存在。因此流入無氧槽 酸性氮可以看作只由有氧槽6藉由循環幫浦1 5循 〇 計算無氧槽之硝酸性淡的物質收支就成爲式 。其中Sn〇3 ( 2 )爲無氧槽硝酸性氮濃度〔mg/ L 爲流入流量〔m3/ day〕 ,Sno3 ( 3 )爲有氧.槽硝酸 度〔m g / L〕,Q r e t 爲回送流量〔m3 / d a y〕,Q c 環流量〔m3/ day〕,V ( 2 )爲無氧槽容積〔m3〕 爲隨著脫氮菌的增殖而硝酸性氮的減少〔g / d ay〕 dSno3(2) _ Qcir»Sno3(3) (Qin 4- Qret + Qcir) ·8ηο3(2) 0 -=-—-—K η o j dt Vp) V(2) .....式( 隨著脫氮菌的增殖而減少硝酸性氮的速度以: )來表示。其中//H從屬優氧菌(脫氮菌)的最大 速度,Y h.爲從屬優氧菌(脫氮菌)的得率,S 0 2 無氧槽溶解氧濃度〔mg / L〕 ,Sno3 ( 2 )爲無氧 性氮濃度〔g / L〕 ,S c 〇 d ( 2 )爲無氧槽有機物 mg / L〕 ,Xh ( 2 )爲無氧槽從屬優氧細菌濃度〔 6如果 在硝酸 5的硝 環到來 (2.2 ) 〕,Q i η 性氮濃 ir爲循 ,S η 〇 3
:2.2) 式(2.3 比增殖 (2 )爲 槽硝酸 濃度〔 mg/ L - 26- (23) 1292750 p n 〇 3 — —3·(1 - · K02 · Sno3(2) · Scod(2) n〇 2.86YH S02(2) + K02 Sno3(2) + Kno3 · Scod(2) + Kcod • Xh ( 2 ) .....式(2·3 ) 因碳源被補充,所以碳源不是決定反應的速度。來自 有氧槽6溶解氧如果沒有帶入,則無氧槽5之硝酸性氮的 最大除去速度Sno3以式(2.4)來表示。
Rno3 = η ηο3 · //Η· (1— ΥΗ) / 2.86ΥΗ· Sno3(2) / (Sno3 ( 2 ) + Κηο3 ) · Xh ( 2 ) .....式(2.4) 此處,式(2.2 )的右邊=0就可以計算正常狀態下的 硝酸性氮濃度。把式(2 · 4 )代入式(2.2 ).,右邊=0則 成爲式(2.5 )。至少沒有滿足本條件時2就無法控制在 目標値。 (1 - YH • Xh ( 2 • // H · + K η o 3 )
Qcir*Sno3(3) (Qin + Qret + Qcir) ·8ηο3(2) , -—----—77 no· V(2) V ⑺ )/ 2.86YH · Sno3 ( 2 ) / ( Sno3 ( 2 ) 式(2.5 ) 把(2 · 5 )式解開所求出的Sn〇3 ( 2 )爲硝酸性氮濃度 的最大目標値(Sno31im)。然Qcir、Qin、Qret等的流量 是用流量計(也有省略圖示的情形)來量測,Sn〇3 ( 3 ) 則用硝酸性氮濃度計3 0來量測。另外V ( 2 ).已知是無氧 槽的容積。 -27- 1292750 (24) Μ Η爲依賴zK溫(°G )的參數,把國際的標準 就是把ASM2d的參數値作爲參考,則工 )時形成爲 ΥΗ= 〇·63,” no3== 〇 8,KnQ3== 〇」。 疋知道Xh ( 2 )(從屬優氧菌濃度)的値,就能根 2·5 )的判別式來判定是否能達到目標値。 此處,因Xh ( 2 )直接測定會有困難,所以必 利用活性污泥模式來推定,或者經由用來自MLSS 係數來進行換算或以M L V S S來代用等其中的一種 推定。MLVSS爲微生物量的指標,含在污泥中的 生物爲從屬優氧菌,因而Xh (2) = 0.9 X MLVSS 出槪略値。本推定値必須每周1次〜每月1次程度 進行更新。 若是用上述的其中一種方法就可以推定從屬優 度,即是推定脫氮菌濃度Xh ( 2 ),則能用式(2 判定是否能達到目標値。
Sno3ref(auto) = b+ (b2— 4ac) } / 2a+As .....式( 其中△ sno3爲偏流質(0·1程度)’ Sn〇3fef C 爲目標値自動運算値。另外a、b、c爲以下的定義 a=Qcir/V(2) 模式也 .0 7 ( 丁 _ 所以若 據式( 須經由 的校正 方法來 大半微 就能求 的頻率 氧囷濃 :·6 )來 η 〇 3 2.6 ) auto ) -28 - 1292750 (25) b- η n〇3 · β Η · (1— ΥΗ) / 2.86ΥΗ · Xh ( 2 ) + ( + Qret+ Qcir ) · Kno3/ V ( 2 ) - Qcir/ V ( 2 ) S η ο 3 ( 3 ) c = Qcir · Kno3/ V ( 2 ) 水質控制目標値判定手段24判定爲由式(2.6 ) 出的最大目標値來達到設定在水質控制目標値設定1 的目標値會有困難,則把該情形通知判定結果執行 25。 判定結果執行手段2 5藉由顯示部2 6來把無法進 到目標値爲止的控制通知操作員,同時反運算能達成 標値,把該運算値變更成水質控制目標値設定器22 的設定値。這個運算是以最大能除去的氮負荷量爲基 所以並不是把.該反運算的値原樣當作控制目標値,而 比該反運算還大若干的値設定爲控制目標値。 依據以上已說明過的第2實施形態,可以達到以 效果。 第1 :硝酸性氮流入無氧槽的流入負荷量很大時 動運算能達成的目標値,所以比利用通常的硝酸性氮 計來控制還能削減碳源注入量。 第2 :流入無氧槽的硝酸性氮濃度計設置在循環 上,因而直接運算流入無氧槽的硝酸性氮負荷量,能 確判定目標値。 然而第2實施形態除了上述過的形態以外,廣義
Qin 所求 I 22 手段 行直 的目 之新 準, 是把. 下的 ,自 濃度 配管 更準 上還 -29- 1292750 (26) 包含以下的形態。另外在第1實施形態後半部已述說過的 (5 ) 、 ( 6) 、 ( 7 )、以及(9 )的形態,在於第2實施 形態也同樣包含。 U)硝酸性氮濃度計3 0無法裝設在循環配管上時,
也可以以裝配在最終沉澱池7的出口側或入口側的其中一 側之處理水全部氮濃度計3 2與裝設在有氧槽6內之氨態 氮濃度計20之間的各量測値之相差作爲基準,來運算所 循環的硝酸性氮濃度。 H (2)流入流量計27、循環流量計27、硝酸性氮濃度 計30和3 1的量測値也可以是進行過濾處理過的値。用在 這個時候的運算式與在於第1實施形態已述說過的式( 1 · 1 2 )或是(1 · 1 3 )相同。 (3 )用在目標値判定的判定式並不侷限於式(2 · 5 ). ,若爲物質收支更詳細或是.更·簡單操控的模式以及利用過 去的資料的統計模式等輸出最大濃度的模式則任何一種皆 接著根據第3圖的構成圖來說明發明的第3實施形態 。第3圖與第1圖主要不同之點爲在於監視裝置2丨c附設 有流入水質資料庫3 3以及流入水質預測手段3 4之點、省 略全部氮濃度計2 8之點。 即是本實施形態係流入水質預測手段3 4搜尋流入水 質資料庫3 3來預測與運轉當日類似的日子之全部氮濃度 。然後水質控制目標値判定手段2 4根據該預測値、及流 入流量計2 7的量測値、及硝化菌濃度推定値,進行水質 -30 - 1292750 (27) 控制目標値的判定。 桌4圖爲用來說明保存在流入水質資料庫3 3的資料 之說明圖;第4 ( a )圖爲表示保存資料例子的圖表,第4 (b )圖爲表示根據該保存資料例子所得到的流入全部氮 濃度之圖形例子的特性圖。 弟4 ( a )圖的保存資料係以每1小時的取樣週期來 記載某一日例如20 03年8月1日(星期二)之流入全部 氮濃度、流入流量、下雨量等的資料。流入水質資料庫 3 3含括複數日登錄這樣的資料。這登錄資料可以輸入操 作員進行分析的結果’或者也可以輸入用水質感應器所量 測的資料。 流入水質預測手段3 4從保存在流入水質資料庫3 3中 的登錄資料,抽取與運轉污水處理控制的該日最類似的日 子之登錄資料,將該抽取的資料作·爲流入水質預測値輸出 至水質控制目標値判定手段24。 第4 ( b )圖的特性圖爲以時序列來表示該所抽出的 保存資料。如這個圖所示,通常若是沒有下雨則形成爲尖 峰點在於中午時刻和黃昏時刻之山形狀的波形。 本實施形態的水質控制目標値判定手段24取代全部 氮濃度計2 8 (第1圖)的量測値改而輸入流入水質預測 手段3 4的預測値,在則與第1實施形態同樣,輸入流入 流量計2 7的量測値和硝化菌濃度推定値。然後根據這些 的輸入來判定是否能達到設定在水質控制目標値設定器 22的目標値。 -31 - 1292750 (28) 上述過的第3實施形態,因以過去的動向資料來預測 流入全部氮濃度,所以可以省略高價的全部氮濃度計,又 能有效率進行曝氣風量控制。因此有助於系統降低成本。 然而第3圖所示的例子是根據保存在資料庫中的資料 來預測流入全部氮濃度,不過進行這種預測的方法並不侷 限於用資料庫的方法。例如也可以用流入流量計2 7,其 他還用U V計和S S計等的的水質感測器,根據式(3 . 1 ) 來預測流入全部氮濃度Ρτ- N。其中Qin爲流入流量,SS 爲流入S S計量測値,U V i η爲流入U V計量測値,a、b、 c、d爲常數。 Ρ τ - n = a · Qin+b· SSin+c* UVin+d .....式(3.1) 另外在第1實施形態後半部已述說過的(1 )〜(9 ) 的形態,在於第3實施形態也包含。 接著根據第5圖來說明本發明的第4實施形態。第5 圖與第1圖主要不同之點爲在於監視裝置2 ;[ D附設有流 入負荷量資料庫3 5、流入負荷量預測手段3 6、目標値計 畫手段3 7之點以及省略全部氮濃度計2 8之點。· 即是本實施形態是流入負荷預測手段搜尋流入負荷量 資料庫3 5,抽取與運轉當日類似的日子之流入水質圖形 和流入流量圖形,預測這些積來作爲流入負荷量。然而保 存在流入負荷量資料庫35中之資料的內容,與第4(a) 圖所示的內容相同。 -32- (29) 1292750 第6 ( a )圖爲表示流入負荷量預測手段3 6所預測的 流入負荷量之圖形例子的特性圖。通常若是沒有下雨則形 成爲尖峰點在於中午時刻和黃昏時刻之山形狀的波形,但 由於尖峰點在於中午時刻和黃昏時刻,因而與只變動第4 (b )圖所示的水質作比較更大幅變動負荷量。 目標値計畫手段3 7根據流入負荷量預測手段3 6所預 測之流入氮負荷量來作成第6 ( b )圖所示的有氧槽6之 氨態氮濃度的目標値計畫。然後目標値計畫手段3 7所作 成的目標値計畫輸出至水質控制目標値設定器22,胃目 標値計畫的値當作水質控制目標値設定在水質控制目標Μ 設定器22。另外水質控制目標値判定手段24從流人負荷 量預測手段3 6來輸入流入負荷量的預測値。因此目標値 計畫手段3 7所作成的目標値一時設定在水質控制目標値 設定器22後,形成爲與第1實施形態同樣的作用。 因上述過的第4實施形態是以過去的動向資料來預測 用流入流量與流入水質的積所呈現的流入負荷量,m ^ 第3實施形態同樣,可以省略高價的全部氮濃度計,胃能 有效率進行曝氣風量控制。因此有助於系統降低成本。 另外在第1實施形態後半部已述說過的(1 )〜(9丨 的形態,在於第4實施形態也包含。 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明的第]實施形態之污水處理系統的結 構圖。 -33 - 1292750 (30) 第2圖爲本發明的第2實施形態之污水處理系統的,結 構圖。 第3圖爲本發明的第3實施形態之污水處理系統的,結 構圖。 第4圖爲針對保存在第3圖的流入水質資料庫3 3之 資料的說明圖;第4 ( a )圖爲表示保存資料例子的特性 圖,第4 ( b )圖爲表示根據該保存資料例子所得到的流 入全部氮濃度之圖形例子的特性圖。 第5圖爲本發明的第4實施形態之污水處理系統的結 構圖。 第6圖爲針對本發明的重要部位結構之說明圖;第6 (a )圖爲表示流入負荷量預測手段3 6所預測的流入氮負 荷量之圖形例子的特性圖,第6 ( b )圖爲目標値計畫手 段37所作成之目標値計畫的說明圖。 第7圖爲過去的污水處理系統之結構圖。 ^主要元件符號說明】 1 流入閥 2 初步沉澱池 ° 生物反應槽 4 厭氧管 5 無氧槽 6 厭氧管 7 最終沉澱池 1292750 (31) 8 旁路閥 9 碳源存放槽 10 碳源注入幫浦 11 凝結劑存放槽 12 凝結劑注入幫浦 13 鼓風機 1 4 散氣管 15 循環幫浦 16 回送幫浦 17 初沈抽取幫浦 18 殘留幫浦 19 污泥存放槽 2 0 氨態氮濃度計 2 1 監視裝置 2 2 水質控制目標値設定器 2 3 控制器 2 4 水質控制目標値判定手段 2 5 判定結果執行手段 2 6 顯示部 2 7 流入流量部 28 全部氮濃度計 29 循環流量計 3 0 硝酸性氮濃度計 3 1 硝酸性氮濃度計 -35- 1292750 (32) 3 2 處理水全部氮濃度計 3 3 流入水質資料庫 3 4 流入水質預測手段 3 5 流入負荷量資料庫 3 6 流入負荷量預測手段 3 7 目標値計畫手段
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Claims (1)

  1. 十、申請專利範圍 1 · 一種污水處理系統,是具備有包含初步沉澱池、生 物反應槽以及最後沉澱池之污水處理過程,控制設置在這 些污水處理過程之預定處理機器的操作量,因而進行水質 控制來使前述生物反應槽的水質達到預先所設定的水質控 制目標値之污水處理系統,其特徵爲具備有: 依據預定的量測資料和預測資料當中的一方或是雙方 之輸入來運算水質最大預測値,再根據該水質最大預測値 與前述水質控制目標値的比較來判定是否能達到該水質控 制目標値之水質控制目標値判定手段;及 前述水質控制目標値判定部判定了無法達到的結論時 ,進行該判定結果的通知’並且把該水質控制目標値變更 成預定的水準或是把前述預定處理機器的操作量保持在預 定的水準之判定結果執行手段。 2.如申請專利範圍第1項之污水處理系統’其中前述 生物反應槽中的水質爲構成該生物反應槽的一部分之有氧 槽中的氨態氮濃度’ 設置在前述污水處理過程之預定處理機器的操作量爲 設置在前述有氧槽之鼓風機的曝氣風量。 3 .如申請專利範圍第1項之污水處理系統,其中前述 生物反應槽中的水負爲構成5亥生物反應槽的一部分之有氧 槽前段的無氧槽或是該無氧槽前段的厭氧槽中的硝酸性氮 濃度, 設置在前述污水處理過程之預疋處理機器的操作量爲 -37- (2) 1292750 碳源注入幫浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量。 4.如申請專利範圍第〗項之污水處理系統,其中前述 水質控制目標値判定手段只根據前述預定的量測資料來進 行前述的判斷, 該量測資料包括有流入前述污水處理過程之污水的流 量和全部氮濃度。 5 .如申請專利範圍第丨項之污水處理系統,其中前述 水質控制目標値判定手段根據前述預定的量測資料和預測 資料的雙方來進行前述的判斷, 該量測資料爲流入前述污水處理過程之污水的流量, 該預測資料爲該流入之污水的全部氮濃度之過去的時 序資料。 6 ·如申請專利範圍第1項之污水處理系統,其中具備 有:根據前述預定的預測資料來作成目標値計晝,再把該 作成的的目標値計畫作爲前述水質控制目標値來設定之目 標値計畫手段。 7 .如申請專利範圍第3項之污水處理系統,其中前述 水質控制目標値判定手段只根據前述預定的量測資料來進 行前述的判斷, 該量測資料包括有流入前述污水處理過程之污水的流 量以及由前述有氧槽循環到前述無氧槽之處理水的循環流 量和硝酸性氮濃度。 8 ·如申請專利範圍第3項之污水處理系統,其中將設 置在前述污水處理過程之預定處理機器的操作量,取代爲 -38- 1292750 (3) 前述碳源注入幫浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量 ,並作爲對構成前述生物反應槽的前述厭氧槽、前述無氧 槽以及前述有氧槽之各污水的階段流入量。 9 .如申請專利範圍第3項之污水處理系統,其中將設 置在前述污水處理過程之預定處理機器的操作量,取代爲 前述碳源注入幫浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入量 ,並作爲把則述初步沉澱池旁路而流入到前述生物反應槽 之初步沉澱池旁路流量。 1 〇 ·如申請專利範圍第3項之污水處理系統,其中將 設置在前述污水處理過程之預定處理機器的操作量,取代 爲前述碳源注入幫浦對前述無氧槽或是厭氧槽的碳源注入 量,並作爲由前述初步沉澱池的底部對前述無氧槽或是厭 氧槽之未處理污泥投入量、或是使來自前述初步沉澱池的 底部之未處理污泥發酵所生成的發酵物對前述厭氧槽之未 處理污泥發酵物投入量。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之污水處理系統,其中前 述水質控制目標値判定手段係由運算決定前述生物反應槽 的水質之物質的收支之物質收支模式或是輸出該物質的收 支運算結果之過去資料之統計模式所構成。 1 2 .如申請專利範圍第1項之污水處理系統,其中前 述水質控制目標値判定手段係分成複數個階段來運算前述 水質最大預測値,並且依照該複數個階段的各預測値與前 述水質控制目標値之間的相差,複數個階段進行前述的判 定。 -39- 1292750 (4) 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之污水處理系統,其中具 備有:顯示前述水質控制目標値判定手段之前述複數個階 段的判定結果之顯示部。
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