水處理控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的水處理控制裝置包括：流入水；生物反應(yīng)槽；作為生物反應(yīng)槽的一部分、位于上游側(cè)的上游側(cè)需氧槽；作為生物反應(yīng)槽的一部分、位于下游側(cè)的下游側(cè)需氧槽；流入水質(zhì)推定部；推定上游側(cè)需氧槽水質(zhì)的上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部；推定下游側(cè)需氧槽水質(zhì)的下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部；根據(jù)流入水質(zhì)推定部與上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的推定結(jié)果運算向上游側(cè)需氧槽的風(fēng)量的上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部；根據(jù)上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部與下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的推定結(jié)果運算向下游側(cè)需氧槽的風(fēng)量的下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部，用下游側(cè)需氧槽推定部推定的水質(zhì)是溶解氧濃度，用流入水質(zhì)推定部與上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定的水質(zhì)是因基于氧的氧化而值發(fā)生變動的物質(zhì)。
【專利說明】水處理控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及主要控制污水處理場的處理水的水質(zhì)的水處理控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在需要應(yīng)對環(huán)境問題的現(xiàn)今，對于污水處理場，除了要求向公共水域放流的處理 水的水質(zhì)提高之外，還要求節(jié)能化。
[0003] 在污水處理場中，利用被稱作活性污泥的微生物懸濁液將污水中的有機物、氮等 除去。將利用鼓風(fēng)機向活性污泥吹送空氣的反應(yīng)槽稱作需氧槽，在需氧槽中，有機物利用基 于微生物的同化、異化反應(yīng)而被攝取、消耗，進(jìn)而被除去。流入污水中的氮的大部分以氨態(tài) 氮的形式存在，但其在存在氧的情況下會被硝化菌氧化成硝酸鹽氮。該硝酸鹽氮的一部分 殘留在回流污泥中，向上游側(cè)回流。此時，發(fā)生向氮氣還原的脫氮反應(yīng)，氮成分被除去。另一 方面，若因硝化不完全而在放流水中殘留氨態(tài)氮，則擔(dān)心對放流水域的水生生物帶來影響、 溶解氧（DO)消耗，因此，為了維持放流地點的環(huán)境，要求硝化反應(yīng)的適當(dāng)管理。因此，需要 合理地控制利用消耗大量電力的鼓風(fēng)機進(jìn)行的風(fēng)量供給。在風(fēng)量供給量不足的情況下，會 引發(fā)硝化不充分所導(dǎo)致的對環(huán)境造成的負(fù)面影響?；蛘?，在風(fēng)量供給量過度的情況下，由于 硝化結(jié)束后也不必要地供給風(fēng)量，因此消耗電力增大。
[0004] 在污水處理的控制中，有將設(shè)置在需氧槽的下游側(cè)末端的DO測量計的DO用作控 制指標(biāo)的DO控制。通過以將需氧槽的下游側(cè)的末端DO保持為恒定的方式控制鼓風(fēng)機風(fēng)量， 由此維持微生物的活性，控制有機物除去、硝化反應(yīng)（例如，非專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 近年來，由于計測活性污泥中的氨態(tài)氮濃度的氨測量計的精度的提高、適合個別 生物反應(yīng)槽的小容積的鼓風(fēng)機的控制性提高，因此，對于向單系列的生物反應(yīng)槽供給的鼓 風(fēng)機風(fēng)量的控制，研究了使用氨測量計的控制方式（非專利文獻(xiàn)2)。在將需氧槽概念性地 分割為上游側(cè)與下游側(cè)來考慮的情況下，在上游側(cè)的需氧槽末端設(shè)置氨測量計，在下游側(cè) 的需氧槽末端設(shè)置DO測量計。在上游側(cè)的氨濃度的計測值超過目標(biāo)值的情況下，增加下游 偵_ DO的目標(biāo)值，控制鼓風(fēng)機風(fēng)量。在低于目標(biāo)值的情況下，降低DO的目標(biāo)值。另外，由 于與空氣接觸的時間因流入流量的不同而變化，因此隨著流入流量增減，DO的目標(biāo)值也相 應(yīng)地增減。該控制方法從根本上說是DO控制，通過使DO的目標(biāo)值與上游側(cè)的氨濃度相應(yīng) 地改變，由此實現(xiàn)目標(biāo)的氨濃度。
[0006] 在專利文獻(xiàn)1的方法中，根據(jù)向生物反應(yīng)槽流入的污水的流量、向各需氧槽供給 的風(fēng)量以及設(shè)置于各個需氧槽的氨測量計的測量值，來運算向各需氧槽供給的、預(yù)先設(shè)定 的各需氧槽中的硝化量所需的風(fēng)量，從而以適量的風(fēng)量進(jìn)行硝化。
[0007] 非專利文獻(xiàn)1 :"污水道設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計指南與解說"2009年版、發(fā)行單位日本污水 道協(xié)會
[0008] 非專利文獻(xiàn)2 :遠(yuǎn)藤和廣：使用氨測量計與DO測量計的送風(fēng)量控制系統(tǒng)的開發(fā)、第 47回污水道研究發(fā)表會演講集、pp. 918-920 (2010)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012-170883
[0010] 在非專利文獻(xiàn)1的方法中，DO雖是與微生物的反應(yīng)活性相關(guān)的參數(shù)，但并非是在 硝化反應(yīng)中應(yīng)當(dāng)考慮的氨態(tài)氮自身。因此，存在因流入流量、流入水質(zhì)的變動而導(dǎo)致風(fēng)量不 足或者風(fēng)量過剩的情況。
[0011] 在非專利文獻(xiàn)2的方法中，根據(jù)上游側(cè)的需氧槽末端的氨濃度決定向全部需氧槽 供給的風(fēng)量，因此，在自氨測量計到達(dá)下游側(cè)的流入污水的流入時的氨負(fù)荷比上游側(cè)的流 入氨負(fù)荷大的情況下，風(fēng)量整體過剩，消耗能量有時會增大。相反，在自氨測量計到達(dá)下游 側(cè)的流入污水的流入時的氨負(fù)荷比上游側(cè)的流入氨負(fù)荷小的情況下，由于氨負(fù)荷大的上游 側(cè)的風(fēng)量變小，因此在到達(dá)下游側(cè)的時刻，氨負(fù)荷比可處理負(fù)荷大，存在放流水質(zhì)變差的課 題。
[0012] 專利文獻(xiàn)1的方法通過在各需氧槽設(shè)置氨測量計來實施精細(xì)的控制，但除了在非 專利文獻(xiàn)1中普通的處理場的設(shè)置所推薦的需氧槽末端的DO測量計之外，還在需氧槽末端 設(shè)置高價的氨測量計，存在成本方面的課題。
[0013] 另外，非專利文獻(xiàn)1、非專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)1中的控制方法針對單一的生物反應(yīng) 槽，通常，在以多系列的生物反應(yīng)槽進(jìn)行處理的污水處理中，在各個生物反應(yīng)槽分別設(shè)置控 制所必需的計測器、鼓風(fēng)機等的控制設(shè)備，從成本方面考慮并不實用。在上述的控制方法 中，存在沒有明示以多系列的生物反應(yīng)槽進(jìn)行處理的控制方式的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 用于解決課題的手段
[0015] 為了實現(xiàn)以上的課題，本發(fā)明的水處理控制裝置的特征在于，該水處理控制裝置 包括：流入水，其是被處理水；生物反應(yīng)槽，其供所述流入水流入；上游側(cè)需氧槽，其作為所 述生物反應(yīng)槽的一部分，位于上游側(cè)；下游側(cè)需氧槽，其作為所述生物反應(yīng)槽的一部分，位 于下游側(cè)；流入水質(zhì)推定部，其推定所述流入水的水質(zhì)；上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部，其推定 所述上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)；下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部，其推定所述下游側(cè)需氧槽的水質(zhì)； 上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部，其根據(jù)所述流入水質(zhì)推定部與所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的 推定結(jié)果來運算向所述上游側(cè)需氧槽供給的風(fēng)量；以及下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部，其根據(jù) 所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部與所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的推定結(jié)果來運算向所述 下游側(cè)需氧槽供給的風(fēng)量，利用所述下游側(cè)需氧槽推定部推定的水質(zhì)是溶解氧濃度，利用 所述流入水質(zhì)推定部與所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定的水質(zhì)是因基于氧的氧化而值 發(fā)生變動的物質(zhì)。
[0016] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，所述水處理控制裝置 是包括如下部分的水處理設(shè)備：一個或者多個流入水組，其不包含所述流入水；生物反應(yīng) 槽組，其供各個所述流入水組流入；上游側(cè)需氧槽組，其位于各個所述生物反應(yīng)槽組的上游 偵h下游側(cè)需氧槽組，其位于各個所述生物反應(yīng)槽組的下游側(cè)；流入水組流量推定部，其推 定所述流入水組與所述流入水的流量的總和即總流量；上游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運算部，其運 算向所述上游側(cè)需氧槽組與所述上游側(cè)需氧槽供給的總上游側(cè)需氧槽風(fēng)量；下游側(cè)需氧槽 組風(fēng)量運算部，其運算向所述下游側(cè)需氧槽組與所述下游側(cè)需氧槽供給的總下游側(cè)需氧槽 風(fēng)量；以及流入水流量推定部，其推定所述流入水的流量，利用所述上游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運 算部運算出的所述總上游側(cè)需氧槽風(fēng)量的目標(biāo)值是，利用所述流入水組流量推定部推定出 的總流量與利用所述流入水流量推定部推定出的所述流入水的流量之比和所述上游側(cè)需 氧槽風(fēng)量的乘積，利用所述下游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運算部運算出的所述總下游側(cè)需氧槽風(fēng)量 的目標(biāo)值是，利用所述流入水組流量推定部推定出的總流量與利用所述流入水流量推定部 推定出的所述流入水的流量之比和所述下游側(cè)需氧槽風(fēng)量的乘積。
[0017] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，利用所述流入水質(zhì)推 定部與所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定的水質(zhì)是氨態(tài)氮。
[0018] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，該水處理控制裝置具 備上游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部，該上游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部根據(jù)利用所述流入 水質(zhì)推定部推定出的所述流入水的水質(zhì)來運算所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目 標(biāo)值。
[0019] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，該水處理控制裝置具 備生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部，該生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部根據(jù)利用所述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算 部運算出的上游側(cè)需氧槽風(fēng)量與利用所述下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部運算出的下游側(cè)需氧 槽風(fēng)量，來運算向所述生物反應(yīng)槽供給的生物反應(yīng)槽風(fēng)量。
[0020] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，所述水處理控制裝置 是包括如下部分的水處理設(shè)備：一個或者多個流入水組，其不包含所述流入水；生物反應(yīng) 槽組，其供各個所述流入水組流入；流入水組流量推定部，其推定所述流入水組與所述流入 水的流量的總和即總流量；總生物反應(yīng)槽組風(fēng)量運算部，其運算向所述生物反應(yīng)槽組供給 的總生物反應(yīng)槽組風(fēng)量；以及流入水流量推定部，其推定所述流入水的流量，利用所述生物 反應(yīng)槽組風(fēng)量運算部運算出的總生物反應(yīng)槽組風(fēng)量的目標(biāo)值是，利用所述流入水組流量推 定部推定出的總流量與利用所述流入水流量推定部推定出的所述流入水的流量之比和利 用所述生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部運算出的所述生物反應(yīng)槽風(fēng)量的乘積。
[0021] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，該水處理控制裝置具 備下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部，該下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部根據(jù)利用所述上游 側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì)來運算所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
[0022] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，利用所述下游側(cè)需氧 槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部運算出的所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值是根據(jù)下游 側(cè)差量水質(zhì)-下游側(cè)目標(biāo)水質(zhì)關(guān)系運算出的，所述下游側(cè)差量水質(zhì)-下游側(cè)目標(biāo)水質(zhì)關(guān)系 是所述上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)與處理水目標(biāo)水質(zhì)之差和所述下游側(cè)需氧槽的水質(zhì)的目標(biāo)值 之間的關(guān)系，根據(jù)利用所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì)與所述處理水目標(biāo)水質(zhì) 之差來運算所述下游側(cè)需氧槽推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
[0023] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，所述下游側(cè)風(fēng)量運算 部根據(jù)下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值來運算所述下游側(cè)需氧槽風(fēng)量。
[0024] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，所述上游側(cè)風(fēng)量運算 部是根據(jù)風(fēng)量-上游側(cè)差量水質(zhì)關(guān)系運算出的，所述風(fēng)量-上游側(cè)差量水質(zhì)關(guān)系是所述上 游側(cè)需氧槽風(fēng)量與所述流入水的水質(zhì)和所述上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)之差之間的關(guān)系，根據(jù)利 用所述流入水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì)與利用所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì) 之差來運算所述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量。
[0025] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，該水處理控制裝置具 備運算結(jié)果顯示部，該運算結(jié)果顯示部顯示所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值 與所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
[0026] 此外，在所述水處理控制裝置的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的特征在于，所述運算結(jié)果顯示部 顯示利用所述上游側(cè)風(fēng)量運算部運算的所述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量與利用所述下游側(cè)需氧槽 風(fēng)量運算部運算的所述下游側(cè)風(fēng)量。
[0027] 發(fā)明效果
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)乜刂莆鬯幚淼乃|(zhì)并且抑制消耗能量。另外，對于多系 列的處理，能夠發(fā)揮與具備控制設(shè)備的系列同等程度的控制效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是實施例1的水處理控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0030] 圖2是表示針對多個流入氨態(tài)氮濃度的適當(dāng)?shù)南趸幚磉^程的圖。
[0031] 圖3是表示相對于流入氨態(tài)氮濃度的目標(biāo)氨態(tài)氮濃度的曲線圖。
[0032] 圖4是表示相對于累計風(fēng)量的處理氨態(tài)氮濃度的曲線圖。
[0033] 圖5是表示相對于下游側(cè)需氧槽的氨態(tài)氮負(fù)荷的目標(biāo)DO的曲線圖。
[0034] 圖6是實施例1的控制流程圖。
[0035] 圖7是不表不流體塊的移流的圖和運算式。
[0036] 圖8是表示風(fēng)量配分函數(shù)的曲線圖。
[0037] 圖9是時刻tn的各流體塊的參數(shù)。
[0038] 圖10是畫面顯示部的例子。
[0039] 圖11是實施例2的水處理控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 圖12是實施例3的水處理控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0041] 圖13是實施例4的水處理控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0042] 附圖標(biāo)記說明
[0043] 1 :流入水
[0044] 1-0 :總流入水
[0045] 1-1?1-3 :流入水組
[0046] 2 :處理水
[0047] 10 :生物反應(yīng)槽
[0048] 10-1?10-3 :生物反應(yīng)槽組
[0049] 11 :上游側(cè)需氧槽
[0050] 11-1?11-3 :上游側(cè)需氧槽組
[0051] 12:下游側(cè)需氧槽
[0052] 12-1?12-3 :下游側(cè)需氧槽組
[0053] 20 :流量計
[0054] 21:氨測量計（流入）
[0055] 22 :氨測量計
[0056] 23 :溶解氧濃度計
[0057] 31 :上游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部
[0058] 32 :上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部
[0059] 33 :下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)運算部
[0060] 34 :下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部
[0061] 35:風(fēng)量運算部
[0062] 36 :風(fēng)量控制部
[0063] 37 :上游側(cè)風(fēng)量控制部
[0064] 38 :下游側(cè)風(fēng)量控制部
[0065] 51 :總流量計
[0066] 52 :總上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部
[0067] 53 :總下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部
[0068] 54 :總風(fēng)量運算部
[0069] 55 :總風(fēng)量控制部

【具體實施方式】
[0070] 根據(jù)附圖對本發(fā)明的各實施例進(jìn)行說明。
[0071] (實施例1)
[0072] 圖1是本發(fā)明的實施例1的結(jié)構(gòu)圖。
[0073] 本實施例是在標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法中應(yīng)用了本水處理工序控制裝置的例子，對利用活 性污泥處理污水的生物反應(yīng)槽10的處理進(jìn)行控制。由活性污泥填滿的生物反應(yīng)槽10被分 割成上游側(cè)需氧槽11與下游側(cè)需氧槽12。從風(fēng)量控制部36向生物反應(yīng)槽10整體、即上游 側(cè)需氧槽11與下游側(cè)需氧槽12送入空氣。流入水1首先向上游側(cè)需氧槽11流入，由來自 風(fēng)量控制部36的空氣與活性污泥進(jìn)行處理。處理后的流入水向下游側(cè)需氧槽12流入，由 來自風(fēng)量控制部36的空氣與活性污泥進(jìn)一步進(jìn)行處理，作為處理水2向系統(tǒng)外放流。
[0074] 在作為流入水質(zhì)推定部的氨測量計（流入）21，計測流入水1中的氨態(tài)氮濃度。根 據(jù)計測出的氨態(tài)氮濃度，利用上游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部31來運算上游側(cè)需氧槽的 氨態(tài)氮濃度的目標(biāo)值。根據(jù)設(shè)置在上游側(cè)需氧槽11的末端的作為上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定 部的氨測量計22的測量值、前述的上游側(cè)需氧槽的氨態(tài)氮濃度的目標(biāo)值，利用上游側(cè)需氧 槽風(fēng)量運算部32來運算向上游側(cè)需氧槽11吹送的最佳風(fēng)量。在下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)運 算部33,根據(jù)利用流量計20計測出的處理水1的流量與氨測量計22的測量值，來運算下游 側(cè)需氧槽的溶解氧濃度（DO)的目標(biāo)值，作為下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。根 據(jù)運算出的DO的目標(biāo)值以及設(shè)置在下游側(cè)需氧槽的末端的作為下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部 的溶解氧濃度計23的計測值，利用下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部34來運算向下游側(cè)需氧槽12 吹送的最佳風(fēng)量。
[0075] 在本實施例中，能夠控制的風(fēng)量僅是從風(fēng)量控制部36向生物反應(yīng)槽10吹送的總 風(fēng)量，無法單獨控制上游側(cè)需氧槽風(fēng)量以及下游側(cè)需氧槽風(fēng)量。即，根據(jù)各個計算結(jié)果，利 用生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部35來運算向生物反應(yīng)槽10吹送的總風(fēng)量。
[0076] 首先，作為控制對象即污水處理場固有的參數(shù)，獲取運轉(zhuǎn)條件與水質(zhì)等的關(guān)系。在 本實施例中，組合以國際水協(xié)會（IWA)的活性污泥模型（ASM)為代表的微生物反應(yīng)模型以 及表示污水處理場的工序的流程模型而使用污水水質(zhì)模擬。在該污水水質(zhì)模擬中再現(xiàn)了作 為處理對象的處理場的處理過程之后，運算運轉(zhuǎn)條件與水質(zhì)等的關(guān)系。
[0077] 圖2是氨態(tài)氮濃度的向流下方向變化的變化例，是假設(shè)相對于不同的流入氨濃 度，以使處理水氨態(tài)氮濃度為目標(biāo)值lmgN/L的風(fēng)量進(jìn)行運轉(zhuǎn)的情況下的結(jié)果。根據(jù)相對于 各種條件而使處理水氨態(tài)氮濃度為目標(biāo)值的結(jié)果，來構(gòu)建在控制中使用的近似曲線的關(guān)系 式。圖3是流入水的水質(zhì)即流入氨濃度與上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)的目標(biāo)值即目標(biāo)氨態(tài)氮濃度 之間的關(guān)系。將需氧槽1?需氧槽4作為上游側(cè)需氧槽11，將氨測量計22設(shè)置在上游側(cè)需 氧槽11的末端即需氧槽4。根據(jù)該圖給出了如下啟示，S卩，相對于預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值而言， 在流入水的水質(zhì)發(fā)生變動的情況下，通過使中間的目標(biāo)值變化來進(jìn)行穩(wěn)定的處理。圖4以 風(fēng)量-上游側(cè)差量水質(zhì)關(guān)系表示流入水的水質(zhì)與上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)的差量即由上游側(cè) 需氧槽11處理后的氨態(tài)氮濃度（流入值-氨測量計位置的值）和向上游側(cè)需氧槽供給的 風(fēng)量即處理所需要的累計風(fēng)量之間的關(guān)系?？芍?，隨著累計風(fēng)量增加，被處理后的氨態(tài)氮濃 度增大。圖5是下游側(cè)差量水質(zhì)-下游側(cè)目標(biāo)水質(zhì)關(guān)系，是下游側(cè)需氧槽的水質(zhì)的目標(biāo)值 即目標(biāo)DO相對于根據(jù)上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)與處理水目標(biāo)水質(zhì)的差量導(dǎo)出的、向下游側(cè)需 氧槽12流入的氨態(tài)氮濃度的負(fù)荷（濃度X流量）的關(guān)系。目標(biāo)DO是為了實現(xiàn)目標(biāo)水質(zhì) 所需的DO值。由此可知，若負(fù)荷增大，則需要采用較大的目標(biāo)D0。
[0078] 使用以上的關(guān)系確定所需的風(fēng)量。圖6表示運算過程的流程圖。在時刻t = tn 時，首先，利用流量計20獲取流入流量Q (tn) [m3/h](步驟1 :以下稱作SI)。接下來，獲取 當(dāng)前時刻的曝氣風(fēng)量QB(tn) [m3/h] (S2)。本實施例中的計算方法的特征在于，計算每單位時 間AU = W1)向生物反應(yīng)槽1流入的各個流體塊的位置、曝氣風(fēng)量以及氨處理量。圖 7表示計算的概念圖。若在時刻h向生物反應(yīng)槽11流入體積QU ci) Δ t的流體塊h，則該 流體塊h的時刻t的位置XUtl, t)是各時刻下的流下長度Q(t)/S· AUSDii2]:相對于流 下方向的生物反應(yīng)槽11的截面積）的合計值（S3)。在該合計值為設(shè)置在上游側(cè)需氧槽11 的末端的氨測量計22的位置X = Xffl4以上的情況下，相反，時刻tn的氨測量計位置到達(dá)流 體塊流入時刻為t0 (S4)。由于相對于生物反應(yīng)槽11的容積V[m3]的、每單位時間At的風(fēng) 量Qb⑴Λ t與流體塊的位置X處的平均值1的風(fēng)量配分函數(shù)D (X)(示于圖8)相應(yīng)地作用 于流體塊的容量Qatl) At，因此，相對于在時刻h流入的流體塊的累計風(fēng)量VbUci, t) [m3]是 各時刻下的作用風(fēng)量Qb (t) At· (Ktci)AVV · D(X)的累計值（S5)。接下來，利用設(shè)置在上 游側(cè)需氧槽11的末端的氨測量計22計測氨態(tài)氮濃度NH4(t n) (S6)。
[0079] 在下游側(cè)需氧槽風(fēng)量的運算中，首先，利用下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)運算部33,根據(jù) 氨態(tài)氮濃度與圖3的關(guān)系來運算目標(biāo)溶解氧濃度DO tg(tn) (S7)。下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部 34以使由溶解氧濃度計23計測出的溶解氧濃度D0(tn) (S8)達(dá)到目標(biāo)溶解氧濃度D0tg(tn) 的方式運算下游側(cè)需氧槽風(fēng)量Q Bd(tn+1) (S9)。作為運算方法，有PID控制方式等，若僅考慮 比例項P，例如成為數(shù)式1那樣。
[0080] 數(shù)式 1

【權(quán)利要求】
1. 一種水處理控制裝置，其特征在于，該水處理控制裝置包括： 流入水，其是被處理水； 生物反應(yīng)槽，其供所述流入水流入； 上游側(cè)需氧槽，其作為所述生物反應(yīng)槽的一部分，位于上游側(cè)； 下游側(cè)需氧槽，其作為所述生物反應(yīng)槽的一部分，位于下游側(cè)； 流入水質(zhì)推定部，其推定所述流入水的水質(zhì)； 上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部，其推定所述上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)； 下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部，其推定所述下游側(cè)需氧槽的水質(zhì)； 上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部，其根據(jù)所述流入水質(zhì)推定部與所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定 部的推定結(jié)果來運算向所述上游側(cè)需氧槽供給的風(fēng)量；以及 下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部，其根據(jù)所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部與所述下游側(cè)需氧槽 水質(zhì)推定部的推定結(jié)果來運算向所述下游側(cè)需氧槽供給的風(fēng)量， 利用所述下游側(cè)需氧槽推定部推定的水質(zhì)是溶解氧濃度， 利用所述流入水質(zhì)推定部與所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定的水質(zhì)是因基于氧的 氧化而值發(fā)生變動的物質(zhì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理控制裝置，其特征在于， 該水處理控制裝置是包括如下部分的水處理設(shè)備： 一個或者多個流入水組，其不包含所述流入水； 生物反應(yīng)槽組，其供各個所述流入水組流入； 上游側(cè)需氧槽組，其位于各個所述生物反應(yīng)槽組的上游側(cè)； 下游側(cè)需氧槽組，其位于各個所述生物反應(yīng)槽組的下游側(cè)； 流入水組流量推定部，其推定所述流入水組與所述流入水的流量的總和即總流量； 上游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運算部，其運算向所述上游側(cè)需氧槽組與所述上游側(cè)需氧槽供給 的總上游側(cè)需氧槽風(fēng)量； 下游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運算部，其運算向所述下游側(cè)需氧槽組與所述下游側(cè)需氧槽供給 的總下游側(cè)需氧槽風(fēng)量；以及 流入水流量推定部，其推定所述流入水的流量， 利用所述上游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運算部運算出的所述總上游側(cè)需氧槽風(fēng)量的目標(biāo)值是， 利用所述流入水組流量推定部推定出的總流量與利用所述流入水流量推定部推定出的所 述流入水的流量之比和所述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量的乘積， 利用所述下游側(cè)需氧槽組風(fēng)量運算部運算出的所述總下游側(cè)需氧槽風(fēng)量的目標(biāo)值是， 利用所述流入水組流量推定部推定出的總流量與利用所述流入水流量推定部推定出的所 述流入水的流量之比和所述下游側(cè)需氧槽風(fēng)量的乘積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水處理控制裝置，其特征在于， 利用所述流入水質(zhì)推定部與所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定的水質(zhì)是氨態(tài)氮。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的水處理控制裝置，其特征在于， 該水處理控制裝置具備上游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部，該上游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值 運算部根據(jù)利用所述流入水質(zhì)推定部推定出的所述流入水的水質(zhì)來運算所述上游側(cè)需氧 槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的水處理控制裝置，其特征在于， 該水處理控制裝置具備生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部，該生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部根據(jù)利用所 述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部運算出的上游側(cè)需氧槽風(fēng)量和利用所述下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運 算部運算出的下游側(cè)需氧槽風(fēng)量，來運算向所述生物反應(yīng)槽供給的生物反應(yīng)槽風(fēng)量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水處理控制裝置，其特征在于， 該水處理控制裝置是包括如下部分的水處理設(shè)備： 一個或者多個流入水組，其不包含所述流入水； 生物反應(yīng)槽組，其供各個所述流入水組流入； 流入水組流量推定部，其推定所述流入水組與所述流入水的流量的總和即總流量； 總生物反應(yīng)槽組風(fēng)量運算部，其運算向所述生物反應(yīng)槽組供給的總生物反應(yīng)槽組風(fēng) 量；以及 流入水流量推定部，其推定所述流入水的流量， 利用所述生物反應(yīng)槽組風(fēng)量運算部運算出的總生物反應(yīng)槽組風(fēng)量的目標(biāo)值是，利用所 述流入水組流量推定部推定出的總流量與利用所述流入水流量推定部推定出的所述流入 水的流量之比和利用所述生物反應(yīng)槽風(fēng)量運算部運算出的所述生物反應(yīng)槽風(fēng)量的乘積。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水處理控制裝置，其特征在于， 該水處理控制裝置具備下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部，該下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值 運算部根據(jù)利用所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì)來運算所述下游側(cè)需氧槽水 質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理控制裝置，其特征在于， 利用所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)目標(biāo)值運算部運算出的所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的 水質(zhì)的目標(biāo)值是根據(jù)下游側(cè)差量水質(zhì)-下游側(cè)目標(biāo)水質(zhì)關(guān)系運算出的， 所述下游側(cè)差量水質(zhì)-下游側(cè)目標(biāo)水質(zhì)關(guān)系是所述上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)與處理水目 標(biāo)水質(zhì)之差和所述下游側(cè)需氧槽的水質(zhì)的目標(biāo)值之間的關(guān)系， 根據(jù)利用所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì)與所述處理水目標(biāo)水質(zhì)之差，來 運算所述下游側(cè)需氧槽推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的水處理控制裝置，其特征在于， 所述下游側(cè)風(fēng)量運算部根據(jù)下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值來運算所述下 游側(cè)需氧槽風(fēng)量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的水處理控制裝置，其特征在于， 所述上游側(cè)風(fēng)量運算部是根據(jù)風(fēng)量-上游側(cè)差量水質(zhì)關(guān)系運算出的， 所述風(fēng)量-上游側(cè)差量水質(zhì)關(guān)系是所述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量與所述流入水的水質(zhì)和所 述上游側(cè)需氧槽的水質(zhì)之差之間的關(guān)系， 根據(jù)利用所述流入水質(zhì)推定部推定出的水質(zhì)與利用所述上游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部推 定出的水質(zhì)之差來運算所述上游側(cè)需氧槽風(fēng)量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的水處理控制裝置，其特征在于， 該水處理控制裝置具備運算結(jié)果顯示部，該運算結(jié)果顯示部顯示所述上游側(cè)需氧槽水 質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值與所述下游側(cè)需氧槽水質(zhì)推定部的水質(zhì)的目標(biāo)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的水處理控制裝置，其特征在于， 所述運算結(jié)果顯示部顯示利用所述上游側(cè)風(fēng)量運算部運算出的所述上游側(cè)需氧槽風(fēng) 量與利用所述下游側(cè)需氧槽風(fēng)量運算部運算出的所述下游側(cè)風(fēng)量。
【文檔編號】C02F3/00GK104418428SQ201410412195
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】山野井一郎, 西田佳記, 中村信幸 申請人:株式會社日立制作所