申请日2013.03.11
公开(公告)日2014.11.26
IPC分类号C02F3/34; C02F3/12
摘要
本发明对在构成反应槽(2)的多个需氧槽(2a-2d)内流动的待处理水进行生物处理。将空气从分别为各个需氧槽(2a-2d)设置的空气扩散器(6a-6d)供给至反应槽(2)，以使待处理水曝气。将硝酸盐测量计(7)设置在需氧槽(2c)的流入侧，其为沿着反应槽(2)中待处理水的流动的所需位置，并且测量硝酸盐浓度。硝酸盐测量计(7)将硝酸盐浓度的测量值提供给控制单元(9)。基于硝酸盐浓度的值，以使得硝酸盐浓度落在受控的硝酸盐浓度的预定范围内的方式，控制单元(9)将控制信号提供给每个气体供给量控制单元(10a-10d)，以针对每个空气扩散器(6a-6d)或以空气扩散器(6a-6d)的批量方式控制从空气扩散器(6a-6d)到待处理水的气体供给量。
权利要求书
1.一种废水处理装置，所述废水处理装置包括：
空气扩散单元，所述空气扩散单元将气体供给至含氮水，以基本上遍 及在所述含氮水的流动方向上的整个区域，从而根据反应槽中的所述含氮 水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例 的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮;
脱氮确认单元，所述脱氮确认单元设置在所述含氮水的所述流动方向 上的预定位置以确认在所述预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经 脱氮;以及
气体供给量控制单元，所述气体供给量控制单元控制至少在所述脱氮 确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的来自所述空气扩 散单元的气体供给量，从而根据通过在所述预定位置硝化生成的并通过所 述脱氮确认单元确认的硝酸盐的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其中所述空气扩散单元被 配置成能够供给气体，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述流动方向 依次、交替、或反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进行脱氮反 应的区域。
3.根据权利要求1或2所述的废水处理装置，其中当不能通过所述 脱氮确认单元确认通过借助硝化反应的硝化生成的所述所需比例硝酸盐 的脱氮时，所述气体供给量控制单元执行控制以增加或降低至少在所述脱 氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的来自所述空气 扩散单元的所述气体供给量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的废水处理装置，其中所述脱 氮确认单元是被配置成能够测量硝酸盐浓度的硝酸盐浓度测量单元，并且 通过测量所述硝酸盐浓度对是否已经将所述所需比例的硝酸盐脱氮进行 确认，并且所述气体供给量控制单元控制至少在所述硝酸盐浓度测量单元 的沿着所述含氮水的所述流动方向的所述上游侧的来自所述空气扩散单 元的所述气体供给量，从而使通过所述硝酸盐浓度测量单元测量的所述硝 酸盐浓度落在预定范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的废水处理装置，其中所述气 体供给量控制单元控制所述空气扩散单元，以使来自所述空气扩散单元的 所述气体供给量至少在所述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动 方向的上游侧变得基本均匀。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的废水处理装置，其中所述气 体供给量控制单元控制所述空气扩散单元，以使来自所述空气扩散单元的 所述气体供给量在遍及所述含氮水的所述流动方向上的整个区域中变得 基本均匀。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的废水处理装置，其中在所述 反应槽的前段中设置厌氧槽。
8.一种废水处理方法，所述方法包括：
生物处理步骤，其通过硝化反应和脱氮反应对在反应槽中流动的含氮 水进行生物处理;
空气扩散步骤，其将气体供给至所述含氮水，以基本上遍及在所述含 氮水的流动方向上的整个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述 含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流 动方向的各个位置脱氮;
脱氮确认步骤，其确认在所述含氮水的所述流动方向的预定位置生成 的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮;以及
气体供给量控制步骤，其控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的气体供给量，从而根据通过在所述预定位置硝 化生成的并在所述脱氮确认步骤确认的硝酸盐的比例将所述所需比例的 硝酸盐脱氮。
9.根据权利要求8所述的废水处理方法，其中将气体供给至所述含 氮水，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述流动方向依次、交替、或 反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进行脱氮反应的区域。
10.根据权利要求8或9所述的废水处理方法，其中在所述脱氮确认 步骤确认的硝酸盐的比例是在所述预定位置的硝酸盐浓度，并且在所述气 体供给量控制步骤，在其中在所述脱氮确认步骤测量的所述硝酸盐浓度落 在预定范围内的方向上控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水的所 述流动方向的所述上游侧的所述气体供给量。
11.一种废水处理系统，所述废水处理系统包括：
脱氮确认单元，所述脱氮确认单元针对含氮水设置在该含氮水的流动 方向上的预定位置，以确认是否在所述预定位置生成的所需比例的硝酸盐 已经脱氮，所针对的含氮水供给有基本上遍及在所述流动方向上的整个区 域的气体，从而根据所述流动方向将氨硝化为硝酸盐并且将各个所需比例 的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮;以及
气体供给量控制单元，所述气体供给量控制单元控制至少在所述脱氮 确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述 含氮水的气体供给量，从而根据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述 脱氮确认步骤确认的硝酸盐的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
12.一种控制装置，所述控制装置控制至少在沿着含氮水的流动方向 在脱氮确认单元的上游侧的对空气扩散单元的气体供给量，所述空气扩散 单元将气体供给至含氮水以基本上遍及在所述含氮水的流动方向上的整 个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝 酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱 氮，所述脱氮确认单元确认在所述含氮水的所述流动方向的预定位置生成 的所述所需比例的硝酸盐是否已经脱氮，从而根据通过在所述预定位置硝 化生成的并通过所述脱氮确认单元确认的硝酸盐的比例将所述所需比例 的硝酸盐脱氮。
13.一种控制方法，所述控制方法由控制针对含氮水的气体供给量的 控制装置进行，所述控制方法包括：
脱氮确认步骤，其针对含氮水，确认在所述含氮水的流动方向的预定 位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮，所针对的含氮水供给有基本 上遍及在所述流动方向上的整个区域的气体，从而根据所述流动方向将氨 在所述预定位置硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述 流动方向的各个位置脱氮;以及
气体供给量控制步骤，其控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述含氮水的气体供给量，从而根 据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述脱氮确认步骤确认的硝酸盐 的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
14.一种程序，所述程序使计算机执行：
脱氮确认步骤，其针对如下所述的含氮水，通过脱氮确认单元确认在 所述含氮水的流动方向的预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经被 脱氮，所针对的含氮水供给有基本上遍及在所述流动方向上的整个区域的 气体，从而根据所述流动方向将氨在所述预定位置硝化为硝酸盐，并且将 各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮;以及
气体供给量控制步骤，其控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述含氮水的气体供给量，从而根 据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述脱氮确认步骤确认的硝酸盐 的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
说明书
废水处理装置、废水处理方法、废水处理系统、控制装置、控制方法和程序
技术领域
本发明涉及控制需氧槽中曝气量的废水处理装置、废水处理方法、和 废水处理系统，以及控制装置、控制方法、和程序。
背景技术
通常，作为处理污水如生活废水或工业废水的污水处理系统，使用标 准活性污泥法或使用滴滤法的各种污水处理系统已经投入实际使用。
在使用标准活性污泥法的污水处理系统中，进行曝气处理以向反应槽 中存在的各种类型需氧微生物供给氧，同时使待处理的污水流入反应槽 中。因此，通过需氧微生物的作用将在反应槽中的污水中包含的有机物分 解，从而能够获得稳定品质的已处理水。
在反应槽中的曝气处理中，就进行曝气的空气扩散器而言，执行流入 物比例控制、DO(溶解氧)控制、或氨控制(参见专利文献1)。流入物比例 控制使用了安装在反应槽的流入侧上的流量计，而以与流入反应槽的流入 物的量成比例的量将空气供给至空气扩散器。DO控制使用安装在反应槽 的流出侧的末端的溶解氧分析仪(DO分析仪)以测量溶解氧浓度，并且将 空气供给至空气扩散器从而将溶解氧浓度维持在预定浓度。氨控制使用了 安装在反应槽流出侧的末端的氨测量计以将空气供给至空气扩散器，从而 将在反应槽的末端的氨氮(NH4-N)维持在预定浓度。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2005-199116
发明概述
技术问题
然而，在上述各种类型的控制中，存在下列问题。即，在流入物比例 控制中，因为含氮流入物的有机负荷量和氨负荷量变化使水质波动，如果 控制空气的量与流入物的量成比例，则将会不可避免地出现空气的量过量 或不足。此外，在DO控制中，含氮流入物的有机负荷量或氨负荷量变化， 并且当它们的负荷量降低时，空气的量可能会变得过量。另一方面，当该 负荷量增加时，空气的量可能会变得不足。此外，在氨控制中，尽管可以 根据含氮流入物的氨负荷量将适量的空气供给至空气扩散器，但是难以控 制氨控制的前一阶段中的脱氮处理。
本发明是在考虑以上情况下实现的，并且本发明的目的是提供废水处 理装置、废水处理方法、和废水处理系统，它们通过根据流入到进行曝气 的反应槽的含氮水的载量适当地控制气体供给量(曝气量)，可以将适量的 氧供给至反应槽，可以适当地控制脱氮处理，并且可以提高氮移除率，从 而提高已处理水的品质;以及提供控制装置、控制方法、和程序。
解决问题的方案
为了解决上述问题并且实现所述目标，根据本发明的废水处理装置包 括：空气扩散单元，所述空气扩散单元将气体供给至含氮水，以基本上遍 及在所述含氮水的流动方向上的整个区域，从而根据反应槽中的所述含氮 水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例 的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮;脱氮确认单元，所述脱氮 确认单元设置在所述含氮水的所述流动方向上的预定位置以确认在所述 预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮;以及气体供给量控制单 元，所述气体供给量控制单元控制来自至少在所述脱氮确认单元的沿着所 述含氮水的所述流动方向的上游侧的所述空气扩散单元的气体供给量，从 而根据通过在所述预定位置硝化生成的并通过所述脱氮确认单元确认的 硝酸盐的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述空气扩 散单元被配置成能够供给气体，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述 流动方向依次、交替、或反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进 行脱氮反应的区域。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，当不能通过 所述脱氮确认单元确认通过借助硝化反应的硝化生成的所述所需比例硝 酸盐的脱氮时，所述气体供给量控制单元执行控制以增加或降低至少在所 述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的来自所述 空气扩散单元的所述气体供给量。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述脱氮确 认单元是被配置成能够测量硝酸盐浓度的硝酸盐浓度测量单元，并且通过 测量所述硝酸盐浓度对是否已经将所述所需比例的硝酸盐脱氮进行确认， 并且所述气体供给量控制单元控制至少在所述硝酸盐浓度测量单元的沿 着所述含氮水的所述流动方向的所述上游侧的来自所述空气扩散单元的 所述气体供给量，从而使通过所述硝酸盐浓度测量单元测量的所述硝酸盐 浓度落在预定范围内。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述脱氮确 认单元是被配置成能够测量氨氮的氨氮测量单元，并且通过测量所述氨氮 浓度对是否已经将所述所需比例的氨氮脱氮进行确认，并且所述气体供给 量控制单元控制至少在所述氨氮测量单元的至少沿着所述含氮水的流动 方向的上游侧的来自所述空气扩散单元的所述气体供给量，从而使通过所 述氨氮测量单元测量的所述硝酸盐浓度落在预定范围内。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述气体供 给量控制单元控制所述空气扩散单元以使来自所述空气扩散单元的气体 供给量至少在所述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的所 述上游侧变得基本均匀。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，所述气体供 给量控制单元控制所述空气扩散单元以使来自所述空气扩散单元的所述 气体供给量变得基本均匀地遍及所述含氮水的所述流动方向上的整个区 域。
根据本发明的废水处理装置的特征在于，在上述发明中，在所述反应 槽的前段中设置厌氧槽。
根据本发明的废水处理方法，包括：生物处理步骤，其通过硝化反应 和脱氮反应对在反应槽中流动的含氮水进行生物处理;空气扩散步骤，其 将气体供给至所述含氮水，以基本上遍及在所述含氮水的流动方向上的整 个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述含氮水中的氨硝化为硝 酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱 氮;脱氮确认步骤，其确认在所述含氮水的所述流动方向上预定位置生成 的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮;以及气体供给量控制步骤，其控制至 少在所述预定位置的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的气体供 给量，从而根据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述脱氮确认步骤确 认的硝酸盐的比例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
根据本发明的废水处理方法的特征在于，在上述发明中，将气体供给 至所述含氮水，从而随时间推移或根据所述含氮水的所述流动方向依次、 交替、或反复形成在其中进行硝化反应的区域和在其中进行脱氮反应的区 域。
根据本发明的废水处理方法的特征在于，在上述发明中，在所述脱氮 确认步骤确认的硝酸盐的比例是在所述预定位置的硝酸盐浓度，并且在所 述气体供给量控制步骤，在其中在所述脱氮确认步骤测量的所述硝酸盐浓 度落在预定范围内的方向上控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的所述气体供给量。
根据本发明的废水处理系统包括：脱氮确认单元，所述脱氮确认单元 设置在含氮水的流动方向上的预定位置，以针对下面所述含氮水确认在所 述预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经脱氮，所针对的含氮水供给 有气体，以基本上遍及在所述流动方向上的整个区域，从而根据所述流动 方向将氨硝化为硝酸盐并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方 向的各个位置脱氮;以及气体供给量控制单元，所述气体供给量控制单元 控制至少在所述脱氮确认单元的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游 侧的将要供给至所述含氮水的气体供给量，从而根据通过在所述预定位置 硝化生成的并在所述脱氮确认步骤确认的硝酸盐的比例将所述所需比例 的硝酸盐脱氮。
其特征在于，在控制装置中，所述控制装置控制至少在沿着所述含氮 水的流动方向在脱氮确认单元的上游侧的空气扩散单元的气体供给量，所 述空气扩散单元将气体供给至含氮水，以基本上遍及在所述含氮水的所述 流动方向上的整个区域，从而根据所述含氮水的流动将包含在所述含氮水 中的氨硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向 的各个位置脱氮，所述脱氮确认单元确认在所述含氮水的所述流动方向上 预定位置生成的所述所需比例的硝酸盐是否已经脱氮，从而根据通过在所 述预定位置硝化生成的并通过所述脱氮确认单元确认的硝酸盐的比例将 所需比例的硝酸盐脱氮。
其特征在于，在由控制含氮水的气体供给量的控制装置进行的控制方 法中，根据本发明的控制方法包括：脱氮确认步骤，在该步骤，针对含氮 水，通过脱氮确认单元确认在预定位置生成的所需比例的硝酸盐是否已经 脱氮，所针对的含氮水供给有气体，以基本上遍及在所述流动方向上的整 个区域，从而根据所述流动方向将氨在所述预定位置硝化为硝酸盐，并且 将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流动方向的各个位置脱氮;以及气体 供给量控制步骤，在该步骤，控制至少在所述预定位置的沿着所述含氮水 的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述含氮水气体供给量，从而根据 通过在所述脱氮确认步骤确认的在所述预定位置硝化生成的硝酸盐的比 例将所述所需比例的硝酸盐脱氮。
其特征在于，在程序中，使计算机执行：脱氮确认步骤，即，针对所 述的含氮水，由脱氮确认单元确认在所述含氮水的流动方向上预定位置生 成的所需比例的硝酸盐是否已经被脱氮，所针对的含氮水供给有气体，以 基本上遍及在所述流动方向上的全部区域，从而根据所述流动方向将氨在 所述预定位置硝化为硝酸盐，并且将各个所需比例的硝酸盐在沿着所述流 动方向的各个位置脱氮;以及气体供给量控制步骤，即，控制至少在所述 预定位置的沿着所述含氮水的所述流动方向的上游侧的将要供给至所述 含氮水气体供给量，从而根据通过在所述预定位置硝化生成的并在所述脱 氮确认步骤确认的硝酸盐的比例将所需比例的硝酸盐脱氮。
本发明的有益效果
根据本发明的废水处理装置、废水处理方法、废水处理系统、控制装 置、控制方法、和程序，可以根据流入进行曝气的反应槽的含氮水的负荷 量适当地控制气体供给量，并且可以将适量的氧供给至反应槽。此外，可 以适当地控制脱氮处理，并且可以通过提高氮移除率来提高已处理水的品 质。