JP2007136347A - 脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びにその制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 脱水機に供給する原汚泥の汚泥流量を一定とする脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びにその制御装置を提供する。
【解決手段】 濃縮機能付凝集混和槽（３）と標準的な凝集混和槽（２１）を直列に配設し、一定流量の原汚泥（Ｑ１）を濃縮機能付凝集混和槽（３）に供給し、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の圧入圧を一定に保ちながら、濃縮機能付凝集混和槽（３）のタンク内圧の変動に伴い、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）の薬注率を変化させて濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥濃度を調整し、脱水機（２４）に供給する前に凝集混和槽（２１）の一定の圧入圧で固形物処理量を調整することにより、凝集汚泥（Ｑ３）のろ過性を改善して脱水機（２４）の処理量と含水率を均等化できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、上水汚泥、下水汚泥または産業排水汚泥等に凝集剤を添加する脱水機前段の汚泥調質処理に関し、特に、脱水機前段に濃縮機能付凝集混和槽と標準の凝集混和槽を併用して、汚泥ポンプと薬注ポンプの相互管理により、原汚泥の供給流量を一定として、脱水機に圧入する凝集汚泥の供給圧を規定値内に調整する脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びに原汚泥供給量一定制御装置に関する。

大都市では多数の処理場からの汚泥を受け入れ、集約して汚泥処理を行っている。汚泥の受入量に対して貯留槽が小さく、大量処理が要求されるため、供給する原汚泥の連続式の流量一定運転が必要になる。脱水機の安定運転のための汚泥の圧入圧一定制御では、汚泥濃度やろ過性の変動により、固形物の処理量が変動する。高濃度の汚泥ほど固形物の処理量は大きくなり、低濃度になるに従い固形物の処理量は少なくなる。従来のスクリュープレスの前段に配設する汚泥の凝集処理装置としては、汚泥の圧入ポンプにラインミキサーと凝集混和槽を直列状に接続し、圧入ポンプの供給圧で汚泥と高分子凝集剤を撹拌混合する凝集装置は、例えば、特許文献１に記載してあるように、本願発明の出願人が提案している。また、濃縮可能な濃縮機能付凝集混和槽としては、密閉型処理槽に撹拌羽根を配設した凝集部とスクリーンを張設した濃縮部に区分し、原液供給ポンプとろ液の定量排出器を制御して、凝集汚泥を設定倍率に濃縮する汚泥濃縮装置も、特許文献２に記載してあるように、本願発明の出願人が提案している。

特開平１０−１９２９００号公報（段落番号０００７，図２） 特開２０００−３２５９９７号公報（段落番号０００８乃至段落番号００１０，図３）

従来の標準的な凝集混和槽で懸濁物質のフロックを生成させ、凝集汚泥の所定流量をスクリュープレスに供給する流量一定運転では、固形物処理量が増加し、或いは汚泥性状が悪化した時には対応が困難であった。従来方法で流量一定運転を行なうためには、スクリュープレスの処理能力に余裕を持たせるため、一段大きいスクリュープレスを選定する必要がある。そして、汚泥の圧入ポンプと加圧脱水機の間にラインミキサーと凝集混和槽を直列状に接続した汚泥の凝集装置は、一台の圧入ポンプで高分子凝集剤を充分に混和させ、希薄な汚泥から高粘性の汚泥まで混和が可能となるものであるが、脱水機に供給する原汚泥の流量を一定とする脱水機の原汚泥供給量一定制御では、原汚泥の汚泥濃度や汚泥性状に変動があり、脱水ケーキの含水率にばらつきが生じ、後工程に支障を来たす恐れがある。また、従来の濃縮機能付凝集混和槽は、ろ液の排出量を規制することにより所定の濃縮汚泥が得られるが、急激に変動する汚泥濃度や汚泥性状に対しては、対応できる能力に限界がある。この発明は、脱水機前段の汚泥調質装置として、濃縮機能付凝集混和槽と標準的な凝集混和槽を直列に配設し、一定流量の原汚泥を濃縮機能付凝集混和槽に供給し、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を規定値内に維持しながら、濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧の変動に伴い、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の薬注率を調整して濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧を規定値内に維持させる脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びにその制御装置を提供する。

この発明に係る脱水機の原汚泥供給量一定制御方法は、定量型汚泥ポンプと高分子供給ポンプを連結した一段目の濃縮機能付凝集混和槽と、濃縮汚泥ポンプと高分子供給ポンプを連結した二段目の凝集混和槽を直列に配設し、凝集混和槽のタンク圧により凝集汚泥を脱水機に圧入する汚泥の前処理装置において、一定流量の原汚泥と所定量の高分子凝集剤を濃縮機能付凝集混和槽に供給して濃縮汚泥濃度を調整し、ろ液の一部を分離した濃縮汚泥を凝集混和槽に圧送して、凝集混和槽のタンク内圧が一定となるように、濃縮汚泥ポンプの回転数を制御して、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を維持した後、濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧の変動に応じて、濃縮機能付凝集混和槽に供給する高分子凝集剤の薬注率を変化させて濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧を規定値内に維持し、更に、濃縮汚泥の汚泥流量が規定値内に改善出来ない時には、高分子凝集剤を凝集混和槽に添加して、凝集汚泥のろ過性を改善する脱水機の原汚泥供給量一定制御方法であり、一定流量の原汚泥を供給し、一段目の濃縮機能付凝集混和槽で濃縮濃度を調整し、二段目の凝集混和槽で処理量を増減することにより、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を規定値内に維持することができる。

そして、汚泥濃度の変動に対する脱水機の原汚泥供給量一定制御方法は、原汚泥の汚泥濃度が低くなり、固形物処理量が減少して凝集混和槽のタンク内圧が低下した時には、濃縮汚泥ポンプの回転数を上昇させて、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を規定値内に維持した後、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の添加量を少なくして濃縮率を低下させ、脱水機の負荷を増加して凝集混和槽のタンク圧を上昇させ、濃縮汚泥の汚泥量を設定値内に復帰させると共に、原汚泥の汚泥濃度が高くなり、固形物処理量が増加して凝集混和槽のタンク内圧が上昇した時には、濃縮汚泥ポンプの回転数を下降させて、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を規定値内に維持した後、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤を多くして濃縮率を改良し、脱水機の負荷を軽減して凝集混和槽のタンク圧を下降させ、濃縮汚泥の汚泥量を設定値内に復帰させて、一定流量の原汚泥を縮機能付凝集混和槽に供給しながら、脱水機に圧入する凝集汚泥の供給圧を規定値内に維持させる脱水機の原汚泥供給量一定制御方法である。

更に、凝集混和槽に圧送する濃縮汚泥の汚泥量が、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の添加量を少なくしても、所定時間連続して規定値以内に減少しない時には、凝集混和槽に添加する高分子凝集剤を少なくして脱水機に供給する凝集汚泥のろ過性を低下させ、凝集混和槽のタンク圧を上昇させて濃縮汚泥の汚泥量を設定値内に復帰させると共に、高分子凝集剤の添加量を多くしても、濃縮汚泥の汚泥量が所定時間連続して規定値内に増加しない時には、凝集混和槽に添加する高分子凝集剤を多くして、脱水機に圧入する凝集汚泥のろ過性を改善し凝集混和槽のタンク圧を低下させて濃縮汚泥の汚泥量を設定値内に復帰させる脱水機の原汚泥供給量一定制御方法である。

汚泥性状の変動に対する脱水機の原汚泥供給量一定制御方法は、原汚泥の汚泥性状が好転し、凝集混和槽のタンク内圧が低下して、凝集混和槽に圧送する濃縮汚泥の汚泥量が増加した時には、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の添加量を少なくして濃縮率を低下させて、脱水機の負荷を増加して凝集混和槽のタンク圧を上昇させ、濃縮汚泥の汚泥量を設定値内に復帰させると共に、原汚泥の汚泥性状が悪化して凝集混和槽のタンク内圧が上昇し、凝集混和槽に圧送する濃縮汚泥の汚泥量が減少した時には、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤を多くして濃縮率を改良し、脱水機の負荷を軽減して凝集混和槽のタンク圧を下降させ、濃縮汚泥の汚泥量を設定値内に復帰させる脱水機の原汚泥供給量一定制御方法である。

そして、原汚泥の汚泥性状が悪化して、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤を多くしても、濃縮汚泥の汚泥量が所定時間連続して規定値内に復帰しない時には、凝集混和槽に高分子凝集剤を添加してろ過性を改善して、脱水機に供給する凝集汚泥を増加させ、凝集混和槽のタンク内圧を低下させて濃縮汚泥の汚泥量を規定値内に復帰させる脱水機の原汚泥供給量一定制御方法である。

この発明に係る脱水機の原汚泥供給量一定制御方法を実施するための原汚泥供給量一定制御装置は、脱水機の前段に設ける汚泥の前処理装置において、一段目の濃縮機能付凝集混和槽に定量型汚泥ポンプと高分子供給ポンプを接続して、一定流量の原汚泥と高分子凝集剤を濃縮機能付凝集混和槽に供給し、フロックを生成させた汚泥からろ液を分離して汚泥濃度を調整すると共に、二段目の凝集混和槽に濃縮機能付凝集混和槽から濃縮汚泥を抜出す濃縮汚泥ポンプと高分子供給ポンプを連結して凝集混和槽でろ過性と凝集汚泥の抜出し量を調整し、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を維持する脱水機の原汚泥供給量一定制御装置であり、脱水機前段に濃縮機能付凝集混和槽と標準的な凝集混和槽を併用し、汚泥ポンプと薬注ポンプの相互管理により、脱水機に供給する原汚泥の流量を一定とすることができる。

具体的な脱水機の原汚泥供給量一定制御装置は、二段目の凝集混和槽のタンク内圧を検知する圧力センサーと、圧力センサーの検知信号を受信して濃縮汚泥ポンプの回転数を制御する圧力流量制御器を配設し、凝集混和槽に圧送する濃縮汚泥の汚泥流量を調整して、凝集混和槽のタンク内圧を一定に維持すると共に、一段目の濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧を検知する圧力センサーと、圧力センサーの検知信号を受信して高分子供給ポンプの回転数を増減させる流量制御器と、回転数の増減の指令信号を受信して高分子供給ポンプの回転数を制御する固形物比例注入制御器を配設して、一定流量の原汚泥を濃縮機能付凝集混和槽に供給し、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を規定値内に維持しながら、濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧の変動に伴い、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の薬注率を調整して濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧を規定値内に維持させる脱水機の原汚泥供給量一定制御装置であり、濃縮機能付凝集混和槽で濃縮汚泥濃度を調整し、脱水機に投入する前に凝集混和槽で固形物処理量を調整することができる。

更に、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤だけでは凝集改善が不十分で、濃縮汚泥の汚泥流量が規定値内に改善出来ない時には、濃縮汚泥の汚泥流量を検知する汚泥流量計と、検出した汚泥流量の検知信号を受信する流量制御器を配設し、凝集混和槽に高分子凝集剤を添加して、脱水機に供給する凝集汚泥の凝集状態を改善させる脱水機の原汚泥供給量一定制御装置である。

この発明に係る脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びにその制御装置は、標準的な凝集混和槽の前段に濃縮機能付凝集混和槽を設置して、濃縮機能付凝集混和槽で濃縮汚泥濃度を調整し、脱水機に投入する前に凝集混和槽で固形物処理量を調整するもので、脱水機の余裕率が小さくなり、小さな脱水機を採用することが可能となる。原汚泥濃度の変動に対しては、濃縮機能付凝集混和槽と凝集混和槽のタンク内圧を検知して、凝集混和槽のタンク内圧を一定に維持しながら、一段目の濃縮機能付凝集混和槽の高分子凝集剤の添加量を調節して濃縮率を改善し、脱水性を改善することにより、脱水機での負荷を均等化することができる。そして、原汚泥の固形物処理量に変動があっても、脱水機に供給する凝集汚泥を基準値内に維持する脱水機の流量一定運転が可能となる。また、汚泥性状の悪化に対しては、濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧を検知して、一段目の濃縮機能付凝集混和槽の濃縮率を改善することにより、二段目の凝集混和槽への負荷軽減を図り原汚泥供給量一定制御が可能となる。必要に応じて、二段目の凝集混和槽の高分子凝集剤の添加量を増やせば、凝集改善が行われ、凝集汚泥のろ過性を改善して脱水機の処理量と含水率を均等化できる。

この発明に係る脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びに原汚泥供給量一定制御装置を図面に基づき詳述すると、図１は脱水機の原汚泥供給量一定制御のための凝集処理フローであって、汚泥貯留槽１に連結した汚泥供給管２が密閉状の濃縮機能付凝集混和槽３の槽底に接続してあり、汚泥供給管２に配設した定量型汚泥ポンプＳＰ１で、汚泥貯留槽１から常時一定流量の原汚泥Ｑ１を濃縮機能付凝集混和槽３に供給する。定量型汚泥ポンプＳＰ１の後方の汚泥供給管２にラインミキサー４が配設してあり、汚泥供給管２に連結した分岐管５から無機凝集剤Ｒを原汚泥Ｑ１に添加し、ラインミキサー４で撹拌混合して金属塩を凝集させる。高分子凝集剤を貯留するポリマー溶解槽６に薬液供給管７が連結してあり、薬液供給管７をラインミキサー４の後方の汚泥供給管２に接続してある。薬液供給管７に高分子凝集剤Ｐ１の添加量を増減させる高分子供給ポンプＰＰ１が配設してあり、高分子供給ポンプＰＰ１で無機凝集剤Ｒと撹拌混合した一定流量の原汚泥Ｑ１に高分子凝集剤Ｐ１を添加して、濃縮機能付凝集混和槽３に供給する。

図２は濃縮機能付凝集混和槽の縦断面図であって、濃縮機能付凝集混和槽３の頂壁に駆動機８が配設してあり、駆動機８に撹拌機９を連結してあり、撹拌機９の回転軸１０が濃縮機能付凝集混和槽３の下半部に垂下し、回転軸１０の下端に撹拌羽根１１を止着してある。この撹拌羽根１１は上下二段に４５°に位相をずらせて取付けてあり、濃縮機能付凝集混和槽３の下部の周壁に撹拌羽根１１に対向させて邪魔板１２が配設してある。濃縮機能付凝集混和槽３の上半部の周壁にスクリーン１３を張設して周部にろ液室１４が形成してあり、回転軸１０に止着したスクレーパ１５をスクリーン１３に摺接してある。スクレーパ１５の下端部に周辺部を開口した円板状の仕切板１６が止着してあり、濃縮機能付凝集混和槽３の下半部を凝集部Ａ、上半部を濃縮部Ｂとしてある。濃縮機能付凝集混和槽３の槽底の流入管１７から流入した無機凝集剤Ｒを混合した原汚泥Ｑ１と高分子凝集剤Ｐ１を撹拌機９で撹拌混合して懸濁物質のフロックを生成させる。凝集部Ａで凝集フロックを生成した汚泥は、上部の濃縮部Ｂに移送して、スクリーン１３でろ液Ｓを分離しながら濃縮する。ろ液室１４に流入したろ液Ｓはろ液抜出管１８から排出し、ろ液Ｓの一部を分離して濃縮した濃縮汚泥Ｑ２は濃縮汚泥取出管１９から抜出す。

図１に示すように、一段目の濃縮機能付凝集混和槽３の濃縮汚泥Ｑ２を抜出す濃縮汚泥取出管１９に連結した圧送管２０が密閉状の二段目の標準的な凝集混和槽２１の槽底に接続してあり、圧送管２０に配設した濃縮汚泥ポンプＳＰ２で濃縮汚泥Ｑ２を凝集混和槽２１に圧入する。高分子凝集剤Ｐ１を濃縮機能付凝集混和槽３に供給する高分子供給ポンプＰＰ１の前段の薬液供給管７に薬液分岐管７ａが連結してある。分岐した薬液分岐管７ａの後端部が濃縮汚泥ポンプＳＰ２の後方の圧送管２０に連結してあり、薬液分岐管７ａに高分子凝集剤Ｐ２を移送する高分子供給ポンプＰＰ２が配設してある。濃縮機能付凝集混和槽３から濃縮汚泥ポンプＳＰ２で抜出した濃縮汚泥Ｑ２に、必要に応じて高分子凝集剤Ｐ２を添加して凝集混和槽２１に圧送し、凝集混和槽２１に配設した撹拌機２２で撹拌混合して強固な凝集フロックを生成させる。凝集混和槽２１に凝集汚泥Ｑ３を抜出す圧入管２３が連結してあり、圧入管２３の後端にスクリュープレス２４を配設してある。スクリュープレス２４への凝集汚泥Ｑ３の供給は、密閉した凝集混和槽２１のタンク内圧で圧入管２３から圧入して固液分離を行なう。この発明の実施例では、脱水機としてスクリュープレスを図示しているが、遠心脱水機、ベルトプレス、或いは、フイルタープレスであつても良いものである。

図１に示すように、二段目の凝集混和槽２１に圧力センサーＰＳ２が配設してあり、濃縮汚泥Ｑ２を圧送する凝集混和槽２１のタンク内圧を検出する。検出した圧力センサーＰＳ２の検知信号を受信する圧力流量制御器２５が配設してあり、圧力流量制御器２５には予め凝集混和槽２１のタンク内圧の基準値を設定してある。汚泥濃度やろ過性の変化により、原汚泥Ｑ１の固形物処理量が変動するが、スクリュープレス２４は安定運転が必要であり、圧力流量制御器２５は圧力センサーＰＳ２が検知した圧力の検知信号を受信して、凝集混和槽２１のタンク内圧を一定に維持するように、濃縮汚泥ポンプＳＰ２の回転数を調整する。

図１に示すように、一段目の濃縮機能付凝集混和槽３のろ液の一部を分離する濃縮部Ｂに圧力センサーＰＳ１が配設してあり、濃縮部Ｂのタンク内圧を検出する。汚泥性状や原汚泥濃度の変化により、濃縮機能付凝集混和槽３の濃縮部Ｂから抜出す濃縮汚泥Ｑ２の抜出し量が変動し、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧が変化する。同時に、濃縮汚泥ポンプＳＰ２の回転数を調整することにより、濃縮機能付凝集混和槽３から抜出す濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が変動し、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧が変化する。圧力センサーＰＳ１で濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を検出する検知信号を受信する流量制御器２６が配設してある。流量制御器２６には予め濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧の基準値を設定してある。流量制御器２６に固形物比例注入制御器２７が接続してあり、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧が基準値の範囲外となった時、流量制御器２６から高分子供給ポンプＰＰ１の回転数の増減の指令信号を送信し、高分子凝集剤Ｐ１の基準値から添加量を増減させる。汚泥貯留槽１から常時一定流量の原汚泥Ｑ１を抜出す汚泥供給管２に、濃度計Ｄと汚泥流量計Ｆ１が配設してあり、原汚泥Ｑ１の汚泥濃度と汚泥流量の検知信号を固形物比例注入制御器２７に送信し、原汚泥Ｑ１の固形物処理量に対する高分子凝集剤Ｐ１の添加量を算定して、予め、高分子凝集剤Ｐ１の基準値を設定してある。この発明の実施例では、１分ごとに濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を圧力センサーＰＳ１で検知して，その検知信号を流量制御器２６に送信する。

流量制御器２６は、送信された濃縮汚泥Ｑ２の圧力の検知信号を基準値と比較して設定範囲外になった時、高分子凝集剤Ｐ１の添加率を増減させる指令を固形物比例注入制御器２７に伝達する。流量制御器２６の指令信号に基づき、固形物比例注入制御器２７は高分子供給ポンプＰＰ１の回転数を制御する。この発明の実施例では、設定時間の１分間に、高分子凝集剤Ｐ１の添加量の基準値０．５〜１．０％に対する濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧が、連続して５ｋＰａ以上高い時には、高分子凝集剤Ｐ１の添加量を０．０１ポイント増加させるように高分子供給ポンプＰＰ１の回転数を調整する。濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧が高くなる原因は、原汚泥Ｑ１の原液濃度の増加やろ過性の悪化が予測される。原汚泥Ｑ１のろ過性を改善し、濃縮機能付凝集混和槽３の濃縮率を上げて、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量を減少させる。逆に、高分子凝集剤Ｐ１の添加量の基準値０．５〜１．０％に対する圧力が、１分間に連続して５ｋＰａ以上低い時には、高分子凝集剤Ｐ１を０．０１ポイント減少させるように高分子供給ポンプＰＰ１の回転数を調整する。濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧が低くなる原因は、原液濃度の低下やろ過性の好転が予測される。

濃縮機能付凝集混和槽３から濃縮汚泥Ｑ２を抜出す濃縮汚泥ポンプＳＰ２の後方近傍の圧送管２０に汚泥流量計Ｆ３と、濃縮機能付凝集混和槽３に高分子凝集剤を添加する高分子供給ポンプＰＰ２の後方近傍の薬液分岐管７ａに薬液流量計Ｆ４が配設してある。濃縮機能付凝集混和槽３から抜出した濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量を汚泥流量計Ｆ３で検知して、その検知信号を流量制御器２８に送信する。濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を増減させるだけでは、濃縮機能付凝集混和槽３から抜き出す濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が、連続５分間以上設定流量内に復帰しない場合には、流量制御器２８は凝集混和槽２１に高分子凝集剤Ｐ２を添加する高分子供給ポンプＰＰ２の回転数を増減させる。濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が規定値以内に増加しなければ、凝集混和槽２１に圧送する高分子凝集剤Ｐ２を多くして、凝集混和槽２１での凝集状態を改善する。また、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が規定値以内に低下しなければ、凝集混和槽２１に添加する高分子凝集剤Ｐ２を減少させ、スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３のろ過性を低下させる。

図３は脱水機の原汚泥供給量一定制御のブロック図であって、濃縮汚泥Ｑ２を圧送する濃縮汚泥ポンプＳＰ２は、凝集混和槽２１のタンク内圧を検知する圧力センサーＰＳ２が設定圧になるように、汚泥流量を変化させる運転をする。濃縮汚泥ポンプＳＰ２による濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量の調整と、原汚泥の性状変化や濃度変化により、濃縮機能付凝集混和槽３で濃縮して抜出す濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量が変動する。脱水機の原汚泥供給量一定制御をするために、
（１）スクリュープレス２４の運転を開始し、
（２）スクリュープレス２４に凝集汚泥Ｑ３を圧入する二段目の凝集混和槽２１のタンク内圧を圧力センサーＰＳ２で検出し、圧力流量制御器２５で基準圧力の規定値と比較する。
（３）凝集混和槽２１のタンク内圧が規定値より高くなった時には、一段目の濃縮機能付凝集混和槽３から抜出される濃縮汚泥Ｑ２が減少する。
（４）濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を検知する圧力センサーＰＳ１が、設定時間の１分間に、連続して規定値の上限より５ｋＰａ以上上昇した時に、
（５）濃縮機能付凝集混和槽３に供給する高分子凝集剤Ｐ１を規定値より０．０１ポイント増やし、ろ過性を改善して濃縮機能付凝集混和槽３から排出するろ液量Ｓを増加させ、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を下げる。
逆に、
（２）凝集混和槽２１のタンク内圧を圧力センサーＰＳ２で検出し、そのタンク内圧を圧力流量制御器２５で規定値と比較する。
（６）凝集混和槽２１のタンク内圧が規定値より低くなった時には、濃縮機能付凝集混和槽３から抜出す濃縮汚泥Ｑ２が増加する。
（７）濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を検知する圧力センサーＰＳ１が、設定時間の１分間連続して規定値の下限より５ｋＰａ以上下降した時、
（８）濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を規定値より０．０１ポイント減らし、濃縮機能付凝集混和槽３から排出するろ液量Ｓを減少させ、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を上昇させる。

濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量が連続５分間以上、基準の設定値以内に復帰しない場合には、流量制御器２８は凝集混和槽２１に高分子凝集剤Ｐ２を添加する高分子供給ポンプＰＰ２の回転数を増減させる。
（９）濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を増減させるだけでは、濃縮機能付凝集混和槽３から抜き出す濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量が、設定時間の５分間連続して規定値の上限以上から復帰しない場合は、
（１０）凝集混和槽２１に圧入する濃縮汚泥Ｑ２に、高分子凝集剤Ｐ２を規定値から０．０１ポイント減少させて添加する。
（１１）濃縮機能付凝集混和槽３から抜出す濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が、設定時間の５分間連続して規定値の下限以下から復帰しない場合は、
（１２）凝集混和槽２１に圧入する濃縮汚泥Ｑ２に、高分子凝集剤Ｐ２を規定値から０．０１ポイント増加させて添加する。
上記の操作を繰返し、汚泥貯留槽１から常時一定流量の原汚泥Ｑ１を濃縮機能付凝集混和槽３に供給し、濃縮機能付凝集混和槽３と凝集混和槽２１の凝集状態を調整し、濃縮汚泥Ｑ２とろ液Ｓの流量バランスを調和させる制御を行う。

図１のフローチャートに基づき、脱水機前段の汚泥調質装置について、一段目に定量型汚泥ポンプＳＰ１と高分子供給ポンプＰＰ１を連結した濃縮機能付凝集混和槽３と、二段目に引抜き用の濃縮汚泥ポンプＳＰ２と高分子供給ポンプＰＰ２を連結した凝集混和槽２１を直列に配設して、原汚泥Ｑ１の汚泥濃度と汚泥性状の変化に対する現象と、高分子凝集剤の添加量を調節する対策を考察した。一段目の濃縮機能付凝集混和槽３へは定量型汚泥ポンプＳＰ１で定流量運転とし、二段目の凝集混和槽２１では凝集汚泥Ｑ３のスクリュープレス２４への圧入圧一定制御として、スクリュープレス２４の安定運転を優先させた。凝集混和槽２１のタンク内圧を検知する圧力センサーＰＳ２が一定となるように、濃縮汚泥Ｑ２の流量を変化させるよう濃縮汚泥ポンプＳＰ２を制御することとした。そして、濃縮機能付凝集混和槽３への高分子凝集剤Ｐ１の薬注率は規定値とするが、汚泥性状の変動で濃縮性が悪くなった場合には、濃縮機能付凝集混和槽３のスクリーン１３の目詰まりが懸念される。濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧を圧力センサーＰＳ１で検知して、タンク内圧が規定値の上限以上で濃縮機能付凝集混和槽３の高分子凝集剤Ｐ１の薬注率を、「設定薬注率＋０．０１ポイント」に増加させることとした。濃縮機能付凝集混和槽３の高分子凝集剤Ｐ１の薬注率を変化させても、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量が規定値の範囲に改善出来ない時には、凝集混和槽２１に添加する高分子凝集剤Ｐ２の薬注率を、「設定薬注率＋０．０１ポイント」に増加させることとした。
表１は、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧、ろ液量、汚泥濃度と、標準的な凝集混和槽２１のタンク内圧の現象に対し、対策として高分子凝集剤Ｐ１、Ｐ２の添加量の増減を示すものである。

（１）原汚泥Ｑ１の濃度が低下した時
現象：固形物処理量が減少するため、二段目の凝集混和槽２１のタンク内圧が低下する。一段目の濃縮機能付凝集混和槽３から抜出す濃縮汚泥Ｑ２の汚泥流量は増加して、濃縮機能付凝集混和槽３から排出するろ液Ｓの排出量が自然に減少する。凝集混和槽２１に圧送する濃縮汚泥Ｑ２の供給量を減らす必要がある。
操作１：濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１の添加量を少なくし、ろ過性を悪くすることにより濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量を減少させる。
操作２：尚も、濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を減少するだけでは、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が規定量以内に減少しなければ、凝集混和槽２１に供給する高分子凝集剤Ｐ２を少なくして、凝集混和槽２１での凝集状態を調整する。スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３のろ過性を低下させれば、凝集混和槽２１のタンク内圧を高めることができる。

（２）原汚泥Ｑ１の濃度が上昇した時
現象：固形物処理量が増加するため、スクリュープレス２４の負荷が増加して、二段目の凝集混和槽２１のタンク内圧が上昇し、凝集混和槽２１に流入する濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量は減少する。一段目の濃縮機能付凝集混和槽３から排出する濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が減少するため、濃縮機能付凝集混和槽３のタンク内圧ＰＳ１が上昇する。濃縮機能付凝集混和槽３から分離するろ液Ｓを増加させ、濃縮倍率を高める必要がある。
操作１：濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を増量すれば、濃縮機能付凝集混和槽３から排出する濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が改善され、凝集混和槽２１のタンク内圧が下がり、濃縮汚泥Ｑ２を増加させることができる。
操作２：尚も、一段目の濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１の添加量だけでは、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が規定値内に増加しない場合には、二段目の凝集混和槽２１に添加する高分子凝集剤Ｐ２を増加させて、スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３のろ過性を改善すれば、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が増加して処理量が規定値内に戻る。

（３）原汚泥Ｑ１のろ過性が良くなった時
現象：二段目の凝集混和槽２１のタンク内圧が低下し、凝集混和槽２１に流入する濃縮汚泥Ｑ２が増加する。自然に一段目の濃縮機能付凝集混和槽３から分離するろ液Ｓは減少し、濃縮機能付凝集混和槽３での濃縮率が低下する。
スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３の濃縮倍率を抑えた運転が必要となる。
操作１：濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を減少すれば、濃縮機能付凝集混和槽３から抜出す濃縮汚泥Ｑ２の濃縮率が低下して、凝集混和槽２１のタンク内圧を規定値内に上昇させることができる。
操作２：尚も、濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を減少するだけでは、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が規定値以内に減少しなければ、凝集混和槽２１に供給する高分子凝集剤Ｐ２を少なくして、凝集混和槽２１での凝集状態を調整する。スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３のろ過性を低下させれば、凝集混和槽２１のタンク内圧を高めることができる。スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３の濃縮率が減少して、所定の圧入圧となる。

（４）原汚泥Ｑ１のろ過性が悪化した時
現象：二段目の凝集混和槽２１のタンク内圧が上昇し、凝集混和槽２１に流入する濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が減少する。
操作１：濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１を増加させ、濃縮機能付凝集混和槽３の濃縮率を上げる。濃縮機能付凝集混和槽３から排出する濃縮汚泥Ｑ２が改善され、凝集混和槽２１のタンク内圧が下がり、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量を増加させることができる。
操作２：尚も、濃縮機能付凝集混和槽３に添加する高分子凝集剤Ｐ１だけでは凝集改善が不十分で、濃縮汚泥Ｑ２の汚泥量が規定値内に復帰しない場合は、凝集混和槽２１に高分子凝集剤Ｐ２を添加してスクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３のろ過性を改善すれば、凝集混和槽２１のタンク内圧を規定値内に低下させ、濃縮汚泥Ｑ２を増加させることができる。スクリュープレス２４に供給する凝集汚泥Ｑ３を圧入圧一定に維持すれば、安定した固液分離が行なえる。

この発明に係る脱水機の原汚泥供給量一定制御方法並びにその制御装置は、濃縮機能付凝集混和槽と標準的な凝集混和槽を直列に配設し、一定流量の原汚泥を濃縮機能付凝集混和槽に供給し、脱水機に圧入する凝集汚泥の圧入圧を一定に保ちながら、濃縮機能付凝集混和槽のタンク内圧の変動に伴い、濃縮機能付凝集混和槽に添加する高分子凝集剤の薬注率を変化させて汚泥濃度を調整し、脱水機に投入する前に凝集混和槽の一定の圧入圧で固形物処理量を調整するので、凝集汚泥のろ過性を改善して脱水機の処理量と含水率を均等化できる。即ち、原汚泥濃度の変動や汚泥性状の悪化に対しても、処理量を一定にして後段への負荷を軽減し、脱水機での負荷を均等化することができるので、脱水機の原汚泥供給量一定運転が可能となり、脱水機の余裕率を少なくした適切な脱水機を採用することができる。従って、スクリュープレス、遠心分離機、ベルトプレス、或いは、フイルタープレス等の脱水機前段の汚泥調質装置に適するものである。

図１はこの発明に係る脱水機の原汚泥供給量一定制御のための凝集処理装置のフローチャートである。 この発明に係る濃縮機能付凝集混和槽の縦断面図である。 同じく、脱水機の原汚泥供給量一定制御のブロック図である。

符号の説明

３ 濃縮機能付凝集混和槽
２１ 凝集混和槽
２５ 圧力流量制御器
２４ スクリュープレス
２６、２８ 流量制御器
２７ 固形物比例注入制御器
Ｆ３ 汚泥流量計
Ｐ１、Ｐ２ 高分子凝集剤
ＰＰ１、ＰＰ２ 高分子供給ポンプ
ＰＳ１、ＰＳ２ 圧力センサー
Ｑ１ 原汚泥
Ｑ２ 濃縮汚泥
Ｑ３ 凝集汚泥
ＳＰ１ 定量型汚泥ポンプ
ＳＰ２ 濃縮汚泥ポンプ
Ｓ ろ液

Claims (8)

1. 定量型汚泥ポンプ（ＳＰ１）と高分子供給ポンプ（ＰＰ１）を連結した一段目の濃縮機能付凝集混和槽（３）と、濃縮汚泥ポンプ（ＳＰ２）と高分子供給ポンプ（ＰＰ２）を連結した二段目の凝集混和槽（２１）を直列に配設し、凝集混和槽（２１）のタンク圧により凝集汚泥（Ｑ３）を脱水機（２４）に圧入する汚泥の前処理装置において、一定流量の原汚泥（Ｑ１）と所定量の高分子凝集剤（Ｐ１）を濃縮機能付凝集混和槽（３）に供給して濃縮汚泥濃度を調整し、ろ液（Ｓ）の一部を分離した濃縮汚泥（Ｑ２）を凝集混和槽（２１）に圧送して、凝集混和槽（２１）のタンク内圧が一定となるように、濃縮汚泥ポンプ（ＳＰ２）の回転数を制御して、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の圧入圧を維持した後、濃縮機能付凝集混和槽（３）のタンク内圧の変動に応じて、濃縮機能付凝集混和槽（３）に供給する高分子凝集剤（Ｐ１）の薬注率を変化させて濃縮機能付凝集混和槽（３）のタンク内圧を規定値内に維持し、更に、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量が規定値内に改善出来ない時には、高分子凝集剤（Ｐ２）を凝集混和槽（２１）に添加して、凝集汚泥（Ｑ３）のろ過性を改善することを特徴とする脱水機の原汚泥供給量一定制御方法。
2. 上記原汚泥（Ｑ１）の汚泥濃度が低くなり、固形物処理量が減少して凝集混和槽（２１）のタンク内圧が低下した時には、濃縮汚泥ポンプ（ＳＰ２）の回転数を上昇させて、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の圧入圧を規定値内に維持した後、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）の添加量を少なくして濃縮率を低下させ、脱水機（２４）の負荷を増加して凝集混和槽（２１）のタンク圧を上昇させ、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量を設定値内に復帰させると共に、原汚泥（Ｑ１）の汚泥濃度が高くなり、固形物処理量が増加して凝集混和槽（２１）のタンク内圧が上昇した時には、濃縮汚泥ポンプ（ＳＰ２）の回転数を下降させて、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の圧入圧を規定値内に維持した後、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）を多くして濃縮率を改良し、脱水機（２４）の負荷を軽減して凝集混和槽（２１）のタンク圧を下降させ、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量を設定値内に復帰させて、一定流量の原汚泥（Ｑ１）を縮機能付凝集混和槽（３）に供給しながら、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の供給圧を規定値内に維持させることを特徴とする請求項１に記載の脱水機の原汚泥供給量一定制御方法。
3. 上記濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）の添加量を少なくしても、凝集混和槽（２１）に圧送する濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量が所定時間連続して規定値以内に減少しない時には、凝集混和槽（２１）に添加する高分子凝集剤（Ｐ２）を少なくして脱水機（２４）に供給する凝集汚泥（Ｑ３）のろ過性を低下させ、凝集混和槽（２１）のタンク圧を上昇させて濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量を設定値内に復帰させると共に、高分子凝集剤（Ｐ１）の添加量を増加させても、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量が所定時間連続して規定値内に増加しない時には、凝集混和槽（２１）に添加する高分子凝集剤（Ｐ２）を多くして、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）のろ過性を改善し、凝集混和槽（２１）のタンク圧を低下させて濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量を設定値内に復帰させることを特徴とする請求項２に記載の脱水機の原汚泥供給量一定制御方法。
4. 上記原汚泥（Ｑ１）の汚泥性状が好転し、凝集混和槽（２１）のタンク内圧が低下して、凝集混和槽（２１）に圧送する濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量が増加した時には、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）の添加量を少なくして濃縮率を低下させて、脱水機（２４）の負荷を増加して凝集混和槽（２１）のタンク圧を上昇させ、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量を設定値内に復帰させると共に、原汚泥（Ｑ１）の汚泥性状が悪化して凝集混和槽（２１）のタンク内圧が上昇し、凝集混和槽（２１）に圧送する濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量が減少した時には、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）を多くして濃縮率を改良し、脱水機（２４）の負荷を軽減して凝集混和槽（２１）のタンク圧を下降させ、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量を設定値内に復帰させることを特徴とする請求項１に記載の脱水機の原汚泥供給量一定制御方法。
5. 上記原汚泥（Ｑ１）の汚泥性状が悪化して、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）を多くしても、濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥量が所定時間連続して規定値内に復帰しない時には、凝集混和槽（２１）に高分子凝集剤（Ｐ２）を添加してろ過性を改善して、脱水機（２４）に供給する凝集汚泥（Ｑ３）の汚泥量を増加させ、凝集混和槽（２１）のタンク内圧を低下させて規定値内に復帰させることを特徴とする請求項４に記載の脱水機の原汚泥供給量一定制御方法。
6. 脱水機（２４）の前段に設ける汚泥の前処理装置において、一段目の濃縮機能付凝集混和槽（３）に定量型汚泥ポンプ（ＳＰ１）と高分子供給ポンプ（ＰＰ１）を接続して、一定流量の原汚泥（Ｑ１）と高分子凝集剤（Ｐ１）を濃縮機能付凝集混和槽（３）に供給し、フロックを生成させた汚泥からろ液（Ｓ）を分離して汚泥濃度を調整すると共に、二段目の凝集混和槽（２１）に濃縮機能付凝集混和槽（３）から濃縮汚泥（Ｑ２）を抜出す濃縮汚泥ポンプ（ＳＰ２）と高分子供給ポンプ（ＰＰ２）を連結して凝集混和槽（２１）でろ過性と凝集汚泥（Ｑ３）の抜出し量を調整し、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の圧入圧を維持することを特徴とする脱水機の原汚泥供給量一定制御装置。
7. 上記二段目の凝集混和槽（２１）のタンク内圧を検知する圧力センサー（ＰＳ２）と、圧力センサー（ＰＳ２）の検知信号を受信して濃縮汚泥ポンプ（ＳＰ２）の回転数を制御する圧力流量制御器（２５）を配設し、凝集混和槽（２１）に圧送する濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥流量を調整して、凝集混和槽（２１）のタンク内圧を一定に維持すると共に、一段目の濃縮機能付凝集混和槽（３）のタンク内圧を検知する圧力センサー（ＰＳ１）と、圧力センサー（ＰＳ１）の検知信号を受信して高分子供給ポンプ（ＰＰ１）の回転数を増減させる流量制御器（２６）と、回転数の増減の指令信号を受信して高分子供給ポンプ（ＰＰ１）の回転数を制御する固形物比例注入制御器（２７）を配設して、一定流量の原汚泥（Ｑ１）を濃縮機能付凝集混和槽（３）に供給し、脱水機（２４）に圧入する凝集汚泥（Ｑ３）の圧入圧を規定値内に維持しながら、濃縮機能付凝集混和槽（３）のタンク内圧の変動に伴い、濃縮機能付凝集混和槽（３）に添加する高分子凝集剤（Ｐ１）の薬注率を調整して濃縮機能付凝集混和槽（３）のタンク内圧を規定値内に維持させることを特徴とする請求項６に記載の脱水機の原汚泥供給量一定制御装置。
8. 上記濃縮汚泥（Ｑ２）の汚泥流量を検知する汚泥流量計（Ｆ３）と、検出した汚泥流量の検知信号を受信する流量制御器（２８）を配設し、凝集混和槽（２１）に高分子凝集剤（Ｐ２）を添加して、脱水機（２４）に供給する凝集汚泥（Ｑ３）の凝集状態を改善させることを特徴とする請求項７に記載の脱水機の原汚泥供給量一定制御装置。