JP2007170993A - 水質測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下水処理場の反応槽等の気泡の混入する分析用採水では、採水部分に気泡が混入し、前段に別途の採水槽を設置し、安定採水を図る方法が一般的であった。この場合、採水槽の頻繁なメンテナンスが必要とされる問題点があった。
【解決手段】収容部１に収容された被測定水２の水質を検知する水質検知器４と、上記収容部及び上記水質検知器を連通する採水管６とを備えた水質測定装置において、上記採水管の途中に設けられた分岐部８と、この分岐部で分岐された被測定水を上記採水管よりも高い位置に上昇させた後、上記収容部に戻すバイパス配管１２と、このバイパス配管における上記採水管よりも高い位置に流路断面積が上方向に小さくなるように介装されたレジューサ１０と、上記バイパス配管に介装されたバイパス弁１１とを備えるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば下水処理場や排水処理設備の反応槽に収容された被処理液等、気泡が含まれた被測定水などでも、その水質を好ましく検知することができる水質測定装置に関するものである。

従来の下水処理場における反応槽の被処理液等、気泡が混入した液体を被測定水として水質を検知する場合、水質検知器の前段に別途採水槽を設置し、測定部への気泡の影響を除去したり、エア抜きバルブ等を配管の高い部分に設置したりして、測定部への採水を行っている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−１２１６２８号公報（第１頁、図１）

上記のような従来の水質測定装置では、水質検知器の前段に採水槽を設けて気泡を除去する場合は、採水槽の定期的なメンテナンスが必要となること、また、エア抜きバルブを設置した場合は、下水処理場などの夾雑物の多い採水では、エア抜きバルブヘの泥等の付着により配管の詰まり等が発生する問題が有り、安定的な計測が難しいなどの課題があった。

この発明は上記のような従来技術の課題を解決するためになされたもので、下水処理場の被処理液等の気泡を含む被測定水であっても、採水された被測定水から容易に気泡を除去し、水質検知器に気泡の除去された被測定水を安定的に送給し、長期間メンテナンスが低減可能な水質測定装置を提供することを目的としている。

この発明に係る水質測定装置は、収容部に収容された被測定水の水質を検知する水質検知器と、上記収容部及び上記水質検知器を連通する採水管とを備えた水質測定装置において、上記採水管に設けられた分岐部と、この分岐部で分岐された被測定水を上記採水管よりも高い位置に上昇させた後、上記収容部に戻すバイパス配管と、このバイパス配管における上記採水管よりも高い位置に流路断面積が上方向に小さくなるように介装されたレジューサと、上記バイパス配管に介装されたバイパス弁と、を備えたものである。

この発明によれば、エア抜きの如く作用するバイパス配管に、上方向に流路断面積が小さくなるようにレジューサを介装したことにより、レジューサ以降のバイパス配管を流れる気泡を含む液体の流速を早め、各種夾雑物などを気泡と共に採水管の分岐部から除去するため、水質検知器に気泡の除去された被測定水を安定的に送給し、気泡の混入による水質検知器への影響を低減できる。また、配管の詰まりが少なくメンテナンスを長期間不要に出来る。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図である。なお、以下では、この発明を下水処理場の反応槽に収容された被処理液を被測定水として水質測定する場合について説明する。図において、下水処理場の反応槽からなる収容部１には、被測定水である被処理液２が収容され、図示省略している曝気装置から供給された空気などの酸化性ガスによって撹拌され、無数の気泡３が生じている。収容部１には、収容された被処理液２を被測定水として水質計器である水質検知器４に採水管６を通じて送給するための水中ポンプ５が設けられており、収容部１と水質検知器４を連通する採水管６には、下流方向に仕切弁７、分岐部８、及び前処理装置９が順次介装されている。仕切弁７では、採水流量や採水圧力が調整される。

分岐部８で上方向に分岐された被処理液２は、レジューサ１０、及びバイパス弁１１を経て、分岐部８よりも高さｈだけ上方部に立ち上げられた後、収容部１に戻るように設けられたバイパス配管１２によって収容部１に戻される。なお、レジューサ１０は入口部よりも出口部の内径を連続的に滑らかに絞った公知の配管部材であり、例えば出口部の内径が入口部の２分の１程度としたものなどは好ましく用いることができる。また、前処理装置９は、公知のマクロ化を使って採水するもので、図示省略しているフィルタに圧力水を通して浸透した水を水質検知器４に送る。上記前処理装置９には、余剰水を収容部１に戻すための戻り管１３が接続されている。なお、水質検知器４は例えば公知の一般的なものを用いることができるので、その構造、信号処理回路、制御装置などは詳細図示を省略している。また、レジューサ１０の入口または出口に接続される配管の内径は、レジューサ１０の入口径または出口径に合わせたものがそれぞれ用いられている。

次に上記のように構成された実施の形態１の動作について説明する。下水処理場の被処理液２は、反応槽である収容部１から水中ポンプ５によって採水され、採水管６を通じて水質検知器４の前処理装置９を経由して水質検知器４へ送られる。ここで、採水管６に設けられた仕切弁７の開度を調整して、採水流量や採水圧力が調整される。仕切弁７を通過した被処理液２の一部は、前処理装置９の手前に設けられた分岐部８からレジューサ１０、バイパス弁１１に連なるバイパス配管１２に向かうが、レジューサ１０を有するバイパス配管１２が高さｈだけ立ち上げて設けられていることにより、下側の分岐部８の圧力が高く、上方向に圧力が低くなるような圧力差が生じる。

このため、バイパス配管１２自体でエア抜き配管の機能が働いて、被処理液２に含まれる気泡がバイパス配管１２に抜けようとする。従来のエア抜き配管の場合、下水処理場の被処理液のように気泡と共に各種夾雑物などを多く含む懸濁液では、配管やバルブ類が詰まり易いという問題が有ったが、この発明の実施の形態１ではレジューサ１０が上方向に流路断面積が小さくなるように介装されていることにより、レジューサ１０以降のバイパス配管１２を流れる気泡を含む液体の流速が早まり、各種夾雑物などを気泡と共に流し去り、収容部１に戻すため、長時間詰まりを生じることがない。

なお、バイパス弁１１はバイパス配管１２を流れる被処理液の流量及び本管である採水管６の圧力を所定の範囲内に保持するために必要なものであり、該バイパス弁１１の開度調整により、被処理液２が分岐部８を通るときに、被処理液２に混入した気泡の大部分はレジューサ１０及びバイパス弁１１を経由してバイパス配管１２に抜けてゆき、収容部１に戻される。このため、分岐部８よりも下流側の前処理装置９には気泡の混入が少ない被測定水として送給され、水質検知器４に対して測定の障害となる気泡が除去された被測定水として供給される。

上記のようにこの実施の形態１では、採水部である前処理装置９の手前の分岐部８から上方向に立ち上げたバイパス配管１２に、内径が減じられるレジューサ１０とバイパス弁１１を設け、高低差、配管の太さの相違及びバイパス弁１１の開度調整を利用するという簡単な構造で、気泡抜きを行うようにしたので、水質検知器４に対して気泡の除去された被測定水が送給され、気泡による採水断を防ぎ、水質検知器４による水質検知も長時間安定して行える。また、エア抜きバルブを用いていないので下水処理場などの夾雑物の多い被測定水でも、バルブ類ヘの泥等の付着による配管の詰まりの発生が少なく、メンテナンスを長期間不要にできる。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図である。図において、採水管６の仕切弁７の上流側には、採水管６から分岐されて収容部１に戻される流量調節管１４ａと、この流量調節管１４ａに介装された流量調整弁１４ｂからなる流量調節手段１４が設けられている。その他の構成は上記実施の形態１と同様であり、各図を通じて同一符号は同一もしくは相当部分を示しているので説明を省略する。
この実施の形態２では、仕切弁７による開度調整に加えて、流量調節手段１４の流量調整弁１４ｂによって仕切弁７方向への流量調節を行うことにより、上記実施の形態１の効果に加えて、採水部である前処理装置９への細かな流量調整や圧力調整等を行うことができる。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図である。図において、前処理装置９から収容部１に至る戻り管１３には透明部材１３ａが設けられ、前処理装置９から収容部１に流れる水の状態、特に気泡の混入の有無が確認できるように構成されている。なお、透明部材１３ａは、管自体が例えばプラスチックや硝子などの透明材料からなるもの、あるいは不透明な管の一部に透明材料からなる窓を設けたものなど、何れでも良い。その他の構成は上記実施の形態２と同様である。
この実施の形態３では、前処理装置９の出口付近の戻り管１３の一部を透明部材１３ａとしたことにより、上記実施の形態２の効果に加えて、水質検知器４方向への気泡の混入の有無を容易に確認することが可能となり、気泡の除去の確認が容易となる。

実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図である。図において、バイパス配管１２におけるバイパス弁１１の出口付近には上記透明部材１３ａと同様の透明部材１２ａが設けられている。その他の構成は上記実施の形態３と同様であるので説明を省略する。
この実施の形態４では、バイパス配管１２の一部を透明部材１２ａとしたことにより、上記実施の形態３の効果に加えて、バイパス配管１２を流れる気泡の状況が容易に確認できるので、バイパス弁１１の開度調整を気泡の状況を目で確認しながら行うことが可能となる。なお、上記透明部材１２ａ、１３ａは何れか一方のみ設けるようにしても相応の効果が期待できる。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図である。図において、流量調節手段１４には流量調整用の電動弁１４ｃを設ける一方、採水管６の前処理装置９入口部に、採水管６を通流する被測定水の圧力に応じた信号を出力する圧力計１６と、この圧力計１６の信号に基づいて電動弁１４ｃを制御する制御装置１７が設けられている。その他の構成は上記実施の形態１と同様である。
上記のように構成された実施の形態５では、前処理装置９の手前に圧力計１６を設置し、制御装置１７にて圧力が一定になる様に、電動弁１４ｃの開度制御を行い、流量が一定となるように調節することで、安定した採水が可能となる。

実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図である。図において、水中ポンプ５と仕切弁７の間の採水管６には、採水部電動弁１８が介装され、さらにこの採水部電動弁１８と仕切弁７の間の採水管６に洗浄水供給部１９から洗浄水を導入するための洗浄用電動弁２０を介装した洗浄水供給管２１が接続されている。そして、圧力計１６の出力に応じて警報を設定する警報設定器２２と、この警報設定器２２の出力に基づいて採水部電動弁１８及び洗浄用電動弁２０を制御するバルブ切替回路２３が設けられている。なお、上記採水部電動弁１８、洗浄用電動弁２０、及びバルブ切替回路２３で切替手段２４を構成している。その他の構成は上記実施の形態２と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成された実施の形態６では、圧力計１６によって検知された前処理装置９に送給される被測定水の圧力が警報設定器２２で設定された所定値以下となった場合、採水管６の汚れが激しいと判断され、切替手段２４によってバルブ切替回路２３が採水部電動弁１８を「閉」とし、洗浄用電動弁２０を「開」とするように制御して、洗浄水供給管２１から洗浄水を供給して水洗浄を行い、採水管６、バイパス配管１２などの配管や、前処理装置９、水質検知器４などの汚れを除去するものである。
上記のように、実施の形態６によれば、上記実施の形態２の効果に加えて、長期の使用で配管などに汚れの沈着などが生じたときに、自動的に系内に洗浄水を供給することで汚れを除去することが可能となり、さらに安定した長期の水質計測が可能となる。

なお、上記各実施の形態に示した発明は、任意に複数組み合わせて構成することもできる。その場合にはそれぞれの発明の相乗効果を期待することができる。また、弁の位置など、適宜変更しても差し支えない。さらに、下水処理場の反応槽に収容された被処理液を測定する場合を例に説明したが、被測定水としては特にこれに限定されるものではない。

この発明の実施の形態１による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図。 この発明の実施の形態２による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図。 この発明の実施の形態３による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図。 この発明の実施の形態４による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図。 この発明の実施の形態５による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図。 この発明の実施の形態６による水質測定装置の要部を概念的に示す構成図。

符号の説明

１ 収容部（反応槽）、 ２ 被処理液（被測定水）、 ３ 気泡、 ４ 水質検知器、 ５ 水中ポンプ、 ６ 採水管、 ７ 仕切弁、 ８ 分岐部、 ９ 前処理装置、 １０ レジューサ、 １１ バイパス弁、 １２ バイパス配管、 １２ａ 透明部材、 １３ 戻り管、 １３ａ 透明部材、 １４ 流量調節手段、 １４ａ 流量調節管、 １４ｂ 流量調整弁、 １４ｃ 電動弁、 １５ 流量調整弁、 １５ａ 電動弁、 １６ 圧力計、 １７ 制御装置、 １８ 採水部電動弁、 １９ 洗浄水供給部、 ２０ 洗浄用電動弁、 ２１ 洗浄水供給管、 ２２ 警報設定器、 ２３ バルブ切替回路、 ２４ 切替手段。

Claims (8)

1. 収容部に収容された被測定水の水質を検知する水質検知器と、上記収容部及び上記水質検知器を連通する採水管とを備えた水質測定装置において、上記採水管に設けられた分岐部と、この分岐部で分岐された被測定水を上記採水管よりも高い位置に上昇させた後、上記収容部に戻すバイパス配管と、このバイパス配管における上記採水管よりも高い位置に流路断面積が上方向に小さくなるように介装されたレジューサと、上記バイパス配管に介装されたバイパス弁と、を備えてなることを特徴とする水質測定装置。
2. 上記水質検知器と上記分岐部との間の採水管に、上記被測定水を前処理して処理水を上記水質検知器に送り、前処理に伴う余剰水を上記収容部に送る戻り管を有する前処理装置が介装されてなることを特徴とする請求項１に記載の水質測定装置。
3. 上記戻り管の少なくとも一部に透明部材を用いてなることを特徴とする請求項２に記載の水質測定装置。
4. 上記採水管における上記収容部と上記分岐部との間に流量調節手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の水質測定装置。
5. 上記分岐部の下流側に設けられた採水管内の圧力を検知する圧力計を備え、この圧力計の検知結果に応じて上記流量調節手段を制御するようにしてなることを特徴とする請求項４に記載の水質測定装置。
6. 上記バイパス弁の開度制御により上記被測定水に含まれる気泡を上記バイパス配管に導くようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の水質測定装置。
7. 上記バイパス配管の少なくとも一部に透明部材を用いてなることを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れかに記載の水質測定装置。
8. 上記分岐部の下流側に設けられた採水管内の圧力を検知する圧力計と、洗浄水を供給し得る洗浄水供給部と、上記採水管に送給する液体を上記被測定水または上記洗浄水に切り替える切替手段とを備え、上記圧力計の検知結果が所定値を下まわったときに、上記切替手段により被測定水を洗浄水に切り替えて通流するようにしてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７の何れかに記載の水質測定装置。
   

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