JP2010167362A - 検視装置、汚濁凝集処理装置及び汚濁凝集処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 凝集フロックの浮遊位置が原液の変動に対して影響を受けにくく、高精度の撮影を実施可能な検視装置、汚濁凝集処理装置及び汚濁凝集処理システムを提供する。
【解決手段】 凝集フロックを含む原液が原液供給管１６から流入する四角柱状の筐体１０と、筐体１０の側面のうちのいずれか１つの面に対して一体的に設けられ、筐体１０の内部を外部から視認可能な検視窓１１と、筐体１０と原液供給管１６とを結合し、筐体１０及び原液供給管１６との間で原液を流入出させる結合管１２と、検視窓１１を含む少なくとも２つ以上の筐体１０の側面に接触し、筐体１０の軸方向に往復運動が可能な直進スクレーパー１３と、直進スクレーパー１３を駆動させる駆動装置１４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は原液中に含まれるフロックの凝集状態を検視する検視装置に関し、特に凝集フロックを高精度に測定する技術に関する。

従来、上水汚泥、下水汚泥及び産業排水汚泥等のように懸濁物質を含有する原液は、凝集剤を添加して懸濁物質のフロックを形成させることで、脱水汚泥の含水率の低減を図っている。原液中の懸濁物質の凝集状態を制御するために、凝集混和槽中の懸濁物質の凝集状態すなわち懸濁物質を凝集させたフロック（凝集フロック）を撮影し、撮影画像を２値化して得られたフロックの割合によって懸濁物質の凝集状態を解析する方法がある。

そこで、カメラによって原液供給管内部の凝集フロックを撮影するために、汚泥脱水機に連結した原液供給管に配設する検視窓が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、ａ）攪拌機の回転等によって原液供給管の内部は流速が大きく、高精度の測定が困難である、ｂ）原液供給管の内部で、管の奥行きによる検視方向における凝集フロックの重なりが発生し、高精度の測定が困難である、ｃ）懸濁物質により検視窓が汚れ、高精度の測定が困難である、等の問題がある。

また、シリンダの減圧作用により、分析対象の流体資料をシリンダ内部に吸引し、内部で光学部材により測定を行い、加圧作用により内部の資料を排出する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、ａ）シリンダ室の一方のみを使用しているので、吸引、測定、排出のバッチ工程となる、ｂ）懸濁物質により検視窓が汚れ、高精度の測定が困難である、等の問題がある。

特開２００５−７３３８号公報 特開平４−３０１７４３号公報

上記問題点を鑑み、本発明は、凝集フロックの浮遊位置が原液の変動に対して影響を受けにくく、高精度の撮影を実施可能な検視装置、汚濁凝集処理装置及び汚濁凝集処理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一様態は、（イ）凝集フロックを含む原液が原液供給管から流入する四角柱状の筐体と、（ロ）筐体の側面のうちのいずれか１つの面に対して一体的に設けられ、筐体の内部を外部から視認可能な検視窓と、（ハ）筐体と原液供給管とを結合し、筐体及び原液供給管との間で原液を流入出させる結合管と、（ニ）検視窓を含む少なくとも２つ以上の筐体の側面に接触し、筐体の軸方向に往復運動が可能な直進スクレーパーと、（ホ）直進スクレーパーを駆動させる駆動装置とを備える検視装置であることを要旨とする。

本発明の別の様態は、凝集混和槽の凝集剤が添加された原液を攪拌機が攪拌することで原液中に含まれる懸濁物質の凝集フロックを形成させ、汚泥脱水機が原液供給管より供給される原液から形成された凝集フロックを分離して排出する汚濁凝集処理装置に関する。すなわち、本発明の別の様態に係る汚濁凝集処理装置は、（イ）凝集フロックを含む原液をタンク圧で汚泥脱水機に供給する原液供給管と、（ロ）本発明の一様態に記載の検視装置とを備えることを要旨とする。

本発明の更に別の様態は、（イ）本発明の別の様態に記載の汚濁凝集処理装置と、（ロ）検視窓を通して検視装置の内部を撮像し、画像として出力する撮像装置と、（ハ）画像を２値化して単位凝集フロック数当りの平均解析面積を算出する演算装置と、（ニ）平均解析面積と予め設定した基準面積とを比較し、比較結果に応じた制御信号を出力する比較装置と、（ホ）制御信号の特性に応じて、凝集剤供給ポンプを制御する制御装置とを備える汚濁凝集処理システムであることを要旨とする。

本発明によれば、凝集フロックの浮遊位置が原液の変動に対して影響を受けにくく、高精度の撮影を実施可能な検視装置、汚濁凝集処理装置及び汚濁凝集処理システムを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る検視装置の概略図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムの概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係る検視装置の概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係る直進スクレーパーの概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムが凝集フロックの形成を制御するフローチャート図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態に係る凝集フロックの概観図である。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの構成の異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施の形態）
＜検視装置の構成＞
本発明の第１の実施の形態に係る検視装置は、図１に示すように、凝集フロックを含む原液が原液供給管１６から流入する四角柱状の筐体１０と、筐体１０の側面のうちのいずれか１つの面に対して一体的に設けられ、筐体１０の内部を外部から視認可能な検視窓１１と、筐体１０と原液供給管１６とを結合し、筐体１０及び原液供給管１６との間で原液を流入出させる結合管１２と、検視窓を含む少なくとも２つ以上の筐体１０の側面に接触し、筐体１０の軸方向に往復運動が可能な直進スクレーパー１３と、直進スクレーパー１３を駆動させる駆動装置１４とを備える。また、本発明の第１の実施の形態に係る検視装置は、筐体１０内部に希釈水を注入する注水管１５を更に備える。

筐体１０は、図１に示すように、軸に平行な側面の軸に平行な辺の大きさ（図１（ａ）に示す筐体１０の紙面左右方向の寸法Ｈ（ｃｍ））が、奥行き（図１（ｂ）に示す筐体１０の紙面左右方向の寸法ｈ（ｃｍ））よりも大きい四角柱状を為す。図１（ｂ）に示すように、後述する撮像装置３１の撮像方向と平行である筐体１０の奥行きを短くすることで、撮像方向における凝集フロックの重なりをより少なくすることができる。筐体１０は、耐久性、耐摩耗性等に優れたステンレス等の金属等を使用することが可能である。なお、撮像装置３１が筐体１０内を撮像する際には、より精度の高い撮像を実行するために、図１（ｂ）に示すように照明１９を使用することが可能である。

検視窓１１は、筐体１０の４つの側面のうちいずれか１つの面に筐体１０内部が密閉状態なるよう機密性を保った状態で一体的に設けられている。検視窓１１は、撮像装置３１へ筐体１０内部を撮像可能とするため、筐体１０の内部が外部より視認可能なように、無色透明なガラス及びプラスチック等の透明性の高い材質の材料が使用可能である。透明性が高ければ高いほど、凝集フロックに対する高精度の撮像が可能となるためである。また、検視窓１１は、筐体１０と同様に、耐久性及び耐磨耗性等を備えることが好ましい。また、図１（ａ）に示す検視装置１は、原液供給管１６の紙面下方、水平方向横及び斜め方向等、原液供給管１６の周囲の任意の位置に配設可能である。ただし、原液供給管１６の下方に配設すると、凝集フロックが検視装置１に流入し易いというメリットがある。

結合管１２は、筐体１０及び後述する原液供給管１６を結合し、原液供給管１６の内部を流れる原液を筐体１０内部へ導く。結合管１２は、検視装置１の配設位置を中心に、原液供給管１６の上流側及び下流側で結合する。

直進スクレーパー１３は、図１に示すように、駆動装置１４によって、検視窓を含む少なくとも２つ以上の筐体１０の側面に接触し、筐体１０の軸に平行に、第１の臨界点４１から第２の臨界点４２までの間を往復可能であり、更に、第１ａの臨界点４１ａから第２ａの臨界点４２ａまでの間を往復可能である。ここで、「臨界点」とは、図１に示すように、筐体１０の内壁及び結合管１２の内壁が交差して形成される辺上において、２本の結合管１２の距離が互いに最も離れる点又は最も近づく点である。

図１（ａ）に示すように、直進スクレーパー１３が筐体１０の軸に平行に紙面右方向に直進すると、原液供給管１６の検視装置１よりも上流側の結合管１２より、直進スクレーパー１３の第２の臨界点４２側の側面と筐体１０の内壁により構成される第１の空間１７に凝集フロックを含む原液を結合管１２を通して原液供給管１６から吸引する。その際、直進スクレーパー１３の第１の臨界点４１側の側面と筐体１０の内壁により構成される第２の空間１８に原液が満たされていれば、直進スクレーパー１３が直進するに従って第２の空間１８は小さくなり、第２の空間１８を満たしている原液は原液供給管１６に排出される。また、図１（ｃ）に示すように、直進スクレーパー１３が筐体１０の軸に平行に紙面左方向に直進すると、原液供給管１６の検視装置１よりも下流側の結合管１２より、凝集フロックを含む原液を吸引する。その際、直進スクレーパー１３の第２の臨界点４２側の側面と筐体１０の内壁により構成される第１の空間１７に原液が満たされていれば、直進スクレーパー１３が直進するに従って第１の空間１７も小さくなり、第１の空間１７を満たしている原液は原液供給管１６に排出される。

ここで、直進スクレーパー１３は、筐体１０の軸に平行に紙面左右方向にのみ稼動可能に拘束される。また、直進スクレーパー１３は、筐体１０の軸と平行な４つの側面の内壁によって構成される矩形と同一である。直進スクレーパー１３は、検視窓を含む少なくとも２つ以上の筐体１０の側面であって、筐体１０の軸と平行な側面に同時に垂直に接触する。そのため、直進スクレーパー１３が直進するに従い、検視窓１１及び筐体１０内壁の汚れは直進スクレーパー１３の端辺によって払拭される。なお、直進スクレーパー１３と接触していない側面との隙間は極めて僅かであり、凝集フロックが通過することは無い。

駆動装置１４は、筐体１０の注入管１５が設けられた底辺に対向する底辺を通して、直進スクレーパー１３の中心に取り付けられ、直進スクレーパー１３を筐体１０の軸に平行に直進させるよう駆動する。駆動装置１４は、ピストン運動を実現するシリンダー（エアシリンダー）及びピストンによる構成が可能であり、空気圧又は電動機等によって一定時間間隔で往復運動を実行し、そこで発生した力を直進スクレーパー１３に伝達することが可能である。

注水管１５は、原液供給管１６から原液が検視装置１内に流入した際に、希釈水を注入する。希釈水を注入することで、第１の空間１７を満たす原液は希釈され、凝集フロックの密度は低くなる。筐体１０の内部の原液中の凝集フロックの密度が低くなればなるほど、凝集フロックは第１の空間１７において散在しやすくなるため、筐体１０の奥行き方向における凝集フロック同士の重なりも低減され、後述する撮像装置３１は、筐体１０内部の凝集フロックをより正確に撮像することが可能となる。なお、注水管１５は、筐体１０内部の凝集フロックが注水管１５に対して逆流しないように、逆流を防ぐ弁を備えていてもよく、第２の空間１８に連通するように併設してもよい。

また、検視装置１内へ流入する原液及び希釈水の流量は図示しない流量計で測定される。検視装置１内における凝集フロックの撮像装置３１による精度の高い撮像を可能にするため、検視装置１内における凝集フロックの密度は一定の範囲に制御する必要がある。そのため、検視装置１内に流入する原液の流量に応じて注入管１５から流入する希釈水の流量も制御する必要がある。すなわち、原液の流量に対して適切な希釈水の流量が１倍だったとすると、検視装置１内に流入する原液の流量が２倍に増えれば、希釈水も２倍に増やす必要がある。

＜汚濁凝集処理装置の構成＞
本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理装置は、図２の一点鎖線に示すように、凝集混和槽２０の凝集剤が添加された原液を攪拌機２１が攪拌することで原液中に含まれる懸濁物質の凝集フロックを形成させ、汚泥脱水機２２が原液供給管１６より供給される原液から形成された凝集フロックを分離して排出する。また、汚濁凝集処理装置２は、凝集フロックを含む原液をタンク圧で汚泥脱水機２２に供給する原液供給管１６と、本発明の第１の実施の形態に係る検視装置１とを備える。

＜汚濁凝集処理システムの構成＞
本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムは、図２の二点鎖線に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理装置２に、更に、検視窓１１を通して検視装置１の内部を撮像し、画像として出力する撮像装置３１と、画像を２値化して単位凝集フロック当りの平均解析面積を算出する演算装置３２と、平均解析面積と予め設定した基準面積とを比較し、比較結果に応じた制御信号を出力する比較装置３３と、制御信号の特性に応じて、凝集剤供給ポンプ２８を制御する制御装置３４とを備える。

本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムの図示しない記憶装置には、撮像装置３１、演算装置３２、比較装置３３及び制御装置３４の管理を支援するプログラムが記憶されるとともに、ユーザの指示に基づいて図示しないユーザインタフェース手段が入力した凝集剤の添加量、凝集混和槽２０における攪拌機２１の攪拌強度等が記憶される。また、撮像装置３１が撮像し出力した凝集フロックの画像、その画像を演算装置３２が２値化したデータも記憶される。さらに、撮像装置３１、演算装置３２、比較装置３３及び制御装置３４等によるデータ演算処理の管理に関するプログラムが汚濁凝集処理システム３の図示しない中央演算処理装置に読み込まれ実行されることによって、撮像装置３１、演算装置３２、比較装置３３及び制御装置３４等が汚濁凝集処理システム３に実装される。

なお、撮像装置３１は、図１に示す検視装置１の直進スクレーパー１３が第１の臨界点４１又は第１ａの臨界点４１ａに達したときに第１の空間を撮像する。また、原液供給管１６には凝集した懸濁物質の凝集フロックの状況を撮像装置３１により撮像可能とする検視装置１が設けられる。検視装置１の筐体１０に一体的に設けられた検視窓１１から３０〜４０ｃｍ離れた位置に撮像装置３１が設置される。

つぎに、本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムにおける凝集剤注入制御の説明を図２を用いて行う。

予め図２に示す汚泥貯留槽２３から供給される原液の供給量の変動と、原液中に含まれる懸濁物質の濃度の変動に対する凝集剤の注入率の比例値を設定する。つぎに、凝集混和槽２０からタンク圧で抜出した原液中の凝集フロックを撮像装置３１が予め設定した回数において撮像し、図示しない記憶装置に画像として記録する。演算装置３２が、記録された複数の画像から懸濁物質である凝集フロックの平均面積を算出し、基準面積として図示しない記憶装置に予め記録する。

つづいて、凝集混和槽２０から汚泥脱水機２２に供給される原液を原液供給管１６に設けた検視装置１を通して撮像装置３１が凝集フロックの浮遊する原液を撮像する。このとき例えば、１５〜３０秒間に１回の割合で凝集フロックの浮遊する原液を複数回撮像し、撮像結果を複数の画像として出力する。出力結果は図示しない記憶装置に記憶する。凝集フロックの浮遊する原液の画像全てについて演算装置３２はそれぞれ２値化する。つぎに、演算装置３２は例えば、４回分（撮像時間が１〜２分間）の２値化後の凝集フロックの面積のデータを平均し、比較装置３３は記憶装置に予め記憶している凝集フロックの基準面積と比較し、比較結果の評価を実施する。比較結果に応じて、制御装置３４は薬品注入制御器２４を制御し、凝集剤供給量を調整（変更）する。さらに、比較結果に応じて、制御装置３４は攪拌機２１を制御して、攪拌速度を調整する。図６に示す凝集フロック画像は撮像装置３１が撮像した結果である。図６（ａ）に示す粒の小さい凝集フロックが形成されている際は、凝集剤の添加量を増加、または攪拌機２１の回転速度を減速することで、図６（ｂ）に示す最適な凝集フロックとして形成するように調整することが可能である。また、図６（ｃ）に示す粒の過大な凝集フロックが形成されている際は、凝集剤の添加量を減少、または攪拌機２１の回転速度を増速することで、図６（ｂ）に示す最適な凝集フロックとして形成するように調整することが可能である。

凝集剤供給量の変更後、汚濁凝集処理システム３全体に渡る凝集剤供給の安定のため、２〜３分程度待機して、撮像装置３１は再び撮像を実行する。このようにして算出した単位凝集フロックの当たりの平均面積と予め記録した基準面積とを比較し、比較結果に応じて制御装置３４は凝集剤注入率を変動させ、原液中の凝集フロックに対する凝集剤注入率の制御を実行する。原液中の凝集フロックの濃度が変動するに従い、同率の凝集剤の添加でも凝集フロックの数が変わるため、懸濁物質の凝集状態は凝集フロックの面積で評価するのが好ましい。凝集フロックの面積で解析すれば、より正確に配管中に含まれる凝集フロックの大きさを２値化させることが可能となる。原液供給量を一定で運転するときにも、単位凝集フロック当たりの平均面積と基準面積を比較し、比較結果に応じて凝集剤注入率を変動させる。また、凝集剤比例注入および攪拌機回転によるコントロール方法は、凝集剤注入比率を規定量増減させ、所定の速度で撹拌する攪拌機の回転数を変動させる。凝集剤注入率と攪拌機の回転数が、上限値あるいは下限値に達した時には、異常信号を出し、技術者が状況を調査する。

ここで、表１に凝集フロックの画像の基準面積の解析データを示す。

凝集混和槽２０の原液流入量（ｍ^３）に対する予め設定した凝集剤添加率（％）を原液流入量１０ｍ^３に対して凝集剤添加率を０．２％、０．３％及び０．４％の３段階に設定する。このデータに基づき、原液中の懸濁物質を凝集させ、撮像装置３１が凝集フロックを撮像して、凝集汚泥の凝集フロックを大きい順に２０点を平均した。予め汚泥流入量に対する凝集剤の注入率を設定し、原液中の凝集フロック１個当りの平均面積を、凝集フロックの基準面積として、図示しない記憶装置は記憶する。

さらに、本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムは、図２に示すように、攪拌機２１を配設し懸濁物質を含有する原液を貯蔵する汚泥貯留槽２３と、原液供給ポンプ２５で圧入管２６から槽底に一定量の原液を圧入する密閉状態の凝集混和槽２０と、攪拌機２１を配設し、凝集剤を貯留する高分子凝集剤溶解槽２７とを備える。、
また、凝集剤注入率の上限値及び下限値は予め設定されており、本発明の第１の実施の形態においては、０．３〜１．０％、より好ましくは、０．５〜０．７％である。凝集剤供給ポンプ２８の回転数が上限値あるいは下限値に到達した時には、図示しない異常信号装置が警報等の異常信号を出力する。原液の泥の質以外の要素、または全く異なった液の混入などの要素が影響を及ぼし、調整不能となっていることが考えられ、技術者が原因を調査を要求する。なお、攪拌機２１の回転数の上限値及び下限値の設定は、凝集混和槽２０の大きさ、原液流量及び濃度等により異なり適宜設定される。演算装置３２の凝集フロックの平均面積の演算値に基づき、制御装置３４は凝集フロックの平均面積が適正値になるよう、凝集剤供給ポンプ２８からの注入率と攪拌機２１の回転数を制御する。凝集剤注入率を変化させた場合、凝集フロックの粒径が変化するまでの時間を考慮する。本発明の第１の実施の形態では、２〜３分後に再度、撮像装置３１で撮像するが、凝集混和槽２０の容量により待機時間は変化する。

高分子凝集剤溶解槽２７は、可変容量の凝集剤供給ポンプ２８で圧入管２６の原液に０．３〜１．０％の範囲で凝集剤を添加して、凝集混和槽２０の槽底に供給する。凝集剤供給ポンプ２８は凝集剤の添加率を段階的に０．１％増減できる。なお、凝集剤は凝集混和槽２０に直接供給してもよい。

凝集混和槽２０に配設され、可変速駆動機２９に連結した攪拌機２１は、原液と高分子凝集剤を予め設定した回転数で撹拌する。本発明の第１の実施の形態においては、４０ｒｐｍである。制御装置３４は、凝集フロックの平均解析面積に対応して、凝集混和槽２０に設置した攪拌機２１の可変速駆動機２９の回転数を段階的に切替える規定値が３〜５ｒｐｍに設定されてある。制御装置３４は凝集剤供給ポンプ２８からの凝集剤の注入率を制御すると共に、平均解析面積と基準面積を比較して、攪拌機２１の回転数を制御する。本発明の第１の実施の形態においては、解析面積が基準面積より大きい場合は、攪拌機２１の回転数を３〜５ｒｐｍ、規定値より増速させる。解析面積が基準面積より小さい場合は、攪拌機２１の回転数を３〜５ｒｐｍ、規定値より減速させる。

図２に示すように、凝集混和槽２０には、凝集フロックを形成した原液を汚泥脱水機２２のスクリュープレス３０に供給する原液供給管１６が連結する。原液供給ポンプ２５の凝集混和槽２０への圧入圧を利用して、凝集混和槽２０のタンク圧で原液をスクリュープレス３０に圧入し、凝集した懸濁物質の凝集フロックが脈動により壊れないよう調整される。

＜汚濁凝集処理システムによる凝集フロック解析処理＞
つぎに、本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムが、凝集剤を投入して形成される凝集フロックの大きさを制御する方法について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。

（イ）ステップＳ１０１において、駆動装置１４が直進スクレーパー１３を第１の臨界点４１まで直進させることで、原液供給管１６中に流れている凝集フロックの浮遊する原液を検視装置１の筐体１０の内部における第１の空間１７に吸引する。

（ロ）ステップＳ１０２において、第１の空間１７内に点在する凝集フロックの密度を低くするため、注水管１５は希釈水を検視装置１の筐体１０内部へ注水する。ステップＳ１０３において、原液中に浮遊する凝集フロックの面積を算出するサンプリングの回数であるＸを、初期値として０にセットする。

（ハ）ステップＳ１０４において、撮像装置３１は、検視装置１中の懸濁物質である凝集フロックの浮遊する原液を１５〜３０秒間に１回の頻度で撮像する。撮像して得された輝度信号はデジタル信号に変換され、電気信号としての輝度情報を画像として図示しない記憶装置に記録されてもよく、演算装置３２に送信してもよい。ステップＳ１０５において、撮像装置３１から送信される凝集フロックの画像輝度情報を、演算装置３２は輝度レベルに応じて２値化する。

（ニ）ステップＳ１０６において、演算装置３２は、２値化された凝集フロックの面積を画素数として算出する。ステップＳ１０７において、凝集フロックの面積を算出するごとにＸに１を加算する。ここで、本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システム３における凝集フロックの制御では撮像時間を１〜２分間として、４回分の凝集フロックの面積データを収集する。このため、ステップＳ１０８における凝集フロックの面積の算出回数の上限値ｉは４となる。なお、算出回数を複数にするのは、凝集フロック同士の重なり等を原因とする測定誤差により、凝集フロック面積の算出誤差を小さくするためである。算出精度及び算出時間における妥当性から、本発明の第１の実施の形態に係る算出回数を４に設定する。

（ホ）ステップＳ１０８においてＸが４以下の場合には、ステップＳ１０４に戻り撮像装置３１による凝集フロックの撮像から、ステップＳ１０６の凝集フロックの面積を画素数として算出する演算を繰り返す。演算結果は図示しない記憶装置に記憶される。

（ヘ）ステップＳ１０９において、演算装置３２は、収集した４回分の凝集フロックの画素面積のデータから、平均値を算出する。演算装置３２は、この平均値を１画面における単位凝集フロック当りの平均解析面積として記憶装置に記憶する。ステップＳ１１０において、比較装置３３は、ステップＳ１０９において算出した凝集フロックの１個当たりの平均解析面積と、凝集混和槽２０から抜出し原液中の凝集フロックを撮像して、懸濁物質の凝集フロックの平均面積を既に算出して記憶装置に記憶している基準面積とを比較する。

（ト）ステップＳ１１１において、制御装置３４は、ステップＳ１１０の比較結果に応じて、予め記憶装置が記憶した原液中の懸濁物質量の変動及び濃度の変動に対する凝集剤の注入量の設定情報に基づき、投入する凝集剤の量及び攪拌機２１の攪拌速度を制御する。すなわち、予め算出した凝集剤注入率に影響を及ぼす因子に関する設定値に基づき、フロックの１ヶ当たりの平均解析面積が基準面積より大きい場合は、現状の設定値から凝集剤添加率を０．１％少なくし、平均解析面積が基準面積より小さい場合、現状の設定値から凝集剤添加率を０．１％多くするよう制御装置３４は制御する。

つぎに、本発明の第１の実施の形態に係る汚濁凝集処理システム３において、凝集フロックの調整方法を以下に説明する。原液中の懸濁物質量の変動に対する凝集剤注入率の比例制御による制御方法は、凝集フロックの１個当たりの解析面積（平均面積）が基準面積より大きい場合、凝集剤注入率の比例設定値を変更し、凝集剤注入率を０．１％少なくし、２〜３分間待ち再測定する。まだ、解析面積が基準面積より大きい場合、上記操作を繰り返す。凝集剤注入率が下限値の０．３％に達した時、現状を維持しながら、異常信号を出す。逆に、凝集フロックの１個当たりの平均解析面積が基準面積より小さい場合は、凝集剤の注入率０．１％を増加させ、２〜３分間待ち再測定する。凝集剤の注入率が上限値の１．０％になった時は、現状維持しながら異常信号を出す。異常信号が表示され、或いは警報があった時には、技術者が原因を調査する。平均解析面積が基準面積の範囲内（０．３〜１．０％）にある時には、現時点の凝集剤注入率を維持しながら、撮像装置３１で連続撮影してフロックの状態を監視する。

汚泥脱水機２２に定量の原液を供給して比例制御を使わない場合には、フロックの平均解析面積が基準面積より大きくなった時に、凝集剤供給量を現状より設定値０．１％少なくし、２〜３分間待ち再測定する。平均解析面積が基準面積より大きい時は、上記操作を繰り返し、凝集剤注入率の下限値０．３％に達した場合は現状維持しながら異常信号を出す。逆に、平均解析面積が基準面積より小さい場合は、凝集剤供給ポンプ２８の回転数を増加させ、凝集剤注入率を０．１％増加させて２〜３分間待ち再測定する。凝集剤の注入率が上限値の１．０％となった時には、凝集剤の注入率を維持しながら異常信号を出す。異常信号が表示され、或いは警報があった時には、技術者が原因を調査する。

凝集剤注入率の比例制御と攪拌機２１の回転によるコントロール方法は、平均解析面積が基準面積より大きい場合には、凝集剤注入比率を規定量の０．１％を減少させ、２〜３分間待ち再測定する。まだ平均解析面積が基準面積より大きい時には、攪拌機２１の回転数は予め設定された回転数４０ｒｐｍを維持しながら、凝集剤注入比率を０．１％減少させる。上記の操作を繰り返しまだ平均解析面積が基準面積より大きい場合は、攪拌機２１の回転数を規定値の３〜５ｒｐｍ、速める。弱く大きいフロックは、攪拌機２１の回転数を増やして小さくし、凝集剤を撹拌混合して凝集フロックを強くする。攪拌機２１の回転数が上限値となった時には、異常信号を出す。逆に平均解析面積が基準面積より小さい場合には、凝集剤の注入率を設定値の０．１％増加させ、２〜３分間待ち再測定する。凝集剤の注入率が上限値１．０％、になった場合、攪拌機２１の回転数を規定値の３〜５ｒｐｍ、下げる。攪拌機２１の回転数は下限値を設定しておき、下限値に達してもフロックが小さい場合は異常信号を出す。異常信号が表示され、または警報があった時には、技術者が原因を調査する。

以上説明したように、第１の実施の形態に係る検視装置１は、汚泥脱水機２２に連結した原液供給管１６に配設され、直進スクレーパー１３が直進する際の減圧作用により検視装置１内部に凝集フロックを原液供給管１６から吸引することで、凝集フロックを静止させることができる。また、注水管１５を通して希釈水を検視装置１内部へ注入することで、検視装置１内の凝集フロック同士の間隔を大きくし、凝集フロック同士の重なりの少ない環境を提供することが可能である。

また、直進スクレーパー１３が第１の臨界点４１又は第１ａの臨界点４１ａから第２の臨界点４２又は第２ａの臨界点４２ａまでの間を往復する毎に新たな凝集フロックを吸引することで、１往復毎に連続的な検視が可能でなる。さらに、直進スクレーパー１３を検視窓１１の検視装置１内部及び筐体１０内部に接触して直進させると、内壁面に付着した汚泥物質を払拭することが可能である。さらにまた、注水管１５により希釈水を注水可能とすることで、凝集フロックの様々（広範囲）な濃度における検視の環境を提供することができる。

希釈水の流量は、検視装置１内へ流入する原液と共に図示しない流量計で測定されるようになっている。検視装置１内における凝集フロックに対して撮像装置３１による精度の高い撮像を可能にする目的で、検視装置１内における凝集フロックの密度を一定の範囲に制御するために（例えば、密度を所定の割合い以下にするために）、検視装置１内に流入する原液の流量に応じて注入管１５から流入する希釈水の流量も制御することができる。例えば、原液の流量に対して適切な希釈水の流量を線形の比例関係が成り立つように制御が可能である。

検視装置１がこれらの環境を提供することで、撮像装置３１は高精度の凝集フロックの撮像を行うことが可能である。それによって、汚泥処理システムは高精度の凝集フロックの形成の制御を行うことが可能となる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る検視装置は、図３に示すように、筐体１０の軸に平行な方向へ往復運動をする際、凝集フロックを含む原液が筐体１０内部を一方向に流通させる逆止弁４３を有する直進スクレーパー１３を備える。

本発明の第２の実施の形態に係る直進スクレーパー１３は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、直進スクレーパー１３に空いた孔を覆うように、直進スクレーパー１３の第１の臨界点４１側の側面に取り付けられた逆止弁４３を備える。逆止弁４３は、図４（ｂ）に示すように、取り付けプレート部４４に円形弁部４５が一体的に設けられた円形の弁であり、直進スクレーパー１３にボルト等の取り付け具で取り付けることができる。なお、逆止弁４３が有する円形弁部４５は、直進スクレーパー１３が有する孔を覆うことのできる程度の大きさである。

図３（ｂ）に示すように、直進スクレーパー１３が紙面左方向に直進した際、逆止弁４３は、取り付けプレート部４４と円形弁部４５の境界周辺で折れ曲がる。第１の空間１７において圧力が高まったため、直進スクレーパー１３が有する孔が圧力の開放される通路となり、第１の空間１７及び原液供給管１６上流側の結合管１２内に停滞する原液は第２の空間１８に流入する。第２の空間１８へ第１の空間１７等に残存した原液が流入することで、原液供給管１６から新たな原液を第１の空間１７等に流入させる。直進スクレーパー１３が第２の臨界点４２に到達した後、紙面右方向に直進する際には、逆止弁４３は第２の空間１８が圧縮される際の圧力により、直進スクレーパー１３の有する孔を閉ざし、第２の空間１８内の原液による第１の空間１７への流入を防ぐ。同時に、第１の空間１７には、原液供給管１６から新たな原液が流入する。

直進スクレーパー１３が第１の臨界点４１及び第２の臨界点４２を往復する毎に、直進スクレーパー１３が第１の臨界点４１へ達した際、第１の空間１７には常に新たな凝集フロックが吸引され、充満する。逆止弁４３が取り付けられていない場合には、直進スクレーパー１３が第１の臨界点４１及び第２の臨界点４２を往復しても、直進スクレーパー１３の一方の端辺が第２の臨界点４２に達した際、第１の空間１７及び原液供給管１６の上流側の結合管１２の中に停滞する凝集フロック等が全て排出されず残っている可能性が高くなる。

本発明の第２の実施の形態に係る汚濁凝集処理システムが備える撮像装置３１は、図３に示すように、直進スクレーパー１３の一方の端辺が第１の臨界点４１に達した際に第１の空間１７に停滞する凝集フロックのみを対象として撮像を実行する。

以上説明したように、第２の実施の形態に係る検視装置１は、逆止弁４３を有する直進スクレーパー１３を備えることで、撮像装置３１による撮像対象の凝集フロックは、原液供給管１６を次々に流れてくる新たな凝集フロックに全て置き換えることができる。そのため、撮像装置３１による撮像対象の複数の凝集フロックが重複する可能性を回避でき、汚濁凝集処理システム３の凝集フロック解析制度を高めることが可能となる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

内部に直進スクレーパーが接触して移動可能で、且つ内部を外部から視認可能な検視窓が設けられる筐体であり、凝集フロックを含む原液が原液供給管から流入する筐体を結合管を介して取り付けることによって、攪拌機の回転等によって原液供給管の内部が流速が大きく、凝集フロックの重なりが発生し、懸濁物質により検視窓が汚れているような環境において、凝集フロックの高精度な測定が必要な用途に適用できる。

１…検視装置
２…汚濁凝集処理装置
３…汚濁凝集処理システム
４…特許文献特開平
１０…筐体
１１…検視窓
１２…結合管
１３…直進スクレーパー
１４…駆動装置
１５…注水管
１６…原液供給管
１７…第１の空間
１８…第２の空間
１９…照明
２０…凝集混和槽
２１…攪拌機
２２…汚泥脱水機
２３…汚泥貯留槽
２４…薬品注入制御器
２５…原液供給ポンプ
２６…圧入管
２７…高分子凝集剤溶解槽
２８…凝集剤供給ポンプ
２９…可変速駆動機
３０…スクリュープレス
３１…撮像装置
３２…演算装置
３３…比較装置
３４…制御装置
４１…第１の臨界点
４１ａ…第１ａの臨界点
４２…第２の臨界点
４２ａ…第２ａの臨界点
４３…逆止弁
４４…プレート部
４５…円形弁部

Claims (5)

1. 凝集フロックを含む原液が原液供給管から流入する四角柱状の筐体と、
   前記筐体の側面のうちのいずれか１つの面に対して一体的に設けられ、前記筐体の内部を外部から視認可能な検視窓と、
   前記筐体と前記原液供給管とを結合し、前記筐体及び前記原液供給管との間で前記原液を流入出させる結合管と、
   前記検視窓を含む少なくとも２つ以上の前記筐体の側面に接触し、前記筐体の軸方向に往復運動が可能な直進スクレーパーと、
   前記直進スクレーパーを駆動させる駆動装置
   とを備えることを特徴とする検視装置。
2. 前記筐体内部に希釈水を注入する注水管を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の検視装置。
3. 前記直進スクレーパーは、前記往復運動をする際、前記凝集フロックを含む原液が前記筐体内部を一方向に流通させる逆止弁を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の検視装置。
4. 凝集混和槽の凝集剤が添加された原液を攪拌機が攪拌することで前記原液中に含まれる懸濁物質の凝集フロックを形成させ、汚泥脱水機が原液供給管より供給される前記原液から形成された前記凝集フロックを分離して排出する汚濁凝集処理装置であって、
   前記凝集フロックを含む原液をタンク圧で前記汚泥脱水機に供給する前記原液供給管と、
   前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検視装置
   とを備えることを特徴とする汚濁凝集処理装置。
5. 請求項４に記載の汚濁凝集処理装置と、
   前記検視窓を通して前記検視装置の内部を撮像し、画像として出力する撮像装置と、
   前記画像を２値化して単位凝集フロック数当りの平均解析面積を算出する演算装置と、
   前記平均解析面積と予め設定した基準面積とを比較し、比較結果に応じた制御信号を出力する比較装置と、
   前記制御信号の特性に応じて、凝集剤供給ポンプを制御する制御装置
   とを備えることを特徴とする汚濁凝集処理システム。