JP2010167363A5

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Publication number: JP2010167363A5
Application number: JP2009011981A
Authority: JP
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2029-01-22

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、汚濁凝集処理装置及び汚濁凝集処理システムに関し、特に凝集フロックを高精度に測定する技術に関する。

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円筒形の筐体と、（ロ）筐体の一方の端面に一体的に設けられ、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、筐体と原液供給管との間で原液を流入出させる結合管と、（ニ）筐体の少なくとも両端面に接触して、筐体の軸を中心に、筐体の円周方向へ回転可能な回転スクレーパーと、（ホ）回転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の実施の形態に係る汚濁凝集処理装置の概略図及び第１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回転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。

（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１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から流入する円筒形の筐体１０と、筐体１０の一方の端面に一体的に設けられ、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と原液供給管１６との間で原液を流入出させる結合管１２と、筐体１０の少なくとも両端面に接触して、筐体１０の軸を中心に筐体１０の円周方向へ回転可能な回転スクレーパー１３と、回転スクレーパー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１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。

検視窓１１は、筐体１０の端面の一方に筐体１０内部が密閉状態になるように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、無色透明なガラスまたは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。

結合管１２は、筐体１０と後述する原液供給管１６とを結合し、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、筐体１０と原液供給管１６の上流側及び下流側とを結合する。

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水管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。

なお、撮像装置３１は、図１に示す検視装置１の回転スクレーパー１３の一方の端辺が第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１７を、第２の臨界点４２又は第２ａの臨界点４２ａに達したときには第２の空間１８を、交互に繰り返し撮像する。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。

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、技術者による状況の調査を要求する。

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、技術者による原因の調査を要求する。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。

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に設定されている。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。

（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。撮像して得ら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。

また、回転スクレーパー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、連続的な検視が可能である。さらに、回転スクレーパー１３を検視窓１１の検視装置１内部に接触させ、筐体１０内部に凝集フロックが通過しない程度に近接して回転させると、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水管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、汚泥凝集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。

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
１０…筐体
１１…検視窓
１２…結合管
１３…回転スクレーパー
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…取り付けプレート部
４５…円形弁部

Claims

凝集フロックを含む原液が原液供給管から流入する円筒形の筐体と、
前記筐体の一方の端面に一体的に設けられ、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、前記筐体と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、
前記筐体の少なくとも両端面に接触して、前記筐体の軸を中心に、前記筐体の円周方向へ回転可能な回転スクレーパーと、
前記回転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。
請求項１に記載の検視装置において、
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検視装置。
請求項１又は請求項２に記載の検視装置において、
前記回転スクレーパーは、前記筐体の円周方向へ回転運動をする際、前記凝集フロックを含む原液を、前記筐体内部において一方向に流通させる逆止弁を備えることを特徴とする検視装置。
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、
請求項１乃至請求項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。
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。