JP2013132571A

JP2013132571A - 浄水装置

Info

Publication number: JP2013132571A
Application number: JP2011282891A
Authority: JP
Inventors: Takahito Sakanishi; 孝仁坂西; Shigeo Kitahara; 成郎北原
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-07-08
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: JP5977514B2

Abstract

【課題】スラリーが返送される凝集攪拌槽中の浄化対象水の濁度を早く所望の濁度にすることができ、かつ、スラリーが返送される凝集攪拌槽中の浄化対象水の濁度を所望の濁度に維持する作業を容易に行える浄水装置を得る。
【解決手段】浄化対象水中の不純物を凝集させる凝集攪拌槽１２と、凝集攪拌槽に凝集剤を投入する凝集剤投入装置と、スラリー槽と、スラリー槽からスラリーを凝集攪拌槽に返送するスラリー返送装置とを備え、凝集攪拌槽は、入口側に設けられた攪拌処理部３１と、出口側に設けられた整流部３２と、攪拌処理部と整流部とを仕切るとともに凝集攪拌槽の内底部において攪拌処理部と整流部とを連通させる連通路を形成する仕切部３３とを備え、凝集攪拌槽の出口と連通して浄化対象水をスラリー槽側に排出する排出路（管路１２ａ）及び整流部３２の少なくとも一方には、浄化対象水中の不純物粒子の大きさを外部から目視確認可能な確認部５０を備えた。
【選択図】図３

Description

この発明は濁水等の浄化対象水を浄化するための浄水装置に関する。

原水槽、炭酸ガス反応器、凝集剤反応槽、中継槽、凝集沈澱槽、放流槽、スラリー槽、フィルタープレスを備えた浄水装置において、スラリー槽から凝集剤反応槽にスラリーを返送することによって凝集剤反応槽での粒子同士の凝集力を高め、浄化性能を向上させた浄水装置が知られている。

特開２００１−１２９５５８号公報

上述した浄水装置では、凝集剤反応槽中の浄化対象水の濁度を濁度計で確認して所望の濁度（例えば５０００ｐｐｍ程度）に保つようにしているが、凝集剤反応槽中の浄化対象水の濁度が所望の濁度に保たれていれば必ず凝集剤反応槽中で所望の凝集効果が得られているというわけではない。
本発明は、スラリーが返送される凝集槽中での凝集効果を外部から目視確認できるようにした浄水装置を提供する。

本発明の浄水装置は、浄化対象水と凝集剤とを攪拌して浄化対象水中の不純物を凝集させる凝集攪拌槽と、凝集攪拌槽に凝集剤を投入する凝集剤投入装置と、浄化対象水中の不純物を凝集させたスラリーを収容するスラリー槽と、スラリー槽からスラリーを凝集攪拌槽に返送するスラリー返送装置とを備え、前記凝集攪拌槽は、浄化対象水の入口側に設けられた攪拌処理部と、浄化対象水の出口側に設けられた整流部と、前記攪拌処理部と前記整流部とを仕切るとともに前記凝集攪拌槽の内底部において前記攪拌処理部と前記整流部とを連通させる連通路を形成する仕切部とを備え、前記凝集攪拌槽の浄化対象水の出口と連通して浄化対象水をスラリー槽側に排出する排出路及び前記整流部の少なくとも一方には、浄化対象水中の不純物粒子の大きさを外部から目視確認可能な確認部を備えたので、凝集攪拌槽で所望の凝集効果が得られていないことを確認部を介して確認できて、凝集攪拌槽において早く所望の凝集効果が得られるように処理できるので、浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。
確認部の内側を流れる浄化対象水中の不純物粒子を撮影する撮影手段と、当該撮影手段で撮影された画像を入力して不純物粒子の大きさを判定し判定結果を出力する判定手段とを備えたので、判定手段から出力された判定結果に基づいて、凝集剤の投入量やスラリーの返送量を調整でき、浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。
前記判定結果に基づいて前記凝集剤投入装置を制御して前記凝集攪拌槽への凝集剤投入量を調整する制御手段を備えたので、凝集剤の投入量を自動制御できて、凝集攪拌槽において早く所望の凝集効果が得られるようになるので、浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。また、凝集攪拌槽内での凝集状態を反映した投入量制御を行うため、凝集攪拌槽においてより早く所望の凝集効果が得られるようになる。
前記判定結果に基づいて前記スラリー返送装置を制御して前記凝集攪拌槽へのスラリー返送量を調整する制御手段を備えたので、スラリー返送量を自動制御できるとともに、凝集攪拌槽内での凝集状態を反映したスラリー返送量制御を行うため、凝集攪拌槽においてより早く所望の凝集効果が得られる。

浄水装置のブロック構成図。浄水装置の構成図。凝集攪拌槽を示す斜視図。判定手段を備えた浄水装置のブロック構成図。

実施形態１．
浄水装置は、例えば、ダム工事やトンネル工事等の作業において発生する土粒子等の混じった濁水を浄化して河川に流すための処理装置である。
図１に示すように、浄水装置は、浄化対象水としての濁水の原水が投入される原水槽１０、炭酸ガス反応器１１、炭酸ガス反応器１１に炭酸ガスを注入するための炭酸ガス注入装置１１Ａ、凝集攪拌槽１２、凝集攪拌槽１２に凝集剤としてのポリ塩化アルミニウム（以下、ＰＡＣという）を投入するためのＰＡＣ投入装置１２Ａ、凝集攪拌槽１２に凝集剤としてのカチオン系高分子凝集剤を投入するためのカチオン系高分子凝集剤投入装置１２Ｂ、凝集攪拌槽１２に苛性ソーダを投入するための苛性ソーダ投入装置１２Ｃ、凝集反応槽１３、凝集沈澱槽１４、凝集沈殿槽１４に凝集剤としてのアニオン系高分子凝集剤を投入するためのアニオン系高分子凝集剤投入装置１４Ａ、放流槽１５、スラリー槽１６、フィルタープレス１７を備えるとともに、スラリー返送処理部２０を備える。

図２に示すように、原水槽１０内にはポンプ１０ａが設けられ、ポンプ１０ａの吐出口と炭酸ガス反応器１１の入口とが管路１０ｂにより連通可能に接続され、炭酸ガス反応器１１の出口と凝集攪拌槽１２の入口とが管路１１ａにより連通可能に接続される。ポンプ１０ａとしては、浄化対象水を原水槽１０から炭酸ガス反応器１１経由で凝集攪拌槽１２に送出できる容量のものを用いる。凝集攪拌槽１２の出口３６と凝集反応槽１３の入口とが管路１２ａにより連通可能に接続される。凝集反応槽１３内にはポンプ１３ａが設けられ、ポンプ１３ａの吐出口と凝集沈殿槽１４の入口とが管路１３ｂにより連通可能に接続される。凝集沈殿槽１４の内底部の出口１４ａとポンプ１４ｂの吸込口とが管路１４ｃにより連通可能に接続され、ポンプ１４ｂの吐出口とスラリー槽１６の入口とが管路１４ｄにより連通可能に接続される。

凝集攪拌槽１２、凝集反応槽１３、凝集沈殿槽１４、スラリー槽１６には、それぞれ攪拌機１８が設置されている。
凝集攪拌槽１２では、攪拌機１８を例えば３６０ｒｐｍ程度で回転させて、凝集攪拌槽１２中の浄化対象水、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、苛性ソーダを攪拌して混ぜる。凝集反応槽１３では、浄化対象水中の土粒子等の不純物粒子が沈殿しない程度に攪拌する。凝集沈殿槽１４では、凝集沈殿槽１４中の浄化対象水にアニオン系高分子凝集剤が投入れた後に攪拌機を例えば６０ｒｐｍ程度で回転させて、アニオン系高分子凝集剤によって土粒子等の不純物粒子を凝集させることで大型のフロック（土粒子等の塊）を形成させて沈殿させる。スラリー槽１６では、スラリーの沈殿固化を防ぐために攪拌する。

凝集攪拌槽１２、放流槽１５には、それぞれ浄化対象水の濁度を計測する濁度計１９が設けられている。
凝集攪拌槽１２では、濁度計１９で凝集攪拌槽１２中の浄化対象水の濁度を計測し、浄化対象水中の平均浮遊物質量が所望の値になるように管理している。
放流槽１５では、濁度計１９で放流槽１５中の浄化対象水の濁度を計測し、浄化対象水中の平均浮遊物質量が所定値以下になっていることを確認してから放流槽１５の浄化済水を河川等に放流するようにしている。
尚、本発明の浄水装置では、濁度計１９で計測した濁度を平均浮遊物質量に換算し、濁度を平均浮遊物質量の単位であるｐｐｍで管理している。このため、本明細書では、濁度をｐｐｍで表記している。

凝集攪拌槽１２は、浄化対象水と凝集剤としてのＰＡＣ及びカチオン系高分子凝集剤とを攪拌して、ＰＡＣ及びカチオン系高分子凝集剤によって浄化対象水中の粒子等の不純物を凝集させる槽である。
図３に示すように、凝集攪拌槽１２は、浄化対象水の入口側に設けられた攪拌処理部３１と、浄化対象水の出口側に設けられた整流部３２と、攪拌処理部３１と整流部３２とを仕切る仕切部３３とを備える。仕切部３３は、攪拌処理部３１と整流部３２とを仕切るとともに凝集攪拌槽１２の内底部において攪拌処理部３１と整流部３２とを連通させる連通路３８を形成する例えば仕切板により構成される。即ち、攪拌処理部３１と整流部３２との間は、連通路３８以外は仕切部３３によって遮断されている。
整流部３２は、縦整流部３２ａと集水整流部３２ｂとを備える。縦整流部３２ａは、攪拌処理部３１から連通路３８を経由した浄化対象水を下方から上方に向けて整流する。集水整流部３２ｂは、縦整流部３２を囲む凝集攪拌槽１２の上側壁面部より横方向に張出すように設けられた樋により形成される。つまり、集水整流部３２ｂを形成する樋は、一端側が縦整流部３２ａと連通した浄化対象水の入口に形成され、他端側の壁に管路１２ａの入口が連通可能に連結された凝集攪拌槽１２の出口３６が形成され、上部が開口され、かつ、凝集攪拌槽１２の深さよりも浅い底浅の樋により形成される。
よって、攪拌処理部３１で攪拌された不純物を含む浄化対象水は、凝集攪拌槽１２の内底面３４と仕切部３３の下端３５との間で形成された連通路３８を経由して縦整流部３２ａに入り、縦整流部３２ａから集水整流部３２ｂ、凝集攪拌槽１２の出口３６、排出路としての管路１２ａを経由してスラリー槽１６側の凝集反応槽１３に自然流下する。

整流部３２、又は、凝集攪拌槽１２の出口３６と連通した排出路としての管路１２ａの少なくとも一方には、整流部３２、又は、管路１２ａを流れる浄化対象水中の不純物粒子の大きさや形等によって判断可能な不純物粒子の凝集状態を外部から目視確認可能な確認部５０を備える。
整流部３２の確認部５０は、例えば、上述した集水整流部３２ｂを形成する樋の上部開口、又は、光透過性を有した所謂透明又は半透明の材料により形成された集水整流部３２ｂの少なくとも一方により構成される。集水整流部３２ｂが光透過性を有した材料により形成される場合、集水整流部３２ｂは樋の上部開口が閉塞された構成であってもよい。即ち、整流部３２の確認部５０は、整流部３２から凝集攪拌槽１２の出口３６に到る前に浄化対象水中の不純物粒子の大きさや形等を監視者が目視で確認して浄化対象水中の不純物粒子の凝集状態の良否を確認できるように形成された構成である。
管路１２ａの確認部５０は、例えば、排出路としての管路１２ａの全部又は一部が光透過性を有した材料により形成されたことにより、管路１２ａの外側から管路１２ａ内を流れる浄化対象水中の不純物粒子の大きさや形等を監視者が目視で確認して浄化対象水中の不純物粒子の凝集状態の良否を確認できるように形成された構成である。

図２に示すように、凝集沈殿槽１４は、上部に排水樋４０を備える。この排水樋４０に入り込む上澄み水が浄化済水として排水樋４０、管路４１（図１参照）を通って放流槽１５まで流れる。
スラリー槽１６は、下部に沈殿したスラリーを収納する図外の収納箱を備え、この収納箱を引き出せる構造となっている。そして、スラリーが収納された収納箱をフィルタープレス１７に搬送し、スラリーをフィルタープレス１７に通して脱水ケーキにする。そして、フィルタープレス１７において絞り出た水分が原水槽１０に戻される。フィルタープレス１７において絞り出た水分は、例えば、フィルタープレス１７の出口と原水槽１０の入口とが管路１７ａ（図１参照）により連通可能に接続された管路１７ａを経由して原水槽１０に送られたり、あるいは、貯留された後に原水槽１に運搬される。

スラリー返送処理部２０は、スラリー返送装置２１と、スラリー返送量調整装置２２とを備える。
スラリー返送装置２１は、スラリー槽１６の返送出口２３と、ポンプ２４と、スラリー槽１６の返送出口２３とポンプ２４の吸込口とを連通可能に接続する管路２５と、ポンプ２４の吐出口と凝集攪拌槽１２とを連通可能に接続する管路２７とを備えた構成である。
スラリー返送量調整装置２２は、凝集攪拌槽１２の近傍の図外の操作盤に設けられたスラリー返送量調整ボリューム２８と、スラリー返送量調整ボリューム２８からの信号に応じて吐出量を変化させる上記ポンプ２４と、スラリー返送量調整ボリューム２８からの制御信号をポンプ２４に出力する信号線２９とを備える。
また、図示しないが、上述した操作盤には、ＰＡＣ投入装置１２ＡによるＰＡＣ投入量を調整するためのＰＡＣ投入量調整ボリューム、カチオン系高分子凝集剤投入装置１２Ｂによるカチオン系高分子凝集剤投入量を調整するためのカチオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームが設けられている。
また、図示しないが、アニオン系高分子凝集剤投入装置１４Ａによるアニオン系高分子凝集剤投入量を調整するためのアニオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームを備える。当該アニオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームは、監視者が上述した操作盤を操作する位置から凝集沈殿槽１４内の浄化対象水中の不純物粒子の状態を観測可能な場合においては上述した操作盤に設けられ、監視者が上述した操作盤を操作する位置から凝集沈殿槽１４内の浄化対象水中の不純物粒子の状態を観測不可能な場合においては凝集沈殿槽１４の近傍に設けた図外の操作盤に設けられる。
従って、操作者が上述した各ボリュームを操作することによって、スラリーの返送量、各凝集剤の投入量を調整できる。
よって、監視者が確認部５０を介して浄化対象水中の不純物粒子の大きさや形等を目視確認することで凝集状態の良否を判断し、スラリー返送量調整ボリューム２８、ＰＡＣ投入量調整ボリューム、カチオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームを操作することができるので、スラリー返送量、ＰＡＣ投入量、カチオン系高分子凝集剤投入量を適切に調整できる。また、凝集沈殿槽１４内の浄化対象水中の不純物粒子の状態を確認しながらアニオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームを操作できるので、アニオン系高分子凝集剤投入量を適切に調整できる。

図２において、１１ｅは炭酸ガス反応器１１の支持脚、１２ｅは凝集攪拌槽１２の支持脚、１４ｅは凝集沈殿槽１４の支持脚である。例えば凝集攪拌槽１２は支持脚１２ｅで支持されて凝集反応槽１３よりも高い位置に設置されることにより、浄化対象水は凝集攪拌槽１２の出口３６から凝集反応槽１３に自然流下によって移動するように構成される。

例えばダムやトンネル工事において発生した濁水を浄水装置で浄化する場合、当該濁水を浄化対象水として原水槽１０に送る。浄化対象水は、炭酸ガス反応器１１を通過してｐＨが７程度になった後に凝集攪拌槽１２に入る。
例えばＰＡＣ投入装置１２Ａ、カチオン系高分子凝集剤投入装置１２Ｂは、原水槽１０のポンプ１０ａの駆動に連動して駆動し、凝集攪拌槽１２に連続して一定量（例えば、Ｘｃｃ／分、Ｘは例えば任意の数値）のＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤を投入するように構成されている。
凝集攪拌槽１２中の浄化対象水にＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤が投入され、攪拌機１８で攪拌されることによってこれらが混合され、凝集剤の作用によって浄化対象水中の不純物粒子同士が凝集する。凝集攪拌槽１２の浄化対象水は、自然流下により凝集反応槽１３に流下する。凝集攪拌槽１２及び凝集反応槽１３で浄化対象水を一定時間滞留させることで、凝集剤と不純物粒子を反応させて、凝集剤による凝集効果を発揮させる。
そして、ポンプ１３ａを駆動させて凝集反応槽１３の浄化対象水を凝集沈殿槽１４に移動させる。例えばアニオン系高分子凝集剤投入装置１４Ａは、ポンプ１３ａの駆動に連動して駆動し、凝集沈殿槽１４に連続して一定量（例えば、Ｙｃｃ／分、Ｙは例えば任意の数値）のアニオン系高分子凝集剤を投入するように構成されている。凝集沈殿槽１４では、凝集沈殿槽１４内の浄化対象水が攪拌され、この際、アニオン系高分子凝集剤による凝集効果によって、さらに大きな不純物粒子の塊（大型フロック）が形成されて、沈殿する。
凝集沈殿槽１４において上澄み水は浄化済水として放流槽１５に送られる。また、アニオン系高分子凝集剤によりカチオン系高分子凝集剤の魚毒性を消すことができるので、浄化済水を河川に放流することができるようになる。尚、カチオン系高分子凝集剤の魚毒性を消すために、アニオン系高分子凝集剤の投入量とカチオン系高分子凝集剤の投入量との関係がアニオン系高分子凝集剤≧カチオン系高分子凝集剤となるようにする。
放流槽１５においては、監視者が放流槽１５での浄化済水の濁度を濁度計で確認し、当該計測濁度を換算表で平均浮遊物質量に換算し、平均浮遊物質量が所定値（例えば５ｐｐｍ）以下であることを確認してから、浄化済水を河川に放流する。放流槽１５での浄化済水の平均浮遊物質量が所定値（例えば５ｐｐｍ）以下でなければ、当該浄化済水は放流されずに、原水槽１０や凝集攪拌槽１２等に返送される。
そして、凝集沈殿槽１４において沈殿したスラリーをポンプ１４ｂを駆動してスラリー槽１６に移動させ、スラリー槽１６からフィルタープレス１７にスラリーを搬送し、フィルタープレス１７において脱水ケーキ（スラリーの塊）にされるとともに、フィルタープレス１７において絞り出た水分が原水槽１０に戻される。

上述した処理においては、凝集攪拌槽１２での浄化対象水の濁度が低い場合、浄化対象水中の不純物粒子が小さくて軽く、凝集攪拌槽１２に凝集剤を入れたとしても凝集のための核となる不純物粒子が無いため、小さい不純物粒子が凝集しないことがあると考えられる。
そこで、凝集攪拌槽１２での凝集効果を高めるため、スラリー槽１６において一度沈殿した重い不純物粒子を有するスラリーの一部をスラリー槽１６から凝集攪拌槽１２に戻して、凝集攪拌槽２中の浄化対象水の濁度を高い状態に一定にすることに着目した。例えば、スラリー槽１６から凝集攪拌槽１２にスラリーを戻して凝集攪拌槽１２中の浄化対象水の濁度が所望値（目標濁度）になるように調整した。即ち、凝集攪拌槽１２中の浄化対象水の濁度を原水の濁度よりも高くする。このようにすることで、スラリー中の大きくて重い不純物粒子の塊が凝集の核となって当該核となる不純物粒子の塊に小さくて軽い不純物粒子が付着して凝集効果が高まることが期待され、凝集沈殿槽１４において小さくて軽い不純物粒子も沈殿させることができるようになって凝集沈殿槽１４から放流槽１５に送られる浄化済水の濁度を小さくできることが期待される。

例えば、スラリー槽１６に所定量以上のスラリーが溜まった後、ポンプ２４を駆動させ、スラリー槽１６から凝集攪拌槽１２に連続して一定量（例えば、Ｚｌ（リットル）／分、Ｚは例えば任意の数値）のスラリーを返送する。
尚、スラリー槽１６に既にスラリーが存在する場合は、原水槽１０のポンプ１０ａを駆動して原水槽１０から凝集攪拌槽１２へ浄化対象水を送るとともにポンプ２４を駆動してスラリー槽１６から凝集攪拌槽１２にスラリーを返送する。即ち、ポンプ１０ａとポンプ２４とを同時に駆動させる（連動させる）。

しかしながら、上記のようにスラリー槽１６から凝集攪拌槽１２にスラリーを戻して凝集攪拌槽１２中の浄化対象水の濁度が目標濁度になるように調整するだけでは、凝集攪拌槽１２中での凝集効果が高まっていない可能性もある。つまり、凝集攪拌槽１２内の浄化対象水への凝集剤の投入量の不足、凝集攪拌槽１２内の浄化対象水のｐＨの低下、凝集攪拌槽１２へのスラリー返送量の不足等によって、所望の凝集効果が得られない可能性がある。
そこで、監視者は、整流部３２や管路１２ａを流れる浄化対象水中の不純物粒子の大きさや形等を確認部５０を介して外部から目視観察し、不純物粒子の塊（フロック）が、例えば、大きさ０．５ｍｍよりも小さい球状であったり、歪な形状である場合には、凝集効果が悪いというように凝集状態を判断して、凝集攪拌槽１２へのＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤等の凝集剤の投入量や、凝集攪拌槽１２へのスラリーの返送量を増量するようにボリュームを操作することにより、例えば、不純物粒子の塊が、早期に、大きさ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の球状になり、凝集攪拌槽１２において早期に所望の凝集効果が得られるようになる。
尚、凝集攪拌槽１２には凝集攪拌槽１２内の浄化対象水のｐＨを計測する図外のｐＨ計測器が設置されている。従って、監視者は、当該ｐＨ計測器で測定される凝集攪拌槽１２中の浄化対象水のｐＨが７未満になったことを確認したならば、苛性ソーダ投入装置１２Ｃの例えば図外の苛性ソーダ出口開閉弁を開くことにより、浄化対象水中に所定量の苛性ソーダが投入され、ＰＡＣの凝集効果が最適に発揮されるように浄化対象水のｐＨが７〜７．５に維持される。

原水槽１０のポンプ１０ａは、例えば原水槽１０中の浄化対象水の残量が所定量以下になった場合に停止され、ポンプ１０ａの停止に伴って凝集攪拌槽１２への凝集剤の投入及びスラリー返送も停止される。
また、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、苛性ソーダが凝集攪拌槽１２中の浄化対象水に混ざりやすいように、ＰＡＣ投入装置１２Ａ、カチオン系高分子凝集剤投入装置１２Ｂ、苛性ソーダ投入装置１２Ｃを凝集攪拌槽１２の入口（管路１１ａの出口）付近に設置して、凝集攪拌槽１２の浄化対象水入口付近にＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、苛性ソーダを投入することが好ましい。また、ポンプ２４の吐出口と凝集攪拌槽１２とを連通可能に接続する管路２７において凝集攪拌槽１２へのスラリー返送出口２６も凝集攪拌槽１２の入口（管路１１ａの出口）付近に設置して、凝集攪拌槽１２の浄化対象水入口付近から凝集攪拌槽１２にスラリーを返送することが好ましい（図２参照）。また、アニオン系高分子凝集剤が凝集沈殿槽１４中の浄化対象水に混ざりやすいように、アニオン系高分子凝集剤投入装置１４Ａを凝集沈殿槽１４の入口（管路１３ｂの出口）付近に設置して、凝集沈殿槽１４の浄化対象水入口付近にアニオン系高分子凝集剤を投入することが好ましい。

あるトンネル工事現場での実績として、トンネル工事において発生した濁水（原水）の濁度が５００〜３０００ｐｐｍであった場合において、監視者は、凝集攪拌槽１２の濁度計１９を観測して凝集攪拌槽１２の浄化対象水の濁度が例えば目標濁度５０００ｐｐｍ程度になっていることを確認するとともに、確認部５０を介して観察される不純物粒子の塊が、大きさ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の球状になるまで、凝集攪拌槽１２へのＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤等の凝集剤の投入量や、凝集攪拌槽１２へのスラリーの返送量を増量するようにボリュームを操作したことによって、凝集攪拌槽１２において早期に所望の凝集効果が得られ、最終的な浄化済水の濁度を早期に５ｐｐｍ以下にできた。

実施形態１の浄水装置では、凝集攪拌槽１２に確認部５０を設けたことにより、凝集剤が投入され、かつ、スラリーが返送される凝集攪拌槽１２での凝集効果を確認部５０を介して目視確認できるようにしたので、凝集攪拌槽１２で所望の凝集効果が得られていないことを確認できて、攪拌槽１２において早く所望の凝集効果が得られるように処理できるので、凝集沈殿槽１４から放流槽１５に送られる浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。
また、樋により形成された集水整流部３２ｂを備え、浄化対象水が凝集攪拌槽１２の出口３６から排出される前に浄化対象水が集水整流部３２ｂに一旦集まるように構成されて、確認部５０が当該集水整流部３２ｂにより形成されたので、浄化対象水中の不純物粒子の状態を正確に観測しやすくなり、浄化済水の濁度を早く所望の濁度にするための処理を正確に行えるようになる。

尚、確認部５０を介して観察される不純物粒子の塊を０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の球状にするために、凝集攪拌槽１２での目標濁度をどれくらいにすればよいかは、濁水の状況によって変る。
従って、本実施形態１においては、濁水の状況に応じて凝集攪拌槽１２での目標濁度を決め、監視者は、濁度計１９を観測して目標濁度程度になったことを確認してから凝集攪拌槽１２での凝集状態を確認部５０を介して目視確認し、凝集状態が悪いと判断した場合においては、スラリー返送量調整ボリューム２８、ＰＡＣ投入量調整ボリューム、カチオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームを操作して、スラリー返送量、ＰＡＣ投入量、カチオン系高分子凝集剤投入量の増減を適切に調整することによって、観察される不純物粒子の塊を、早期に、大きさ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の球状にできるので、浄化済水の濁度を早期に所望の濁度にできる。

また、整流部は、集水整流部３２ｂを備えずに縦整流部３２ａの壁に凝集攪拌槽１２の出口３６を備えた構成であっても良く、この場合、確認部５０は縦整流部３２ａの上部開口、又は、光透過性を有した所謂透明又は半透明の材料により形成された縦整流部３２ａの壁の少なくとも一方により構成される。縦整流部３２ａの壁が光透過性を有した材料により形成される場合、縦整流部３２ａの上部開口は閉塞された構成であってもよい。

実施形態２．
確認部５０の近傍に確認部５０の内側を流れる浄化対象水中の不純物粒子の状態を監視する後述のカメラ等の撮像手段を設置し、監視者が遠隔地から当該カメラの監視画像を監視してスラリー返送量、ＰＡＣ投入量、カチオン系高分子凝集剤投入量の増減を適切に調整するようにしてもよい。

実施形態３．
図４に示すように、確認部５０の外側から確認部５０の内側を流れる浄化対象水中の不純物の状態を撮影する撮影手段の一例としてのカメラ６０と、当該カメラ６０で撮影された画像を入力して不純物粒子の大きさを判定して判定結果を出力する判定手段７０とを備えた浄水装置とした。
例えば、画像マッチング法で判定する場合、コンピュータにより構成される判定手段７０はサンプル画像記憶手段７１を備え、サンプル画像記憶手段７１には、例えば原水槽１０に投入される濁水の種類毎の良否判定サンプル画像を登録しておく。濁水の種類としては、例えば、基礎処理水等＋湧水、基礎処理水等＋雨水＋湧水、雨水＋湧水、湧水、等である。
図４を参照し、構成例を説明する。カメラ６０を確認部５０の上下左右のいずれかの側に設置固定し、カメラ６０で撮影する浄化対象水の背景面には浄化対象水中の不純物粒子と異なる色の背景板６１を設置固定して、背景と不純物粒子とが判別しやすい画像を撮影できるようにする。例えば、不純物粒子は、黒色、灰色などの暗色系が多いので、白色等の明色系の背景板６１を用いる。
操作者が原水槽１０に投入された濁水の種類を判定手段７０に入力する。判定手段７０は、入力された濁水の種類に応じた不純物粒子凝集状態の良否判定サンプル画像を選択する。判定手段７０は、確認部５０の内側を流れる浄化対象水中の不純物の状態を撮影したカメラ６０からの撮影画像を入力し、逐次入力されてくる入力画像の不純物粒子凝集状態と良否判定サンプル画像の不純物粒子凝集状態とを比較し、入力画像の不純物粒子凝集状態の大きさと良否判定サンプル画像の不純物粒子凝集状態の大きさとの違いが所定のしきい値以下となったか否かを判定する。尚、以下、逐次入力されてくる入力画像のフロックの大きさとサンプル画像のフロックの大きさとの違いが所定のしきい値以下であると判定された場合の判定結果を良判定結果といい、逐次入力されてくる入力画像のフロックの大きさとサンプル画像のフロックの大きさとの違いが所定のしきい値よりも大きいと判定された場合の判定結果を不良判定結果という。
実施形態３によれば、判定手段７０から出力された判定結果が不良判定結果であれば、監視者は、凝集攪拌槽１２へのＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤等の凝集剤の投入量や凝集攪拌槽１２へのスラリーの返送量を増量するようにボリュームを操作することにより、凝集攪拌槽１２において早く所望の凝集効果が得られるようになるので、凝集沈殿槽１４から放流槽１５に送られる浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。

実施形態４．
前述した判定手段７０から出力される判定結果に基づいて、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤の投入量を制御する制御手段を備えた構成とした。即ち、判定手段７０から出力される判定結果に基づいて、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤の投入量を自動制御可能な構成とした。
実施形態４の場合、原水槽１０に投入された濁水の濁度値を計測する図外の濁度計を原水槽１０に設置しておき、制御手段８０は、原水槽１０の濁度計から出力された濁度値を入力する。また、操作者が原水槽１０に投入された濁水に対する凝集攪拌槽１２での目標濁度値を制御手段８０に入力する。
実施形態４の制御について説明する。まず、制御手段８０は、目標濁度値と原水槽１０に投入された濁水の実際の濁度値を入力して、（凝集攪拌槽１２での目標濁度値）−（原水槽１０に投入された濁水の濁度値）に応じて、各凝集剤の１分当りの投入量、スラリーの１分当りの返送量の初期値を求め、各凝集剤の投入量、スラリーの返送量が初期値となるように各ボリュームを調整する。
そして、制御手段８０は、凝集攪拌槽１２に設けられた濁度計１９から凝集攪拌槽１２内の浄化対象水の実際の濁度値を逐次入力して、凝集攪拌槽１２内の浄化対象水の実際の濁度値が目標濁度値となるようにスラリー返送量調整ボリューム２８を調整することで、スラリー返送量の増減を制御する。
また、判定結果に基づいて、ＰＡＣ投入量調整ボリューム、カチオン系高分子凝集剤投入量調整ボリューム、アニオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームを調整して、凝集剤の投入量の増減を制御する。さらに、制御手段８０は、凝集攪拌槽１２に設けられた図外のｐＨ計測器から凝集攪拌槽１２内の浄化対象水のｐＨ値を逐次入力し、凝集攪拌槽１２内の浄化対象水のｐＨ値が７〜７．５になるように、苛性ソーダ投入装置１２Ｃの例えば図外の苛性ソーダ出口開閉弁を開閉制御して苛性ソーダの投入量を制御する。
即ち、制御手段８０は、不良判定結果を入力した場合には、各凝集剤の投入量を増量するように各凝集剤投入量調整ボリュームを制御し、良判定結果を入力した場合には、各凝集剤の投入量を維持したり減らすように各凝集剤投入量調整ボリュームを制御する。
実施形態４によれば、判定手段７０から出力される判定結果に基づいて、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤の投入量を自動制御できて、凝集攪拌槽１２において早く所望の凝集効果が得られるようになるので、凝集沈殿槽１４から放流槽１５に送られる浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。また、凝集攪拌槽１２内での凝集状態を反映した投入量制御を行うため、凝集攪拌槽１２においてより早く所望の凝集効果が得られるようになり、効果的である。

実施形態５．
判定手段７０から出力される判定結果に基づいて、凝集攪拌槽１２へのスラリーの返送量を制御するとともに、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤の投入量を制御する制御手段を備えた構成とした。即ち、判定結果に基づいて、スラリーの返送量、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤の投入量を自動制御可能な構成とした。
実施形態５では、制御手段が、判定手段７０から出力される判定結果に基づいて凝集攪拌槽１２へのスラリーの返送量を制御することが、実施形態４と異なる。
即ち、実施形態５における制御手段は、不良判定結果を入力した場合には、スラリー返送量を増量するようにスラリー返送量調整ボリューム２８を制御し、良判定結果を入力した場合には、スラリー返送量を維持したり減らすようにスラリー返送量調整ボリューム２８を制御するとともに、実施形態４と同じように、ＰＡＣ投入量調整ボリューム、カチオン系高分子凝集剤投入量調整ボリューム、アニオン系高分子凝集剤投入量調整ボリュームを制御する。
実施形態５によれば、判定手段７０から出力される判定結果に基づいて、スラリーの返送量、ＰＡＣ、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤の投入量を自動制御できて、凝集攪拌槽１２において早く所望の凝集効果が得られるようになるので、凝集沈殿槽１４から放流槽１５に送られる浄化済水の濁度を早く所望の濁度にすることができる。実施形態５の場合、判定手段７０から出力される判定結果に基づいてスラリーの返送量を制御するため、実施形態４のような凝集攪拌槽１２内の浄化対象水の濁度値を監視することによるスラリー返送量制御を行わなくてもよくなり、また、凝集攪拌槽１２内での凝集状態を反映したスラリー返送量制御を行うため、凝集攪拌槽１２においてより早く所望の凝集効果が得られるようになり、効果的である。

実施形態６．
原水槽１０に投入される濁水の種類に応じて、各凝集剤の１分当りの投入量、スラリーの１分当りの返送量の制御パターンを予め決めておき、制御手段が、原水槽１０に投入される濁水の種類に応じて決められる制御パターンに従って各ボリュームを調整し、各凝集剤の投入量、スラリーの返送量を制御するようにした構成としてもよい。

１０原水槽、１１炭酸ガス反応器、１２凝集攪拌槽、１２ａ管路（排出路）、１３凝集反応槽、１４凝集沈殿槽、１５放流槽、１６スラリー槽、
１７フィルタープレス、２１スラリー返送装置、２２スラリー返送量調整装置、
３１攪拌処理部、３２整流部、３３仕切部、３６凝集攪拌槽の出口、
３８連通路、５０確認部、６０カメラ（撮影手段）、７０判定手段。

Claims

浄化対象水と凝集剤とを攪拌して浄化対象水中の不純物を凝集させる凝集攪拌槽と、凝集攪拌槽に凝集剤を投入する凝集剤投入装置と、浄化対象水中の不純物を凝集させたスラリーを収容するスラリー槽と、スラリー槽からスラリーを凝集攪拌槽に返送するスラリー返送装置とを備え、
前記凝集攪拌槽は、浄化対象水の入口側に設けられた攪拌処理部と、浄化対象水の出口側に設けられた整流部と、前記攪拌処理部と前記整流部とを仕切るとともに前記凝集攪拌槽の内底部において前記攪拌処理部と前記整流部とを連通させる連通路を形成する仕切部とを備え、
前記凝集攪拌槽の浄化対象水の出口と連通して浄化対象水をスラリー槽側に排出する排出路及び前記整流部の少なくとも一方には、浄化対象水中の不純物粒子の大きさを外部から目視確認可能な確認部を備えたことを特徴とする浄水装置。
確認部の内側を流れる浄化対象水中の不純物粒子を撮影する撮影手段と、当該撮影手段で撮影された画像を入力して不純物粒子の大きさを判定し判定結果を出力する判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
前記判定結果に基づいて前記凝集剤投入装置を制御して前記凝集攪拌槽への凝集剤投入量を調整する制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の浄水装置。
浄水装置。
前記判定結果に基づいて前記スラリー返送装置を制御して前記凝集攪拌槽へのスラリー返送量を調整する制御手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の浄水装置。