JP2016030229A - Method for evaluating flocculation state of floc and device for evaluating flocculation state of floc - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、フロックの凝集状態評価方法およびフロックの凝集状態評価装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a floc aggregation state evaluation method and a floc aggregation state evaluation apparatus.
従来、河川水、雨水、下水、工業排水などの被処理水（原水）の処理方法として、凝集剤を用いて原水中に含まれる懸濁物をフロック（凝集物）とし、これを沈殿させて除去する方法がある。この方法では、フロックの凝集状態が、処理水の水質に影響を及ぼす。
フロックの凝集状態は、原水に対する凝集剤の注入量によって変化する。しかし、フロックの凝集状態が良好となる凝集剤の注入量は、原水の水質の変動に伴って変化する。このため、原水の水質の変動に対応させて、フロックの凝集状態が良好となるように、凝集剤の注入量を適切に制御する方法が検討されている。
Conventionally, as a method of treating water to be treated (raw water) such as river water, rain water, sewage, industrial wastewater, etc., the suspension contained in the raw water using flocculant is made to floc (aggregate), and this is precipitated. There is a way to remove it. In this method, the state of floc aggregation affects the quality of the treated water.
The floc aggregation state varies depending on the amount of flocculant injected into the raw water. However, the amount of flocculant injected to improve the floc aggregation state varies with fluctuations in the quality of the raw water. For this reason, a method of appropriately controlling the injection amount of the flocculant so as to improve the floc aggregation state in response to fluctuations in the quality of the raw water has been studied.
フロックの凝集状態が良好となるように、原水への凝集剤の注入量を制御するには、フロックの凝集状態を評価し、その結果を用いて最適な注入量を算出する必要がある。従来、フロックの凝集状態の指標としては、流動電流値、濾過時間指標（Suction time ratio：ＳＴＲ）、フロックの表面電位の平均値等が用いられている。 In order to control the injection amount of the flocculant into the raw water so that the floc aggregation state is good, it is necessary to evaluate the floc aggregation state and calculate the optimum injection amount using the result. Conventionally, a flow current value, a filtration time index (STR), an average value of a floc surface potential, and the like are used as an index of the floc aggregation state.
しかし、流動電流値および濾過時間指標は、原水の水質によって最適値が大きく異なるため、広く用いることができなかった。また、フロックの表面電位の平均値は、フロックの凝集状態が良好であるか否かの判断がしにくいものであった。
このため、これらの指標を用いて原水への凝集剤の注入量を制御しても、注入率を制御することによる効果が十分に得られない場合があった。
However, since the optimum values of the flowing current value and the filtration time index greatly differ depending on the quality of raw water, they cannot be widely used. Further, the average value of the surface potential of the floc was difficult to determine whether or not the floc aggregation state was good.
For this reason, even if the amount of the flocculant injected into the raw water is controlled using these indicators, the effect of controlling the injection rate may not be sufficiently obtained.
本発明が解決しようとする課題は、試験水の水質に関わらず、フロックを含む試験水中のフロックの凝集状態を評価できるフロックの凝集状態評価方法およびフロックの凝集状態評価装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a floc aggregation state evaluation method and floc aggregation state evaluation apparatus capable of evaluating the floc aggregation state in test water containing flocs regardless of the quality of the test water. .
実施形態のフロックの凝集状態評価方法は、移動速度測定工程と、分散値算出工程と、評価工程とを持つ。
移動速度測定工程は、フロックを含む試験水中に陽極と陰極を配置し、前記試験水に電圧を印加して複数の前記フロックの移動速度を前記フロック毎に測定する工程である。分散値算出工程は、各フロックの移動速度のベクトルが、前記陽極方向の成分を含む場合に第１符号を付与し、前記陰極方向の成分を含む場合に第２符号を付与し、前記第１符号の移動速度および前記第２符号の移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、前記複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する工程である。評価工程は、前記分散値に基づいて、前記フロックの凝集状態の良否を評価する工程である。
The floc aggregation state evaluation method of the embodiment includes a moving speed measurement step, a dispersion value calculation step, and an evaluation step.
The moving speed measuring step is a step in which an anode and a cathode are arranged in test water including a flock, and a voltage is applied to the test water to measure a moving speed of the plurality of flocks for each flock. The dispersion value calculating step assigns a first code when the vector of the moving speed of each floc includes a component in the anode direction, assigns a second code when the vector includes a component in the cathode direction, and adds the first code. In this step, the moving speed of the code and the moving speed of the second code are totaled for each predetermined size, and a variance value in the moving speed distribution of the plurality of flocks is calculated. The evaluation step is a step of evaluating the quality of the floc aggregation state based on the dispersion value.
以下、実施形態のフロックの凝集状態評価方法およびフロックの凝集状態評価装置を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the floc aggregation state evaluation method and floc aggregation state evaluation apparatus of the embodiment will be described with reference to the drawings.
浄水場の被処理水である原水中の懸濁物質は、通常、マイナスの電荷を帯びている。原水に凝集剤を注入すると、原水中の懸濁物質が凝集してフロックを形成する。プラスの電荷を持つ凝集剤によって、懸濁物質のマイナスの電荷が打ち消されることで、懸濁物質の表面電荷が０に近づき、懸濁物質同士の反発が弱まってフロックの形成が進むと考えられている。 Suspended matter in raw water, which is the water to be treated at a water purification plant, usually has a negative charge. When the flocculant is injected into the raw water, suspended substances in the raw water aggregate to form flocs. It is considered that the negative charge of the suspended substance is canceled by the flocculant having a positive charge, so that the surface charge of the suspended substance approaches 0 and the repulsion between the suspended substances weakens and the formation of flocs proceeds. ing.
凝集剤の注入率が低すぎると、懸濁物質の有するマイナスの電荷が十分に打ち消されず、懸濁物質の表面電荷がマイナスの値を持ったままとなり、フロックの形成が十分に進まなくなる。一方、凝集剤の注入率が高すぎると、凝集剤の有するプラスの電荷の影響によって、懸濁物質の表面電荷がプラスの値を持つことになる。このプラスの表面電荷の絶対値が急激に大きくなると、懸濁物質同士の反発が強まって、フロックの形成が進まなくなる。 If the injection rate of the flocculant is too low, the negative charge of the suspended substance is not sufficiently canceled out, the surface charge of the suspended substance remains negative, and floc formation does not proceed sufficiently. On the other hand, if the injection rate of the flocculant is too high, the surface charge of the suspended substance has a positive value due to the positive charge of the flocculant. When the absolute value of the positive surface charge increases rapidly, the repulsion between suspended substances increases and the formation of flocs does not proceed.
また、原水に凝集剤を添加した混和水に対して、一対の電極から直流電圧を印加すると、フロックの表面電荷がマイナスの値を持つ場合には、電気泳動によりフロックが陽極方向へ移動する。また、フロックの表面電荷がプラスの値をもつ場合は、電気泳動によりフロックが陰極方向へ移動する。また、フロックの表面電荷の絶対値が大きいほど、混和水に電圧を印加することによる影響を強く受けるため、フロックの移動速度が速くなる。したがって、フロックの移動速度は、フロックの表面電荷の絶対値と相関がある。 In addition, when a DC voltage is applied from a pair of electrodes to mixed water obtained by adding a flocculant to raw water, if the surface charge of the floc has a negative value, the floc moves toward the anode by electrophoresis. When the surface charge of the floc has a positive value, the floc moves toward the cathode by electrophoresis. In addition, the larger the absolute value of the surface charge of the floc, the stronger the influence of applying a voltage to the water mixture, so the moving speed of the floc increases. Therefore, the moving speed of the floc has a correlation with the absolute value of the surface charge of the floc.
フロックの表面電荷は、凝集状態が良好であるときには０ｍＶ前後となる。このため、フロックの凝集状態が良好であるときは、フロックを含む混和水に電圧を印加しても、電気泳動による一方向への偏ったフロックの移動は起こらず、混和水中でのフロックの移動は、重力と混和水中の水流に伴う移動が主となる。 The surface charge of the floc is around 0 mV when the aggregation state is good. For this reason, when the flocs are well aggregated, even if a voltage is applied to the mixed water containing flocs, the movement of the flocs in the mixed water does not occur in one direction due to electrophoresis. Is mainly due to the movement of gravity and water flow in the water.
本発明者らは、このような現象に着目し、混和水に直流電圧を印加したときの混和水中の複数のフロックの移動速度をフロック毎に測定し、以下に示す方法により算出した複数のフロックの移動速度分布における分散値を用いることにより、フロックの凝集状態の良否を評価できることを見出した。さらに、フロックの凝集状態の評価結果は、フロックの凝集条件を制御する際に好適に利用できることが分かった。 The present inventors pay attention to such a phenomenon, measure the moving speed of a plurality of flocs in the admixture water when a DC voltage is applied to the admixture water, and calculate a plurality of flocs calculated by the following method. It was found that the quality of floc aggregated state can be evaluated by using the dispersion value in the moving speed distribution. Further, it was found that the evaluation result of the floc aggregation state can be suitably used when controlling the floc aggregation condition.
複数のフロックの移動速度分布における分散値は、次のようにして求めた。各フロックの移動速度を計測し、フロックの移動速度のベクトルが陽極方向の成分を含む場合にはその移動速度にマイナスの符号を付与し、フロックの移動速度のベクトルが陰極方向の成分を含む場合にはその移動速度にプラスの符号を付与した。そして、マイナスの移動速度およびプラスの移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計し、統計的手法により、分散値を算出した。 The dispersion value in the movement speed distribution of a plurality of flocs was obtained as follows. When the movement speed of each floc is measured and the vector of the movement speed of the floc includes a component in the anode direction, a negative sign is given to the movement speed, and the vector of the movement speed of the floc includes a component in the cathode direction Is given a plus sign for its moving speed. Then, the negative moving speed and the positive moving speed were totaled for each predetermined size, and the variance value was calculated by a statistical method.
図１に示す（Ａ）〜（Ｄ）は、凝集剤の注入率の異なる混和水に電圧を印加し、上述した分散値と同様の方法により作成した複数のフロックの表面電位（移動速度）分布のヒストグラムの一例である。なお、フロックの表面電位は、上述したように、フロックの移動速度の絶対値と相関があるため、フロックの表面電位分布のヒストグラムの形状は、フロックの移動速度分布のヒストグラムと同じである。図１に示す（Ａ）〜（Ｄ）のグラフにおいて、横軸は、マイナスの表面電位（移動速度）およびプラスの表面電位（移動速度）の大きさを示し、中心を０として所定の表面電位（移動速度）毎に階級分けしたものである。縦軸は検出個数を示す。 (A) to (D) shown in FIG. 1 show surface potential (moving speed) distributions of a plurality of flocs prepared by applying a voltage to mixed water having different injection rates of the flocculant and by the same method as the dispersion value described above. It is an example of a histogram. Since the surface potential of the flock has a correlation with the absolute value of the moving speed of the flock as described above, the shape of the histogram of the surface potential distribution of the flock is the same as the histogram of the moving speed distribution of the flock. In the graphs (A) to (D) shown in FIG. 1, the horizontal axis indicates the magnitudes of a negative surface potential (moving speed) and a positive surface potential (moving speed). It is classified according to (moving speed). The vertical axis indicates the number of detections.
混和水中のフロックの凝集状態が良好である場合には、混和水に電圧を印加しても、一方向に偏ったフロックの移動は生じない。このため、検出個数はプラスの領域またはマイナスの領域に偏ることなく、広い範囲で疎らとなる。したがって、フロックの移動速度分布の分散値σが大きくなり、そのヒストグラムは、平たい分布形状となる（例えば、図１における（Ｂ）、（Ｃ）のヒストグラム参照）。 When the floc state of the flocs in the mixed water is good, even if a voltage is applied to the mixed water, the flocs that are biased in one direction do not move. For this reason, the detected number is sparse in a wide range without being biased toward the positive region or the negative region. Accordingly, the variance value σ of the movement speed distribution of the flock is increased, and the histogram has a flat distribution shape (see, for example, the histograms (B) and (C) in FIG. 1).
これに対し、混和水中のフロックの凝集状態が不良である場合には、フロックの移動方向が陰極方向または陽極方向へ偏るため、フロックの移動速度分布のヒストグラムは、プラスの領域またはマイナスの領域にシャープなピークを有する形状となる（図１における（Ａ）、（Ｄ）のヒストグラム参照）。したがって、フロックの移動速度分布の分散値σは、混和水中の凝集剤の注入率が適正である場合と比較して小さいものとなる。 On the other hand, if the flocs in the admixed water are poorly aggregated, the floc movement direction is biased toward the cathode or anode, so the histogram of floc movement speed distribution is in the positive or negative area. A shape having a sharp peak is obtained (see histograms (A) and (D) in FIG. 1). Accordingly, the dispersion value σ of the floc moving speed distribution is small as compared with the case where the injection rate of the flocculant in the mixed water is appropriate.
このように、フロックの移動速度分布の分散値σは、混和水中のフロックの凝集状態が良好である場合には大きく、混和水中のフロックの凝集状態が不良である場合には小さくなる傾向がある。よって、フロックの移動速度分布の分散値σに基づいて、フロックの凝集状態の良否を評価することが可能になる。 Thus, the dispersion value σ of the floc moving speed distribution tends to be large when the floc aggregation state in the mixed water is good and small when the floc aggregation state in the mixed water is poor. . Therefore, the quality of the floc aggregation state can be evaluated based on the dispersion value σ of the floc moving speed distribution.
また、本発明者らは、以下に示すように、フロックの移動速度分布の分散値σを、予め設定した目標値と比較することによって、フロックの凝集状態が良好であるか不良であるかを判断できることを見出した。
例えば、図１における（Ｅ）のグラフは、フロックの移動速度分布の分散値と、混和水中の凝集剤の注入率との関係を示したものである。図１における（Ｅ）のグラフ中の点は、それぞれ図１における（Ａ）〜（Ｄ）のヒストグラムで示すフロックの移動速度分布の分散値σに対応している。
In addition, as shown below, the present inventors compare the dispersion value σ of the floc moving speed distribution with a preset target value to determine whether the floc aggregation state is good or bad. I found out that I can judge.
For example, the graph of (E) in FIG. 1 shows the relationship between the dispersion value of the floc moving speed distribution and the injection rate of the flocculant in the mixed water. The points in the graph (E) in FIG. 1 correspond to the variance value σ of the movement speed distribution of the flock shown by the histograms (A) to (D) in FIG.
図１に示す例では、（Ｃ）のヒストグラムの分散値σは、図１における（Ｅ）のグラフ中の目標値以上であり、フロックの凝集状態が良好であると判断される。
また、図１における（Ａ）、（Ｄ）のヒストグラムの分散値σは、図１における（Ｅ）のグラフ中の目標値と比較して非常に小さく、フロックの凝集状態が不良であると判断される。
また、図１における（Ｂ）のヒストグラムの分散値σは、（Ａ）、（Ｄ）のヒストグラムの分散値σと比較してかなり大きいものの、目標値未満であるため、フロックの凝集状態が不良であると判断される。
In the example shown in FIG. 1, the variance value σ of the histogram of (C) is equal to or greater than the target value in the graph of (E) in FIG. 1, and it is determined that the floc aggregation state is good.
Also, the variance value σ of the histograms (A) and (D) in FIG. 1 is very small compared to the target value in the graph (E) in FIG. 1, and it is determined that the floc aggregation state is poor. Is done.
Further, although the variance value σ of the histogram (B) in FIG. 1 is considerably larger than the variance value σ of the histograms (A) and (D), it is less than the target value, so the floc aggregation state is poor. It is judged that.
さらに、本発明者らは、以下に示すように、フロックの移動速度分布の分散値が目標値未満である場合において、フロックの移動速度の分布の平均値が０超か０未満であるかによって、混和水中の凝集剤の注入率が不足しているのか過剰なのかを判定できることを見出した。 Furthermore, the present inventors, as shown below, when the variance value of the floc moving speed distribution is less than the target value, depending on whether the average value of the floc moving speed distribution is greater than 0 or less than 0. The present inventors have found that it is possible to determine whether the injection rate of the flocculant in the mixed water is insufficient or excessive.
具体的には、分散値が目標値未満であって、平均値がマイナスの値である場合、混和水中の凝集剤の注入率が不足していると判定する。また、分散値が目標値未満であって、平均値がプラスの値である場合は、混和水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定する。 Specifically, when the dispersion value is less than the target value and the average value is a negative value, it is determined that the injection rate of the flocculant in the mixed water is insufficient. When the dispersion value is less than the target value and the average value is a positive value, it is determined that the injection rate of the flocculant in the mixed water is excessive.
例えば、図１における（Ｄ）のヒストグラムで示す検出個数は、プラスの領域にシャープなピークを有しており、フロックの移動速度の分布の平均値はプラスの値である。したがって、混和水中には、プラスの電荷を持つ凝集剤が過剰に含まれていると判断される。
また、図１における（Ａ）のヒストグラムで示す検出個数は、マイナスの領域にシャープなピークを有しており、フロックの移動速度の分布の平均値はマイナスの値である。したがって、混和水中において、プラスの電荷を持つ凝集剤が不足していると判断される。
For example, the number of detections indicated by the histogram of (D) in FIG. 1 has a sharp peak in the positive region, and the average value of the distribution of floc moving speed is a positive value. Therefore, it is determined that the coagulant having a positive charge is excessively contained in the mixed water.
In addition, the number of detections shown in the histogram of FIG. 1A has a sharp peak in the negative region, and the average value of the distribution of floc moving speeds is a negative value. Therefore, it is judged that the flocculant having a positive charge is insufficient in the mixed water.
次に、図２に示す第１の実施形態のフロックの凝集状態評価装置を備える水処理装置について説明する。本実施形態においては、フロックの凝集状態評価装置を備える水処理装置として、浄水場に設置された水処理装置を例に挙げて説明する。
水処理装置１は、着水井１０と、混和池２２と、沈殿池４０と、濾過池５０と、フロックの凝集状態評価装置６０と、パラメータ調整装置９１とを有している。
Next, a water treatment apparatus provided with the floc aggregation evaluation apparatus of the first embodiment shown in FIG. 2 will be described. In the present embodiment, a water treatment apparatus installed in a water purification plant will be described as an example of a water treatment apparatus including a floc aggregation state evaluation apparatus.
The water treatment apparatus 1 includes a landing well 10, a mixing basin 22, a sedimentation basin 40, a filtration basin 50, a floc aggregation state evaluation device 60, and a parameter adjustment device 91.
まず、本実施形態のフロックの凝集状態評価装置６０と、これを用いたフロックの凝集状態評価方法について説明する。本実施形態においては、凝集状態を評価するフロックを含む試験水が、浄水場の混和池から採取した混和水である場合を例に挙げて説明する。
フロックの凝集状態評価装置６０は、フロックの凝集状態を評価するものである。フロックの凝集状態評価装置６０は、移動速度測定装置８０と、分散値算出装置８１と、評価装置９０とを有している。
First, the floc aggregation state evaluation apparatus 60 of this embodiment and the floc aggregation state evaluation method using the same will be described. In this embodiment, the case where the test water containing the floc for evaluating the aggregation state is mixed water collected from a mixing pond of a water purification plant will be described as an example.
The floc aggregation state evaluation apparatus 60 evaluates the floc aggregation state. The floc aggregation state evaluation device 60 includes a moving speed measurement device 80, a dispersion value calculation device 81, and an evaluation device 90.
移動速度測定装置８０は、フロックを含む試験水として、混和池２２から採取した混和水を収容するセル６１（図３）と、セル６１内の試験水に電圧を印加する電圧供給装置６２（図３）と、試験水に電圧を印加したときの試験水中のフロックの位置を測定するフロック追跡装置６５（図４）とを有している。 The moving speed measuring device 80 includes a cell 61 (FIG. 3) that contains mixed water collected from the mixing basin 22 as test water containing flocs, and a voltage supply device 62 (FIG. 3) that applies a voltage to the test water in the cell 61. 3) and a flock tracking device 65 (FIG. 4) for measuring the position of the flock in the test water when a voltage is applied to the test water.
セル６１は、試験水を収容するものである。セル６１は、ガラス、アクリルなどの透明材料で形成されたものであることが好ましい。
電圧供給装置６２は、セル６１内に対向配置された陽極６２ａと陰極６２ｂとによって、セル６１内の試験水に電圧を印加するものである。電圧供給装置６２は、試験水に１０〜２０Ｖの電圧を印加するものであることが好ましい。
The cell 61 contains test water. The cell 61 is preferably formed of a transparent material such as glass or acrylic.
The voltage supply device 62 applies a voltage to the test water in the cell 61 by an anode 62 a and a cathode 62 b that are disposed opposite to each other in the cell 61. The voltage supply device 62 preferably applies a voltage of 10 to 20 V to the test water.
フロック追跡装置６５は、電圧供給装置６２によって試験水に電圧を印加したときの試験水中の複数のフロックの位置を、少なくとも第１時刻と第１時刻から所定時間経過後の第２時刻とにフロック毎に測定するものである。フロック追跡装置６５は、複数のフロックの移動速度を算出できるように、少なくとも第１時刻と第２時刻とにフロックの位置の測定を行うことができるものであればよく、フロックの位置の測定は、所定時間毎に複数回行ってもよいし、所定時間連続して行ってもよい。フロックの位置の測定を所定時間毎に複数回行う場合、例えば、１秒毎にフロックの位置の測定を行ってもよい。 The flock tracking device 65 flocks the position of the plurality of flocks in the test water when a voltage is applied to the test water by the voltage supply device 62 at least at a first time and a second time after a predetermined time has elapsed from the first time. It is measured every time. The flock tracking device 65 may be any device that can measure the position of the flock at least at the first time and the second time so that the movement speed of the plurality of flocks can be calculated. Further, it may be performed a plurality of times every predetermined time, or may be performed continuously for a predetermined time. When the measurement of the position of the flock is performed a plurality of times every predetermined time, for example, the position of the flock may be measured every second.
フロック追跡装置６５としては、セル６１内に向かって光を照射する光源と、試験水に含まれるフロックを撮影するカメラと、カメラを用いて撮影することで入力された信号を表示する表示装置６５ａとを有するものを用いることが好ましい。 As the flock tracking device 65, a light source that emits light toward the inside of the cell 61, a camera that photographs flocks contained in the test water, and a display device 65a that displays a signal input by photographing using the camera. It is preferable to use one having
光源は、セル６１内の試験水に光を照射できるものであれば、如何なるものであってもよい。光源としては、光の強度を調節できるものを用いることが好ましい。また、光源として、例えばレーザー光を照射するものを用いることができる。 Any light source may be used as long as it can irradiate the test water in the cell 61 with light. It is preferable to use a light source that can adjust the intensity of light. Moreover, what irradiates a laser beam, for example can be used as a light source.
カメラは、セル６１の陽極６２ａおよび陰極６２ｂの設置されていない側面の外面に設置することが好ましい。この場合、セル６１の壁面を介して、セル６１内のフロックを含む試験水を撮影するため、セル６１として透明材料で形成されたものを用いる。
カメラとしては、例えば、試験水中のフロックを光源により照射して得られるフロック表面の散乱光を受光するものを用いることができる。
The camera is preferably installed on the outer surface of the side surface of the cell 61 where the anode 62a and the cathode 62b are not installed. In this case, since the test water including the floc in the cell 61 is photographed through the wall surface of the cell 61, the cell 61 made of a transparent material is used.
As the camera, for example, a camera that receives scattered light on the surface of the floc obtained by irradiating the floc in test water with a light source can be used.
分散値算出装置８１は、フロック追跡装置６５の測定した試験水中に含まれる複数のフロックの位置の信号が入力されることにより、各フロックの移動速度のベクトルを生成する。また、分散値算出装置８１は、生成したベクトルが、陽極６２ａ方向の成分を含む場合にマイナス（第１符号）を付与し、陰極６２ｂ方向の成分を含む場合にプラス（第２符号）を付与する。さらに、分散値算出装置８１は、マイナスの移動速度およびプラスの移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する。 The variance value calculation device 81 receives the signals of the positions of a plurality of flocks included in the test water measured by the flock tracking device 65, and generates a vector of the moving speed of each flock. Further, the variance value calculation device 81 gives a minus (first sign) when the generated vector includes a component in the anode 62a direction, and gives a plus (second sign) when the generated vector contains a component in the cathode 62b direction. To do. Further, the variance value calculation device 81 calculates a variance value in the movement speed distribution of a plurality of flocks by totaling the negative movement speed and the positive movement speed for each predetermined size.
分散値算出装置８１は、集計に用いるマイナスの移動速度として、マイナスの移動速度の全て（移動速度のベクトルの成分の全て）を用い、かつ、集計に用いるプラスの移動速度として、プラスの移動速度の全て（移動速度のベクトルの成分の全て）を用いることができる。
また、分散値算出装置８１は、集計に用いるマイナスの移動速度として、マイナスの移動速度のうち、各フロックの移動速度のベクトルに含まれる陽極６２ａ方向の成分の移動速度のみを用い、かつ、集計に用いるプラスの移動速度として、プラスの移動速度のうち、各フロックの移動速度のベクトルに含まれる陰極６２ｂ方向の成分の移動速度のみを用いてもよい。
The variance value calculation device 81 uses all of the negative movement speeds (all the components of the vector of the movement speed) as the negative movement speeds used for the aggregation, and the positive movement speed as the positive movement speed used for the aggregations. (All moving velocity vector components) can be used.
Further, the variance value calculation device 81 uses only the movement speed of the component in the direction of the anode 62a included in the movement speed vector of each flock among the negative movement speeds as the negative movement speed used for the aggregation, and the aggregation. As the positive moving speed used for the above, only the moving speed of the component in the cathode 62b direction included in the vector of the moving speed of each floc among the positive moving speeds may be used.
分散値算出装置８１は、複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値を算出するものであることが好ましい。
なお、分散値算出装置８１は、陰極方向および陽極方向に速度成分を持たない移動速度は０とするものである。
It is preferable that the variance value calculation device 81 calculates an average value of the negative movement speed and the positive movement speed of the movement speeds of the plurality of flocks.
In addition, the dispersion value calculation device 81 sets the moving speed having no velocity component in the cathode direction and the anode direction to zero.
分散値算出装置８１の分散値を算出する機能、複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値を算出する機能は、例えば、コンピュータの中央演算装置に備えられた機能によって実現される。 The function of calculating the variance value of the variance value calculation device 81 and the function of calculating the average value of the minus movement speed and the plus movement speed of the movement speeds of a plurality of flocks are provided, for example, in a central processing unit of a computer. Realized by function.
評価装置９０は、分散値算出装置８１の算出した分散値に基づいて、フロックの凝集状態の良否を評価するものである。
具体的には、評価装置９０は、分散値算出装置８１の算出した分散値に基づいて、分散値が目標値以上である場合、フロックの凝集状態が良好であると判断し、分散値が前記目標値未満である場合、フロックの凝集状態が不良であると判断するものであることが好ましい。分散値の目標値は、複数のビーカを用いて凝集剤注入率をパラメータとしたビーカ試験における分散値の実測値や、沈殿池４０から排出される上澄水の濾過時間指標（Suction time ratio：ＳＴＲ）に基づいて予め決定されたものとすることができる。
The evaluation device 90 evaluates the quality of the floc aggregation state based on the dispersion value calculated by the dispersion value calculation device 81.
Specifically, based on the dispersion value calculated by the dispersion value calculation device 81, the evaluation device 90 determines that the floc aggregation state is good when the dispersion value is equal to or greater than the target value, and the dispersion value is When it is less than the target value, it is preferable that the floc aggregation state is determined to be poor. The target value of the dispersion value is a measured value of the dispersion value in a beaker test using a plurality of beakers and the flocculant injection rate as a parameter, or a filtration time index (Suction time ratio: STR) discharged from the sedimentation basin 40. ) In advance.
評価装置９０は、上記のフロックの凝集状態の評価が不良である場合、分散値算出装置８１の算出した複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値に基づいて、フロックの凝集状態と凝集剤の過不足状態を評価するものであることが好ましい。
具体的には、評価装置９０は、上記のフロックの凝集状態の評価が不良であって、平均値がマイナスの値である場合に、試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定するものであることが好ましい。
評価装置９０は、上記のフロックの凝集状態の評価が不良であって、平均値がプラスの値である場合に、試験水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定するものであることが好ましい。
When the evaluation of the floc aggregation state is poor, the evaluation device 90 is based on the average value of the negative movement speed and the positive movement speed of the movement speeds of the plurality of flocks calculated by the variance value calculation apparatus 81. The floc aggregation state and the flocculant excess / deficiency state are preferably evaluated.
Specifically, the evaluation device 90 determines that the flocculant injection rate in the test water is insufficient when the floc aggregation state is poor and the average value is a negative value. It is preferable that
The evaluation device 90 may determine that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive when the above-described evaluation of the floc aggregation state is poor and the average value is a positive value. preferable.
評価装置９０は、分散値算出装置８１の集計結果に基づいて、フロックの移動速度分布のヒストグラムを生成し、ヒストグラムを表示装置に表示させるものであることが好ましい。さらに、評価装置９０は、フロックの凝集状態を評価した結果と、フロックの凝集状態が良好であるか不良であるかを判断した結果と、凝集剤の注入率が不足しているか過剰であるかを判断した結果と、フロック追跡装置６５の有する表示装置のリアルタイムの画像または動画のうち、いずれか１つ以上の結果を表示装置に表示させるものであってもよい。 The evaluation device 90 preferably generates a histogram of the movement speed distribution of the flocks based on the total result of the variance value calculation device 81 and displays the histogram on the display device. Furthermore, the evaluation device 90 evaluates the floc aggregation state, determines whether the floc aggregation state is good or bad, and whether the flocculant injection rate is insufficient or excessive. One or more results may be displayed on the display device among the determination result and the real-time image or moving image of the display device included in the flock tracking device 65.
評価装置９０は、ヒストグラムおよび／または上記のいずれかの結果を、フロック追跡装置６５の有する表示装置６５ａに表示させるものであってもよいし、フロック追跡装置６５の表示装置６５ａとは別の表示装置に表示させるものであってもよい。
本実施形態の評価装置９０は、試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定した場合または試験水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定した場合に、パラメータ調整装置９１に、凝集剤の注入率が不足している信号または試験水中の凝集剤の注入率が過剰である信号を入力するものである。
The evaluation device 90 may display the histogram and / or any of the above results on the display device 65a included in the flock tracking device 65, or a display different from the display device 65a of the flock tracking device 65. It may be displayed on a device.
When it is determined that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient or when it is determined that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive, the evaluation device 90 of the present embodiment provides the parameter adjustment device 91 with A signal indicating that the injection rate of the flocculant is insufficient or a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive is input.
評価装置９０のフロックの凝集状態を評価する機能、フロックの凝集状態が良好であるか不良であるかを判断する機能、凝集剤の注入率が不足しているか過剰であるかを判断する機能、フロックの移動速度分布のヒストグラムを生成する機能は、例えば、コンピュータの中央演算装置に備えられた機能によって実現される。 A function of evaluating the floc aggregation state of the evaluation device 90, a function of determining whether the floc aggregation state is good or bad, a function of determining whether the injection rate of the flocculant is insufficient or excessive, The function of generating the histogram of the flock movement speed distribution is realized, for example, by a function provided in the central processing unit of the computer.
次に、フロックの凝集状態評価方法について説明する。
フロックの凝集状態評価方法では、試験水中の複数のフロックの移動速度をフロック毎に測定する移動速度測定工程と、複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する分散値算出工程と、分散値に基づいて、前記フロックの凝集状態の良否を評価する評価工程とを行う。
Next, the floc aggregation state evaluation method will be described.
In the floc aggregation state evaluation method, a moving speed measuring step for measuring the moving speed of a plurality of flocs in test water for each flock, a dispersion value calculating step for calculating a dispersion value in a moving speed distribution of the plurality of flocs, and a dispersion value And an evaluation step of evaluating the quality of the floc aggregation state.
移動速度測定工程では、まず、凝集状態を評価するフロックを含む試験水として、浄水場の混和池２２から採取した混和水を採取し、セル６１に注入する。
次に、図３に示すように、セル６１内の試験水中に、電圧供給装置６２の陽極６２ａと陰極６２ｂとを配置し、試験水に例えば５Ｖ〜３０Ｖ、好ましくは１０Ｖ〜２０Ｖの電圧を印加する。そして、フロック追跡装置６５によって、試験水中の複数のフロックの移動速度をフロック毎に測定する。
移動速度測定工程において、試験水に電圧を印加する時間は、自由に設定でき、例えば３〜５分とすることができる。
In the moving speed measurement step, first, the mixed water collected from the mixing pond 22 of the water purification plant is collected as test water containing floc for evaluating the aggregation state, and injected into the cell 61.
Next, as shown in FIG. 3, the anode 62a and the cathode 62b of the voltage supply device 62 are arranged in the test water in the cell 61, and a voltage of, for example, 5V to 30V, preferably 10V to 20V is applied to the test water. To do. Then, the movement speed of the plurality of flocks in the test water is measured for each flock by the flock tracking device 65.
In the moving speed measurement step, the time for applying the voltage to the test water can be freely set, for example, 3 to 5 minutes.
本実施形態では、移動速度測定工程において、セル６１内にレーザー光を照射する光源と、セル６１の陽極６２ａおよび陰極６２ｂの設置されていない側面の外面に設置されたカメラと、カメラを用いて撮影することによって入力された信号を表示する表示装置６５ａとを有するフロック追跡装置６５を用いる。また、セル６１としては、透明材料で形成されたものを用いる。 In the present embodiment, in the moving speed measurement step, a light source that irradiates the cell 61 with laser light, a camera installed on the outer surface of the cell 61 where the anode 62a and the cathode 62b are not installed, and a camera are used. A flock tracking device 65 having a display device 65a for displaying a signal input by photographing is used. As the cell 61, a cell made of a transparent material is used.
そして、例えば、セル６１内にレーザー光を照射しながら、試験水に電圧を印加したときの試験水中の複数のフロックの位置を、所定の時間連続してカメラを用いて撮影する。このようにして得られた所定の時間の連続した複数のフロックの位置の情報は、複数のフロックのフロック毎の移動速度の情報として複数のフロックの各々における所定の時間内での移動距離の情報を含むものである。
なお、移動速度測定工程において、試験水に電圧を印加したときの試験水中の複数のフロックの位置は、カメラを用いて所定の時間毎に複数回撮影してもよい。この場合においても、移動速度測定工程を行うことにより、複数のフロックのフロック毎の移動速度の情報として複数のフロックの各々における所定の時間内での移動距離の情報が得られる。
Then, for example, while irradiating laser light into the cell 61, the positions of a plurality of flocks in the test water when a voltage is applied to the test water are photographed continuously using a camera for a predetermined time. The information on the position of the plurality of flocks continuously obtained for the predetermined time thus obtained is the information on the movement distance within the predetermined time in each of the plurality of flocks as the information on the movement speed for each flock of the plurality of flocks. Is included.
In the moving speed measurement step, the positions of the plurality of flocks in the test water when a voltage is applied to the test water may be photographed a plurality of times at predetermined time intervals using a camera. Also in this case, by performing the moving speed measurement step, information on the moving distance within a predetermined time in each of the plurality of flocks can be obtained as information on the moving speed for each flock of the plurality of flocks.
カメラを用いて撮影することによって得られた所定の時間の連続した複数のフロックの位置の信号は、表示装置６５ａに入力されて表示されるとともに、分散値算出装置８１に入力される。
図４は、カメラによって撮影した所定の時間の連続した複数のフロックの位置を、表示装置６５ａに表示した写真である。表示装置６５ａに表示された画像においては、右側が陰極側であり、左側が陽極側である。
A plurality of continuous flock position signals obtained by photographing with the camera for a predetermined time are input to the display device 65a for display and also input to the variance value calculation device 81.
FIG. 4 is a photograph in which the positions of a plurality of flocks taken by the camera for a predetermined time are displayed on the display device 65a. In the image displayed on the display device 65a, the right side is the cathode side and the left side is the anode side.
分散値算出工程では、分散値算出装置８１によって、フロック追跡装置６５の測定した試験水中に含まれる複数のフロックの位置の信号から、各フロックの移動速度のベクトルを生成する。そして、分散値算出装置８１によって、各フロックの移動速度のベクトルが、陽極６２ａ方向の成分を含む場合にマイナスを付与し、陰極６２ｂ方向の成分を含む場合にプラスを付与する。次いで、分散値算出装置８１によって、マイナスの移動速度およびプラスの移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する。 In the variance value calculation step, the variance value calculation device 81 generates a vector of the moving speed of each flock from the signals of the positions of a plurality of flocks included in the test water measured by the flock tracking device 65. Then, the variance value calculation device 81 gives a minus value when the vector of the moving speed of each floc includes a component in the anode 62a direction, and gives a plus value when it includes a component in the cathode 62b direction. Next, the variance value calculation device 81 aggregates the negative movement speed and the positive movement speed for each predetermined size, and calculates the variance value in the movement speed distribution of the plurality of flocks.
分散値算出工程において、分散値の算出に使用するフロックの移動速度の数は、特に限定されないが、フロックの凝集状態の評価精度を向上させるために、多い程好ましく、５００個以上であることが好ましい。
分散値算出工程では、カメラを用いて撮影した画像上で認識できるすべてのフロックの移動速度を分散値の算出に用いてもよいし、一部のフロックの移動速度のみを用いてもよい。一部のフロックの移動速度のみを分散値の算出に用いる場合、例えば、カメラを用いて所定の時間毎に複数回撮影した画像において、認識できた回数が撮影回数に対して所定の回数以上であるフロックの移動速度のみ用いてもよい。
In the variance value calculation step, the number of floc moving speeds used for calculating the variance value is not particularly limited, but in order to improve the evaluation accuracy of the floc aggregation state, it is preferably as large as possible and 500 or more. preferable.
In the variance value calculating step, the moving speeds of all the flocks that can be recognized on the image taken with the camera may be used for calculating the variance value, or only the moving speeds of some of the flocks may be used. When only the moving speed of some of the flocks is used to calculate the variance value, for example, in an image shot multiple times at a predetermined time using a camera, the number of times recognized can be greater than or equal to the predetermined number Only the movement speed of a certain flock may be used.
分散値算出工程において、集計に用いるマイナスの移動速度として、マイナスの移動速度の全て（移動速度のベクトルの成分の全て）を用い、かつ、集計に用いるプラスの移動速度として、プラスの移動速度の全て（移動速度のベクトルの成分の全て）を用いることができる。
また、分散値算出工程において、集計に用いるマイナスの移動速度として、マイナスの移動速度のうち、各フロックの移動速度のベクトルに含まれる陽極６２ａ方向の成分の移動速度のみを用い、かつ、集計に用いるプラスの移動速度として、プラスの移動速度のうち、各フロックの移動速度のベクトルに含まれる陰極６２ｂ方向の成分の移動速度のみを用いてもよい。
In the variance calculation step, all of the negative movement speeds (all of the vector components of the movement speed) are used as the negative movement speeds used for the aggregation, and the positive movement speed is used as the positive movement speed used for the aggregation. All (all of the components of the moving speed vector) can be used.
Further, in the variance value calculating step, as the negative movement speed used for the aggregation, only the movement speed of the component in the direction of the anode 62a included in the vector of the movement speed of each flock is used as the negative movement speed, and the aggregation is used for the aggregation. As the positive movement speed to be used, only the movement speed of the component in the cathode 62b direction included in the movement speed vector of each floc may be used among the positive movement speeds.
本実施形態では、分散値算出工程において、分散値算出装置８１によって、複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値を算出することが好ましい。
分散値算出工程において、算出した分散値または、分散値および上記平均値は、評価装置９０に入力される。
In the present embodiment, in the variance value calculation step, it is preferable that the variance value calculation device 81 calculates the average value of the minus and minus movement speeds of the movement speeds of the plurality of flocks.
In the variance value calculating step, the calculated variance value or the variance value and the average value are input to the evaluation device 90.
次に、評価装置９０によって、分散値算出装置８１の算出した分散値に基づいて、フロックの凝集状態の良否を評価する評価工程を行う。
評価工程においては、分散値が目標値以上である場合、フロックの凝集状態が良好であると判断し、分散値が前記目標値未満である場合、フロックの凝集状態が不良であると判断することが好ましい。
Next, the evaluation device 90 performs an evaluation process for evaluating the quality of the floc aggregation state based on the dispersion value calculated by the dispersion value calculation device 81.
In the evaluation step, if the dispersion value is equal to or greater than the target value, it is determined that the floc aggregation state is good, and if the dispersion value is less than the target value, it is determined that the floc aggregation state is poor. Is preferred.
評価工程においては、上記のフロックの凝集状態の評価が不良である場合、分散値算出工程において算出した複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値に基づいて、フロックの凝集状態を評価することが好ましい。
具体的には、評価工程において、上記のフロックの凝集状態の評価が不良であって、平均値がマイナスの値である場合に、試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定することが好ましい。
評価工程において、上記のフロックの凝集状態の評価が不良であって、平均値がプラスの値である場合に、試験水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定することが好ましい。
In the evaluation step, when the evaluation of the floc aggregation state is poor, based on the average value of the negative movement speed and the positive movement speed of the movement speeds of the plurality of flocks calculated in the dispersion value calculation step, It is preferable to evaluate the floc aggregation state.
Specifically, in the evaluation process, when the evaluation of the aggregation state of the floc is poor and the average value is a negative value, it is determined that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient. It is preferable.
In the evaluation step, it is preferable to determine that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive when the evaluation of the floc aggregation state is poor and the average value is a positive value.
本実施形態では、評価工程において、評価装置９０によって、フロックの移動速度分布のヒストグラムを生成し、ヒストグラムを表示装置に表示することが好ましい。
さらに、評価工程において、評価装置９０によって、フロックの凝集状態を評価した結果と、フロックの凝集状態が良好であるか不良であるかを判断した結果と、凝集剤の注入率が不足しているか過剰であるかを判断した結果と、フロック追跡装置６５の有する表示装置のリアルタイムの画像または動画のうち、いずれか１つ以上の結果を表示装置に表示させてもよい。
In the present embodiment, in the evaluation process, it is preferable that the evaluation device 90 generates a histogram of the movement speed distribution of the flock and displays the histogram on the display device.
Furthermore, in the evaluation process, the result of evaluating the floc aggregation state by the evaluation device 90, the result of determining whether the floc aggregation state is good or bad, and whether the injection rate of the flocculant is insufficient. Any one or more results of the result of determining whether it is excessive or the real-time image or moving image of the display device included in the flock tracking device 65 may be displayed on the display device.
本実施形態では、評価工程において、評価装置９０が試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定した場合または試験水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定した場合に、パラメータ調整装置９１に、凝集剤の注入率が不足している信号または試験水中の凝集剤の注入率が過剰である信号を入力する。 In the present embodiment, in the evaluation process, when the evaluation device 90 determines that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient or when it is determined that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive, the parameter A signal indicating that the injection rate of the flocculant is insufficient or a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive is input to the adjusting device 91.
本実施形態のフロックの凝集状態評価方法は、フロックを含む試験水中に陽極６２ａと陰極６２ｂを配置し、試験水に電圧を印加して試験水中の複数のフロックの移動速度をフロック毎に測定する移動速度測定工程と、各フロックの移動速度のベクトルが、陽極６２ａ方向の成分を含む場合にマイナスを付与し、陰極６２ｂ方向の成分を含む場合にプラスを付与し、マイナスの移動速度およびプラスの移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する分散値算出工程と、分散値に基づいて、フロックの凝集状態の良否を評価する評価工程とを有する。フロックの移動速度分布の分散値σは、試験水の水質に関わらず、フロックの凝集状態が良好である場合には大きく、フロックの凝集状態が不良である場合には小さくなる傾向がある。このため、本実施形態のフロックの凝集状態評価方法によれば、試験水の水質に関わらず、試験水中のフロックの凝集状態が良好であるか否かを精度よく評価できる。したがって、本実施形態のフロックの凝集状態評価方法によるフロックの凝集状態の評価結果は、凝集剤の注入量を制御する場合に好適に使用できる。 In the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment, the anode 62a and the cathode 62b are arranged in the test water including the floc, and a voltage is applied to the test water to measure the moving speed of the plurality of flocs in the test water for each flock. The movement speed measurement step and the vector of the movement speed of each floc give a minus if it contains a component in the direction of the anode 62a, and give a plus if it contains a component in the direction of the cathode 62b. A dispersion value calculation step for calculating the dispersion value in the movement speed distribution of a plurality of flocs by aggregating the movement speeds for each predetermined size, and an evaluation step for evaluating the quality of the floc aggregation state based on the dispersion values And have. Regardless of the quality of the test water, the dispersion value σ of the floc moving speed distribution tends to be large when the floc aggregation state is good and small when the floc aggregation state is poor. For this reason, according to the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment, it is possible to accurately evaluate whether or not the floc aggregation state in the test water is good regardless of the quality of the test water. Therefore, the evaluation result of the floc aggregation state by the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment can be suitably used when controlling the injection amount of the flocculant.
これに対し、例えば、従来、フロックの凝集状態の指標として用いられていた流動電流値および濾過時間指標（Suction time ratio：ＳＴＲ）では、原水の水質によって最適値が変化するため、フロックの凝集状態の指標として使用しにくいものであった。 On the other hand, for example, in the flow current value and the filtration time index (STR) that have been conventionally used as an index of the floc aggregation state, the optimum value varies depending on the quality of the raw water, so the floc aggregation state It was difficult to use as an indicator of
本実施形態のフロックの凝集状態評価方法では、評価工程において、分散値が目標値以上である場合、フロックの凝集状態が良好であると判断し、分散値が目標値未満である場合、フロックの凝集状態が不良であると判断することで、容易にフロックの凝集状態が良好であるか不良であるかを判断できる。 In the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment, in the evaluation step, if the dispersion value is equal to or greater than the target value, it is determined that the floc aggregation state is good, and if the dispersion value is less than the target value, By determining that the aggregation state is poor, it is possible to easily determine whether the floc aggregation state is good or bad.
また、本実施形態のフロックの凝集状態評価方法が、分散値算出工程において、複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値を算出し、評価工程において、フロックの凝集状態の評価が不良であって、平均値がマイナスの値である場合に、試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定する方法である場合、フロックの凝集状態の評価結果を試験水の凝集剤の注入率の調整に容易に利用できる。 Further, the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment calculates the average value of the negative movement speed and the positive movement speed of the movement speeds of the plurality of flocs in the dispersion value calculation step, and in the evaluation step If the evaluation of the aggregation state is poor and the average value is a negative value, and the method determines that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient, the evaluation result of the floc aggregation state is It can be easily used to adjust the injection rate of the test water flocculant.
また、本実施形態のフロックの凝集状態評価方法が、分散値算出工程において、複数のフロックの移動速度の、マイナスの移動速度とプラスの移動速度の平均値を算出し、評価工程において、フロックの凝集状態の評価が不良であって、平均値がプラスの値である場合に、試験水中の凝集剤の注入率が過剰していると判定する方法である場合、フロックの凝集状態の評価結果を試験水の凝集剤の注入率の調整に容易に利用できる。 Further, the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment calculates the average value of the negative movement speed and the positive movement speed of the movement speeds of the plurality of flocs in the dispersion value calculation step, and in the evaluation step If the evaluation of the aggregation state is poor and the average value is a positive value, and the method determines that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive, the evaluation result of the floc aggregation state is It can be easily used to adjust the injection rate of the test water flocculant.
また、本実施形態のフロックの凝集状態評価方法では、評価工程において、フロックの移動速度分布のヒストグラムを生成し、ヒストグラムを表示装置に表示した場合、作業者が、フロックの凝集状態が良好であるか不良であるかを判断する際に、ヒストグラムの形状を利用できる。 Further, in the floc aggregation state evaluation method of this embodiment, when the histogram of floc moving speed distribution is generated and displayed on the display device in the evaluation step, the operator has a good floc aggregation state. The histogram shape can be used to determine whether or not it is defective.
本実施形態のフロックの凝集状態評価装置６０は、フロックを含む試験水を収容するセル６１と、セル６１内に対向配置された陽極６２ａと陰極６２ｂとによって、セル６１内の試験水に電圧を印加する電圧供給装置と、試験水に電圧を印加したときの試験水中のフロックの位置を、少なくとも第１時刻と前記第１時刻から所定時間経過後の第２時刻とにフロック毎に測定するフロック追跡装置６５とを有する移動速度測定装置８０と、フロック追跡装置６５の測定した試験水中の複数のフロックの位置の信号が入力されることにより、各フロックの移動速度のベクトルを生成し、ベクトルが、陽極６２ａ方向の成分を含む場合にマイナスを付与し、陰極６２ｂ方向の成分を含む場合にプラスを付与し、マイナスの移動速度およびプラスの移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、前記複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する分散値算出装置８１と、分散値に基づいて、フロックの凝集状態の良否を評価する評価装置９０とを有する。このため、本実施形態のフロックの凝集状態評価方法を用いて、試験水の水質に関わらず、試験水中のフロックの凝集状態を精度よく評価できる。 The floc aggregation state evaluation device 60 according to the present embodiment applies a voltage to the test water in the cell 61 by the cell 61 that stores the test water containing the floc, and the anode 62a and the cathode 62b that are disposed opposite to each other in the cell 61. A voltage supply device to be applied and a floc that measures the position of the floc in the test water when a voltage is applied to the test water at least at the first time and the second time after a predetermined time has elapsed from the first time. A movement speed measuring device 80 having a tracking device 65 and signals of the positions of a plurality of flocks in the test water measured by the flock tracking device 65 are input to generate a vector of the movement speed of each flock. When the component in the direction of the anode 62a is included, minus is given, and when the component in the direction of the cathode 62b is included, plus is given, and the minus moving speed and the plus shift are given. An evaluation for evaluating the quality of the floc aggregation state based on the dispersion value, and a dispersion value calculation device 81 for calculating the dispersion value in the movement speed distribution of the plurality of flocs by aggregating the speed for each predetermined size Device 90. For this reason, the floc aggregation state evaluation method of the present embodiment can be used to accurately evaluate the floc aggregation state in the test water regardless of the quality of the test water.
次に、図２に示す第１の実施形態の水処理装置について、フロックの凝集状態評価装置以外の構成について説明する。水処理装置１は、フロックの凝集状態評価装置６０以外に、着水井１０と、混和池２２と、沈殿池４０と、濾過池５０と、パラメータ調整装置９１とを有している。 Next, the configuration of the water treatment apparatus of the first embodiment shown in FIG. 2 will be described except for the floc aggregation state evaluation apparatus. The water treatment apparatus 1 includes a landing well 10, a mixing basin 22, a sedimentation basin 40, a filtration basin 50, and a parameter adjustment device 91 in addition to the floc aggregation state evaluation device 60.
着水井１０は、水処理装置１によって処理すべき原水を収容するものである。着水井１０は、配管によって混和池２２の急速混和池２０と接続されている。着水井１０と急速混和池２０とを接続する配管には、配管内を通過して混和池２２に供給される原水の流量を測定する流量計６３と、ｐＨを測定するｐＨ測定装置７４とが設置されている。 The landing well 10 contains raw water to be treated by the water treatment apparatus 1. The landing well 10 is connected to the rapid mixing basin 20 of the mixing basin 22 by piping. The piping connecting the landing well 10 and the rapid mixing basin 20 includes a flow meter 63 that measures the flow rate of raw water that passes through the piping and is supplied to the mixing basin 22, and a pH measurement device 74 that measures pH. is set up.
混和池２２は、原水と凝集剤とを混合して生成されたフロック（凝集物）を含む混和水を収容するものである。混和池２２の急速混和池２０には、着水井１０に導入された原水が、配管を介して流量調整弁７２によって所定の流量で連続して供給される。
混和池２２は、急速混和池２０と、配管により急速混和池２０と接続されたフロック形成池３０とを有している。
混和池２２の急速混和池２０は、着水井１０から供給された原水と、凝集剤注入装置７０により注入された凝集剤と、必要に応じてｐＨ調整剤注入装置７１により注入されたｐＨ調整剤とを収容するものである。急速混和池２０では、原水中に含まれる懸濁物質が凝集剤によってフロック化され、フロックを含む混和水が生成される。
The mixing pond 22 contains mixed water containing flocks (aggregates) generated by mixing raw water and a flocculant. The raw water introduced into the landing well 10 is continuously supplied to the rapid mixing basin 20 of the mixing basin 22 at a predetermined flow rate by a flow rate adjusting valve 72 through a pipe.
The mixing basin 22 has a rapid mixing basin 20 and a flock formation pond 30 connected to the rapid mixing basin 20 by piping.
The rapid mixing basin 20 of the mixing basin 22 includes raw water supplied from the landing well 10, a flocculant injected by the flocculant injection device 70, and a pH adjuster injected by the pH adjuster injection device 71 as necessary. And to accommodate. In the rapid mixing pond 20, suspended substances contained in the raw water are flocked by the flocculant, and mixed water containing flocks is generated.
フロック形成池３０は、急速混和池２０から供給された混和水中のフロックを成長させるためのものである。フロック形成池３０は、３つの撹拌池３１、３２、３３を有している。フロック形成池３０の第１撹拌池３１には、急速混和池２０で生成された混和水が供給される。第２撹拌池３２には、第１撹拌池３１を通過した混和水が供給され、第３撹拌池３３には、第２撹拌池３２を通過した混和水が供給される。 The flock formation pond 30 is for growing flocs in the mixing water supplied from the rapid mixing pond 20. The flock formation pond 30 has three agitation ponds 31, 32 and 33. The mixed water generated in the rapid mixing basin 20 is supplied to the first stirring basin 31 of the flock formation pond 30. The mixed water that has passed through the first stirred basin 31 is supplied to the second stirred basin 32, and the mixed water that has passed through the second stirred basin 32 is supplied to the third stirred basin 33.
急速混和池２０、第１撹拌池３１、第２撹拌池３２、第３撹拌池３３には、それぞれ、例えば、モータにより駆動される撹拌装置２１、３４、３５、３６が備えられている。撹拌装置２１、３４、３５、３６は、混和池２２を形成している各池の混和水の撹拌強度が、上流側から下流側に向けて段階的に小さくなるように設定されている。攪拌装置２１としては、例えばフラッシュミキサを用いることができる。撹拌装置３４、３５、３６としては、例えば、フロキュレータを用いることができる。 The rapid mixing basin 20, the first agitation basin 31, the second agitation basin 32, and the third agitation basin 33 are respectively provided with agitation devices 21, 34, 35, and 36 driven by a motor, for example. The stirring devices 21, 34, 35, and 36 are set so that the stirring strength of the mixed water in each pond forming the mixing pond 22 decreases stepwise from the upstream side toward the downstream side. As the stirring device 21, for example, a flash mixer can be used. As the stirring devices 34, 35, and 36, for example, flocculators can be used.
沈殿池４０は、第３撹拌池３３の下流に設けられている。沈殿池４０は、混和池２２から供給されたフロックを含む混和水を収容し、フロックを沈殿させるものである。
濾過池５０は、沈殿池４０の下流に設けられている。濾過池５０には、混和池２２から供給された混和水を、沈殿池４０において所定時間以上滞留させて得られた上澄水が供給される。濾過池５０は、例えば、砂濾過装置である。濾過池５０に供給された上澄水は、濾過池５０を通過することにより、沈殿池４０で沈殿除去されなかった微小なフロックが除去され、清浄水（処理水）として排出される。
The sedimentation basin 40 is provided downstream of the third stirring basin 33. The sedimentation basin 40 accommodates mixed water containing flocs supplied from the blending basin 22 and precipitates flocs.
The filtration basin 50 is provided downstream of the sedimentation basin 40. The filtration basin 50 is supplied with the supernatant water obtained by retaining the mixing water supplied from the mixing basin 22 in the sedimentation basin 40 for a predetermined time or more. The filtration basin 50 is, for example, a sand filtration device. When the supernatant water supplied to the filtration basin 50 passes through the filtration basin 50, the fine flocs that have not been removed by the sedimentation basin 40 are removed and discharged as clean water (treated water).
パラメータ調整装置９１は、フロックの凝集状態評価装置６０を用いてフロックの凝集状態を評価した結果に基づいて、試験水を採取した混和池２２内のフロックの凝集状態を調整するものである。パラメータ調整装置９１は、評価装置９０から試験水中の凝集剤の注入率が不足している信号または試験水中の凝集剤の注入率が過剰である信号が入力されることにより、凝集剤注入装置７０から注入される凝集剤の注入量を制御し、試験水を採取した混和池２２内の混和水中の凝集剤の注入率を調整するものである。 The parameter adjusting device 91 adjusts the floc aggregation state in the mixing basin 22 from which the test water was collected based on the result of evaluating the floc aggregation state using the floc aggregation state evaluation device 60. The parameter adjusting device 91 receives a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient or a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive from the evaluation device 90, whereby the flocculant injection device 70. The amount of the flocculant injected from is controlled to adjust the injection rate of the flocculant in the mixed water in the mixing pond 22 from which the test water was collected.
パラメータ調整装置９１による凝集剤注入装置７０から注入される凝集剤の注入量を制御する機能、原水の流量を制御する機能、ｐＨ調整剤の種類および注入量を制御する機能、撹拌装置２１、３４、３５、３６の撹拌強度を調整する機能は、例えば、コンピュータの中央演算装置に備えられた機能によって実現される。 The function of controlling the injection amount of the flocculant injected from the flocculant injection device 70 by the parameter adjustment device 91, the function of controlling the flow rate of the raw water, the function of controlling the type and injection amount of the pH adjusting agent, and the stirring devices 21, 34 , 35, and 36 are realized by, for example, a function provided in a central processing unit of a computer.
次に、図２に示す水処理装置１を用いた水処理方法の一例を、図面を用いて説明する。本実施形態の水処理方法は、原水に凝集剤を注入しフロックを含む混和水を生成する凝集剤注入工程と、フロックを沈降分離して、混和水から上澄水を得る分離工程と、フロックの凝集条件を制御するフロック制御工程を有する。 Next, an example of a water treatment method using the water treatment apparatus 1 shown in FIG. 2 will be described with reference to the drawings. The water treatment method of the present embodiment includes a flocculant injection step of injecting a flocculant into raw water to generate mixed water containing floc, a separation step of separating flocs to obtain supernatant water from the mixed water, It has a flock control process for controlling the agglomeration conditions.
凝集剤注入工程では、はじめに、水処理装置１によって処理すべき原水を着水井１０に導入する。次いで、着水井１０から混和池２２の急速混和池２０に、配管を介して原水を供給する。次に、急速混和池２０に連続供給された原水に、凝集剤とｐＨ調整剤とを注入して、フロックを含む混和水を生成する。次に、急速混和池２０で生成されたフロックを含む混和水を、フロック形成池３０の第１撹拌池３１に供給する。第１撹拌池３１に供給された混和水は、第１撹拌池３１と第２撹拌池３２と第３撹拌池３３とをこの順で通過する。 In the flocculant injection step, first, raw water to be treated by the water treatment device 1 is introduced into the landing well 10. Next, raw water is supplied from the landing well 10 to the rapid mixing basin 20 of the mixing basin 22 through a pipe. Next, a flocculant and a pH adjuster are injected into the raw water continuously supplied to the rapid mixing basin 20 to generate mixed water containing floc. Next, mixed water containing flocs generated in the rapid mixing basin 20 is supplied to the first stirring basin 31 of the floc forming pond 30. The mixed water supplied to the first stirring basin 31 passes through the first stirring basin 31, the second stirring basin 32, and the third stirring basin 33 in this order.
凝集剤注入工程における着水井１０から急速混和池２０への原水の供給は、流量調整弁７２によって、所定の供給量で連続して行う。
急速混和池２０に供給する原水の流量は、着水井１０と急速混和池２０とを接続する配管に設置された流量計６３によって測定され、パラメータ調整装置９１に入力される。
また、急速混和池２０に供給する原水のｐＨは、着水井１０と急速混和池２０とを接続する配管に設置されたｐＨ測定装置７４を用いて測定され、パラメータ調整装置９１に入力される。
原水の流量の測定およびｐＨの測定は、原水の供給を開始してから終了するまでの間連続して行ってもよいし、所定の時間毎に行ってもよい。
The supply of raw water from the landing well 10 to the rapid mixing basin 20 in the flocculant injection step is continuously performed by a flow rate adjusting valve 72 at a predetermined supply amount.
The flow rate of the raw water supplied to the rapid mixing basin 20 is measured by a flow meter 63 installed in a pipe connecting the landing well 10 and the rapid mixing basin 20 and is input to the parameter adjusting device 91.
Further, the pH of the raw water supplied to the rapid mixing basin 20 is measured using a pH measuring device 74 installed in a pipe connecting the landing well 10 and the rapid mixing basin 20 and is input to the parameter adjusting device 91.
The measurement of the flow rate of raw water and the measurement of pH may be performed continuously from the start to the end of supply of raw water, or may be performed at predetermined time intervals.
凝集剤は、凝集剤注入装置７０によって、所定の供給量で急速混和池２０に連続して供給する。凝集剤としては、アルミ系の無機凝集剤、鉄系の無機凝集剤、高分子凝集剤などを用いることができる。アルミ系の無機凝集剤としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）および硫酸アルミニウム（硫酸ばんど）が挙げられる。 The flocculant is continuously supplied to the rapid mixing basin 20 at a predetermined supply amount by the flocculant injection device 70. As the flocculant, aluminum-based inorganic flocculants, iron-based inorganic flocculants, polymer flocculants, and the like can be used. Examples of the aluminum-based inorganic flocculant include polyaluminum chloride (PAC) and aluminum sulfate (sulfur sulfate).
ｐＨ調整剤は、ｐＨ調整剤注入装置７１によって、所定の種類および注入量で急速混和池２０に連続して供給する。ｐＨ調整剤としては、原水のｐＨに応じて、硫酸、塩酸などの酸性のもの、または水酸化ナトリウムなどのアルカリ性のものが用いられる。ｐＨ調整剤として、水酸化ナトリウムなどのアルカリ性のものを注入する場合、原水のアルカリ度が１５〜２５度、好ましくは２０度程度となるように、ｐＨ調整剤の注入量を制御することが好ましい。 The pH adjusting agent is continuously supplied to the rapid mixing basin 20 by a pH adjusting agent injection device 71 in a predetermined type and injection amount. As the pH adjuster, an acidic one such as sulfuric acid or hydrochloric acid or an alkaline one such as sodium hydroxide is used depending on the pH of the raw water. When an alkaline substance such as sodium hydroxide is injected as the pH adjuster, it is preferable to control the injection amount of the pH adjuster so that the alkalinity of the raw water is 15 to 25 degrees, preferably about 20 degrees. .
混和池２２内では、撹拌装置２１、３４、３５、３６によって、フロックを含む混和水を撹拌する。撹拌強度は、急速混和池２０を最も大きくし、第１撹拌池３１、第２撹拌池３２、第３撹拌池３３の順で段階的に小さくしている。混和池２２内を通過することで、原水と凝集剤とが混ざり合い、フロックが生成し成長する。 In the mixing basin 22, the mixing water containing flocs is stirred by the stirring devices 21, 34, 35, and 36. The agitation strength is maximized in the rapid mixing basin 20 and gradually decreased in the order of the first agitation basin 31, the second agitation basin 32, and the third agitation basin 33. By passing through the mixing basin 22, the raw water and the flocculant mix, and flocs are generated and grow.
次に、分離工程を行う。分離工程では、沈殿池４０に供給された混和池２２を通過したフロックを含む混和水を、沈殿池４０内で所定時間以上、例えば３時間程度滞留させる。このことにより、混和水中のフロックが沈降し、沈殿する。
沈殿池４０で沈殿したフロックは、汚泥として処理される。沈殿池４０内で混和水中のフロックを沈降分離した後に得られる上澄水は、濾過池５０に送られる。
Next, a separation process is performed. In the separation step, the mixed water containing floc that has passed through the mixing basin 22 supplied to the settling basin 40 is retained in the settling basin 40 for a predetermined time or more, for example, about 3 hours. As a result, the floc in the mixed water settles and precipitates.
The floc precipitated in the sedimentation basin 40 is treated as sludge. The supernatant water obtained after the floc in the mixed water is settled and separated in the sedimentation basin 40 is sent to the filtration basin 50.
濾過池５０に供給された上澄水は、砂濾過を通過した後、清浄水として排出される。濾過池５０から排出された清浄水は、浄水池に送られて塩素による殺菌等が行われ、浄水池から排出される。
さらに、濾過池５０を通過した清浄水に、オゾン処理および／または生物活性炭処理を施してもよい。また、上澄水を濾過池５０に通過させる前に、上澄水に対してオゾン処理および／または生物活性炭処理を施してもよい。
The supernatant water supplied to the filter basin 50 is discharged as clean water after passing through sand filtration. The clean water discharged from the filtration basin 50 is sent to the water purification pond, sterilized with chlorine, etc., and discharged from the water purification pond.
Furthermore, ozone treatment and / or biological activated carbon treatment may be performed on the clean water that has passed through the filtration pond 50. Further, before passing the supernatant water through the filtration basin 50, the supernatant water may be subjected to ozone treatment and / or biological activated carbon treatment.
本実施形態の水処理方法は、フロックの凝集条件を制御するフロック制御工程を有している。フロック制御工程は、フロックの凝集状態を評価した結果に基づいて、試験水を採取した混和池２２内の混和水中の凝集剤の注入率を調整するものである。したがって、フロック制御工程は、上述したフロックの凝集状態評価装置６０を用いるフロックの凝集状態評価方法を用いてフロックの凝集状態を評価した後に行われる。 The water treatment method of this embodiment has a flock control process for controlling floc aggregation conditions. The floc control step adjusts the injection rate of the flocculant in the mixed water in the mixing pond 22 where the test water is collected based on the evaluation result of the floc aggregation state. Therefore, the floc control step is performed after the floc aggregation state is evaluated using the floc aggregation state evaluation method using the floc aggregation state evaluation device 60 described above.
フロック制御工程は、上述したフロックの凝集状態評価方法により、フロックの凝集状態が良好であると判断された場合には行わない。フロック制御工程は、上述したフロックの凝集状態評価方法により、凝集剤の注入率が不足していると判定された場合または凝集剤の注入率が過剰であると判定された場合に行われる。
フロック制御工程は、評価装置９０から試験水中の凝集剤の注入率が不足している信号または試験水中の凝集剤の注入率が過剰である信号が、パラメータ調整装置９１に入力されることにより行われる。パラメータ調整装置９１は、試験水中の凝集剤の注入率が不足している信号または試験水中の凝集剤の注入率が過剰である信号に基づいて、凝集剤注入装置７０から注入される凝集剤の注入量を制御し、試験水を採取した混和池２２内の混和水中の凝集剤の注入率を調整する。
The floc control process is not performed when the floc aggregation state is determined to be good by the above-described floc aggregation state evaluation method. The floc control step is performed when it is determined that the flocculant injection rate is insufficient or the flocculant injection rate is excessive by the floc aggregation state evaluation method described above.
The flock control process is performed when a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient or a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive is input from the evaluation device 90 to the parameter adjustment device 91. Is called. The parameter adjusting device 91 determines whether the flocculant injected from the flocculant injection device 70 is based on a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient or a signal indicating that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive. The injection amount is controlled, and the injection rate of the flocculant in the mixing water in the mixing pond 22 where the test water is collected is adjusted.
本実施形態において、上述したフロックの凝集状態の評価は、天気などによる水質の変動に応じて適宜行ってもよいし、所定時間毎に行ってもよい。フロックの凝集状態の評価を所定時間毎に行なう場合、例えば、１０分〜２０分毎に行うことが好ましい。フロックの凝集状態の評価を上記の時間毎に行って、凝集剤の注入率が不足していると判定された場合または凝集剤の注入率が過剰であると判定された場合にフロック制御工程を行うことで、原水の水質の変動に対応させて、混和水中のフロックの凝集状態が良好となるようにフロックの凝集状態を高精度で制御できる。 In the present embodiment, the above-described evaluation of the floc aggregation state may be appropriately performed according to a change in water quality due to weather or the like, or may be performed every predetermined time. When the floc aggregation state is evaluated every predetermined time, for example, it is preferably performed every 10 to 20 minutes. When the floc aggregation state is evaluated at each of the above times and it is determined that the flocculant injection rate is insufficient or the flocculant injection rate is determined to be excessive, the floc control step is performed. By doing so, it is possible to control the floc aggregation state with high accuracy so that the floc aggregation state in the mixed water becomes good in response to fluctuations in the quality of the raw water.
本実施形態の水処理方法では、上述したフロックの凝集状態評価装置６０を用いるフロックの凝集状態評価方法を用いて、混和池２２から採取した混和水のフロックの凝集状態を評価した結果に基づいて、試験水を採取した混和池２２内の混和水中の凝集剤の注入率を調整するフロック制御工程を行っている。本実施形態では、フロックの凝集状態を評価した結果が、原水の水質に関わらないものであるので、混和池２２中のフロックの凝集状態を高精度で制御できる。
また、本実施形態の水処理方法では、混和池２２から採取した混和水のフロックの凝集状態を評価した結果に基づいて、混和池２２内の混和水中の凝集剤の注入率を調整するので、例えば、沈殿池出口水の濾過時間指標（ＳＴＲ）を評価して混和池への凝集剤の注入量を制御する場合と比較して、原水の水質が変動した場合に、原水の水質が変動してからフロックの凝集条件が変更されるまでの時間が短時間となる。
In the water treatment method of this embodiment, based on the result of evaluating the floc aggregation state of the mixed water collected from the mixing basin 22 using the floc aggregation state evaluation method using the floc aggregation state evaluation device 60 described above. A flock control process is performed to adjust the injection rate of the flocculant in the mixing water in the mixing pond 22 from which the test water is collected. In the present embodiment, the result of evaluating the floc aggregation state is not related to the quality of the raw water, so the floc aggregation state in the mixing basin 22 can be controlled with high accuracy.
Moreover, in the water treatment method of this embodiment, since the injection rate of the flocculant in the mixed water in the mixing basin 22 is adjusted based on the evaluation result of the floc aggregation state of the mixed water collected from the mixing pond 22, For example, the quality of the raw water changes when the quality of the raw water changes compared to the case where the filtration time index (STR) of the sedimentation basin outlet water is evaluated and the amount of the flocculant injected into the mixing pond is controlled. It takes a short time until the floc aggregation condition is changed.
上述した実施形態においては、凝集状態を評価するフロックを含む試験水として、浄水場の混和池から採取した混和水を例に挙げて説明したが、実施形態のフロックの凝集状態評価方法およびフロックの凝集状態評価装置を用いて評価できる試験水は、浄水場の混和池から採取した混和水に限定されるものではなく、フロックを含む試験水であれば、如何なる試験水であってもよい。また、試験水を採取する混和池２２は、図２に示す急速混和池２０、第１撹拌池３１、第２撹拌池３２、第３撹拌池３３のいずれであってもよい。 In the embodiment described above, the mixed water collected from the mixing pond of the water purification plant has been described as an example as the test water including the floc for evaluating the aggregation state, but the floc aggregation state evaluation method and floc of the embodiment are described. The test water that can be evaluated using the coagulation state evaluation apparatus is not limited to the mixed water collected from the mixing pond of the water purification plant, and any test water may be used as long as it is a test water containing floc. Further, the mixing basin 22 for collecting the test water may be any of the rapid mixing basin 20, the first stirring basin 31, the second stirring basin 32, and the third agitation basin 33 shown in FIG.
上記実施形態では、フロックの凝集状態評価装置が浄水場に設置された水処理装置に備えられている場合を例に挙げて説明したが、フロックの凝集状態評価装置およびフロックの凝集状態評価方法の適用は浄水場に限定されず、下水処理場、産業排水処理施設等に設置しても構わない。また浄水場における中央監視制御システムのようなコンピュータの中央演算装置を用いる場合を例に挙げて説明したが、タブレット端末のような持ち運び可能な可搬性の装置を使っても構わない。 In the above embodiment, the case where the floc aggregation state evaluation device is provided in the water treatment apparatus installed in the water purification plant has been described as an example, but the floc aggregation state evaluation device and the floc aggregation state evaluation method Application is not limited to water purification plants, and they may be installed in sewage treatment plants, industrial wastewater treatment facilities, and the like. Moreover, although the case where a central processing unit of a computer such as a central monitoring control system in a water purification plant is used has been described as an example, a portable device such as a tablet terminal may be used.
上記実施形態では、フロックの凝集状態が良好であるか不良であるかの判断に、フロックの移動速度分布の分散値を用いているが、分散値に代えて、頻度分布の鋭さを表す尖度を用いてもよい。 In the above embodiment, the dispersion value of the movement speed distribution of the flock is used to determine whether the floc aggregation state is good or bad. Instead of the dispersion value, the kurtosis representing the sharpness of the frequency distribution is used. May be used.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、フロックを含む試験水中に陽極と陰極を配置し、前記試験水に電圧を印加して複数の前記フロックの移動速度を前記フロック毎に測定する移動速度測定工程と、各フロックの移動速度のベクトルが、前記陽極方向の成分を含む場合に第１符号を付与し、前記陰極方向の成分を含む場合に第２符号を付与し、前記第１符号の移動速度および前記第２符号の移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、前記複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する分散値算出工程と、前記分散値に基づいて、前記フロックの凝集状態の良否を評価する評価工程とを有することにより、試験水の水質に関わらず、試験水中のフロックの凝集状態が良好であるか否かを評価できる。 According to at least one embodiment described above, an anode and a cathode are arranged in the test water including the floc, and a moving speed is measured for each floc by applying a voltage to the test water. When the vector of the measuring step and the moving speed of each floc includes the component in the anode direction, a first code is assigned, and when the vector includes the component in the cathode direction, a second code is assigned, Based on the variance value, a variance value calculating step of calculating a variance value in the velocity distribution of the plurality of flocks by totaling the movement velocity and the movement velocity of the second code for each predetermined size, By having an evaluation step for evaluating the quality of the floc aggregation state, it is possible to evaluate whether the floc aggregation state in the test water is good regardless of the quality of the test water.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…水処理装置、１０…着水井、２０…急速混和池、２１、３４、３５、３６…撹拌装置、２２…混和池、３０…フロック形成池、３１…第１撹拌池、３２…第２撹拌池、３３…第３撹拌池、４０…沈殿池、５０…濾過池、６０…フロックの凝集状態評価装置、６１…セル、６２…電圧供給装置、６２ａ…陽極、６２ｂ…陰極、６３…流量計、６５…フロック追跡装置、７０…凝集剤注入装置、７１…ｐＨ調整剤注入装置、７２…流量調整弁、７４…ｐＨ測定装置、８０…移動速度測定装置、８１…分散値算出装置、９０…評価装置、９１…パラメータ調整装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Water treatment apparatus, 10 ... Receiving well, 20 ... Rapid mixing pond, 21, 34, 35, 36 ... Stirring apparatus, 22 ... Mixing pond, 30 ... Flock formation pond, 31 ... First stirring pond, 32 ... Second Stirring basin, 33 ... third stirring basin, 40 ... precipitation basin, 50 ... filtration basin, 60 ... floc aggregation state evaluation device, 61 ... cell, 62 ... voltage supply device, 62a ... anode, 62b ... cathode, 63 ... flow rate 65 ... Flock tracking device, 70 ... Flocculant injection device, 71 ... pH adjuster injection device, 72 ... Flow rate adjustment valve, 74 ... pH measurement device, 80 ... Movement speed measurement device, 81 ... Dispersion value calculation device, 90 ... Evaluation device, 91 ... Parameter adjustment device
Claims (10)
各フロックの移動速度のベクトルが、前記陽極方向の成分を含む場合に第１符号を付与し、前記陰極方向の成分を含む場合に第２符号を付与し、前記第１符号の移動速度および前記第２符号の移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、前記複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する分散値算出工程と、
前記分散値に基づいて、前記フロックの凝集状態の良否を評価する評価工程とを有するフロックの凝集状態評価方法。 A moving speed measuring step of arranging an anode and a cathode in test water containing flock, applying a voltage to the test water, and measuring a moving speed of the plurality of flocks for each flock;
When the moving speed vector of each floc includes a component in the anode direction, a first code is assigned, and when the vector includes a component in the cathode direction, a second code is assigned, and the moving speed of the first code and the A dispersion value calculating step of calculating the dispersion value in the movement speed distribution of the plurality of flocks by totaling the movement speeds of the second code for each predetermined size;
A floc aggregation state evaluation method comprising: an evaluation step of evaluating the quality of the floc aggregation state based on the dispersion value.
前記評価工程において、前記フロックの凝集状態の評価が不良であって、前記平均値が第１符号である場合に、前記試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定する請求項２に記載のフロックの凝集状態評価方法。 In the variance value calculating step, an average value of the moving speed of the first code and the moving speed of the second code of the moving speeds of the plurality of flocks is calculated,
The evaluation step determines that the injection rate of the flocculant in the test water is insufficient when the floc aggregation state is poor and the average value is the first sign. The floc aggregation state evaluation method described in 1.
前記評価工程において、前記フロックの凝集状態の評価が不良であって、前記平均値が第２符号である場合に、前記試験水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定する請求項２に記載のフロックの凝集状態評価方法。 In the variance value calculating step, an average value of the moving speed of the first code and the moving speed of the second code of the moving speeds of the plurality of flocks is calculated,
In the evaluation step, when the evaluation of the aggregation state of the floc is poor and the average value is the second sign, it is determined that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive. The floc aggregation state evaluation method described.
前記セル内に対向配置された陽極と陰極とによって、前記セル内の前記試験水に電圧を印加する電圧供給装置と、
前記試験水に電圧を印加したときの前記試験水中のフロックの位置を、少なくとも第１時刻と前記第１時刻から所定時間経過後の第２時刻とにフロック毎に測定するフロック追跡装置とを有する移動速度測定装置と、
前記フロック追跡装置の測定した前記試験水中の複数のフロックの位置の信号が入力されることにより、各フロックの移動速度のベクトルを生成し、前記ベクトルが、前記陽極方向の成分を含む場合に第１符号を付与し、前記陰極方向の成分を含む場合に第２符号を付与し、前記第１符号の移動速度および前記第２符号の移動速度をそれぞれ所定の大きさ毎に集計して、前記複数のフロックの移動速度分布における分散値を算出する分散値算出装置と、
前記分散値に基づいて、前記フロックの凝集状態の良否を評価する評価装置とを有するフロックの凝集状態評価装置。 A cell containing test water containing flocks;
A voltage supply device for applying a voltage to the test water in the cell by means of an anode and a cathode arranged opposite to each other in the cell;
A flock tracking device for measuring the position of the floc in the test water when a voltage is applied to the test water at least every first flock and at a second time after a predetermined time has elapsed from the first time; A moving speed measuring device;
By inputting signals of the positions of a plurality of flocs in the test water measured by the floc tracking device, a vector of the moving speed of each floc is generated, and the vector includes a component in the anode direction. 1 code is provided, a second code is provided when the component in the cathode direction is included, the moving speed of the first code and the moving speed of the second code are totaled for each predetermined size, A dispersion value calculating device for calculating a dispersion value in the movement speed distribution of a plurality of flocks;
A floc aggregation state evaluation apparatus comprising: an evaluation apparatus that evaluates the quality of the floc aggregation state based on the dispersion value.
前記評価装置は、前記フロックの凝集状態の評価が不良であって、前記平均値が第１符号である場合に、前記試験水中の凝集剤の注入率が不足していると判定する請求項７に記載のフロックの凝集状態評価装置。 The variance value calculating device calculates an average value of the moving speed of the first code and the moving speed of the second code of the moving speeds of the plurality of flocks,
The said evaluation apparatus determines with the injection rate of the coagulant | flocculant in the said test water being insufficient when evaluation of the aggregation state of the said floc is bad and the said average value is a 1st code | symbol. The floc aggregation state evaluation apparatus according to 1.
前記評価装置は、前記フロックの凝集状態の評価が不良であって、前記平均値が第２符号である場合に、前記試験水中の凝集剤の注入率が過剰であると判定する請求項７に記載のフロックの凝集状態評価装置。 The variance value calculating device calculates an average value of the moving speed of the first code and the moving speed of the second code of the moving speeds of the plurality of flocks,
The evaluation apparatus determines that the injection rate of the flocculant in the test water is excessive when the floc aggregation state is poor and the average value is the second sign. The floc aggregation state evaluation apparatus described.
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